Hopfen

(Humulus lupulus)

Systematik

Hopfen (Humulus lupulus) gehört zur Familie der Cannabaceae. übergeordnete systematische Einordnungen erscheinen teilweise voneinander abweichend nach:

Anmerkung

Wie durch den Familiennamen ersichtlich, steht Hopfen in naher Verwandtschaft zum Hanf Cannabis sativa. Mit diesem teilt sich Hopfen verschiedenste morphologische Gemeinsamkeiten, vor allem im Bereich der generativen Organe. Die Familie umfasst nur die Gattungen Humulus und Cannabis.

Morphologie und Inhaltsstoffe

Morphologie: vegetative Aspekte

Hopfen (Humulus lupulus) ist eine mehrjährige, zweihäusige (es existieren männliche und weibliche Pflanzen) Windestaude. Wie bei allen Stauden kommt es nicht zu einer durchgehenden Verholzung der Pflanze. Lignineinlagerungen (Lignin: Holzstoff) findet man vor allem in den älteren Kormusabschnitten (in der Wurzel sowie den unterirdischen Sprossabschnitten) und in den Faserbündeln der Windesprosse. Dies erscheint konsistent mit der Tatsache, dass die oberirdischen krautigen Windesprosse im Herbst absterben und nur der unterirdische Sprossanteil mit Wurzeln und Erneuerungsknospen überdauert. Durch Ausbildung neuer Wurzelsysteme an den Erneuerungsknospen (siehe Abb.1 Nr.1) bei gleichzeitigem Vergehen des Muttersprosses kann es zur vegetativen Ausbreitung der Pflanze kommen. Als eine der wenigen Ausnahmen unter den heimischen Lianen (Kletterpflanzen, die im Erdboden wurzeln und sich an anderen Pflanzen emporwinden und hochranken) ist Hopfen ein Rechtswinder. Je nach Alter und Sitz am Spross sind die gegenständigen Blätter eirund, herzförmig oder tief gebuchtet (siehe Abb.2 Nr.2). Nebenblätter sind vorhanden. Es werden keine speziellen Windeorgane ausgebildet. Die Pflanze als ganzes klettert, unterstützt von am Spross entlanglaufenden Widerhaken, in einer cicumnutanen Schlingbewegung, das Substrat hinauf.

Morphologie: generative Aspekte

Es handelt sich beim Hopfen um eine zweihäusige Pflanze. Die männlichen Pflanzen entwickeln ihre Blüten (siehe Abb.2 Nr.1) von Juli bis August in reichblütigen Rispen. Der Aufbau der männlichen Blüten spiegelt den Trend zur Vereinfachung der generativen Organe innerhalb der Ordnung Urticales wieder. Ein fünfzähliges Perigon (Perigon: alle Blütenhüllblätter gleichgestaltet, daher keine optische Unterscheidung in Kelch- und Kronblätter) aus gelbgrünen unscheinbar gefärbten Blütenhällblättern schützt die fünf Staubblüttern (siehe Abb.2 Nr.2). Die weiblichen Blütenstände hingegen sind als Kätzchen oder Zapfen anzusprechen, die in achselständigen Trauben angeordnet sind (siehe Abb.2 Nr.3). Die Einzelblüten sind auch hier stark reduziert. Sie bestehen nur noch aus dem Fruchtknoten, der aus zwei verwachsenen Fruchtblättern besteht, die allerdings zusammen nur noch eine einzige atrope (atrope Positionierung: Stellung der Samenanlage an der Verbindung von Samenanlage und Plazenta, dem sog. Foeniculus, in direkter Verlängerung des letzteren) Samenanlagen umschließen. Wie durch die starke Reduzierung jeglichen Schauapparates im Blütenbereich nachvollziehbar wird, handelt es sich beim Hopfen nicht um eine tierbestäubte- sonder um eine windbestäubte (anemogame) Pflanze. Mehrere dieser einfachen Blüten (2-4) sitzen umhüllt von speziellen Blattorganen, die als Reste eines reduzierten Perigons gedeutet werden, in den Achseln spezieller Tragblätter (siehe Abb.2 Nr.4). Die Tragblätter entsprechen morphologisch gesehen den miteinander verwachsenen Nebenlblättern der Hochblätter. Sie wachsen bei Fruchtreife verstärkt heran und bedingen dadurch das zapfenartige Aussehen des Blütenstandes (siehe Abb.2 Nr.5). Die Blüte muss, da Blütenachse und Kelch nur reduziert vorliegen, als oberständig bezeichnet werden. Die erwähnten Trag- und Hochblätter des weiblichen Blütenstandes (Zapfen) sind besetzt mit Drüsenhaaren (Glandulae Lupuli) (siehe Abb.2 Nr.3), deren Köpfchenzellen das für Hopfen typische Harz Lupulin unter die sich hierdurch von den Zellen abhebende Kuticula (Kutikula: azelluläre Schicht aus dem Stoff Cutin, die der äußersten Zellschicht der Pflanze am Spross und den Blättern u.a. als Verdunstungsschutz aufgelagert wird) sezernieren.

