Development of aromatic hop compounds and bitterness in beer during room temperature- and cold storage based on three different hopping methods

Abstract

The main objective of this study was to determine whether storage temperature or hopping method had influence on the aroma and bitterness in beer. The focus was set on the aroma that comes from hops, and not from yeast. The secondary objective to this study was to explore the development of the alcohol, CO2 and bitterness in the beer after priming and bottling. The thesis’ main perspective is that of home brewers, and to some extent that of microbreweries. Beer was brewed with 100 % pilsner malt and hopped with Cascade and Vic Secret hop pellets. Cascade was used both for bittering and for aroma. Vic Secret was only used for aroma. Three batches of beer were brewed two times. The beer was brewed in the 60 L brewery in the Pilot plant at NMBU. All three batches were boiled for 90 minutes. The same amount of Cascade hops were added to all three batches for bittering for 60 and 30 minutes boiling time. Aroma hops were added to brews 1 and 4 for 5 minutes, and to brews 2 and 6 at 80 °C post boiling. Aroma hops were added to brews 3 and 6 (dry hopping) on the day of racking into the secondary fermenter. After bottling, half of the bottles were stored at 4 °C and the other half were stored at room temperature. This process was repeated once ending with a total of six batches where batches 1 and 4, 2 and 5, and 3 and 6 have undergone the same treatment. Six brews and two different storage temperatures resulted in 12 bottles to be tested seven times over the course of two months. At day 1, 5, 10, 20, 30, 45 and 60 after bottling samples were gathered. Aroma was measured in the beers stored at both temperatures using GC-MS. The GC-MS resulted in detection of typical hop and yeast aromas, however a clear pattern in the development of the aromas could not be found. CO2, percent alcohol, color and haze were measured on the test days using the Anton Paar Alcolyzer. The development of the alcohol and CO2 increased fast the first 5 days after bottling and then seemed to stabilize after day 20. Color and haze both decreased during storage, the storage temperature did not have a significant effect on these. Bitterness was measured using UV spectrophotometry. The bitterness kept fluctuating between 40 and 60 IBUs after bottling, suggesting that development of bitterness is not set by the calculated bitterness and the amount of bittering hops added. Sensory evaluation was executed on days 30 and 60 after bottling. The sensory evaluation was carried out using a triangle test where room temperature stored beer was compared to 4 °C cold stored beer. The semi-trained panel was not able determine which of the beers had more aroma.

Hovedmålet med denne studien var å fastslå om lagringstemperatur eller humlingsmetode hadde innflytelse på aroma og bitterhet i øl. Fokus ble satt på aroma som kommer fra humle, og ikke fra gjær. Det sekundære målet for denne studien var å undersøke utviklingen av alkohol, CO2 og bitterhet i øl etter priming og tapping. Avhandlingens perspektiv er sett fra hovedsakelig hjemmebryggingsperspektivet, og til en viss grad mikrobryggerier. Øl ble brygget med 100% pilsner malt og humlet med Cascade og Vic Secret humlepellets. Cascade ble brukt både til bitterhet, og aroma. Vic Secret ble bare brukt til aroma. Tre batcher øl ble brygget to ganger. Ølet ble brygget i 60 L bryggeriet i Pilotanlegget på NMBU. Alle tre batcher ble kokt i 90 minutter. De ble tilsatt den samme mengden Cascade humle for bitterhet i 60 og 30 minutter under koking. Brygg 1 og 4 ble tilsatt aromahumle i 5 minutter, brygg 2 og 6 ble tilsatt aromahumle ved 80 °C etter koking, brygg 3 og 6 ble tilsatt aromahumle (tørrhumlet) samme dag som ølet ble stukket om. Etter tapping ble halvparten av flaskene lagret ved 4 °C, og den andre halvparten ble lagret ved romtemperatur. Hele prosessen ble gjentatt en gang. Dette ga en total på seks batcher hvor brygg 1 og 4, 2 og 5 og 3 og 6 har gjennomgått samme humlebehandling. Seks brygg, og to forskjellige lagringstemperaturer ga 12 flasker som ble testet syv ganger i løpet av to måneder. På dag 1, 5, 10, 20, 30, 45 og 60 etter tapping ble prøvene tatt. Aroma ble målt i øl som var lagret ved begge temperaturer ved hjelp av GC-MS. GC-MS resulterte i påvisning av typiske humle og gjær aromaer, men et tydelig mønster i utviklingen av aromaer ikke ble funnet. CO2, prosent alkohol, farge og turbiditet ble målt hver prøvedag ved hjelp av Anton Paar Alcolyzer. Utviklingen av alkohol og CO2 økte raskt de første 5 dagene etter tapping, for deretter å stabilisere seg etter prøvedag 20. Farge og turbiditet ble redusert under lagring, og lagringstemperaturen så ikke ha en betydelig effekt på disse. Bitterhet ble målt ved hjelp av UV spektrofotometri. Ølet holdt en bitterhet på mellom 40 og 60 IBU etter tapping, noe som tyder på at utviklingen av bitterhet ikke er bestemt av den utregnete bitterheten, og mengde humle som er tilsatt. Sensorisk evaluering ble utført på dag 30 og 60 etter tapping. Den sensoriske vurderingen ble utført ved anvendelse av en trekant test hvor romtemperatur lagret øl ble sammenlignet med 4 °C kald lagret øl. Det semi-trente panelet var ikke i stand til å bestemme hvilke av øl hadde mer aroma.