Luppolo (Humulus lupulus)

Descrizione

Il luppolo (Humulus lupulus, famiglia Cannabaceae) è una pianta rampicante perenne, nota soprattutto per il ruolo chiave nella produzione della birra. Le parti utilizzate sono i coni femminili, detti anche “infiorescenze” o “strobili”, ricchi di ghiandole resinose contenenti luppolina, una polvere gialla aromatica. Il luppolo conferisce amaro, aroma e stabilità microbiologica alla birra ed è impiegato anche come ingrediente fitoterapico per le sue proprietà calmanti e digestive.

Nome comune: Luppolo
Regno: Plantae
Clado: Angiosperme
Clado: Eudicotiledoni
Ordine: Rosales
Famiglia: Cannabaceae
Genere: Humulus
Specie più nota: Humulus lupulus (luppolo comune)

Coltivazione e condizioni di crescita

• Clima: predilige climi temperati con inverni freddi (necessari per la dormienza) ed estati calde.

• Esposizione: richiede pieno sole per una crescita vigorosa e una buona produzione di coni.

• Terreno: cresce bene in terreni ben drenati, fertili, leggermente acidi o neutri, ricchi di sostanza organica.

• Irrigazione: abbondante e regolare durante la crescita primaverile–estiva; il suolo deve rimanere umido ma non soggetto a ristagni.

• Temperatura: tollera un’ampia gamma di temperature, ma beneficia di una chiara alternanza stagionale.

• Supporto: necessita di sostegni verticali robusti (tralicci, pali o fili) poiché è una pianta rampicante perenne.

• Potatura: si tagliano gli steli in inverno e si eliminano i getti più deboli all’inizio della primavera per favorire quelli più forti.

• Moltiplicazione: tramite divisione dei rizomi (metodo più comune), talee radicali o semi (meno usati per la variabilità).

Le specie più diffuse di Humulus sono:

• Humulus Lupulus 
• Humulus japonicus 
• Humulus yunnanensis 

Valori nutrizionali indicativi per 100 g (coni freschi)

• Energia: ≈ 50–60 kcal

• Acqua: ≈ 78–80%

• Carboidrati: ≈ 8–10 g

• Proteine: 3–4 g

• Grassi totali: 0.5–1 g

  • SFA: tracce

  • MUFA: tracce

  • PUFA: tracce

• Fibre: 6–7 g

• Vitamine: B1, B6, piccole quantità di vitamina C

• Minerali: calcio, magnesio, potassio

(Le composizioni variano in funzione della varietà e del grado di maturazione.)

Principali sostanze contenute

• Resine amare:

  • α-acidi (umoloni, soprattutto umulone)

  • β-acidi (lupuloni)

• Oli essenziali (0.5–3%):

  • mircene, umulene, cariofillene, farnesene

• Polifenoli: flavonoidi (xantumolo, quercetina, kaempferolo)

• Luppolina: miscela di resine e oli essenziali contenuti nelle ghiandole dorate

• Tannini

• Piccole quantità di amidi, proteine e fibre strutturali

Processo di produzione

Coltivazione

• Pianta rampicante che necessita di sostegni (fili, pergole).

• Richiede terreni fertili e ben drenati con sufficiente irrigazione.

• Le varietà sono selezionate per profilo aromatico, contenuto di α-acidi e resa.

Raccolta

• Avviene da fine agosto a settembre.

• Solo i coni femminili vengono raccolti.

• La raccolta può essere manuale o meccanizzata.

Post-raccolta

• Essiccazione dei coni a bassa temperatura per stabilizzarli e conservare l’aroma.

• Rimozione di scarti e selezione.

• Produzione di:

  • coni interi essiccati

  • pellets (T90, T45)

  • estratti di luppolo (CO₂, isomerizzati)

Trasformazioni ulteriori

• gli α-acidi vengono isomerizzati durante la bollitura della birra → formazione di iso-α-acidi, principali responsabili dell’amaro.

Proprietà fisiche

• Coni di colore verde-giallo, leggeri, aromatici.

• Texture cartacea e friabile da essiccati.

• Aroma intenso erbaceo-resinoso.

• I pellets hanno densità maggiore e minore volume rispetto ai coni.

• L’olio essenziale è volatile e sensibile all’ossidazione.

Proprietà sensoriali e tecnologiche

• Conferisce amaro, aroma e note erbacee, speziate, fruttate o resinose secondo la varietà.

• Possiede proprietà antimicrobiche naturali utili nella conservazione della birra.

• Stabilizza la schiuma e contribuisce alla limpidezza finale.

