Echter Hopfen

Die Wildform des Echten Hopfens wächst bevorzugt an stickstoffreichen Standorten mit höherer Bodenfeuchte, zum Beispiel in Auwäldern, aber auch an Waldrändern und in Gebüschen auf trockeneren Flächen. Selten bildet er größere Bestände, kommt aber meist in kleinen Gruppen vor. Er ist in Mitteleuropa eine Charakterart der pflanzensoziologischen Ordnung Prunetalia, kommt aber auch in Gesellschaften der Verbände Alno-Ulmion oder Alnion vor. In den Allgäuer Alpen steigt er im Tiroler Teil bei Elbigenalp bis zu einer Höhenlage von 1036 Metern auf.

Aus einem dicken Wurzelstock (Rhizom) treibt der Hopfen meist sehr zahlreich aus. Es sind dünne, raue Stängel mit ankerartigen Kletterhaaren, die eine erstaunliche Haftfähigkeit besitzen. Diese Triebe werden wie beim Wein als Reben bezeichnet und wachsen im Durchschnitt 10 cm pro Tag. Wie bei allen Stauden kommt es nicht zu einer durchgehenden Verholzung der Pflanze. Hopfen ist ein Rechtswinder, die oberirdischen Triebe sind einjährig und sterben nach der Samenreife ab. Mit zwei bis sechs Metern Höhe ist die Wildform kleiner als die Zuchtsorten mit 4–8 m; ebenso sind die Blütenstände deutlich kleiner. In Mitteleuropa ist der Wilde Hopfen nahezu überall anzutreffen, kleinere Lücken gibt es im Alpenvorland. Der Hopfen ist eine zweihäusige Pflanze. Der männliche Blütenstand ist eine Rispe, der weibliche eine zapfenartige Ähre.

Wegen seines umfangreichen Rhizoms ist eine Beseitigung aufwendig.

Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 20.

Die Kultursorten des Echten Hopfens werden zur Gewinnung der weiblichen Blütenstände landwirtschaftlich angebaut. Diese heißen in der Hopfenwirtschaft Dolden, obwohl sie botanisch gesehen zapfenförmige Ähren sind, und finden beim Bierbrauen Verwendung. Auch die jungen Triebe im Frühling und die Samen im Herbst sind essbar.

Die wichtigsten deutschen Anbaugebiete sind die Hallertau in Bayern, das Elbe-Saale-Anbaugebiet in den Bundesländern Sachsen, Thüringen und Sachsen-Anhalt, das Schussental zwischen Tettnang und Ravensburg in Baden-Württemberg und die Region um Spalt in Mittelfranken.

Eine Befruchtung durch den Pollen männlicher Pflanzen verringert den Ertrag an Bierwürze, verkürzt das Erntezeitfenster (überreife Hopfendolden schmecken unangenehm) und erschwert die Verarbeitung in der Brauerei. Darum sind die Felder komplett pistillat (botanisch weiblich). Die Dolden besitzen an der verdeckten Oberfläche der Kelchblätter (Calyxen) und Tragblätter (Brakteen) Harzkügelchen, aus denen man das gelbe Lupulin gewinnen kann. Es wirkt als Geschmacksstoff und Konservierungsmittel. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen den Bitterhopfensorten und den Aromahopfensorten. Dies sind vom oft beworbenen Siegelhopfen zu unterscheidende Kategorien, da es sich dabei lediglich um Hopfen aus bestimmten Anbaugebieten handelt. Rückschlüsse auf die Qualität oder die Sorte lässt die Bezeichnung Siegelhopfen also nicht zu. Für den Brauprozess sind hauptsächlich die sogenannten „α-Säuren“, d. h. α-Lupulinsäure oder Humulon und deren Derivate die für die Bittere des Bieres verantwortlich sind, von Bedeutung; die „β-Säuren“ β-Lupulinsäure (Lupulon) und ihre Abkömmlinge sind für die Geschmacksaromen wichtig. Der α-Säuren-Anteil von Aromasorten beträgt etwa 3–9 % im Vergleich zu 12–20 % bei Bittersorten, jedoch haben Aromasorten dafür deutlich höhere Konzentrationen an aromatisch hoch wirksamen Inhaltsstoffen wie ätherischen Ölen oder Polyphenolen.

Früh im Brauprozess zugesetzter und lange mitgekochter Hopfen erhöht die Hopfenausbeute, die eine chemische Umwandlung der α-Säuren in Iso-α-Säuren darstellt; die Würze wird dadurch bitterer. Später hinzugefügt entsteht ein eher mildes Bier. Faktoren wie beispielsweise die Art des Hopfenprodukts (Pellets, Extrakte usw.) oder auch die Stärke des Kochens und der Extraktgehalt der Würze beeinflussen die Hopfenausbeute mit.

