Van hop en bier

Van hop en bier

Uitwerking van de lezing door Herman Vermeire, gehouden op de clubavond van 31 maart 2000.

De heer Vermeire is gepensioneerd medewerker van het Nibem. Nibem staat voor Nederlands Instituut voor Brouwgerst, Mout en Bier, een organisatie gefinancierd door de mout- en brouw industrie en onderdeel van TNO. De taak van de organisatie is: gezamenlijke problemen uit de industrie oplossen, bijvoorbeeld:

• grondstoffenvoorziening
• afvalwater
• flessen.

Gerstrassen vormen het belangrijkste onderdeel.

Het Nibem beschikt over een tweetal proefmouterijen:

• 1 kg om op kleine schaal verschillende gerstrassen te onderzoeken
• 50 kg voor een proefbrouwerij van 100 hl.

Verschillen:

Huisbrouwer:

• met eenvoudige middelen een steeds lekkerder bier brouwen,
• meest bovengistende bieren,

Proefbrouwerij:

• met geavanceerde apparatuur een constant bier brouwen van steeds wisselende kwaliteit grondstoffen. Tenslotte is gerst een natuurproduct,
• meest pils.

Hop.

In de vakliteratuur bij het hoofdstuk hop kom je nogal wat chemische verbindingen tegen. Die zijn meestal niet zo gemakkelijk Deze zullen in dit verhaal zo min mogelijk gebruikt worden.

De botanische naam van hop is Humulus Lupulus uit de orde van de Urticaceeën en familie van de Moraceeën (moerbei-achtigen). Verhalen dat hop familie zou zijn van hennep, worden bij deze naar het rijk der fabelen verwezen. Geestverrijking van het bier komt meestal meer van de alcohol dan van de hop.

Hop is een tweehuizige klimplant die meest voorkomt in streken met een gematigd klimaat. Tweehuizig betekent dat er zowel mannelijke als vrouwelijke planten zijn, in tegenstelling tot de meeste granen, die eenhuizig zijn. Daar zit het mannelijke stuifmeel en het vrouwelijke vruchtbeginsel verzameld in een plant en dit zijn dan zelfbestuivers. Hop is een kruisbestuiver. Er zijn dus twee planten die voor de voortplanting zorgen. De brouwer is alleen geïnteresseerd in de bloemen van de vrouwelijke planten. Deze bloemen zijn gegroepeerd rondom de spil. Aan de buitenkant zie je verschillende bloemen. Zo'n verzameling bloemen heet een hopbel. Aan de basis van de bloem ontwikkelen zich kleine korrels. In die korrels bevinden zich de hopharsen en de hopoliën. Het gele poeder in de hopbel noemen we lupuline.

De plant heeft een wortelstok. Botanisch gezien is dat een verlengde stengel die in de grond zit. Bij de oogst wordt de plant geheel afgesneden en het volgend seizoen komt hij weer op. De plant ontwikkelt stengels van 6 à 7 meter hoog en de plant wordt geteeld in zgn. hoptuinen. Dit is een veld uitgerust met grote houten palen welke worden verbonden met staaldraad. Rijen van wortelstokken worden geplant. Boven aan de staaldraad komt een dunne ijzerdraad die in de grond vlakbij de wortelstok wordt bevestigd. De hop klimt langs de ijzerdraad naar boven. De dikte van de ijzerdraad is zodanig gekozen dat deze precies 1 seizoen meegaat. Tegen oogsttijd is de draad bijna doorgeroest. Ze trekken de hele rank van het staaldraad naar beneden en deze wordt met ijzerdraad en al afgevoerd naar de plukmachine.

