First Wort Hopping

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La redécouverte du First Wort Hopping (FWH)

F. Preis, LGA Nuremberg, and W. Mitter, Simon H. Steiner, Hopfen GmbH, Au/Hallertau.

La redécouverte du first wort hopping (ou houblonnage de 1er jus) est survenue par accident. Pendant une opération de brassage particulière, une partie des houblons a été accidentellement ajoutée au premier jus (Ndt: issu de la filtration, dans la cuve d'ébullition et avant de commencer la chauffe pour bouillir). Une fois qu'on s'en est apperçu, le brassin en question a été poursuivi séparément. Quand la bière gardée en cave puis mise en fûts fut goûtée, on constata alors un arôme de houblon différent de celui habituellement perçu dans les autres bières de cette brasserie houblonnées normalement. 

Cette observation a suscité un certain intérêt. Quelques recherches en bibliothèque on révélé que le first wort hopping n'était pas vraiment une découverte vu que cette technique était déjà utilisée assez largement à la fin du XIXe siècle-début XXe. Mais le but à l'époque n'était pas d'améliorer l'arôme mais d'obtenir un meilleur rendement (Ndt: extraction des composants) des houblons. Les premières expériences de first wort hopping consistaient à utiliser un filtre à houblon à travers lequel on faisait passer les rinçages.[1] Mais ces bières manquaient alors d'amertume, on tenta alors d'utiliser un tiers de l'ensemble des houblons lors du premier jus.[2][3] Schoenfeld remarqua alors qu'il existait une relation entre l'amélioration de l'utilisation et un pH supérieur des premiers jus aboutissant à l'amélioration de l'isomérisation des alpha-acides.[4]
Dans les années 40, Kolbach et Wilharm ont procédé à des tests de mash hopping (houblonnage au brassage) et constaté de plus grandes pertes d'amertume.[5] Schur and Pfenniger ont également confirmé ces pertes dans des essais de mash hopping mais leurs bières présentaient des odeurs de houblons aromatiques plus nettes et plus fines.[6] En reprenant ces tests à son tour, Gresser ne retrouva de son côté ni davantage d'arômes de houblon ni plus d'huiles essentielles.[7] Lense et Reitmeier exposèrent alors un procédé dans lequel les houblons étaient placés dans le premier jus sans le remuer pour éviter le refroidissement du moût.[1] Dans son “Manuel de Brasseur”, De Clerk décrit lui aussi un processus assez proche lui aussi du first wort hopping. Les houblons étaient plongés dans de l'eau à 50°C avant d'être introduits dans la bouilloire. Il s'agissait alors de se débarrasser des substances et odeurs indésirables.[3],[8] Dans sa thèse, Gresser confirme les pertes de composants aromatiques, notamment les composants volatiles.[7] Panglisch effectua lui aussi ce prétraitement avec de l'extrait de houblon en utilisant de l'eau à 70°C. Il détecta un arôme de houblon plus fort dans sa bière.[9]



 

Tests commerciaux en relation avec le First Wort Hopping

Mise en place des tests

Des brassins tests avaient déjà été réalisés avec plus ou moins de succès dans diverses brasseries. Il fut alors décidé que les suivants, réalisés dans deux autres brasseries, devraient s'accompagner de mesures et d'analyses poussées tout au long de la procédure de brassage. Les tests ont été effectués avec des bières de type Pils car les houblons ont une influence plus importante sur ces bières.

Afin d'obtenir des résultats comparables, les brasseries sélectionnées devaient répondre aux critères suivants :

  • taux d'ensemencement identiques, et nombre de fermentations égal,
  • malt identique pour un même brassin,
  • durée identiques d'ébullition,
  • composition minérale de l'eau de brassage proches.

Le first wort hopping était réalisé quand le fond de la cuve d'ébullition était recouvert de liquide. Les houblons, en l’occurrence des pellets de type 45, n'étaient pas mélangés ni touillés.

Les tableaux 1 et 2 listent les équipement techniques présents dans les deux brasseries et les étapes du processus qui a été mis en œuvre durant ces essais de first wort hopping.

