La réussite d’un Dry Hopping (houblonnage à cru) dépend de nombreux facteurs : en premier lieu, les caractéristiques du houblon, mais aussi leurs modalités d’ajouts -quantité, température, durée- et enfin, le type de matériels utilisés. Deux nouvelles études publiées en 2021 par la SBCTA (Société brésilienne des sciences et technologies alimentaires) et par Scott Janish, l’auteur de The New IPA, pour la Master Brewers Association of the Americas, permettent de faire un point sur les dernières connaissances autour de ce sujet.

 

Rôle du Dry Hopping - Houblonnage à cru

 

Le Dry Hopping (DH) est une technique permettant de révéler des arômes et d’améliorer la stabilité des flaveurs de la bière, en incorporant du houblon en fin de brassage grâce à une extraction « à froid ». En effet, si les ajouts tardifs de houblons pendant le brassage « à chaud » permettent de donner une base de saveurs à caractère épicé, noble, herbacé, boisé ou bien fruité, de nombreux composés aromatiques s’oxydent et s’altèrent durant le processus. Le Dry Hopping fait ainsi ressortir des notes plus proches du houblon frais, notamment d’agrumes, florales et de pin. L’extraction des composés du houblon est optimisée par l’utilisation de pellets, par rapport aux cônes, qui permettent de maximiser la surface de contact de la lupuline, qui contient les composés aromatiques, avec le liquide. C’est pourquoi on préfère pour le Dry Hopping des variétés ayant une forte teneur en huiles essentielles, d’où proviennent les flaveurs, et une teneur modérée en résine, dont les acides alphas responsables de l’amertume. En effet, plus la concentration en acides alphas d'un houblon est élevée, moins de composés sont extraits dans la bière, les propriétés hydrophobes des acides retenant les huiles.

 

Facteurs d’influences du Houblonnage à Cru

 

Interactions des Composés du houblon et biotransformation

 

Les composés du houblon réagissent différemment selon leurs ajouts, à chaud ou à froid, et ne sont pas tous recherchés lors d’un Dry Hop. Cependant, il semble qu’il y ait certaines synergies entre certains composés qui améliorent la perception des saveurs. Ainsi, les thiols, des composés souffrés présents dans les huiles, pourraient amplifier le ressenti de certains esters, comme le 2MIB aux flaveurs d’abricot, mais aussi  des alcools monoterpéniques, comme le géraniol ou le linalol, aux flaveurs florales et d’agrumes. Certains acides gras dérivés du houblon possèderaient également ces mêmes pouvoirs sur les alcools monoterpéniques. Un léger vieillissement du houblon peut augmenter ces acides synergiques par la dégradation oxydative des acides amers du houblon dans la formation d'acides gras à chaîne ramifiée. D’autre part, des ajouts d’acides sont également possibles : par exemple l'ajout d'acide 2-méthylbutrique peut renforcer la caractéristique "tropicale" de la bière, et celle de l'acide isovalérique, la caractéristique "fruitée". De plus, les houblons à forte teneur en géraniol amplifieraient ces mêmes flaveurs sur d’autres houblons possédant un taux plus faible !

Les hydrocarbures, comme le myrcène, ont une très faible solubilité par rapport aux monoterpènes oxygénés fruités, de 10 à 100 fois inférieure. Il semblerait néanmoins que les hazzy IPA « brumeuses » comme les NEIPA  conserveraient des concentrations de myrcène beaucoup plus élevées que la normale. Un houblonnage à cru en milieu de fermentation pourrait être un moyen d’en réduire légèrement l'impact tout en lui permettant de contribuer à la complexité de la bière, grâce à la production de CO2 qui réduit les concentrations finales d'hydrocarbures.

Des  recherches récentes semblent également démontrer des interactions entre certaines levures et les composés du houblon, entrainant une modification de leur composition, appelée la biotransformation. Les terpènes seraient les plus touchés, notamment le géraniol et le linalool.

 

Températures et Durées du houblonnage

 

Plusieurs études semblent démontrer que l’extraction des composés est assez rapide. Une étude a constaté une extraction complète en 4 heures des hydrocarbures et des alcools monoterpéniques. Dans des tests effectués sur un dry hopping de 7 jours, les concentrations de linalool et de myrcène au 7ème jour n’étaient pas supérieures à celles du 1er jour. Paradoxalement, les alcools monoterpéniques seraient extraits plus efficacement lorsque le taux d'alcool augmente, que dans une solution de bière non alcoolisée.

Une autre étude montre que l’extraction idéale du linalool et des acides alphas se fait dans les 3 premiers jours à froid comme à chaud et que les taux ne varient que très peu par la suite.