Mannelijke planten mogen in het Europese continent niet in de hoptuin. Toch kan het voorkomen dat sommige bloemen worden bevrucht door wilde hop die in de nabijheid van de hoptuin groeit. Dan vormen zich onderin de hopbel kleine zaadjes, die je duidelijk kunt voelen. Bevruchte hop wordt niet gewaardeerd omdat bevruchte hop een minder fijn aroma zou geven. Een ander punt is dat de hopbel zich dan makkelijker zou openen en daardoor de lupuline verliest. Een derde argument: bevruchte hop weegt zwaarder omdat er zaadjes in zitten, en dat scheelt weer in prijs. In Engeland en de USA planten ze juist wel mannelijke planten in de hoptuin: bevruchte hop heeft grotere bellen en de plant is beter resistent tegen ziekten.

Het is wel zo dat in sommige landen, met name in België, er een wet was wanneer je een tuin of ander stuk grond, bijvoorbeeld een stuk bos, had in de buurt van een hoptuin, was je verplicht eventuele wilde hop te rooien in de tijd van de bloei, zodanig dat de hop uit de tuinen niet bevrucht zou worden.

Hop is erg gevoelig voor ziektes, met name voor bepaalde schimmelziektes zoals bijvoorbeeld meeldauw en perenospera. Ook heeft hop snel last van bladluis en de Red Spider. Zij kunnen de opbrengst aanzienlijk verminderen. Normale opbrengst in Duitsland, als bijzonder groot hopgebied, is ongeveer 1600 kg/ha. De slechte resistentie tegen ziekten betekent dat je, afhankelijk van weersomstandigheden, zeer frequent de hop moet behandelen met gewasbeschermingsmiddelen. In de 19e eeuw en het begin van de vorige eeuw gebruikte men daarvoor bordeauxe pap. Dit werd ook gebruikt in de wijnbouw. Het is een mix van kopersulfaat, diverse metalen en arsenicum. Tot de jaren 70 van de 20e eeuw stond zelfs in de Nederlandse warenwet dat er sporen van arsenicum in het bier mochten zitten. Dat zat er al lang niet meer in, maar de warenwet is pas erg laat aangepast.

Met gewasbeschermingsmiddelen gaat met tegenwoordig zorgvuldiger om dan voorheen. Vroeger werd er ook veel preventief gespoten, zelf wanneer er nog geen luis te bekennen was. Tegenwoordig wordt een bepaald percentage aan ziekten toegelaten en pas wanneer dat overschreden wordt gaat men pas behandelen.

Overigens zijn de gewasbeschermingsmiddelen die in Europa zijn toegelaten anders dan degene die in de Verenigde Staten gebruikt mogen worden. Dit heeft tot gevolg dat hop die in bijvoorbeeld Duitsland wordt gekweekt met de bedoeling deze te exporteren, wordt behandeld met gewasbeschermingsmiddelen die in Europa niet zijn toegestaan, omdat de hier gebruikelijke middelen de export naar Amerika in de weg staan.

Eind augustus, begin september wordt er geoogst. Bij sommige bedrijven wordt het oogsttijdstip bepaald in een laboratorium. De belangrijkste functie van hop is het geven van bitterheid aan het bier. De bitterheid heeft een maximum. Als de hop te lang blijft staan, gaat de bitterheid weer achteruit. Wekelijks neemt men dus een monster uit de hoptuin en wanneer het maximum bereikt is, gaat men oogsten.

Versgeplukte hop heeft een vochtgehalte van 75%. Dat is heel hoog. Het is dus van groot belang dat de hop zo snel mogelijk wordt gedroogd. Het vochtgehalte is dan nog zo'n 12%. Dat wordt gedaan bij lage temperaturen, niet hoger dan 50 °C. Wanneer de temperatuur te hoog is, of wanneer de hop te lang blijft liggen kun je last krijgen van schimmel en allerlei oxidatie- en polymerisatie reacties, waardeoor de kwaliteit achteruit holt. Het vochtgehalte is ook voor thuisbrouwers van belang, Veel mensen plukken wilde hop uit de tuin of langs een (bos)pad en stoppen dat al dan niet in de diepvries en gaan dat dan verwerken. U moet zich realiseren dat u dan ¾ ; water toevoegt, dus u moet fors meer gebruiken dan bij gedroogde hop. Daarbij komt dat de bitterwaarde van wilde hop aanzienlijk lager is dan die van gecultiveerde hop.