Inhaltsstoffe

Verbreitung

Nutzung

Die Nutzung des Hopfens lässt sich in drei Felder einteilen. Die mit Sicherheit ursprünglichste Art der Nutzung ist die medizinische Anwendung verschiedenster Teile des Hopfens, vor allem der Blütenstände. Vielleicht ebenso lange genutzt worden sein könnten die Fasern im Cortex und Bastgewebe der Windesprosse. Die heutzutage mit großem Abstand wichtigste Nutzungsform des Hopfens ist die Anwendung der weiblichen Blütenstünde als Würze beim Bierbrauen.

Hopfen als Medizinalpflanze: Die Nutzung als Heilpflanze ist vielleicht schon den frühen Jäger- und Sammlerkulturen Eurasiens zuzuschreiben. Die ersten historischen Zeugnisse des Hopfens als Nutzpflanze in Europa, liefert Plinius (79 n. Chr.). Noch frühere Erwähnungen die dem Werk Materica Medica des Dioskurides zugeschrieben wurden, stellten sich als Fehlinterpretationen heraus. Er erwähnt die jungen Triebe des Hopfens als wohlschmeckendes Gemäse, erwähnt allerdings nicht die medizinische Wirkung.
Hopfenzapfen in Extrakten wie Aufgüssen oder Pastillen eingenommen haben eine sedierende Wirkung auf den menschlichen Organismus. Auch als Kopfkissenfüllung können die Zapfen beruhiged und schlaffördernd wirken. In der Naturheilkunde werden Hopfenextrakte häufig mit Baldrian kombiniert und in Pastillenform als mildes Schlafmittel bei nervös bedingten Einschlafstörungen empfohlen. Die zur Anwendung gebrachten Pflanzenteile werden pharmazeutisch als Strobuli lupuli bzw. Lupuli Strobuli, Hopfenzapfen oder Hopfenblüten benannt.
Welche Stoffe aber sind es, die dem Hopfen seine charakteristische medizinische Wirkung veleihen? Als wichtigster Inhaltsstoffe können hier die Hopfenbittersäuren Humolon und Lupolon angesehen werden. Diese bitter schmeckenden Stoffe zerfallen im menschlichen Organismus zu Derivaten, wie im Falle des Lupolons zu 2-Methylen-3-butanol-2-ol. Diese, so wird vermutet, besitzen eine sedierende Wirkung auf das Nervensystem und damit eine schlaffördende Wirkung. Durch klinische Studien wurde erwiesen, dass Hopfen im Gegensatz zu vielen synthetischen Schlafmitteln den Rem-Schlaf natürlich fördert und damit eine sanfte und effektive Schlafförderung bewirkt. Des weiteren scheint ein spezieller Inhaltsstoff, das Xanthohumol, eine gewisse Wirksamkeit bei der Behandlung von Krebs zu besitzen. Durch östrogenartige Substanzen im Hopfen wird bei intensiver Einnahme z. B. über zu starken Biergenuss eine Wachstumsförderung der Brustdrüsen bei Männern hervorgerufen und der Sexualtrieb gedämpft. Letzterer Effekt ist vielleicht einer der Gründe für die ausgeprägte Brautradition in Klöstern. Neben diesen spektakulären Effekten wurde Hopfen wegen seiner adstringierenden Eigenschaften (hoher Gerbstoffgehalt!), also appettianregender und verdauungsfördernder Eigenschaften geschätzt.

