La presentazione ufficiale al Beer&Food Attraction


La presentazione ufficiale al Beer&Food Attraction


HOP CONTROL è stato ufficialmente presentato al Beer&Food Attraction lunedì 19/02/2024.

Dopo la prestigiosa introduzione a cura di Lorenzo Dabove (Kuaska) l'Ing. Enrico Mollica ha presentato i principali aspetti tecnici relativi all'utilizzo del software, sintetizzati in questo articolo.



Una Metodologia Rivoluzionaria


La principale valenza di HOP CONTROL è dal punto di vista comparativo, consentendo all’utente di partire da una luppolatura base e di individuare da subito la direzione da intraprendere per ottimizzarla.

Questo è di notevole interesse sotto il profilo della riduzione delle cotte di prova, con i relativi costi.

Sempre in ottica riduzione costi, l’algoritmo può consentire la revisione di una ricetta base con l’obiettivo di raggiungere lo stesso profilo aromatico ma con luppoli più economici.



La metodologia si fonda su tre pilastri principali:


Un algoritmo sofisticato, radicato in studi recenti sulla letteratura tecnica degli oli essenziali del luppolo.

Una calibrazione solida, ottenuta attraverso le sperimentazioni effettuate con il Birrificio Dada.

Un database esteso che conta oltre 250 varietà di luppolo, ciascuna caratterizzata dal punto di vista degli olii essenziali e delle qualità aromatiche (diagramma radar).

 


Il Database in Evoluzione


Grazie alla collaborazione con Italian Hops Company (www.italianhopscompany.com), è in studio l’introduzione nel database di varietà autoctone italiane.

Attualmente il database contiene delle grandezze (Alfa Acidi, Beta Acidi, contenuto dei principali olii essenziali) che, per ciascuna varietà di luppolo, assumono valori medi rispetto a quanto riportato in letteratura e nelle schede tecniche dei principali fornitori.

A breve verranno introdotte delle tecniche di estrapolazione, basate su algoritmi di Intelligenza Artificiale, per ricavare una stima del contenuto degli olii essenziali di un determinato lotto partendo dai dati di letteratura di quella specifica varietà e conoscendo solamente il contenuto di Alfa Acidi.



Input e Output della Procedura di Calcolo


Per effettuare il calcolo vengono richiesti i seguenti dati di input:

  • stile BJCP di riferimento (per ciascuno stile, oltre ai range di IBU e BU/OG, è disponibile anche un diagramma radar di riferimento da confrontare con quello risultante dal calcolo);
  • volume in fermentazione;
  • densità media in bollitura;
  • per ciascuna aggiunta di luppolo:
  • varietà di luppolo;
  • quantità;
  • modalità di utilizzo: Bollitura, Whirlpool, Dry Hopping;
  • tempo di bollitura;
  • ore di Dry Hopping, nel caso in cui il luppolo venga utilizzato in questa modalità;
  • tipologia di luppolo: pellet, coni secchi, coni freschi.

 

Di seguito sono elencati i principali output della procedura di calcolo, ottenuti combinando in maniera complessa le informazioni inserite per le diverse varietà di luppolo.

L’algoritmo effettua una composizione delle grandezze associate alle singole varietà di luppolo inserite, tenendo conto degli effetti legati al tempo di bollitura ed al tempo di un eventuale Dry Hopping.

A titolo di esempio, una bollitura molto prolungata potrebbe comportare la volatilizzazione di determinati olii essenziali, che non si andrebbero a ritrovare nella birra finita.

Di questo ed altri aspetti più sofisticati si tiene conto all’interno dell’algoritmo.


Come mostrato in figura i seguenti output sono riportati graficamente sotto forma di diagrammi:

  • IBU e rapporto BU/OG → vengono forniti come check per assicurarsi che la luppolatura analizzata garantisca di rimanere all’interno del range di stile BJCP considerato;
  • TOTAL HOPPY LEVEL → indicatore del livello di luppolatura (da 0 a 5), secondo lo studio effettuato da Machado & Lehnhardt;
  • BITTER QUALITY → si tratta di un originale indicatore sulla qualità dell’amaro, legato al contenuto totale di cohumulone rilasciato dai luppoli in bollitura;
  • BETA-TO-ALPHA ACID RATIO → rapporto che, da letteratura, va tenuto in considerazione per avere alcune indicazioni sulla qualità della luppolatura (tipicamente è elevato nel caso di utilizzo di luppoli nobili);
  • HUMULENE/CARYOPHILLENE RATIO → rapporto di riferimento per identificare alcune principali caratteristiche aromatiche legate alla luppolatura (tipicamente è elevato per luppolature caratterizzate da aroma floreale, erbaceo e speziato);
  • CONTENUTO DI OLII ESSENZIALI → i contenuti complessivi di mircene, umulene, farnesene, cariofilene, linalolo e geraniolo vengono riportati in forma normalizzata, ovvero rapportati ad un valore di riferimento come ad esempio la soglia di percezione di quello specifico olio essenziale.

 


Diagramma Radar: un’Innovazione Chiave


Il principale ed originale output di HOP CONTROL è il diagramma radar, che consente di avere una stima del profilo aromatico finale associato alla luppolatura.

Questo diagramma viene costruito combinando le qualità aromatiche delle varietà inserite, tenendo conto della tipologia di aggiunta (in bollitura, whirlpool o Dry Hopping) della quantità e dei tempi di bollitura o di dry hopping.