Na het drogen wordt de hop gezwaveld en vervolgens in balen geperst. Steeds meer worden echter ook andere producten gemaakt, waarover later meer.

De balen wegen 50 kg. Deze balen worden een Zentner genoemd. Deze kreet vindt je ook in handelscontracten terug. De hop wordt nu bij 0 °C en droog bewaard. Ondanks deze optimale omstandigheden, gaat de kwaliteit toch achteruit. Overjarige hop is nog wel te gebruiken, maar iedere brouwer zal er naar streven dat de hop aan het einde van het seizoen bijna op is en zal zo snel mogelijk willen beginnen aan de nieuwe oogst.

Hopbitterstoffen.
Hopbitterstoffen worden onderscheiden in alfazuren en betazuren. De alfazuren zijn veruit het belangrijkste. Alfazuren worden humulonen genoemd, betazuren ook wel lupulonen genoemd. De structuur van de bitterzuren is heel lang in het ongewisse gebleven. Het is vrij moeilijk om deze te analyseren. Eerst in de jaren 70 van de vorige eeuw echt opgehelderd.

Alfazuren of humolonen
Hop bevat ongeveer 3-12% alfazuur. Bij lage percentages, tot 5% wordt de hop vooral gebruikt om het bier aroma te geven. Hop met hogere percentages, 7-12% wordt voornamelijk gebruikt om het bier zijn bitterheid te geven. Bitterhop wordt aan het begin van het kookproces toegevoegd aan de wort, aan het einde wordt dan vaak nog wat aromahop toegevoegd. Het percentage alfazuur is relatief makkelijk in een laboratorium worden bepaald. Alfazuren zijn echter niet in water oplosbaar. De alfazuren worden dus in het brouwproces eerst omgezet in een iso-verbinding. Alfazuur wordt iso-alfazuur. Deze isomerisatie heeft plaats tijdens het koken. Er zijn verschillende factoren van invloed op deze isomerisatie: temperatuur, kooktijd en pH. Hoe langer je kookt, des te meer rendement heb je. Er wordt meer alfazuur omgezet in iso-alfazuur. Hoe hoger de temperatuur (onder druk koken) hoe sneller de reactie verloopt, en hoe lager de pH, ofwel hoe hoger de zuurgraad, hoe lager het rendement van de isomerisatie. Een te hoge pH van de wort is ook om andere redenen niet prettig. Het gemiddelde rendement na twee uur koken is ongeveer 45-50%. Tijdens de gisting gaat ook nog een deel van het iso-alfazuur verloren. Het iso-alfazuur adsorbeert zich aan de gist en het gaat ook in het schuim zitten. Als het vat overschuimt of wanneer je het schuim afschept, ben je een hoop bitterstoffen kwijt. Het eindresultaat is dat het totale rendement slechts 30% is. 2/3 ben je kwijt. Iso-alfazuur heeft ook invloed op de schuimhechting. Een brouwer wil na iedere teug een randje schuim zien op het glas. Wanneer je bier maakt zonder alfazuur, dan hecht het schuim niet aan het glas. Dan lijkt het of het glas niet schoon was.

Betazuren of lupulonen.
Deze zijn veel minder belangrijk voor de bitterheid van het bier. Sommige onderzoekers beweren zelfs dat deze in het geheel geen bitterheid geven aan het bier. Het merkwaardige is dat deze betazuren een hoge patriostatische activiteit hebben. Dit betekent dat zij een goede bacterieremmende werking hebben. De betazuren zijn ook niet oplosbaar in water en bovendien zijn ze weinig stabiel.

