Koudhoppen

Door: Pat Woodward

In januari van dit jaar vond in Columbus USA een conferentie plaats van de Ohio Craft Brewers. Belangrijkste spreker daar was Tom Shellhammer, hoogleraar vergistingswetenschappen aan de Oregon State University, een internationaal erkende autoriteit op het gebied van de chemie van hop. Onderwerp van zijn presentatie was koudhoppen, het toevoegen van hop tijdens de vergisting of het lageren. Koudhoppen is een veel gebruikte techniek bij het brouwen van vele bierstijlen, met name American Pale Ales. De volgende drie vragen kwamen daarbij aan de orde.

Is meer altijd meer?

De eerste onderzoeksvraag van Shellhammer en zijn collega’s was: leveren grotere hoeveelheden hop ook meer hop-aroma op? Om dit te onderzoeken namen ze een simpele Pale Ale van 4,75 % alc., niet al te veel hop (19 IBU), die gedurende 24 uur koudgehopt was met Cascade hopbloemen. De variabele in het onderzoek was de hoeveelheid hop. Die varieerde van 2 gram per liter tot 16 gram per liter. De effecten van het koudhoppen werden op twee manieren geanalyseerd. Ten eerste met behulp van meetinstrumenten en ten tweede door een groep keurmeesters.

Het onderzoek leverde twee conclusies op. De eerste was dat met 8 gram hop per liter de olie in de hop en het daaruit voortkomende aroma, het verzadigingspunt vrijwel bereikt is. Of, zoals Shellhammer het zelf formuleerde: koudhoppen met meer dan 8 gram per liter komt neer op het inefficiënt gebruiken van grondstoffen. In zijn presentatie lichtte hij nog toe dat de meest aromatische componenten van hopolie het moeilijkst oplosbaar zijn in water. Dat beperkt de hoeveelheid aroma die er aan onttrokken kan worden. De tweede conclusie was verrassender. Het verzadigingspunt van de olies die citrus-aroma's afgeven, ligt lager (dichter bij 4 gram hop per liter) dan dat van de olies die kruiden/thee aroma’s afgeven. Dat geldt ook voor de componenten die zorgen voor bitterheid, de humulinonen en polyfenolen. Professor Shellhammer en zijn student Scott LaFontaine hebben hun conclusie als volgt verwoord in een gezamenlijke publicatie. Meer hop toevoegen bij het koudhoppen leidt niet simpelweg tot sterkere aroma's, het verandert ook de aard van het aroma in het uiteindelijke bier. Hoeveelheden van meer dan 8 gram hop per liter geven aroma’s die meer kruiden/thee van aard zijn dan citrus. Onderzoek wijst uit dat een hoeveelheid van 4 tot 8 gram hop per liter bij het koudhoppen leidt tot een meer evenwichtig hoparoma.

Levert koudhoppen wel bitterheid op?

Tot voor kort dachten brouwers en onderzoekers dat de bitterheid uit hop bijna geheel te danken was aan geïsomeriseerde alfa-zuren tijdens het koken van het wort. De alfa-zuren in hop zijn van zichzelf niet bitter en lossen heel moeilijk in water op, maar door het koken worden ze geïsomeriseerd. Bij isomeriseren verandert het molecuul van vorm doordat de atomen herschikt worden. Door deze verandering neemt de bitterheid en de oplosbaarheid toe. Koudhoppen vindt plaats bij vergistingstemperaturen en dat is te koud om voor isomerisatie te zorgen. Vandaar dat tot nu toe werd gedacht dat bij koudhoppen geen bitterheid afgegeven kon worden.

