Botanik: Echter Hopfen Humulus lupulus, die Basis des Biers *

[Hans-Jürgen Koch]

In Westasien, Mittel- und Südeuropa (Norditalien) findet man häufig den Hopfen.
Das größte Verbreitungsgebiet des Hopfens in Deutschland liegt in Bayern und Württemberg, wo in sogenannten Hopfenkulturen angepflanzt wird.
Die Hopfenpflanze wird in den meisten Regionen mit gemäßigtem Klima der Welt angebaut; diese befinden sich zwischen dem 35. und 55. Breitengrad der Nord- und Südhalbkugel. Mehr als 60 % der Hopfenanbaufläche befinden sich in Deutschland und den USA.
Zu den größten Hopfenanbaugebieten zählen die Hallertau in Deutschland und die Bundesstaaten Washington, Oregon und Idaho in den USA. Weitere Hopfenanbauländer sind Tschechien, Polen, Slowenien, England, Ukraine, China, Südafrika, Australien und Neuseeland.
Auch in Russland isst man gerne die Triebe des jungen Hopfens. In der Mailänder Gegend breitet man aus ihnen zusammen mit Reis ein wohlschmeckendes Gericht.
Hopfen wird als Kulturpflanze nachweislich seit dem 8. Jahrhundert angebaut, und zwar in der mittelbayerischen Hallertau, die noch heute das deutsche Hauptanbaugebiet stellt.
Als Bierwürze spielte er erst relativ spät eine wichtige Rolle, zuvor kam er vor allem als Heilpflanze zum Einsatz. In den Kräuterbüchern des Mittelalters werden die Pflanzen ausführlich beschrieben. Hildegard von Bingen wusste bereits um seine antibakterielle Wirkung, die auch das Bier haltbarer macht.
In einer Zeit ohne Kühlschränke war Hopfen ein natürliches Konservierungsmittel.
Die antiseptische Kraft des Hopfens (,,hoppho") wurde 1153 n. Chr. von Hildegard von Bingen (1098 – 1179) beschrieben mit den Worten ,,putredines prohibet in amaritudine sua" (seine Bitterkeit verhindert die Fäulnis).
Das wirkt bis heute nach – 2007 hat man ihn zur Heilpflanze des Jahres gekürt.

Bild 01 Männliche Blütenstand 5 – 10 cm lang, Echter Hopfen (Humulus lupulus)

Urheber: Rasbak
Die männlichen Blüten sind rispig.
Nach dem Reinheitsgebot von 1516 darf zur Herstellung von Bier nur Malz, Hefe, Wasser und Hopfen verwendet werden.
Die am 23. April 1516 durch den bayerischen Herzog Wilhelm IV. und seinen Bruder Herzog Ludwig X. erlassene Herstellungsvorschrift, die heute als Reinheitsgebot bezeichnet wird,
Aus nur vier natürlichen Zutaten entsteht in über 1.500 deutschen Brauereien Tag für Tag eine weltweit einzigartige Vielfalt von über 40 verschiedenen Sorten und rund 7.000 einzelnen Biermarken.

Etwa 99 % der gesamten Hopfenernte werden zum Bierbrauen verwendet.
Die weiblichen Pflanzen werden zur Drogengewinnung in Dauerkulturen angebaut.
Beim Anbau in Hopfengärten verwendet man ausschließlich weibliche Pflanzen, da die Bestäubung durch männlichen Pollen den Ertrag mindert und zu vorschneller Reife führt – überreif sind die Hopfenzapfen nicht mehr zu gebrauchen, da sie extrem bitter werden.
Daher ist in Hopfenanbaugebieten das Pflanzen von männlichen Exemplaren gesetzlich verboten.