Andere hopbestanddelen.
Deze bestaan vooral uit hopoliën, polyfenolen en vrije vetzuren.

Hopoliën zijn vluchtige stoffen, slecht oplosbaar en deze verdwijnen meestal na 10 minuten koken. Als je boven de brouwketel ruikt onmiddellijk na het toevoegen van de hop, ruik je een sterke hoplucht. Na zo'n 10 minuten is deze lucht een stuk minder. Wanneer je toch hoparoma in je bier wilt, zijn er in principe twee technieken om dat te realiseren:

1. dry hopping: men voegt wat hop toe in het gistingsvat of zelf bij het lageren. Dit is niet aan te raden omdat dit makkelijk infecties kan veroorzaken.
2. hop toevoegen aan de hete wort, juist nadat het gekookt heeft, en vlak voor het koelen. Voorzichtig, want overdaad schaadt.

De hoeveelheid polyfenolen (ook wel looistoffen of tannines genoemd) in de hop staat niet in verhouding tot de hoeveelheid die uit de mout afkomstig zijn. Zij bevorderen de eiwit-uitvlokking tijdens het koken en hebben een lichte bijdrage tot instabiliteit van bier.

Tot slot de vrije vetzuren. Deze komen in kleine hoeveelheiden voor. Zij zouden van invloed zijn op het vasthouden van koolzuur in de vloeistof, maar daarvan is nog niet zoveel bekend.

Hopproductie

De totale wereldproductie is zo'n 1.9 miljoen Zentner of 95 miljoen kg. Onderstaande lijst is niet erg gedetailleerd, gezien het feit dat de post 'overigen' nog zo'n 10% van het totaal beslaat.

Tabel 1: Hopproductie in de wereld (prognose 1999)

We zien dat Duitsland en de Verenigde Staten de grootste producenten zijn met elk zo'n kleine 30%. China volgt, maar de Chinese hop wordt bijna uitsluitend in hun eigen bieren gebruikt. Volgens insiders is de Chinese hop laag in bitterheid. Bij het Nibem is ooit een chinees bier geanalyseerd en daaruit bleek dat het een vrij hoog nitraatgehalte had. Een mogelijke oorzaak daarvan zou kunnen zijn dat ze een hoge hopgift nodig hebben in hun bier. De gekweekte hop wordt uiteraard bemest en het daaruit voortkomende nitraatgehalte in de hop zorgt voor een verhoogd nitraatgehalte in het bier.

Tsjechië is volgend op de lijst. Tsjechische hopsoorten zijn bekend en geroemd om hun fijne aroma en bitterheid. De meest hop in Tsjechië komt uit de streek Saaz, een gebied ten noordwesten van Praag. 75% van de Tsjechische hop komt uit dat gebied.

Waarschijnlijk wordt een groot gedeelte van de 'overige hop' gekweekt in Rusland, maar ook Russische hop is niet erg gewild in het Westen, vanwege de lage bitterheid.

Hopproductie in Duitsland
Duitsland is voor brouwers in Europa een belangrijk gebied. In onderstaande tabel wordt vooral de hopproductie in de streek Hallertau nader uitgesplitst. Hallertau is het belangrijkste hopteeltgebied en ligt ten noorden van München. Als je ooit in de gelegenheid bent dit gebied in de oogsttijd te bezoeken, is dat zeker de moeite waard. Er worden dan allerlei oogstfeesten georganiseerd waarbij je van alles kunt beleven. Hop uit de Hallertau is goed bekend met een redelijk goed aroma en een goede bitterheid. Er wordt onderscheid gemaakt in verschillende hoppen: aromahop en bitterhop. Aromahop heeft een beter aroma en minder bitterheid, bitterhop heeft een goede bitterheid.

Ook in Duitsland worden er steeds meer verschillende rassen geïmporteerd, vooral een aantal Engelse rassen, zoals je in tabel 2 kunt zien.