Tegenwoordig worden veel IPA’s met een sterk fruitaroma gebrouwen en een lage bitterheid. Brouwers voegen steeds minder (en soms zelfs bijna helemaal geen) hop toe tijdens de kooktijd en juist veel meer bij het koudhoppen. Als gevolg daarvan zijn niet alleen brouwers maar ook onderzoekers als Shellhammer kritisch gaan kijken naar eerdere aannames. Uit onderzoek van Shellhammer blijkt dat humulinonen en polyfenolen veel bitterheid kunnen afgeven in bier dat met veel koudhop gebrouwen is. In tegenstelling tot de geïsomeriseerde alfa-zuren, hoeven deze componenten niet gekookt te worden om bitter te worden. Sterker nog, omdat humulinonen gevormd worden wanneer niet-geïsomeriseerde alfa-zuren oxideren, is dit effect nog heviger bij oude hop die gedeeltelijk geoxideerd is. Wat betekent dit in de praktijk? Dat de lage IBU’s van troebele, fruitachtige NEIPA’s weinig zeggen. Wie weinig bitterheid wil, moet brouwers zoeken die koudhoppen met zeer verse hop.

Wat is hop creep?

Met hop creep wordt het verschijnsel bedoeld van extra vergisting onder invloed van koudhoppen. In 2018 heeft Shellhammer een artikel gepubliceerd in het Journal of Agricultural and Food Chemistry over een onderzoek naar hop creep. Onderstaande grafiek toont de uitkomst van het onderzoek.

Shellhammer nam vier biermonsters van Coors Banquet. Aan bier 1 voegde hij Cascade hoppellets toe, aan bier 2 gist, aan bier 3 zowel hop als gist en aan bier 4 helemaal niets. Op de y-as van de grafiek staan de niveaus onvergiste suikers in het bier. Het suikerniveau in bier 4 veranderde vrijwel niet en bleef 40 dagen lang op 3,5 graden Plato. In bier 2, waar gist was toegevoegd, zakte het suikerniveau een klein beetje. Dat is niet zo vreemd, want Coors maakt niet bepaald het droogste bier. In bier 1 met de hop ging het suikerniveau een klein beetje omhoog en bleef daarna gedurende de loop van het onderzoek constant. De verklaring hiervoor is dat hop een beetje suiker bevat. Maar de grote verrassing was bier 4 met de hop en de gist. Het suikerniveau van bier 4 was in 40 dagen met de helft, 50%, afgenomen.

Wat leren we hier nu van? Extra vergisting doet zich dus alleen voor als zowel gist als hop wordt toegediend. Hoe is dit te verklaren? Hop blijkt enzymen te bevatten die onvergistbare lange-keten-suikers kunnen afbreken tot eenvoudige, snelle suikers. Dit is vergelijkbaar met wat de enzymen in gerst tijdens het maischen doen. Deze enzymactiviteit blijft zonder gevolgen als er geen gist aanwezig is (suiker is suiker), maar als er gist aanwezig is, worden de net geproduceerde suikers omgezet in ethanol en CO₂. Hop creep doet zich alleen voor bij koudhoppen. Immers, als hop wordt toegevoegd aan kokende of bijna kokende wort, zal de hoge temperatuur de enzymen in de hop denatureren (lees: uitschakelen).

Hop creep kan een aanzienlijke impact hebben op bier, bijvoorbeeld op troebele NEIPA’s die dikwijls nog wat gist bevatten en die gekoudhopt zijn met grote hoeveelheden hop.

• Als het bier al gebotteld is, kan de extra CO₂ zorgen voor zoveel druk dat flesjes exploderen.

• Het alcoholpercentage gaat omhoog. Bij het onderzoek met het Coors Banquet bier was het met 1,3% toegenomen.

• Er wordt extra diacetyl geproduceerd. Bij het onderzoek van Shellhammer ging het diacetylniveau omhoog van 25 ppb naar 200 ppb als gevolg van de extra vergisting door het koudhoppen.

Hoe meer onvergiste suikers een bier bevat, des problematischer wordt de hop creep. Het zal dus eerder voorkomen dat een DIPA (Double IPA) ontploft dan een Brut IPA. Wie meer wil weten over ontploffende bierflesjes kan googelen op ‘exploding beer cans’ of het artikel Good Beer Hunting lezen van Bryan Roth.

Bron

• https://patspints.com/2019/01/16/the-surprising-science-of-dry-hopping-lessons-from-tom-shellhammer/#more-9896

Vertaald en bewerkt door Sophie de Boer