Dans la brasserie A (Tableau 1), la quantité de houblon normalement destinée au dernier ajout, composée de Tettnanger et de Saaz type 45, a été ajoutée au premier jus. Cela représente 34% du poids total des houblons de la recette. Dans la brasserie B (Tableau 2), jusqu'à 53% du total des houblons a été ajouté au premier jus sous forme de Tettnanger type 45. Dans les deux brasseries, les apports de houblons aromatiques ont donc été supprimées.

Il est à noter que ce mode de houblonnage n'a posé aucun problème de mise en œuvre, ni à l'une ni à l'autre des brasseries.

Tableau 1: Procédure Brasserie A
Equipement : automatisation classique, bouilloire chauffée directement (externe)
Durée d'ébullition : 90 mn sans pression
Acidification biologique : non
Chambre froide : filtration à froid du moût
Fermentation : Cylindro-coniques
Fermentation (conditions): froid
Garde : cuves horizontales
Filtration: filtre kieselguhr/filtre à plaques
Total des Houblons ajoutés : 13 g d'alpha-acide/hl de moût. 34% de cette quantité (correspondant aux deux derniers ajouts utilisés à l'origine) dans le 1er jus sous forme de Tettnanger type 45 et Saaz type 45 dans le brassin de test.
Tableau 2 : Procédure Brasserie B
Equipement: automatisation classique, bouilloire à chauffage interne
Durée d'ébullition : 80 min sans pression
Acidification biologique : non
Chambre froide : flottage(!)
Fermentation : Cylindro-coniques
Fermentation (conditions) : froid
Garde : cuves horizontales
Filtration: filtre kieselguhr/filtre à plaques
Total des houblons ajoutés : 13 g d'alpha-acide/hl de moût. 52% de cette quantité (correspondant aux deux derniers ajouts utilisés à l'origine) dans le 1er jus sous forme de Tettnanger type 45 dans le brassin de test


Analyse des bières


Les tableaux 3 et 4 présentent les analyses de bières des deux brasseries. Les brassins de référence et de test ont approximativement les mêmes compositions dans les deux brasseries. Les bières finies de la brasserie A ont des densités initiales légèrement différentes, mais le brassin de test a pour sa part une densité finale de la bière finie à peine supérieure.

Il apparaît de manière évidente que la bière produite avec un first wort hopping présente un meilleur taux de mousse, en particulier dans le cas de la brasserie A. Cependant on ne peut pas encore en conclure que c'est dû au first wort hopping, la différence étant trop faible. Le taux légèrement supérieur en iso-humulones des bières produites avec un first wort hopping pourrait être une explication, étant donné que les iso-a-acides contribuent à une meilleure tenue de mousse. Les tanins peuvent également jouer un certain rôle, ces derniers étant plus intensément combinés par le first wort hopping et pouvant avoir une influence positive sur la mousse. 

 

Tableau 3 - Analyse de bières - Brasserie A

Référence Test
Densité initiale (pds %)
(vol. %)
11. 13
11. 62
11. 50
12. 01
Alcool (pds %)
(vol. %)
3. 76
4. 80
3. 99
5. 09
Extrait réel (pds %)
3. 81 3. 74
Extrait apparent (pds %)
2. 10 1. 93
Densité à 20°C
1. 00820 1. 00750
Atténuation finale de la bière :
Apparente (%)
81. 10 83. 20
Réelle (%)
65. 80 67. 50
pH
4. 56 4. 53
CO2 (pds %)
0. 57 0. 60
Mousse (Ross & Clark)  [notes 1]
113 123

 

Tableau 4 - Analyse de bières - Brasserie B

Référence Test
Densité initiale (pds %)
(vol. %)
11. 49
12. 00
11. 43
11. 93
Alcool (pds %)
(vol. %)
3. 72
4. 75
3. 67
4. 69
Extrait réel (pds %)
4. 26 4. 29
Extrait apparent  (pds. %)
2. 59 2. 63
Densité à 20°C
1. 01009 1. 01027
Atténuation finale de la bière :
Apparente (%)
77. 5 77. 0
Réelle (%)
62. 9 62. 5
pH
4. 58 4. 56
CO2 (pds %)
0. 55 0. 56
Mousse (Ross & Clark)
121 124

 

 

Résultats des dégustations

Les résultats des dégustations sont particulièrement intéressants (Tableaux 5 et 6). Ces dégustations ont été réalisées via des tests triangulaires. Chaque testeur à reçu trois échantillons, dont deux étaient identiques. Les bières devaient être catégorisées correctement puis l'impression globale évaluée. Cette méthode rendant possible l'évaluation objective des bières.