Die Faserpflanze Hopfen: Als Faserpflanze wurde Hopfen ebenfalls häufig genutzt. Die leicht verholzten Sklerenchymfasern (Sklerenchymfasern: langgestreckte dickwandige Zellen, die einen Typ pflanzlicher Stützgewebe aufbauen / durch Einlagerung des Holzstoffes Lignin, einem Polyphenol, wird die Druckfestigkeit dieser Fasern erhöht), werden ähnlich wie beim Flachs, durch Vermentierung (sog. Rotte) isoliert und in einigen Folgeschritten, von denen die Trocknung der vermentierten Sprossachsen mit anschließender mechanischen Trennung der Bastfasern von umgebenden Gewebe (Röste und Brechen) die wesentlichsten sind. Die gebrauchsfertigen Fasern können dann zu gröberem Gewebe und Seilen versponnen bzw. gedreht werden. Aufgrund der stärkeren Verholzung der Fasern, bleiben diese stets relativ spröde und eignen sich daher nicht, wie z. B. Flachs, für die Herstellung feineren Tuchs oder geschmeidigerer Seile. Eine Nutzung in der Bekleidungsherstellung hat im Falle des Hopfens also nicht bestanden.

Eine kurze Einführung in die Braukunst: "Hopfen und Malz, Gott erhalts" setzt man nun noch Wasser und Hefe hintan, so enthielte diese alte Redensart alle wichtigen Zutaten für ein Bier gebraut nach dem deutschen Reinheitsgebot. Am Anfang eines jeden Bieres steht die Ernte des passenden Getreides. traditionell am meisten genutzt wird zweizeilige Sommergerste oder Weizen. In seltenen Fällen auch Roggen und Hafer, diese meist jedoch nur als Zusatz. Das Getreide wird geerntet und durch Wasserzugabe zum Keimen gebracht. Der Keimprozess mobilisiert im Embryo stärkespaltende Enzyme die sog. Amylasen (alpha- und beta-Amylasen) diese können den Speicherzucker Stärke in für die Pflanze verstoffwechselbaren Oligo- und Disacchariden spalten. Um ein Aufbrauchen der Stärke während des Keimprozesses zu verhindern, stoppt man den Prozess durch das sog. Darren der Samen in der sog. Darre, einem großen erhitzbaren Raum, in dem das Getreide durch erhitzte Luft getrocknet wird. Danach wird das entstandene Malz geschrotet. Das Malz kann unterschiedlich stark gedarrt werden, so dass durch verschieden starke Karamelisierung, voneinander abweichende Aromen im Malz entstehen. Auf diese Art werden die verschiedensten Malzsorten, wie Farbmalze, Rauchmalze, Wiener-, Pilsner- oder Münchener Malze produziert. Die Komposition dieser Malze beim späteren Brauprozess bedingt u. a. die große Anzahl verschiedenster Biersorten und Variationen. Das Malz (sog. Schüttung) wird nun entsprechend Rezept mit Wasser vermischt, es wird eingemaischt. Im Folgenden kann man nun zwei unterschiedliche Brauverfahren unterscheiden, das in Deutschland übliche aufsteigende Infusionsverfahren und das z. B. in England verbreitete absteigende Infusionsverfahren. Beim aufsteigenden Infusionsverfahren wird das eingemaischte Malz unter strenger Kontrolle der Temperatur langsam erhitzt. Werden bestimmte Temperaturpunkte erreicht, stoppt man den Temperaturanstieg und haumllt die Temperatur über einen längeren Zeitraum konstant, die Maische rastet. Diese sog. Verzuckerungsrasten entsprechen in ihrer Temperatur mehr oder minder den optimalen Aktivitätstemperaturen der unterschiedlichen Amylasen. Diese wurden durch das Einweichen des Malzes reaktiviert und bauen nun die Stärke aus dem Mehlkörper der Getreidefrüchte haupsächlich zu Maltose um. Dieser Vorgang kann mehrere Stunden in Anspruch nehmen und reagiert empfindlich auf Temperaturschwankungen. Um zu Testen, ob die Stärke vollständig abgebaut wurde, macht der Brauer die Iod-Probe. Ist noch unverzuckerte Stärke in der Maische vorhanden, so färbt sich mit Iod versetzte Maischelösung