Aromatische stoffen in hop

Een trend in het moderne brouwen is het toenemende gebruik van aroma hop in brouwproces. Eigenlijk is dit bij alle bierstijlen wel het geval en vaak duidt men dit biertype aan met de toevoeging “American”. Bijvoorbeeld een Witbier met (te) veel hoparoma wordt dan een American Wit. Deze hoptoevoegingen omvatten verschillende technieken: Whirlpool hop, een Hop-Back en Dryhoppen ofwel Koud Hoppen. Let op: deze hoptoevoegingen worden niet gedaan om de bitterheid te verhogen maar in plaats daarvan gaat het om de hopoliën

Bitterheid en Aroma Hop

Bij het ontwerpen van een nieuw bierrecept richt een brouwer zich op het niveau van de bitterheid van het bier, traditioneel gemeten in IBU’s (International Bitterness Units). Bitterheid komt uit de alpha zuren in de hop, dit zijn voornamelijk; humulone, cohumulone, adhumulone. Ook zijn er nog de Beta zuren waarvan Colupulon de bekendste is. Tijdens de kook ondergaan deze alfa zuren een chemische reactie genaamd isomerisatie waarbij ze getransformeerd worden in bittere stoffen – de traditionele bitterheid die we waarnemen in bier.

Deze hopbitterheid is essentieel voor bier, en moet in een bepaalde balans zijn met de zoetheid. Bij een erg zoet bier valt de bitterheid minder op, de zoetheid maskeert in dat geval. Om de bitterheid bij deze zoete bieren naar voren te laten komen moet dat bier dus bitterder zijn. Een rekenhulp hierbij is de bitterheid/restsuiker verhouding. Echter de focus op de bitterheid (IBU’s) gaat voorbij aan de andere aromatische verbindingen die de hop kan bijdragen. Reeds lang is bekend dat het toevoegen van hop aan het begin van het kook proces van 90 minuten resulteert in het uitdampen van vrijwel alle aromatische stoffen. Je verkrijgt wel de gewenste bitterheid maar niet het aroma. Dus voegen we tegen het eind van het kookproces nogmaals hop toe; op 30 minuten, 15 minuten, 10 minuten of 5 minuten voor het einde van de kook voor het behoud van sommige van de aromatische verbindingen.

Sinds kort is het de wetenschap gelukt veel verbindingen te isoleren die verantwoordelijk zijn voor het aroma van de hop, en daardoor zijn we beter in staat te begrijpen hoe we deze aromacomponenten kunnen behouden. Verrassend is wel dat sommige van deze aromatische verbindingen bij temperaturen ver onder het kookpunt makkelijk verdampen. Tijdens het koken van hop, zelfs voor een paar minuten, zullen deze oliën verdwijnen. Ook zijn de meeste van deze oliën gevoelig voor oxidatie, blootstelling aan lucht. Dus wanneer we deze in het begin van de kook toe te voegen oxideren ze, evenals wanneer we het wort beluchten aan het begin van de vergisting.

Deze vluchtige, aromatische verbindingen worden gewoonlijk aangeduid als "hopoliën" of "etherische oliën". Hier kan je optimaal van profiteren als je de hop niet kookt. In feite is wort van een hoge temperatuur een slecht idee – dus thuis brouwers en sommige commerciële brouwers kunnen het beste het moment van toevoegen van de aroma hop verplaatsen naar een lagere temperatuur van de wort.

Hopoliën

In aanvulling op de alphazuren die voor de bitterheid zorg dragen, zijn er vier belangrijke hopoliën die aroma toevoegen, elk van die oliën heeft een ander kookpunt. De meeste oxideren ook snel wanneer ze blootgesteld worden aan lucht.

Myrceen

Kookpunt: 167 °C. Myrceen of β-myrceen is een organische verbinding, die behoort tot de alkenen. Het is een natuurlijk voorkomende koolwaterstof en een monoterpeen. Myrceen komt onder meer voor in etherische olie van laurier, verbena, myrcia (waaraan het de naam te danken heeft), karwij, venkel, dille, hop, hennep en dragon. Het is in 1965 voor het eerst gesynthetiseerd door pyrolyse van α-pineen. Myrceen is een feromoon voor verschillende insecten.

Het is de belangrijkste en meest aanwezige olie van hop, deze kan wel tot 40-60% deel uitmaken van het oliegehalte van veel Amerikaanse hop varianten (Cascade heeft 50-60%). De meeste edele hop rassen hebben een laag myrceen gehalte (Saaz: 5-13%). Myrceen dampt gemakkelijk uit bij het koken, dus deze zal je zeker tijdens het koken verliezen. Het heeft een kruidig karakter dat kan worden omschreven als groen, balsamico, hoppig in kleine hoeveelheden. Het heeft ook een licht harsig, citrus aroma. Als gevolg van het relatief lage kookpunt kan het alleen maar in grote hoeveelheden het bier aanwezig zijn als het wordt toegepast als dry-hop. Het heeft de neiging om een "groene hop" of verse hop geur te geven wanneer het gebruikt wordt als dry-hop.

Humuleen

Kookpunt: 106 °C. Het is een organische verbinding met als formule C₁₅H₂₄. Het is een macrocyclisch sesquiterpeen met een zoete en doordringende geur. Het is onoplosbaar in water door de grote apolariteit van het molecuul, maar mengbaar met vetten en oliën. Humuleen wordt aangetroffen in essentiële oliën van hop-plant (Humulus lupulus), waaraan het zijn naam heeft ontleend. Het is een isomeer van β-caryofylleen, waarmee het vaak samen wordt aangetroffen.