Pour la brasserie 1, 11 des 12 testeurs entrainés ont trouvé les bonnes catégories. Trois de ces onze testeurs ont préféré l'échantillon de référence et huit l'échantillon produit avec first wort hopping. Ces résultats correspondent à une fiabilité de 99%.

Le résultat était encore plus tranchant pour la brasserie B. 12 des 13 testeurs ont correctement classé les bières, 11 des 12 testeurs ont préféré l'échantillon produit avec le first wort hopping. Ces résultats correspondent à une fiabilité de 99,9%. 

Les testeurs ont exprimé les raisons suivantes pour leur préférence envers les bières avec first wort hopping :

  • des arômes de houblons fins, plus discrets
  • une bière plus harmonieuse,
  • une amertume plus homogène.

Aucun test n'est encore disponible concernant la stabilité des goûts dans les deux bières. Des études sont en cours pour clarifier cet aspect et feront l'objet d'un article séparé.


Tableau 5 Resultats des dégustations - Brasserie A

Dégustation Triangulaire
Echantillon Référence = O-P
Echantillon First Wort Hopping = VW-P

Testeur

Catégorisation correcte

Préférence

1

oui 

O-P

2

non

-

3

oui

VW-P

4

oui

VW-P

5

oui

VW-P

6

oui

VW-P

7

oui

VW-P

8

oui

O-P

9

oui

O-P

10

oui

VW-P

11

oui

VW-P

12

oui

VW-P




Mauvaise catégorisation

1

Correcte catégorisation

11

Sur les 11 catégorisations correctes :

Préférence O-P

3

Préférence VW-P

8

Fiabilité 2 étoiles (99%)


Tableau 6 Resultats des dégustations - Brasserie B

Dégustation Triangulaire
Echantillon Référence = O-P
Echantillon First Wort Hopping = VW-P

Testeur

Catégorisation correcte 

Préférence

1

oui

VW-P

2

oui

VW-P

3

oui

VW-P

4

oui

VW-P

5

oui

VW-P

6

oui

O-P

7

oui

VW-P

8

oui

VW-P

9

oui

VW-P

10

oui

VW-P

11

non

-

12

oui

VW-P

13

oui

VW-P

Mauvaise catégorisation

1

Correcte catégorisation

12

Sur les 12 catégorisations correctes :

Preference O-P

1

Preference VW-P

11

Fiabilité 3 étoiles (99.9%)

 


 

Analyse des composantes de l'amertume


Le Tableau 7 présente les analyses de composantes d'amertume pour les moûts et les bières des brasseries A et B.

On voit de manière flagrante que les moûts des brassins de référence contiennent considérablement plus d'acides alpha non isomérisés que les moûts avec first wort hopping. C'est même encore plus flagrant dans la brasserie B qui a brassé avec une plus grande quantité de houblons ajoutés au 1er jus. Une teneur analogue beaucoup plus importante d'iso-alpha-acides dans les moûts était visible, c'était toujours relativement clairement identifiable également dans les bières. Les unités d'amertume en fonction de l'EBC reflètent également cet état de fait dans la bière.

Et pourtant, il est encore plus surprenant que ces bières présentant une amertume supérieure aient été jugées comme plus fines et agréables lors des dégustations.

C'est généralement bon signe quand l'amertume d'une bière est sensoriellement moins prononcée qu'elle devrait l'être d'un point de vue purement analytique.