81% van alle Duitse hop komt uit de Hallertau. Dat wil niet zeggen dat de overige gebieden niet belangrijk zijn, daar komt ook nog een aanzienlijke hoeveelheid hop vandaan. Bijvoorbeeld Tettnanger hop, welke geteeld wordt in het gebied juist noordelijk van de Zwitserse grens, aan de Bodensee. Dit is een zeer gewilde hop voor pilsner bieren. Hersbrucker en Spalt zijn beide Beierse hoppen, zuidelijk van Neurenberg. Deze worden gekarakteriseerd door een lage bitterheid en een goed aroma. Uit deze tabel blijkt in Duitsland er toch meer gekeken wordt naar aroma. Dat komt omdat Duitse bieren wat men noemt hopbetoond zijn, er wordt meer karakter gegeven dan aan ons Nederlandse bieren.

Tabel 2: Hopproductie in het gebied Hallertau

Tabel 3: Hopproductie in Duitsland, uitgesplitst naar gebied (prognose 1999)

Hop was tot in de jaren vijftig een zeer speculatief gewas. Ik heb meegemaakt dat een baal hop in een jaar vier tot vijf maal duurder was dan het jaar ervoor. Daarvoor waren twee belangrijke oorzaken aan te wijzen:

1. Hopbellen zijn moeilijk te bewaren. Overjarige hop gaat nog net, tweejarige hop: niet meer gebruiken. De enige klant van de hopleverancier is de brouwerij. Wanneer er een geweldig goede oogst is kelderen de prijzen, wanneer er een kleine misoogst is, schieten de prijzen omhoog.
2. De tweede moeilijkheid was het verschil in bitterwaarde van jaar tot jaar. Dat kon variëren en daardoor had je per brouwsel meer of minder nodig, want brouwers streven naar een constant product.

Men heeft om deze reden veel energie gestoken om een product te fabriceren dat een constante bitterwaarde heeft en langer te bewaren is. Dat heeft geleid tot de ontwikkeling van hopextracten en hoppoeders. Hieronder is schematisch aangegeven hoe hopextract gemaakt wordt.

Figuur 3: Schematische weergave van het productieproces van hopextract,

De hop wordt vermalen en ge-extraheerd met een organisch oplosmiddel. Vroeger werd daar dichloormethaan voor gebruikt, tegenwoordig gebruikt men alcohol en/of superkritisch koolzuur. Dit is koolzuur die onder grote druk vloeibaar gemaakt wordt. Dit blijkt een zeer goed oplosmiddel te zijn. Bovendien verdampt het snel zodra de druk van het vat gehaald wordt, waarna je het extract overhoudt. Het oplosmiddel wordt hergebruikt. Beide extracten Het restmateriaal wordt opgelost in water en daar wordt een soortgelijke procedure op losgelaten. Beide extracten worden daarna gemengd tot een standaard bitterheid en verpakt in blik. Dit is jarenlang houdbaar.

Een tweede product is hoppoeder. Ook hiervan wordt het proces hieronder schematisch weergegeven:

De hop wordt ook hier vermalen. De vermalen hop wordt afgekoeld tot -35 °C. De reden van deze afkoeling is dat de lupuline heel kleverig is bij hogere temperaturen. Als het zover wordt afgekoeld kun je de lupuline uit het restmateriaal zeven, zonder dat je materialen verstopt raken. Na analyse worden de beide fracties weer vermengd tot een standaard en onder stikstof of koolzuurgas verpakt, zodat de hop niet oxydeert.

Vroeger werd dit product inderdaad aangeleverd als poeder, maar in een grote brouwerij is de verwerking daarvan niet prettig (het stuift nogal en blijft gemakkelijk overal aan kleven). Tegenwoordig wordt het hoppoeder in pellets geperst en zo verkocht.

Ik hoop dat ik jullie een beetje wijzer heb gemaakt over de technieken met hop en wilde hiermee afsluiten.