Seine Bedeutung erreichte der Hopfen ursprünglich, weil seine bakteriziden Bitterstoffe beim Brauen von Bier wesentlich zur Haltbarkeit beitrugen. Die antiseptische Kraft des Hopfens wurde 1153 n. Chr. von Hildegard von Bingen beschrieben mit den Worten „putredines prohibet in amaritudine sua“ (seine Bitterkeit verhindert die Fäulnis).

Die ältesten schriftlichen Quellen zum Hopfenanbau stammen aus dem frühen Mittelalter. Angeblich wurde der Hopfenanbau erstmals im Jahre 736 n. Chr. bei Geisenfeld in der Hallertau erwähnt; konkrete Quellen existieren für die Jahre 768 (Kloster St. Denis nördlich von Paris), 822 (Kloster Corvey) und 859 bis 875 (Hochstift Freising). Eine erste Erwähnung des Hopfens als Brauzusatz findet sich im Jahre 1079. Im Hochmittelalter kommen Wollin, Breslau, Troppau, Brüx, Wismar, Braunschweig und Lübeck als Hauptanbaugebiete hinzu.

2022 wurden laut BarthHaas Bericht 2022/2023 weltweit 106.584 t Hopfen geerntet. Die drei größten Produzenten waren die USA (46.363 t), Deutschland (34.406 t) und China (6.014 t). Deutschland war in Europa der größte Produzent, danach folgten Tschechien (4.452 t) und Polen (3.424 t).

Wertbestimmende Bestandteile der Hopfendolde sind eine Harzfraktion (Hopfenbitterstoffe) und ein ätherisches Öl, das Hopfenöl. Daneben sind Rohfasern (15 %), Eiweiße (20 %) und mineralische Bestandteile (8 %), Polyphenole (Tannine) (2–5 %) enthalten.

Die weiblichen Blütenstände sind die sogenannten Hopfenzapfen Lupuli strobulus (2,5 – 5 cm), welche die trockenhäutigen Deckblätter tragen. Diese wiederum sind von sandkorngroßen Drüsenhaaren besetzt, die das gelbe bis rötliche Harz enthalten. Das Harz befindet sich in den Hopfendrüsen Lupuli glandula (Hopfenmehl, Hopfenstaub, Lupulin), die durch Abklopfen oder Schütteln der Hopfenzapfen gewonnen werden. Das Hopfenharz gliedert sich in zwei Harzfraktionen, die Hopfendrüsen enthalten etwa 50–80 % in Hexan lösliches Weichharz und zum anderen das hexanunlösliche Hartharz. Im frühen 19. Jahrhundert erfolgte die Extraktion des Harzes mit Wasser, Ethanol, Dampf oder auch Schwefelkohlenstoff. Durch die zunehmende Erforschung der Bestandteile des Harzes und seiner lipophilen Komponenten wurden ab dann effektivere Lösungsmittel wie Aceton, Chloroform, Alkohol oder Hexan verwendet. Aufgrund der Angst vor schädlichen Lösungsmittelrückständen wurde dann überkritisches Kohlendioxid verwendet.

Die Extraktion des Harzes liefert die kristallisierbaren, oxidationsempfindlichen Hopfenbittersäuren:

• Humulone (α-Hopfenbittersäuren) mit bitterem Geschmack, und die strukturell verwandten
• Lupulone (β-Hopfenbittersäuren) die nicht bitter sind.

Die Hopfensäuren machen anteilig etwa die Hälfte am Harz aus. Sie sind sehr instabil und nur im frischen Hopfen, nicht jedoch in gelagerter Ware enthalten. Beim Würzkochen (Bierherstellung), aber womöglich auch bei der pharmazeutischen Drogenextraktion entstehen durch Ringverengung stark bittere Isoverbindungen, die Isohumulone. Während der Lagerung der Droge werden durch oxidativen Abbau aus den Hopfenbitterstoffen verschiedene Verbindungen gebildet, darunter das 2-Methyl-3-buten-2-ol, für das im Tierexperiment sedierende Wirkungen festgestellt wurden. Weiterhin enthält das Harz Chalkone (Xanthohumol), 0,5 – 1,5 % Flavonoide und 2–4 % Gerbstoffe. Das gelb gefärbte Xanthohumol – für das eine chemopräventive Wirkung nachgewiesen wurde – kommt spezifisch im Hopfen vor und ist eine analytische Leitsubstanz; beim Brauprozess wird dieses jedoch weitestgehend in Isoxanthohumol umgewandelt.