 

Tableau 7 - Analyses des composantes d'amertume dans les moûts et les bières

Ajouts de houblons : 

Brasserie A: 13.0 g d'a-acid/hl de moût, 34% en FWH
Brasserie B: 12.2 g d'a-acid/hl de moût, 52% en FWH

Analyses
Brasserie A
Iso-a-acid a-acid EBC BU
Brasserie B
Iso-a-acid a-acid EBC BU
Moûts 
Brassin de référence 47. 6 15. 2 - 32. 6 28. 4 -
First Wort Hopping 55. 0 10. 6 - 44. 8 12. 3 -
Bières
Brassin de référence 40. 9 2. 9 37. 9 27. 4 3. 3 27. 2
First Wort Hopping 42. 7 2. 4 39. 6 35. 1 3. 3 32. 8

 

 

 

Analyse par chromatographie en phase gazeuse et résultats


Le spectre aromatique des moûts a été obtenu par chromatographie en phase gazeuse (CPG). Les protocoles d'essais ont été décrits plus haut.[10]

Les schémas 1 et 2 correspondent aux représentations graphiques des chromatogrammes des brassins de référence et avec first wort hopping de la brasserie B. 

Les pics correspondants au linalool, géraniol et humulène époxide sont identifiés. Il s'agit de composants dont la littérature brassicole a mis en évidence la relation pour partie avec les arômes de houblons.[3] [11] Pour une évaluation plus poussée, les pics jusque là non-identifiés ont été également reproduits afin de compléter ces vues d'ensemble.


Schéma 1
Bière du brassin de référence
FWH-Fig1a.jpg

Schéma 2
Bière avec First Wort Hopping
FWH-Fig2a.jpg



Les tableaux 8 et 9 montrent les concentrations des substances aromatiques en mg/l pour chacune d'entre-elles. Ces tableaux présentent aussi les hexanol, éthyloctanoate et phéniléthylacétate, composants qui ne sont produits que pendant la fermentation. Comme dans les bières produites selon différentes processus de houblonnage ces trois dernières substances présentent une très bonne répartition, il paraît donc évident que pour autant que les autres paramètres soient concernés, les brassins furent plutôt uniformes.


Concentrations des composants aromatiques

Tableau 8: Concentrations des composants aromatiques en µg/l (Brasserie B)

  Linalol Terpinéol Géraniol Humulène
époxide
Hexanol Ethyl
octanoate
Phényléthyl
acétate
Moût de référence 24. 7 6. 3 12. 0 25. 5 - - -
Moût avec FWH 1. 2 - 11. 0 6. 9 - - -
Bière de référence  34. 1 5. 3 14. 6 10. 8 15. 2 110 584
Bière avec FWH  6. 4 - 13. 7 9. 8 15. 8 118 606

Tableau 9: Concentrations des composants aromatiques en µg/l (Brasserie A)

Linalol Terpinéol Géraniol Humulène
époxide
Hexanol Ethyl
octanoate
Phényléthyl
acétate
Moût de référence 12. 3  ? 11. 9 11. 2 - - -
Moût avec FWH  7. 2  ? 12. 1 19. 0 - - -
Bière de référence 29. 0 6. 9 18. 8 32. 7 18. 2 158 725
Bière avec FWH  8. 1 4. 5 10. 7 19. 6 11. 7 173 749

Comme vous le voyez, les différences entre les moûts et bières de référence et ceux avec "first wort hopping sont très marquées, spécialement ceux de la brasserie B par exemple, celle-ci ayant utilisé un taux de houblons en first wort hopping supérieur contient à peine de linalol alors qu'une quantité importante de ce composant est toujours présente dans le brassin de référence. 

La situation est quasiment identique pour le terpinéol qui est présent dans le brassin de référence mais a complètement disparu du brassin produit avec first wort hopping

On observe donc sensiblement le même phénomène pour les deux composants dans la bière : dans les deux cas, le linalol présente des valeurs légèrement plus élevées que dans le moût mais encore une fois la différence entre bière de référence et bière avec first wort hopping est fortement prononcée.

Ce point est confirmé également dans le schéma 3 sur lequel les une partie des deux chromatogrammes sont superposés pour les deux bières de la brasserie B. Le pic le plus élevé représentant le standard interne, le pic à droite étant le linalol. Le pic plus faible au dessus du standard est aussi visible. Cette fois encore, ce phénomène est encore plus prononcé dans le cas de la bière de référence (en vert). 