Systematik:
Ordnung: Rosenartige Rosales
Familie: Maulbeergewächse Moraceae
Unterfamilie: Hanfgewächse Cannabaceae
Gattung: Hopfen
Wissenschaftlicher Name: Humulus lupulus
Syn.: Humulus cordifolius, Humulus americanus, Humulus volubilis, Lupulus communis
Trivialnamen:
Gemeiner Hopfen, Bierhopfen, Hopf, Hoppen, Hoppho, Hupfen, Common hops (tschech.), divlji hmelj (kroat.), Hop (niederl.), Houblon, Vigne du nord (frz.), humall (island.), Humle (dän.), komló (ungar.), Lupolo (port.),Luppolo (it.), Lupulu (span.), şerbetçi otu (türk.), хмель (russ.)
Englische Bezeichnung: Common hops
Hopfen dient in vielen alten Bibliotheken als Schutz vor Feuchtigkeit und Ungeziefer. Man legt Hopfendolden hinter den Büchern aus. Sie regulieren die Luftfeuchtigkeit, und ihre ätherischen Öle halten Insekten fern. Die Dolden müssen alle paar Jahre ausgewechselt werden.
Die Gattung Humulus besteht aus zweihäusigen (diözischen) mehrjährigen, Kletterreben, die zwischen 6 Meter bis 10 Meter hoch werden kann. Dabei erreicht der Wilde Hopfen eine Breite von 2 Meter bis 8 Meter.
Der Jahreszuwachs liegt zwischen 4 Meter bis 6 Meter. Diese Gattung gehört zur Familie der Hanfgewächse Cannabaceae aus der Ordnung der Urticales, die 2003 in die natürliche Ordnung der Rosenartige Rosales eingegliedert wurde.

Urticales:
Pflanzen mit sonstiger pharmazeutischer Bedeutung:
Die Humulus-Arten sind schnellwachsende mehrjährige, ausdauernde krautige Kletterpflanzen, die – von oben betrachtet – im Uhrzeigersinn winden, rechtsdrehend und halten sich mit Klimmhaaren fest.
Namengebend für diesen als ,,hopfisch" bezeichneten Windesinn (Drehrichtung) von Schlingpflanzen.
An den nicht verholzenden Winden sitzen die gegenständigen, eirund bis herzförmigen Blätter.
Bild 2 Blätter, Echter Hopfen Humulus lupulus

Foto: H.-J_Koch
Die Blätter sind gegenständig, langstielig und 3-, 5- oder selten 7-lappig. Die Blattspreite ist spitz gesägt und rau.

Bild 03 Interpetiolare Nebenblätter, Echter Hopfen Humulus lupulus

Foto: H.-J_Koch
Zwischen den Blattpaaren befinden sich achselständige, d. h. interpetiolare Nebenblätter.
Stängel meist 4-kantig mit borstigen Kletterhaaren.

Bild 04 Blätter, Echter Hopfen Humulus lupulus

Foto: H.-J_Koch
In der Volksmedizin wird der Hopfen seit Jahrhunderten als harntreibendes, blutreinigendes Mittel eingesetzt.
Hopfenzapfen verwendet man erfolgreich als mildes Beruhigungsmittel und Einschlafhilfe.
Hopfenzapfen werden häufig mit weiter beruhigend wirkenden Drogen kombiniert wie Baldrianwurzel und Melisse.
Im Jahr 1821 gab Dr.Yves zu New York diesem gelben Pulver den Namen "Lupulin"
(Amer. Jour.Wissenschaft 1820, S. 302).
Er war der erste, der beobachtete, dass im Lupulin die Bitter- und Aromastoffe des Hopfens gespeichert werden. Die Lupulindrüsen sind nur schwach an den Hopfenzapfen befestigt, daher muss der Hopfen vorsichtig behandelt werden, um die wertvollen Hopfenbestandteile nicht zu verlieren.

Drogenbeschreibung:
Die Droge Lupuli strobulus besteht aus den getrockneten Blütenständen.
Lupulin sind die Drüsen der weiblichen Hopfenpflanze. Die Hopfendolden enthalten unzählige kleine, gelbliche Kügelchen, das Lupulin. Es gibt dem Bier den typischen Geschmack, macht das Bier haltbar und sorgt für den Schaum auf dem Bier.

Inhaltsstoffe:
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.

Bild 05 Weiblicher Blütenstand, Hopfendolde, Echter Hopfen Humulus lupulus

Urheber: Manfi.B.
Die Hopfenzapfen (syn. Strobuli (auch Strobbili) Hopfenkätzchen, Hopfenblüten) sind 2 bis 4 cm lang, meist gestielt. Sie bestehen aus dachziegelartig übereinander liegenden, trockenhäutigen Vorblättern und kleineren schief-eiförmigen häutigen Deckblättern.
Die größeren Vorblätter heben besonders viele Drüsenschuppen.
Die weiblichen Blüten sind ährig, (Dolden). Ihre Blüten vergrößern sich zu eiförmigen Fruchtständen (Zapfen). Die zuerst gelblichgrünen, später gelbbraunen Fruchtschuppen besitzen am Grund zahlreiche Harzdrüsen.
Als Glandulae Lupuli oder Lupulin werden die von den Fruchtständen isolierten Hopfendrüsen bezeichnet.
Sie bilden ein orangegelbes, klebriges Pulver mit charakteristischem Geruch und bitterem Geschmack.
Hopfenzapfen beziehungsweise Drüsen dürfen nicht länger als ein Jahr vorrätig gehalten werden (Zersetzung, Wirkstoffverlust).
Die Frucht ist eine Nuss, die Blütezeit ist im Juli, August.