Im Hopfenöl sind über 150 Einzelstoffe für ihr Vorkommen bekannt, unter denen Mono- und Sesquiterpene (z. B. Myrcen, Humulen und β-Caryophyllen, Farnesene) und verschiedene Fettsäureester hervorzuheben sind. Je nach Mengenverhältnis der Hauptterpene unterscheidet man myrcen- und humulenreiche Hopfensorten. Sie bestimmen maßgeblich das Bieraroma.

Hopfen enthält geringe Mengen an östrogenwirksamen Stoffen, unter denen das potenteste als das zu den Flavonoiden gehörende Hopein (8-Prenylnaringenin) identifiziert wurde. Auch eine antimikrobielle und tuberkulostatische Wirkung sollen Hopfenzapfen haben.

Pharmazeutisch verwendete Drogen sind die Hopfenzapfen (Lupuli flos, Strobuli Lupuli, Strobulus Lupuli), bei denen es sich um die getrockneten, vollständigen weiblichen Blütenstände handelt, und die Hopfendrüsen (Lupuli glandula, Hopfenmehl, Lupulin), die von den Fruchtständen abgesiebten Drüsenhaare. Hopfendrüsen stellen ein grüngelbes klebriges Pulver dar, das aromatisch riecht und würzig bitter schmeckt. Sie werden durch das Ausklopfen der Hopfenzapfen gewonnen. In gepresster Form werden die Hopfendrüsen als Hopfenhasch (Lupu-Hash) als Räucherwerk oder zum Rauchen verwendet.

Zubereitungen aus Hopfenzapfen werden bereits seit dem 18. Jahrhundert als leichtes Einschlaf- und Beruhigungsmittel genutzt. Im Handel sind Hopfenextrakte als Fertigarzneimittel erhältlich, oft im Gemisch mit anderen pflanzlichen Sedativa wie Baldrian. Deren Wirksamkeit wurde von der Kommission E des BfArM bestätigt.

Die schlaffördernde und beruhigende Wirkung des Hopfens geht auf seine dem körpereigenen Hormon Melatonin ähnlichen Eigenschaften zurück. Es konnte nachgewiesen werden, dass Hopfenbestandteile an den Melatonin-Rezeptoren binden und dadurch schlafinduzierende Effekte, wie z. B. eine Senkung der Körpertemperatur bewirken.

Die Reduktion der Körpertemperatur trägt dazu bei, den Schlafprozess zu initiieren. In der Kombination ergänzen sich Hopfen und Baldrian in ihrer schlaffördernden Wirkung wie die körpereigenen Schlafregulatoren Adenosin und Melatonin.

Welche Inhaltsstoffe für die Wirkung verantwortlich sind, ist nicht vollständig geklärt. An erster Stelle sind die Bitterstoffe des Hopfens zu nennen. Aus diesen entsteht durch die Verbindung von Humulon und Lupulon bei der Lagerung, Verarbeitung und/oder im menschlichen Körper 2-Methylbut-3-en-2-ol, das wahrscheinlich für die beruhigende Wirkung verantwortlich ist. Die Verbindung wirkt außerdem antibakteriell. Die entsprechend konservierende Wirkung spielt beim Bierbrauen eine wichtige Rolle. Die Bitterstoffe stimulieren auch die Magensaftsekretion, deshalb wird der Hopfen in der Volksheilkunde bei Appetitlosigkeit und bei Verdauungsbeschwerden eingesetzt.

In der Aromatherapie werden Hopfenblüten als „Aromakissen“ oder Hopfenauszüge als Badezusatz verwendet. Eine östrogene Wirkung des Hopfens geht hauptsächlich auf den Gehalt an Hopein (8-Prenylnaringenin) zurück. Der Stoff wirkt als Agonist am Estrogenrezeptor.

Frische Hopfenzapfen können bei Hautkontakt allergische Reaktionen auslösen (Hopfenpflückerkrankheit).

Weltweit existieren mehrere hundert Hopfensorten, von denen allerdings nicht alle aktuell eine wirtschaftliche Bedeutung haben.

Die größten Anbaugebiete für Hopfen gab es 2021 in Äthiopien (34.320 ha), gefolgt von den USA (24.630 ha) und Deutschland (20.900 ha).

2016 waren die drei führenden Hopfenbau-Länder der Fläche nach die USA, Deutschland und Tschechien. Damals betrug die geschätzte Hopfenernte in der Hallertau 36.500 Tonnen. 1928 betrug die Welternte 60.300 Tonnen; davon entfielen 14.900 Tonnen auf die USA, 12.300 Tonnen auf Großbritannien, 9.430 Tonnen auf die Tschechoslowakei und 8.370 Tonnen auf das Deutsche Reich.