Schéma 3
Brasserie B, pic de linalol
pour les moûts de référence
et avec first wort hopping
FWH-Fig3a.jpg

en vert : référence en rouge : first wort hopping

Schéma 4
Brasserie B, pic de humulone époxide
pour les moûts de référence
et avec first wort hopping
FWH-Fig4a.jpg
en vert : référence

en rouge : first wort hopping 

Les mêmes tendances sont visibles pour la brasserie A mais naturellement les différences ne sont pas aussi prononcées. Comme pour la brasserie B, le taux de linalol grimpe en flèche entre le moût et la bière finie. 

Dans son étude, Gresser[7] a également observé un accroissement de la teneur en linalol pendant la fermentation. La différence entre brassin de référence et first wort hopping étant bien plus prononcée dans la bière que dans le moût.

Dans la brasserie B, la teneur en géraniol est pratiquement identique entre les deux brassins que ce soit dans le moût ou dans la bière. 

L'humulène époxide était toujours assez élevée dans le brassin de référence comparée à celui produit avec first wort hopping.

Cette situation s'est équilibrée dans la bière finie ou pratiquement aucune différence n'était visible, comme le montre le schéma 4. Ce chromatogramme montre un pic à 45,4 mn clairement identifiable seulement dans le brassin de référence.

Le même phénomène apparait pour la brasserie A. Il n'y pratiquement aucune différence concernant le géraniol. L'humulène époxyde montre cependant une situation légèrement différente. Alors qu'une quantité moindre est présente dans le moût de référence, sa teneur dans la bière de référence est largement supérieure à la bière produite avec first wort hopping.

Si on regarde de plus près le Schéma 5 dans lequel encore une fois les courbes de la bière de référence et celle avec first wort hopping pour la brasserie A sont superposées, on peut voir que dans cette partie aussi (fraction d'oxygène) les composants aromatiques du houblon sont clairement en quantité plus importantes dans le brassin de référence.

Ces composantes nous sont encore inconnues mais ont certainement aussi une influence sur les arômes de houblon et sur le goût.


Schéma 5
Brasserie A, fraction oxygène 
dans les moûts de référence
et avec first wort hopping
FWH-Fig5a.jpg

en vert : référence en rouge : first wort hopping

Schéma 6
Brasserie B, fraction oxygène
dans les moûts de référence
et avec first wort hopping
FWH-Fig6a.jpg
en vert : référence

en rouge : first wort hopping



Résumé des effets du first wort hopping sur l'arôme et l'amertume

Il a déjà été mentionné qu'une fraction plus importante de houblon avait été ajoutée au premier jus dans la brasserie A. Il est intéressant de noter que les différences en terme d'oxydation des substances aromatiques ne sont pas aussi importantes que dans la brasserie B (Schéma 6). Bien que certaines tendances à des pics plus hauts sont visibles pour le brassin de référence, ces différences ne sont pas si prononcées. Avec le houblonnage normal, un nombre de pics plus faibles apparaît également, mais cela n'apparait pas ou alors seulement faiblement dans le brassin de test. 

On doit reconnaître cependant que cet ensemble de substances aromatiques plus importantes et subissant l'ébullition est clairement plus faible dans la brasserie B que dans la brasserie A. Le fait qu'un élément de chauffe interne supplémentaire soit utilisé peut éventuellement expliquer ces différences.

Il faut pourtant garder à l'esprit que les analyses des deux brassins jumeaux ont produit exactement les mêmes résultats, ce qui souligne le fait que les paramètres des brassins de test de la brasserie ont pu être scrupuleusement respectés. En comparant les deux processus, il apparaît clairement que les bières houblonnées de manière classique contiennent davantage en quantité ou en diversité de substances aromatiques issues des houblons.

Cette conclusion est assez surprenante du fait que les bières ayant subi le first wort hopping aient été jugées comme ayant des arômes de houblons très fins et des saveurs plus rondes. Dans la partie concernant les substances aromatiques oxydées, soit la fraction oxygène, on aurait pu s'attendre soit à de nouveaux pics, soit à des pics plus marqués, pour les composés qui se seraient formés dans le premier jus à des températures plus basses. 