Bild 06 Illustration, Echter Hopfen Humulus lupulus

Quelle: www.biolib.de
Urheber: Prof. Dr. Otto Wilhelm Thomé Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz 1885, Gera, Germany
Der Gattungsname Humulus ist aus dem im frühmittelalterlichen Latein gebräuchlichen humlo hervorgegangen, das wiederum vom slawischen chmel abstammt.

Der Artenname hupulus stellt die Verkleinerungsform vom lateinischen lupus (Wolf) dar, womit die pflanzenwürgende Eigenschaft des Hopfens hervorgehoben werden soll.

Teil 1
Spross, Querschnitte
25 Mikrometer

Bild 07 Schnittstellen, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 08 Übersicht, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 09 Detailaufnhme, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 10 Detailaufnahme, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 11 Dunkelfeld, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 12 Detailaufnahme, Autofluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus

LED Modul 455 nm
Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 13 Detailaufnahme, Autofluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau)

Arbeitsablauf:
1.Pflanzenprobe liegt in 30 % Ethanol.
2. Aqua dest. 3x wechseln je 1 Minute.
3. Vorfärbung Acridinrotlösung 7 Minuten
4. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
5. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr abgehen - Lupenkontrolle) ca.30 Sekunden !!
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 1 Minuten
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis 3 : 1 verwendet (blau + gelb = grün).
Tipp:
Eine schöne Variante erhält man, wenn man in der letzten Färbestufe eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis 3:1 verwendet. (3 Tropfen Astrablau und 1 Tropfen Acriflavin separat ansetzen und Gemisch mit der Pipette übertragen
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
9. Entwässern mit 3x gewechseltem Isopropylalkohol (99,9 %)
10. Einschluss in Euparal.
Ergebnis:
Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.
Bei der Betrachtung wird eine Kontrastverbesserung bei Verwendung eines BG 38 Filters (blaugrün, 3 mm dick) erreicht.

Fotos: Nikon D5000, Sony alpha 6000

Bild 14 Übersicht, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 15 Detailaufnahme, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 16 Detailaufnahme mit Beschreibung, Echter Hopfen Humulus lupulus

H = Hohlraum, MP = Markparenchym, XY = Xylem, PH = Phloem, RP = Rindenparenchym, CU = Cuticula, EP = Epidermis, KOL = Kolenchymzellen, T = Trachee, PXY = Protoxylem
Das Kollenchym gehört zu den Festigungsgeweben von Pflanzen. Das Wort leitet sich ab von griechisch kolla = Leim und enchyma = das Eingegossene.

Bild 17 Spross mit Ansatz von einem Klimmhaar, Echter Hopfen Humulus lupulus

Klimmhaare dienen einer Pflanze zum Klettern oder zur Verbreitung.


Bild 18 Detailaufnahme, Echter Hopfen Humulus lupulus

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 19 Detailaufnahme, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 20 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 21 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 22 Übersicht, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus

Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 23 Detailaufnahme, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus

Teil 2
Blattstiel, Querschnitte
25 Mikrometer

Bild 24 Übersicht, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 25 Detailaufnahme, ungefärbter Schnitt, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 26 Detailaufnahme, Autofluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 27 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 28 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 29 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus



W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau)

Bild 30 Übersicht, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 31 Detailaufnahme, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 32 Detailaufnahme, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 33 Dunkelfeld, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 34 Übersicht, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 35 Übersicht, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 36 Übersicht, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


Bild 37 Übersicht, Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Echter Hopfen Humulus lupulus


Verzeichnis der benutzten Literatur:

Wikipedia; Freie Enzyklopädie
Aichele ,,Was blüht denn da?", 03553-5
Dieter Ennet ,,Lexikon der Heilpflanzen", ISBN: 3-933203-96-1
Holm ,,Botanik und Drogenkunde", ISBN: 978-3-7692-5240-8
Rettenmann-Rißmann-Ziegler ,,Botanik – Drogenkunde"
E. Löbenberg ,,Drogenkunde", 3-7741-0125-6
Bettina Rahfekd ,,Mikroskopischer Farbatlas der pflanzlichen Drogen", ISBN: 978-3-8274-1951-4
Hans Jürgen Pfänder ,,Farbatlas der Drogenkunde", ISBN: 3-437-00627-4
E. Schultes ,,Pflanzen der Götter", ISBN: 3-444-10282-8
Schönfelder ,,Das neue Handbuch der Heilpflanzen", ISBN: 978-3-440-12932-6
Schmeil ,,Leitfaden der Pflanzenkunde", 1952
,,Botanica" Das Abc der Pflanzen, ISBN: 3-8290-0868-6
,,Die große Enzyklopädie der Arzneipflanzen und Drogen", ISBN: 978-3-89996-508-7
,,Der Kosmos Pflanzenführer", ISBN: 978-3-44016318-4
,,Der Kosmos Waldführer", ISBN: 978-3-440-17680-1
,,Welche Heilpflanze ist das?", ISBN: 978-3-440-10798-0
,,Tiere und Pflanzen", ISBN: 978-3-440-14136-6
,,Die Pflanzen", 1985
,,Was blüht denn da?", ISBN: 978-3-440-11379-0
,,Das große illustrierte Pflanzenbuch", 1966
,,Welche essbare Wildpflanze ist das?", ISBN: 978-3-440-16445-7
,,Das große illustrierte Pflanzenbuch", 1977
,,Heilpflanzen und ihre Kräfte", 1985
Der Kosmos ,,Pflanzenführer", ISBN: 978-3-440-16318-4

Die Informationen für Beschreibungen werden von mir selbst aus verschiedenen Quellen zusammengetragen. Dabei benutze ich sowohl Bücher als auch Internet Quellen.
Ich recherchiere dann weiter, suche die zugrundeliegenden Studien heraus, werte sie aus und verbinde alles miteinander.
Beim Recherchieren öffnet sich oft nicht nur eine neue Tür, sondern gleich mehrere. Dahinter verbargen sich weitere spannende Informationen.
Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.

Hans-Jürgen

[Gerd Schmahl]

Hallo Hans-Jürgen,
mal wieder ein sehr schönes Portrait eine sehr beliebten Pflanze!

Die Hopfendolden enthalten unzählige kleine, gelbliche Kügelchen, das Lupulin.

Zu diesen Drüsenzellen kann ich zwei Auflichtbilder beisteuern.
Einmal als gestäcktes Foto:


Und als Anaglyphenbild für dem Raumeindruck:


Hopfen und Malz - Gott erhalt's
Gerd

[Jürgen Boschert]

Lieber Hans-Jürgen,

wiedereinmal Dank an Dich -und auch an Gerd für seine schöne Ergänzung!

[Wutsdorff Peter]

Guten Abend  Hans-Jürgen,
Du bist ja sehr fleißig; Gratulation zu diesem lehrreichen Beitrag. Hervorreagende Fotos !

Ich bin zwar nur  Ingenieur und habe 6  a Latein gehabt:

"" lateinischen hupus (Wolf)"",
wenn ich mich aber recht erinnere
ist der lat. Name des Wolfes lupus
Gruß Hans-Peter

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Gerd, Jürgen und Peter,

danke für Eure lobenden Worte.

@ Gerd:
deine beiden Bilder sind super.

@ Peter,
ich habe gerade im ,,Stowasser" nachgesehen.
Der lateinische Name für Wolf ist natürlich ,,Canis Iupus Iupus"

Gruß
Hans-Jürgen

[Sourdough]

-

[Hans-Jürgen Koch]

Danke für die genaue Erläuterung.

Gruß
Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

wie immer ein schöner und interessanter Beitrag, den ich gerne gelistet habe.

Das Protoxylem oder primäre Xylem (Bild 16) würde ich aber etwas andeers verorten (dunkelroter Kreis):



Beste Grüße
Jörg

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

danke für die Aufnahme meines Beitrages in die ,,Übersicht – Botanik".
Den Pfeil (blau), Bild 16 habe ich verlängert.

Gruß
Hans-Jürgen