 

influence temperature biere solubilite linalool

Influence de la température de la bière sur la solubilité du linalool (à 1,2,3 et 14 jours) – source : Dry Hopping – A Study Of Various Parameters - Willi Mitter & Sandro Cocuzza

 

influence temperature biere solubilite acides alphas

Influence de la température de la bière sur la solubilité des acides alphas (à 1,2,3 et 14 jours) - source : Dry Hopping – A Study Of Various Parameters - Willi Mitter & Sandro Cocuzza

 

La température a également une importance. Si le linalool semble pouvoir être extrait avec peu de différence à des températures « chaudes » (20°C) ou froide (4°C), le myrcène -qui donne de arômes épicés, herbacés, boisés, verts et résineux- et les polyphénols, tous deux responsables de l’astringence, sont extraits beaucoup plus facilement à des températures « chaudes ».

Par exemple, il a été déterminé que pour un houblonnage à cru à 19°C, par rapport à 4°C, la concentration de polyphénols, responsables de l’astringence, doublait. Les concentrations maximales de polyphénols apparaissent vers le troisième jour et restent constantes par la suite. Il est à noter que les polyphénols semblent perturber les levures.

Par ailleurs, le gonflement et la désintégration des pellets qui se produisent simultanément, sont plus  rapides à des températures « chaudes » et lorsque la concentration d’acides alphas est élevée.

Si ces questions restent essentielles, elles dépendent également d’autres variables, notamment la taille et le type de cuve, et l’agitation. De plus, un dry hopping mal maîtrisé peut entrainer des conséquences, parfois explosives !

 

Hop Creep

 

Depuis très longtemps, il était acquis que la refermentation était due à la présence de sucres dans le houblon. Cependant, aujourd’hui, la présence d’enzymes dans le houblon, telles que l'α-amylase, la β-amylase, et l'amyloglucosidase, a été démontrée. Ces enzymes sont capables d'hydrolyser les dextrines de la bière, produisant des sucres fermentescibles dans la bière finie, ce processus générant une super-atténuation. La sur-atténuation pose des problèmes aux brasseurs tels que la densité spécifique, le profil de saveur et la teneur en alcool. Mais un problème supplémentaire est l'augmentation du CO2, qui entraîne une surpression de l'emballage, provoquant l'explosion des bouteilles, surnommé « hop creep ».

Plus la température est élevée et plus le taux de contact est long, plus les dextrines sont décomposées en sucres fermentescibles. Une étude de l'Université d'État de l'Oregon a conclu qu'un houblonnage à sec plus court (1 ou 2 jours de contact) et à plus basse température, 10°C par rapport à 20°C, créait moins de fermentescibles.

 

Autres Problématiques de surdosage : amertume, ph et mousse

 

Alors que l’on a toujours considéré que l’amertume provenait du houblonnage côté chaud, de nouvelles recherches semblent démontrer que le dry hopping pourrait l’augmenter. Lorsque les ajouts de houblon en dry hop sont très élevés, cela augmenterait la présence d’humulinones, une forme oxydée des acides alphas, qui auraient une influence jusqu'à 10 fois supérieure à celle des polyphénols sur l'amertume sensorielle.

De même, lorsque les ajouts de houblons sont très importants, cela augmenterait le pH final de la bière, nuisant à sa buvabilité. Les théories actuelles sous-entendent que cela provient de la matière verte et non de la lupuline des pellets de houblon. 

Effet collatéral, lorsque le pH augmente, la stabilité de la mousse diminue. Mais la tenue de mousse serait également influencée par des durées longues de houblonnage à cru, supérieures à 3 jours et par des températures au-dessus de 14°C.

 

Méthodes de Dry Hopping : statique, dynamique, iso-mix

 

L’optimisation du houblonnage à cru semble dépendre de la taille des équipements. En effet, plus la surface de contact du houblon avec le liquide est grande, meilleur est le transfert de masse des composés du houblon vers la bière. Le Dry Hopping est donc tout à fait adapté aux brasseries artisanales disposant de petites cuves, mais il constitue un véritable défi pour les cuves de brasseries plus grandes. Ainsi, on distingue plusieurs méthodes et matériels en fonction de la taille des brasseries et de leurs moyens.

 

Dry Hopping Statique

 

La méthode originelle de Dry Hopping la plus répandue dans les microbrasseries est l’ajout « simple » de houblon dans la cuve de fermentation. Des études ont observé une qualité d'arôme plus équilibrée entre 400 et 800 grammes de houblon par hectolitre ; au-delà les rendements sont décroissants en termes d'augmentation de l'arôme.