Humuleen wordt beschouwd als een traditionele edele hop olie, geeft een sterk kruidige aroma, dat meeste mensen met edele hop associëren. Humuleen wordt veel gebruikt in de parfumindustrie vanwege haar kruidige karakter. Indien het lang meekookt heeft het de neiging om een iets pittig aroma op te leveren – zoals Saaz of Nugget hop dat in lichte pilsbieren geven. Omdat het kookpunt net boven het kookpunt van water ligt, levert het doorgaans de beste resultaten als het tegen het eind van de kook of na de kook wordt toegevoegd. Humuleen als aroma zal een lange kook niet zal overleven en is ook geneigd om te oxideren.

Caryofylleen

Kookpunt: 257 °C. Dit is een natuurlijke bicyclische sesquiterpeen dat een bestanddeel is van vele etherische oliën, met name kruidnagelolie, de olie van de stengels en bloemen van de Syzygium aromaticum, de etherische olie van hennep, rozemarijn en hop. Kruidnagel en peper bevatten ook deze olie in aanmerkelijke hoeveelheden. Het wordt meestal gevonden als een mengsel met isocaryofylleen en α-humuleen. Caryofylleen is opmerkelijk voor het feit dat een cyclobutaanring bezit, een zeldzaamheid in de natuur. Caryofylleen is een van de chemische verbindingen die bijdraagt aan de kruidigheid van zwarte peper.

Caryofylleen is een tegenpool van humuleen, en biedt een pittig, houtig, aards en zelfs circusachtig aroma. Hoewel niet significant in edele hop rassen, is Caryofylleen een belangrijke aromacomponent in vele traditionele Engelse hoprassen zoals Goldings en Northdown evenals veel Amerikaanse hoppen zoals Mount Hood. In bier draagt het bij tot een aroma van droog hout, peperig en aards. Het kan zelfs citrustonen toevoegen. Veel hoppen worden beoordeeld door hun Humuleen/Caryofylleen verhouding. Edele hop rassen hebben hoge verhouding van 3:1 of meer. Caryofylleen oxideert snel, dus moet het als verse hop gebruikt worden, laat toevoegen voor het behoud van het aroma

Farneseen

Kookpunt: 125 °C. De term farneseen verwijst naar een set van zes nauw verwante chemische verbindingen die alle sesquiterpenes zijn. α-farneseen en β-farneseen zijn isomeren, verschillen door de locatie van één dubbele binding. α-farneseen is 3,7,11-trimethyl-1,3,6,10-dodecatetraene en β-farneseen is 7,11-dimethyl-3-methylene-1,6,10-dodecatriene. Twee van de α-farneseen stereo-isomeren komen voor in de natuur. α-farneseen is de meest voorkomende isomeer. Het wordt gevonden in de schil van appels en andere vruchten en het is verantwoordelijk voor de karakteristieke geur van groene appel. De oxidatie door de lucht geeft verbindingen die bederf van fruit versnellen. Deze oxidatieproducten beschadigen celmembranen, waardoor uiteindelijk dood van de cel optreed in de buitenste lagen van de vrucht. Beide isomeren zijn signaalstoffen voor insecten. Zij fungeren als alarmferomonen bij termieten of voedsellokstoffen voor de fruitmot. α-farneseen is ook de belangrijkste stof verantwoordelijk voor de geur van gardenia.

Het geeft een 'groene appel' aroma alsmede een bloemig, citrus, houtig karakter en in extreme gevallen een muf, houtig of plantaardig karakter. Farneseen is de minst voorkomende van de hop oliën – meestal minder dan 1% van de hopoliegehalte, maar het is hoger bij vele nobele hopvariëteiten. Omdat farneseen zeer snel oxideert blijft het aroma het beste bewaard als het laat of na de kook wordt toegevoegd.

Lessen

Enkele lessen over hopoliën en late hoptoevoegingen. Kijkend naar de bovenstaande hop-oliën, kunnen we verscheidene gemeenschappelijke thema's waarnemen. Ten eerste, 3 van de 4 oliën oxideren gemakkelijk wanneer ze blootgesteld worden aan de lucht. Dientengevolge is hopverwerking en -opslag echt belangrijk voor het behoud van deze oliën. Als thuisbrouwer moet je je er bewust van zijn dat op het moment dat je de vacuümverzegelde folie zak met hop opent, je het blootstelt aan de lucht en de hopoliën onvermijdelijk beginnen te degraderen. Oxidatie gebeurt ook sneller bij hogere temperatuur, dus moet je de hop opslaan in de vriezer tot het nodig is. Een ander belangrijk punt is dat 3 van de 4 hopoliën een relatief laag kookpunt hebben, zodat laat in het kookproces toevoegen het beste is. Overweeg eens de aromahop toe te voegen als de worttemperatuur beneden de 100 °C is. Toevoegen van de hop tijdens vergisting heeft als voordeel dat de oxidatie van de oliën sterk vermindert omdat dan meestal alle zuurstof is verdreven door de tijdens de vergisting gevormde koolzuur.

Bronnen

• Wikipedia
• BeerSmith