bläulich-schwarz. Ist dies der Fall, so muss die letzte Verzuckerungsrast verlängert werden. Des weiteren dienen die Temperaturschritte dazu Eiweiße auszufällen (Eiweißrast) um das Bier später klar zu erhalten. All diese Vorgänge finden in großen Maischekesseln statt, die traditionell aus Kupfer hergestellt werden und von charakteristischer meist glockenartig nach oben auslaufender Form sind. Ist die Stärke vollkommen verzuckert, wird die Maische gefiltert (abgeläutert) und der sog. Maischekuchen ein zweites mal mit Wasser erhitzt und abfiltriert, um auch den letzten Rest des Zuckers zu gewinnen. Die vereinigten Zuckerauszüge werden als Pfannenvollwürze bezeichnet und in die sog. Würzepfanne gegeben, wo sie mit dem Hopfen versetzt werden. Bei dem Vorgang des Hopfenkochens wird zuerst, je nach Rezept, eine bestimmte Menge Bitterhopfen zugegeben und mit der Würze siedend gekocht. Kurz vor Ende des Hopfenkochens wird der Aromahopfen zugegeben, um zu verhindern, dass die Aromastoffe bei zu langem Erhitzen aus der Würze entweichen. Hat der Hopfen seine Bitterstoffe und Aromen an die Würze abgegeben, so wird er abgefiltert (Hopfenseihen) und der Sud wird nun als Ausschlagwürze bezeichnet. Nach Abkühlen der Ausschlagwürze wird der Zuckergehalt über ein spezielles Messger6aumlt der sog. Bierspindel ermittelt (nach dem Prinzip unterschiedlicher physikalischer Dichten abhängig vom Zuckergehalt). Ist der Zuckergehalt ausreichend für die entsprechende Biergattung (Starkbier oder Einfachbier z.B. )so kann die Gärung erfolgen. Hierzu werden entweder sog. untergärige oder obergärige Hefestämme (Saccharomyces cerevisae) der Auszugswürze zugegeben. Die obergärigen Stämme sind die traditionelleren und heißen so, da sie bei der Gärung nach einiger Zeit als flockiger Belag an die Oberfläche des entstehenden Jungbieres aufschwimmen. Biere dieser Brauart, sind z. B. Altbiere, Braunbiere und viele andere meist dunkel (Farbmalzzugabe) eingebraute Biertypen. Die untergärige Brauform wurde im 19. Jh. in Tschechien (Pilsen) entwickelt und nutzt Hefestämme, die während der Gärung nicht aufsteigen. Diese Hefen vergären nur bei kühleren Temperaturen optimal. Untergärige Biere sind alle gängigen Pilssorten und einige Schwarzbiere und beherrschen heute den Markt. Sie sind aufgrund der niedrigeren Gärtemperatur und der damit verbundenen ausgedehnteren Dauer der Reifung länger haltbar. Der Gärprozess dauert einige Tage und wird als Hauptgärung bezeichnet. Nach dieser wird das sog. Jungbier in Fässer oder Flaschen abgefüllt und zur sog. Nachgärung eingelagert. Diese dauert bei untergärigen Bieren länger als bei obergärigen und in dieser Zeit entsteht der endgültige Akoholgehalt und das Aroma des Bieres. Nach dieser Zeit ist das Bier ausgereift und genussfertig. Wie ersichtlich wird, ist es aufgrund des komplexen Herstellungsprozesses gerechtfertigt von Braukunst zu sprechen. Genauere Angaben zur Bierherstellung und der immensen Sortenvielfalt können bei den verschiedenen Goßbrauereien abgefragt werden. Informationen über Untensilien und Zutaten zum Heimbrauen sind unter K. Kling, Brau-Partner für Gastro-,Haus-, und Hobby-Brauer zu beziehen.

Hopfen als Nahrungsmittel: Neben der vorherig beschriebenen flüssigen Nahrungsaufnahme diverser Hopfenprodukte, kann Hopfen auch als Gemüse konsumiert werden. Die jungen Sprosse werden hierzu geerntetn, geschält und gekocht. ähnlich wie Spargel zubereitet, kann man die jungen Sprosse folgerichtig als Hopfenspargel bezeichnen. Durch den großflächigen Anbau des Spargels heutzutage, hat diese Form der Hopfennutzung jedoch kaum noch Bedeutung.