D'un autre côté, on peut raisonnablement supposer que les quantités de linalol dans le brassin avec first wort hopping est plus faible parce que ses composants ont subi une ébullition plus longue. Il en va de même pour les autres composants aromatiques qui sont pratiquement sujets à une véritable distillation pendant l'ébullition du moût et donc évaporées dans une plus large proportion. Ces suppositions ont d'ailleurs déjà été faites par Anderegg depuis un moment.[11]

En combinant ces observations avec les évaluations sensorielles, une raison pour laquelle la bière produite avec first wort hopping a obtenu de meilleures notes peut être que l'absence d'un certain nombre de composants aromatiques ou la plus faible concentration de certains ait un effet positif sur l'arôme et le goût des bières évaluées.

Il est très difficile de décrire les arômes de houblon de manière analytique. Nous émettons seulement quelques hypothèses qu'il convient de ne pas mener trop loin après les tests réalisés dans seulement cinq brasseries, dont deux seulement ont mené des tests complétés d'analyses plus poussées. Nos propres tests effectués avec des ajouts d'huiles de houblons par exemple n'ont pas abouti à des conclusions significatives en termes d'analyses et de goût.[10]

Chaque brasserie devrait en principe conduire ses propres expériences de manière à prendre en compte l'influence de ses propres paramètres opérationnels pour pouvoir se faire une idée du résultat gustatif. Nous recommandons dans ce cas de tester ce first wort hopping avec au moins 30% du total des ajouts de houblons, en prélevant pour cela une partie les derniers ajouts de houblons aromatiques.

En ce qui concerne l'utilisation de houblons, la quantité d'alpha-acide ne doit pas être réduite, même en cas d'amélioration de l'utilisation de l'amertume. Les résultats des dégustations ont montré que l'amertume des bières est perçue comme très agréable et très douce. Une diminution de la quantité de houblons pourrait entrainer une diminution excessive de l'amertume, et la perte totale de cette agréable "impression de saveur de houblon".

Le first wort hopping ou houblonnage de premier jus pourrait donner de bons résultats combiné avec une acidification biologique du moût afin de compenser d'une certaine manière la perte des composantes d'amertume tout en produisant une bière de haute qualité.


 

Références

  1. 1,0 et 1,1 Lengse, K. , Reitmeier, R. : Katechismus der Brauereipraxis, 14th ed. , 1970.
  2. Wiegmann, D. : Allgemeine Brauer u. Hopfenzeitung, 1912/1913, pp. 233, 663, 799.
  3. 3,0, 3,1 et 3,2 De Clerk, J. : Lehrbuch der Brauerei, vol. I, 1950.
  4. Schoenfeld, F. : Handbuch der Brauerei und Mälzerei, vol. I, 1930.
  5. Kolbach, P. , Wilharm, G. : Wo. Br. 1943, 66.
  6. Schur, F. , Pfenniger, H. : Schweizer Brauerei-Rundschau 85, 65-84, 1974.
  7. 7,0, 7,1 et 7,2 Gresser, A. : Dissertation Technische Universitat Munchen, 1985.
  8. Loeders, H. : Die wissenschaftlichen Grundlagen von Mälzerei und Brauerei, 1949.
  9. Panglisch, P. : Dissertation Technische Universitat Munchen, 1988.
  10. 10,0 et 10,1 Mitter, W. , Kessler, H. , and Biendl, M. : Brauwelt 133, 979-986, 1993.
  11. 11,0 et 11,1 Anderegg, P. : Schweizer Brauerei-Rundschau 87, 1-64, 1976.

+ Esslinger, H. M. : Brauwelt 129, 945, 1989.


Notes

  1. Ross & Clark est une mesure de stabilité de la mousse


 

Sources

Les auteurs:F. Preis, LGA Nuremberg, and W. Mitter, Simon H. Steiner, Hopfen GmbH, Au/Hallertau.

Article sous copyright 1995, Brauwelt International.

Converti en HTML et remis en page avec autorisation, 2002.

Traduction effectuée avec l'aimable autorisation de Brauwelt International reçue le 7 décembre 2011.