Zu den durch Pilzen verursachten Krankheiten zählen der Echte Mehltau sowie die hopfenspezifische Art Verticillium nonalfalfae der Verticillium-Welke. Der Hopfen- oder Hanferdfloh Psylliodes attenuatus und die Gemeine Spinnmilbe Tetranychus urticae gehören zu den tierischen Schädlingen. Ein weiterer wichtiger Schädling ist bei Massenbefall die Hopfenblattlaus Phorodon humuli. Jedes Jahr wiederkehrend zum Problem wird die Peronospora, auch falscher Mehltau genannt, eine Pilzkrankheit des Hopfens. In jedem Anbaugebiet gibt es Anlagen, die den Sporenflug dieses Pilzes messen, sodass das Hopfenforschungszentrum bei Bedarf einen Spritzaufruf an die umliegenden Bauernhöfe starten kann.

Langjährig schwankt der Preis von Hopfen beträchtlich (Größenordnung ca. 1 zu 10), was sowohl den Hopfenanbau als auch den Hopfeneinkauf wirtschaftlich risikoreich macht.

Weltmarktführer als Hopfenlieferant und Hersteller von Hopfenprodukten ist die Barth-Haas-Group.

• 95 % des in Deutschland angebauten Hopfens wird vom Deutschen Hopfenwirtschaftsverband vermarktet und verarbeitet.

• Mit dem Hopfenanbau sind auch kulturelle Traditionen verknüpft wie z. B. die Wahl einer Hopfenkönigin.

• Die Stadt Geisenfeld schmückt sich mit dem Titel, der erste Ort jemals gewesen zu sein, an dem Hopfen kultiviert wurde. Ob dieser Ort auf dem heutigen Stadtgebiet von Geisenfeld liegt, oder auf dem von Aiglsbach, oder ob nicht doch Nandlstadt oder Siegenburg etwas früher bereits Hopfen kultiviert hatten, ist historisch umstritten.

In Manuskripten des 12. Jahrhunderts, die Hildegard von Bingen zuzuschreiben sind, wird der Hopfen („hoppho“) als Bitterpflanze charakterisiert, die im Menschen schädliche Melancholie erzeuge, andererseits aber, den Getränken zugesetzt, diese vor dem Faulen bewahre. Im 14. Jahrhundert deutete Konrad von Megenberg die Wirkungscharakteristik der Hopfendolden als heiß und trocken. Er sah in ihnen eine Kraft, die zähe Feuchtigkeiten im Menschen auflösen und Flüssigkeiten vor Fäulnis bewahren könne. Das gelte aber nur für die Dolden, während das Kraut den Leib des Menschen beschwere.

Aus dem Opus pandectarum des Matthaeus Silvaticus und aus den Werken des Pseudo-Mesue schöpfend deuteten die Kompilatoren der Mainzer Kräuterbuchinkunabeln Herbarius moguntinus (1484), Gart der Gesundheit (1485) und Hortus sanitatis (1491) den Hopfen als eine Art Winde („volubilis – species tertia / lupulus“). Dieser „lupulus“ sollte schmerzlindernd und entzündungswidrig wirken. Er sollte die gelbe Galle („cholera citrina“) aus dem Blut entfernen. Eine Abkochung von „lupulus“ in Molke („aqua casei“) sollte besonders entzündungswidrig sein. Ein aus „lupulus“ bereiteter Sirup sollte Gelbsucht beseitigen. In seinem Kleinen Destillierbuch (1500) empfahl der Straßburger Chirurg und Botaniker Hieronymus Brunschwig die im Ende des April ausschießenden „gipflin und zincklin“ am Beginn ihres Wachstums abzubrechen und zur Bereitung eines Destillats zu verwenden.

Otto Brunfels (1532), Hieronymus Bock (1539) und Leonhard Fuchs (1543), die Väter der Botanik, diskutierten darüber, welche Pflanzenbeschreibungen in den Werken der antiken Autoren (Dioskurides und Plinius) den Hopfen darstellen könnten. Hieronymus Bock schrieb auch über die nichtmedizinische Verwendung des Hopfens im 16. Jahrhundert:

• Die Hopfen Dolden („Blumen“) sind der Biersieder Gewürz, denn ohne diese Dolde wird man nicht viel gutes Bier mögen machen.
• Der wilde Hopfen wird im Weinland von den Bäckern aufgesammelt, die Hefe („Heffel“) damit zu setzen, weil die Hopfen gewaltig auftreiben und den Teig locker machen.
• Im Frühling lassen die Leckermäuler die jungen Dolden der Hopfen zum Salat bereiten, wie die jungen Spargeln, und sie halten das für eine gesunde Speise für die „verstopfte Leber“.

In seinem Pinax theatri botanici (1623) benannte Caspar Bauhin den Hopfen nach den Regeln einer binären Nomenklatur und er differenzierte zwischen männlicher und weiblicher Pflanze („lupulus mas“ und „lupulus foemina“).