Hopfenanbau

Hopfen wird großflächig nur in geographisch begünstigten Regionen Deutschlands und Europas angebaut. Sein Anbau erfordert tiefgründige fruchtbare Böden und ein warmes und niederschlagsreiches Klima. Diese Voraussetzungen werden in den süddeutschen Anbauregionen von Hersbruck, Hallertau und Tettnang , aber z. B. auch in Saatz in Tschechien erfüllt. Hopfen gehört zu den anspruchsvollsten Anbaupflanzen in Europa. Sein Anbau ist als Sonderkultur zertifiziert und Anbaurechte in den einzelnen Regionen werden durch qualitätsgarantierende Siegel rechtlich dokumentiert. Der Anbau dieses sog. Siegelhopfens erfordert unterschiedlichstes Spezialgerät. Hopfen als Kletterpflanze benötigt zuerst einmal ein Gerüst an dem er empor wachsen kann. Diese Gerüste bestehen aus sieben Meter langen Holzstämmen, die in der Erde verankert und mit einem Drahtgeflecht überspannt werden. Von diesem Geflecht werden einzelne Drähte zum Boden gespannt, die dem Hopfen als eigentliches Klimmsubstrat dienen. Dieses Gerüst besteht aus 110 Pfählen pro Hektar, kostet bis zu 11.000 Euro und hält bis zu 30 Jahre. Am Anfang einer jeden Anbausaison steht das frühjährliche Freilegen und Zurückschneiden der Hopfenstöcke. Spezielle Maschinen erledigen heutzutage beide Arbeitsgänge auf einmal. Für diese Arbeit muss die Erde trocken sein, was der Vorrichtung erlaubt diese wegzuschieben und in einem folgenden Arbeitsgang die Hopfenstöcke zurückzuschneiden. Diesen Arbeitsschritt nennt man Anreinen. Er wird notwendig, da die Erneuerungtriebe des Hopfen unterhalb der Erde liegen und ein sorgfältig beschnittener Stock kräftiger austreibt und der Ertrag dadurch steigt. Die abgschnittenen Sprosse werden als Fechser (siehe Abb.1 Nr.3: Abschnittstelle der Fechser = x) bezeichnet und können neu eingepflanzt zur Verjüngung des Bestandes dienen. Als nächstes werden, wie bereits erwähnt, einzelne Drähte ausgehend vom Geflecht des Gerüstes zu jedem einzelnen Stock herabgeführt und am Boden verankert. Auf einer speziellen Hebebühne am Traktor werden zwei sog. Aufleitdrähte pro Stock per Hand montiert, was ein extrem arbeitsaufwendiges Unterfangen darstellt. All diese Arbeiten müssen vor Beginn der eigentlichen Vegetationsperiode d. h. bis Anfang April abgeschlossen sein. Ist auch diese Arbeit vollendet, so werden 4-6 von den bis zu 60 entstehenden Jungtrieben im Uhrzeigersinn um die Aufleitdrähte gewunden, die restlichen Triebe werden zur maximalen Wuchsförderung der zurückgelassenen Triebe entfernt. Auch dieser Arbeitsgang ist Handarbeit und wird als Aufleiten bezeichnet. Bei starkem Wind kann es zum Abfallen der frisch angeleiteten Triebe kommen, die dann erneut aufgeleitet werden müssen. Während der Vegetationsperiode neu austreibende Sprosse entfernt man per Hand oder durch Düngung mit Amoniumsulfat, da sie ansonsten dem Hauptrieben Wachstumsenergie kosten und als Brutstätte für Krankheiten fungieren würden. Das Ammoniumsulfat wird hierbei direkt auf die jungen Triebe gegeben, die diese extreme Düngerkonzentration nicht aushalten und absterben, während die Wurzeln des Stocks über den Dünger mit Nährstoffen versorgt werden. Die Hopfenstöcke müssen in diesem Sinne immer wieder gepflegt und überwacht werden, was den Arbeitsaufwand zusätzlich erhöht. Um die Bodenfruchtbarkeit zu erhöhen, wird über den Sommer Raps als Gründungung zwischen den Hopfenstöcken angepflanzt. Der Raps bildet nach der Ernte einen dichten Bewuchs und und schützt dadurch vor Bodenerosíonen. Im Frühjahr wird er untergemulcht und liefert beim Verotten zusätzliche Nährstoffe für den Hopfen. Je nach Bedürfnissen der Pflanzen wird diesen über die Vegetationsperiode zusätzlich organischer und mineralischer Dünger zugesetzt. Dies wird vor allem deshalb notwendig, da Hopfen in kurzer Zeit extreme Mengen von Biomasse erzeugt und daher einen hohen Nährstoffbedarf aufweist. Gegen Krankheiten des Hopfen wie z. B. die Hopfen-Peronospora oder Hopfenwelke müssen die Pflanzen bei Bedarf mit Pflanzenschutzmitteln behandelt werden. Im August und September erfolgt der letzte große Arbeitsschritt bei der Hopfenerzeugung, die Ernte. Hierzu werden wieder speziell umgebaute Traktoren genutzt, die die Hopfentriebe am Boden kappen und von den Aufleitdrähten auf einen Hänger ziehen. Auf den Höfen werden dann die Hopfenzapfen vom restlichen Spross getrennt. Dieses Hopfenpflücken wurde früher von vielen Erntehelfern per Hand erledigt, heute vollbringen es spezielle Pflückmaschienen. Die Zapfen werden direkt nach dem Pflücken über Laufbänder von 80% auf 11% Wassergehalt getrocknet um einem Verderben vorzubeugen. Danach wird der Hopfen in einer Darre weiter getrocknet, wobei sich die Blüten und Tragblätter von der Blütenstandsachse trennen und in Tuchsäcke verpackt, zu Ballen gepresst, versiegelt zu den Großhandelsbetrieben gebracht werden. Wie ersichtlich wurde, ist der Hopfenanbau auch trotz moderner Technik ein sehr arbeitsaufwendiges Unternehmen, was die Arbeit der vortechnisierten Landwirte noch unterstreicht. Als Sonderkultur, mit je nach Nachgfrage hohen Gewinnspannen ist der Hopfen jedoch eine ertragreiche Anbaupflanze und viele Landwirte sind in der Regel dem Anbau über Generationen hinweg treu geblieben.
Zu detailierteren Informatione bezüglich des Hopfens bitte ich den angefügten Link zu der informativen Homepage des Bayrischen Staatsministeriums für Landwirtschaft und Forsten zu folgen, innerhalb derer weitere Fragen bezüglich Anbau, Produktionsmengen, Anbaugebiete und vieles mehr erläutert werden.