Le nove qualità aromatiche del diagramma radar sono mostrate in figura e sono di seguito riportate:

  • Citrus
  • Tropical Fruit
  • Stone Fruit
  • Berry
  • Floral
  • Grassy
  • Herbal
  • Spice
  • Resin/Pine

 

I risultati della procedura di calcolo, in particolare il suddetto diagramma radar risultante, consentono di avere un elevato controllo sull’effetto della luppolatura scelta in termini di profilo aromatico finale, soprattutto mettendo a confronto ricette simili con diverse luppolature.



Risultati dal Birrificio Dada


A partire dal 2020 il Birrificio Dada di Correggio (www.birrificiodada.it) ha applicato l’algoritmo per ottimizzare i seguenti prodotti di punta: la Knock-out (American Amber Ale), la Youth Attack (American IPA), la Khaalesi (Wheat IPA) e la Krakken (Double IPA).

L’obiettivo principale di questo progetto, effettuato grazie alla predisposizione all’innovazione ed alle capacità visionarie del mastro birraio Enrico Bartoli, è stato quello di rendere più equilibrato l’aroma delle suddette birre e di migliorarne al contempo la percezione e la qualità dell’amaro.

Questi risultati sono stati ottenuti mantenendo gli stessi IBU finali della ricetta base e modificando opportunamente le varietà di alcuni luppoli, le loro quantità e la durata delle aggiunte. Inoltre è stato modificato il processo di bollitura secondo una tecnica innovativa che consente di massimizzare l’estrazione degli olii essenziali.

I risultati qualitativi sono stati estremamente soddisfacenti, in particolare l’assaggio comparativo rispetto alle birre brassate con le ricette base ha mostrato un notevole miglioramento del bouquet aromatico ed un aumento generale di tutto l’equilibrio aromatico.

Anche dal punto di vista della qualità dell’amaro, ottimizzato cercando di massimizzare il Bitter Quality Index, i risultati sono stati sorprendenti: la percezione dell’amaro è divenuta estremamente gradevole, con un lungo e piacevole finale.



Futuri sviluppi


La procedura di calcolo descritta in questo articolo verrà ulteriormente sviluppata nei prossimi anni attraverso quattro principali attività di ricerca.

La prima attività di ricerca è l’ulteriore ampliamento del database, in particolare tramite l’introduzione di varietà autoctone italiane. Questa attività vedrà in particolare la collaborazione di Italian Hops Company (https://www.italianhopscompany.com/), azienda con un luppoleto di oltre 7 ettari e specializzata sia nella coltivazione di varietà autoctone (tramite il programma di ricerca sul luppolo selvatico effettuato con l’Università di Parma) sia nel miglioramento delle principali varietà europee ed americane.

La seconda attività di ricerca è l’introduzione nella procedura di calcolo di un ottimizzazione, basato su algoritmi di Intelligenza Artificiale, che consentirà all’utente di avere in tempi rapidissimi diverse opzioni di luppolatura a fronte di un diagramma radar obiettivo. In sintesi, l’utente potrà “disegnare” il suo diagramma radar obiettivo e, dopo aver inserito alcuni vincoli (ad es. l’utilizzo di varietà di determinate nazionalità ed il range di IBU da rispettare), avrà come output dal software N soluzioni di luppolatura tra cui scegliere.

La terza attività di ricerca sarà quindi quella di istruire algoritmi di Intelligenza Artificiale con i risultati ottenuti dalle prime due attività, con l’obiettivo di ricavare alcune macro-correlazioni da poter utilizzare come linee guida generali da applicare per l’impostazione di una nuova luppolatura.

Infine, verrà effettuato uno studio sistematico per introdurre nella procedura di calcolo anche gli effetti legati alla fermentazione, soprattutto con riferimento alle aggiunte in Dry Hopping.



Conclusioni


L’innovativa metodologia alla base di HOP CONTROL (www.hopcontrol.it) rappresenta un notevole progresso nell’arte della luppolatura della birra.

Grazie al suo algoritmo avanzato e al vasto database, offre una previsione dettagliata del profilo aromatico finale, rendendo più efficiente e precisa la creazione di birre con le qualità aromatiche desiderate.



Riferimenti


Dietz, Cook et al., The multisensory perception of hop essential oil: a review, J. Inst. Brew.2020;126:320–342

Rutnik, Ocvirk et al., Impact of Hop Freshness on Dry Hopped Beer Quality, Foods 2022, 11(9), 1310

Salamon, Dabija et al., The Effect of Dry Hopping Efficiency on β-Myrcene Dissolution into Beer

Machado, Lehnhardt et al., Sensory and Olfactometry Chemometrics as Valuable Tools for Assessing Hops’ Aroma Impact on Dry-Hopped Beers, Foods. 2021 Jun; 10(6): 1397

Rodolfi, Marieschi et al., Assessment of the Genetic and Phytochemical Variability of Italian Wild Hop, Appl. Sci. 2022, 12(11)




About The Author

Enrico Mollica

Enrico Mollica

Ingegnere aeronautico e manager di un team specializzato in simulazioni numeriche in ambito automotive. Consulente per i birrifici sulle tecniche di luppolatura e autore per il Giornale della Birra. Dopo numerosi anni dedicati allo studio delle qualità aromatiche del luppolo, sfruttando la sua esperienza nella creazione di modelli matematici, nel 2023 ha realizzato l’algoritmo alla base del software HOP CONTROL.

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