• Le varietà si distinguono in:

  • aromatiche (Saaz, Hallertau, Fuggle)

  • da amaro (Nugget, Magnum)

  • dual purpose (Cascade, Centennial, Mosaic)

Impieghi alimentari

• Produzione della birra (uso principale):

  • amaro (bollitura)

  • aroma (whirlpool, late hopping)

  • profumi intensi (dry hopping)

• Preparazione di tisane rilassanti.

• Aromatizzazione di sciroppi, liquori, mieli aromatizzati.

• Ricette culinarie di nicchia (risotti, tempure, salse).

Nutrizione e salute

• Contiene xantumolo, flavonoide studiato per il suo potenziale antiossidante.

• Tradizionalmente utilizzato come calmante e blando sedativo.

• I polifenoli possono contribuire all’attività antimicrobica.

• Le quantità usate nella birra sono troppo basse per apportare benefici nutrizionali significativi.

• L’olio essenziale può essere irritante se usato puro.

Nota porzione

• Nella produzione della birra: 5–25 g per litro, secondo stile e intensità aromatica.

• In tisane: 1–2 g di coni secchi per tazza.

Allergeni e intolleranze

• Non contiene allergeni principali UE.

• Possibili reazioni cutanee o respiratorie in soggetti sensibili agli oli essenziali.

• La polvere di luppolo può irritare occhi e mucose nei luoghi di lavorazione.

Conservazione e shelf-life

• Coni secchi: 6–12 mesi sottovuoto o in atmosfera protettiva, in frigorifero.

• Pellets: 12–24 mesi se conservati sottovuoto o in confezioni sigillate.

• Evitare ossigeno, luce e calore: accelerano l’ossidazione degli oli essenziali.

• Estratti: più stabili, fino a 2–3 anni.

Sicurezza e regolatorio

• Deve rispettare i limiti su:

  • MRL (residui di pesticidi)

  • metalli pesanti

  • contaminazioni microbiologiche

• Lavorazione conforme a GMP e HACCP.

• Prodotti destinati alla birra devono rispettare regolamenti specifici per additivi e ingredienti alimentari.

Etichettatura

• Nome del prodotto: “luppolo” (coni, pellets o estratto).

• Varietà (es. Cascade, Saaz).

• Origine geografica.

• Percentuale di α-acidi.

• Lotto, TMC e condizioni di conservazione.

Troubleshooting

• Aroma debole o ossidato → contatto con ossigeno o stoccaggio inadeguato.

• Sapore erbaceo troppo aggressivo → eccesso di luppolo o varietà non adatta allo stile.

• Diminuzione degli α-acidi → degradazione naturale in stoccaggio.

• Coni marroni → prodotto vecchio o ossidato, da scartare.

Sostenibilità e filiera

• Richiede terreni fertili e irrigazione adeguata, perciò ha un impatto idrico medio.

• Le coltivazioni europee (Germania, Repubblica Ceca) seguono protocolli di ridotto uso di fitofarmaci.

• Gli scarti vegetali (rami, foglie) sono compostabili.

• Luppolo in pellets riduce volume e sprechi nella logistica.

• Possibilità di filiere corte nelle micro-coltivazioni artigianali.

Principali funzioni INCI (cosmesi)

Derivati del luppolo usati nei cosmetici includono:

• Humulus Lupulus Extract: antiossidante, tonificante, lenitivo.

• Humulus Lupulus Cone Oil: fragrante, purificante.

• Humulus Lupulus Powder: utilizzato in preparazioni naturali per la pelle.

• Proprietà tradizionalmente considerate riequilibranti per pelle e cuoio capelluto.

Conclusione

Il luppolo è un ingrediente botanico di grande valore tecnico e sensoriale, essenziale nella birrificazione e interessante anche in ambito erboristico e cosmetico. La ricchezza di resine amare, oli essenziali e polifenoli conferisce al luppolo un profilo aromatico complesso e funzionale. Una corretta essiccazione e conservazione sono fondamentali per mantenere integrità aromatica, stabilità e qualità del prodotto.

Mini-glossario

• SFA: grassi saturi

• MUFA: grassi monoinsaturi

• PUFA: grassi polinsaturi

• MRL: Maximum Residue Level

• GMP: Good Manufacturing Practices

• HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Points

Studi

Nella sua composizione troviamo i polifenoli (esercitano attività antiossidante), che costituiscono il 3-6% della sostanza secca del cono. Lo Xanthohumol è il più importante calconio prenilato in termini di concentrazione e attività biologica. Costituisce l'80-90% di tutti i flavonoidi prenilati (1).

Viene impiegato nella lavorazione della birra: i coni delle piante femminili di luppolo sono utilizzati principalmente come ingrediente per l'industria della birra per conferire il gusto amaro

Il componente responsabile per il profumo caratteristico del luppolo è l'acido geranico  che  ha caratteristiche uniche. Questo composto non è un "odore-attivo", ma funge da potenziatore dei terpenoidi che conferiscono il classico profumo (2).