En statique, en fonction du matériel, la bière peut être exposée à l’air et les brasseurs agitent parfois leur brassin, conduisant à différentes problématiques.

L’agitation, si elle peut réduire le temps d'extraction et améliorer son efficacité globale, semble aussi modifier les caractéristiques aromatiques des houblons vers un caractère plus herbacé et favorise l'extraction des polyphénols, ce qui peut augmenter l'astringence de la bière.

Pendant le DH, l'introduction d'oxygène, inévitable, accélère le processus d'oxydation, faisant diminuer l’intensité des flaveurs. L’oxygène réduit la durée de conservation du produit, en affaiblissant le métabolisme de la levure. Afin d’éviter cette présence d’oxygène, des systèmes appelés « hopgun » et « bazooka » ont été développés pour les cuves « traditionnelles », permettant l’apport en houblon par injection de CO2. Cette injection contribue également à chasser l’oxygène résiduel de la cuve. Certaines cuves permettent cet apport par le fond afin de  maintenir le houblon en suspension, améliorant ainsi considérablement l'extraction de l'arôme du houblon, en raison de l'augmentation de la surface de contact. Paradoxalement, d’autres études semblent montrer que l’apport en CO2 pour remettre le houblon en suspension peut entrainer la formation de mousse et la perte d'arôme.

 

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Système Hop Gun – source : Czech Brewery System

 

Dry Hopping Dynamique

 

De nouvelles méthodes, dites « Dry Hopping Dynamique », ont été développées depuis les années 2000, faisant recirculer la bière entre la cuve et une unité externe. Cette unité externe peut être soit un filtre tangentiel, soit un filtre à plaques. La circulation de la bière augmente les contacts avec le houblon et permet de réduire les temps de houblonnages et la quantité utilisée, jusqu'à -50% par rapport au houblonnage sec statique. Un avantage supplémentaire réside dans l’utilisation du houblon comme filtre, remplaçant par exemple la terre de diatomée.

En revanche,  il a un coût d'installation plus élevé en raison de l'acquisition des équipements et des aménagements éventuels. Les temps de nettoyage en sont par ailleurs plus importants.

 

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Dry Hopping Dynamiques par filtre tangentiel et filtre à plaque – source : Advances in dry hopping for industrial brewing: a review

 

Iso-Mix External Drive (IMXD)

 

Cette nouvelle technologie, développée en 2017, utilise un mélangeur rotatif à jet, positionné sous la cuve, et une unité externe qui améliore la dispersion des solides et contribue à une suspension homogène du houblon dans la bière. Cette technologie permet une réduction du dosage du houblon de plus de 20%, une accélération de la décomposition et un gain de temps pouvant atteindre 15%. Cette technologie au coût plus élevé s’avère plus viable pour les brasseries ayant des capacités de production supérieures à 100 hL .

 

Conclusions actuelles sur le Dry Hopping

 

L'extraction des composés du houblon pendant le houblonnage à cru se fait relativement rapidement, généralement en 1 à 3 jours. Il est conseillé de ne pas dépasser les 3 jours. Une température « fraîche », de 10 à 14°C, semble idéale pour ne pas extraire trop de composés nuisibles à haute dose comme les polyphénols et réduire l’activité enzymatique conduisant au hop creep. Le houblonnage à cru peut même être envisagé en milieu de fermentation pour réduire l’extraction de résine et d’hydrocarbures astringents, et la dominance du goût vert de certains houblons.

Si une agitation est recommandée au moins une fois par jour pour augmenter l'efficacité de l'extraction, il faut être très vigilant à toute exposition à l’oxygène qui détériore les flaveurs du houblon.

Les types de houblons, leur forme de conditionnement, et le matériel utilisé doivent donc conduire à des tests réguliers. Les résultats organoleptiques seront différents en fonction de la méthode utilisée. Beaucoup de paramètres et de composés ne sont toujours pas correctement compris et analysés : le brassage revêt une dimension scientifique qui laisse présager de futures découvertes et des méthodes optimisant les flaveurs.

 

Références :

Advances in dry hopping for industrial brewing: a review - Fábio de Oliveira GOMES, Bernardo Pontes GUIMARÃES, Duan CEOLA & Grace Ferreira GHESTI :  https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0101-20612021005008207
Dry Hop Best Practices: Using Science as a Guide for Process and Recipe Development - Scott JANISH : scottjanish.com/wp-content/uploads/2021/04/TQ-58-1-0402-01.pdf

 

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