Wirtschaftliche Aspekte

Der Anbauschwerpunkt des Hopfens liegt in Deutschland. Dies ist fundamental mit der ausgeprägten Bierkultur in unserem Land verbunden. Diese manifestiert sich in ca. 1300 eingetragenen Brauereien und fast 5000 Biermarken. Der Pro-Kopf-Verbrauch von Bier liegt in Deutschland bei ca. 130-140 L/a, damit liegt es unter den ersten drei Ländern auf der Welt. Dementsprechend wird nur ein Bruchteil (weit weniger als 10%), des in 2126 gemeldeten Landwirtschaftsbetrieben angebauten Hopfens für Nicht-Brauzwecke genutzt. Die angefügte Tabelle vermittelt einen Eindruck , wie es um den Hopfenanbau in der Welt bestellt ist.

Bildmaterial

Bilder
Nr.I: Morphologie der Nutzpflanzen; Werner Rauh; Quelle und Meyer Verlag 1994 (Reprint der 2. Auflage von 1950)
Nr.II: Homepage Österreichische Brauerreivereinigung
Nr.III: Giftpflanzen Pflanzengifte; Roth, Daunderer, Kormann; Nikol Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG Hamburg 1994
Nr.IV/VII: Bayrisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten
Nr.V: Homepage TU-Darmstadt
Nr.VI: Homepage Dackelfamilie
Nr.IIX: Homepage Bierbboerse

Homepage verfasst von Magnus Rath im Zuge des Nutzpflanzenkurses von Dr. Stephan Imhof (WS 03/04)