Il luppolo trova applicazioni anche nel settore farmaceutico e medico come sedativo (2), sonnifero, antidiuretico, antidolorifico.

Per approfondire:

Luppolo studi

Bibliografia__________________________________________

(1)   Wang S, Dunlap TL, Howell CE, Mbachu OC, Rue EA, Phansalkar R, Chen SN, Pauli GF, Dietz BM, Bolton JL. Hop (Humulus lupulus L.) Extract and 6-Prenylnaringenin Induce P450 1A1 Catalyzed Estrogen 2-Hydroxylation. Chem Res Toxicol. 2016 Jul 18;29(7):1142-50. doi: 10.1021/acs.chemrestox.6b00112.

Abstract. Humulus lupulus L. (hops) is a popular botanical dietary supplement used by women as a sleep aid and for postmenopausal symptom relief. In addition to its efficacy for menopausal symptoms, hops can also modulate the chemical estrogen carcinogenesis pathway and potentially protect women from breast cancer. In the present study, an enriched hop extract and the key bioactive compounds [6-prenylnarigenin (6-PN), 8-prenylnarigenin (8-PN), isoxanthohumol (IX), and xanthohumol (XH)] were tested for their effects on estrogen metabolism in breast cells (MCF-10A and MCF-7). The methoxyestrones (2-/4-MeOE1) were analyzed as biomarkers for the nontoxic P450 1A1 catalyzed 2-hydroxylation and the genotoxic P450 1B1 catalyzed 4-hydroxylation pathways, respectively. The results indicated that the hop extract and 6-PN preferentially induced the 2-hydroxylation pathway in both cell lines. 8-PN only showed slight up-regulation of metabolism in MCF-7 cells, whereas IX and XH did not have significant effects in either cell line. To further explore the influence of hops and its bioactive marker compounds on P450 1A1/1B1, mRNA expression and ethoxyresorufin O-dealkylase (EROD) activity were measured. The results correlated with the metabolism data and showed that hop extract and 6-PN preferentially enhanced P450 1A1 mRNA expression and increased P450 1A1/1B1 activity. The aryl hydrocarbon receptor (AhR) activation by the isolated compounds was tested using xenobiotic response element (XRE) luciferase construct transfected cells. 6-PN was found to be an AhR agonist that significantly induced XRE activation and inhibited 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) induced XRE activity. 6-PN mediated induction of EROD activity was also inhibited by the AhR antagonist CH223191. These data show that the hop extract and 6-PN preferentially enhance the nontoxic estrogen 2-hydroxylation pathway through AhR mediated up-regulation of P450 1A1, which further emphasizes the importance of standardization of botanical extracts to multiple chemical markers for both safety and desired bioactivity.

(2)  Sanekata A, Tanigawa A, Takoi K, Nakayama Y, Tsuchiya Y. Identification and Characterization of Geranic Acid as a Unique Flavor Compound of Hops ( Humulus lupulus L.) Variety Sorachi Ace J Agric Food Chem. 2018 Nov 21;66(46):12285-12295. doi: 10.1021/acs.jafc.8b04395.

Abstract. Hops are natural ingredients used to impart bitterness and flavor to beer. Recently, new varieties of hops have attracted global research attention. The Sorachi Ace variety, in particular, interests many craft brewers. This hop imparts characteristic varietal aromas, including woody, pine-like, citrus, dill-like, and lemongrass-like, to finished beers. Here, we investigated specific flavor compounds derived from Sorachi Ace using selectable one-dimensional or two-dimensional gas chromatography-olfactometry/mass spectrometry and head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry. The results showed that a unique volatile compound, geranic acid, was present at a significant level only in the test beer brewed with the Sorachi Ace hop. Furthermore, sensory evaluation techniques revealed that geranic acid has very unique characteristics. This compound is not odor-active but functions as an enhancer for hop-derived terpenoids at subthreshold levels.

(3) Schiller H, Forster A, Vonhoff C, Hegger M, Biller A, Winterhoff H. Sedating effects of Humulus lupulus L. extracts. Phytomedicine. 2006 Sep;13(8):535-41. 

Abstract. It was the aim of the study to check ethanolic and CO2 extracts from Humulus lupulus for sedating activity. Both preparations reduced the spontaneous locomotor activity, increased the ketamine-induced sleeping time and reduced body temperature, confirming a central sedating effect. No indications of anxiolytic activity were found in the elevated plus maze test for any of the test preparations. This sedating activity could be attributed to three categories of constituents of lipophilic hops extracts. Though the alpha-bitter acids proved to the be most active constituents, the beta-bitter acids and the hop oil clearly contributed to the sedating activity of lipophilic Humulus extracts.