Il Luppolo è una pianta perenne (con una vita stimata intorno ai 20 anni), dioica (i fiori, unisessuali, sono presenti su individui separati), originaria del continente euroasiatico ma naturalizzato in diversi continenti, appartenente alla famiglia delle Cannabaceae. Presenta un grosso rizoma carnoso e ramificato dal quale si sviluppano ogni primavera nuovi fusti legnosi, striati e ramosi, alti da 3 a 7 metri che, incapaci di sostenersi, si avvinghiano in senso orario con le piccole spine uncinate di cui sono rivestiti, a qualsiasi sostegno vicino. I rizomi sono simili a radici ma sono dotati di numerosi germogli e sono usati per la propagazione vegetativa. Se propagate in questo modo, tutte le piante di una determinata varietà sono geneticamente identiche. Le foglie, ruvide al tatto nella parte superiore e resinose in quella inferiore, sono cuoriformi e portate da lunghi piccioli spinulosi, sono normalmente opposte sui nodi e diventano alterne nelle infiorescenze femminili.

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I fiori delle piante maschili sono raccolti in pannocchie pendule all’apice dei rami e hanno 5 tepali di colore bianco-giallognolo fusi alla base e 5 stami. I fiori delle piante femminili, sono posti a due a due e raggruppati alle ascelle di brattee fogliacee ovate le quali formano le infiorescenze dalla caratteristica forma a cono ovoidale che circonda l’ovario munito di due stimmi allungati e pelosi. Le infiorescenze femminili, le quali possono raggruppare al loro interno un numero di fiori anche superiore a 20, avvenuta la crescita, presentano le bratte da cui sono composte di consistenza cartacea e sono ricche di ghiandole secernenti una sostanza resinosa giallastra e dal sapore amaro composta da α-acidi (luppolina, umulone e lupulone), diversi polifenoli e numerosi oli essenziali.

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Nelle infiorescenze femminili nel suo complesso sono state identificate un numero elevatissimo (superiore a 1000) di sostanze chimiche e la ricerca in merito non si ritiene conclusa. La fioritura ha luogo in estate mentre l’impollinazione avviene, nell’emisfero boreale, nei mesi di settembre-ottobre per trasporto da parte del vento e porta a dei frutti secchi (acheni) composti da frutticini subrotondi di circa tre millimetri e di colore grigio cenere. Le piante maschili non hanno valore commerciale ma sono usate per impollinare le femmine. Sebbene l’impollinazione stimoli rendimenti maggiori aumentando la dimensione dei coni e il numero di semi, i maschi sono fatti crescere normalmente solo con varietà femminili che altrimenti avrebbero rendimenti troppo scarsi questo anche perché nell’utilizzo pratico è si preferisce ottenere coni di luppolo privi di semi. I semi di luppolo provenienti da una pianta femmina impollinata vengono piantati solamente quando si desidera incrociare un maschio con una femmina per ottenere una nuova varietà.

Esistono diverse varietà di Humulus lupulus:

Humulus lupulus varietà lupulus caratteristico dell’Europa e dell’Asia occidentale.
Humulus lupulus varietà cordifolius caratteristico dell’Asia orientale.
Humulus lupulus varietà lupoloides (o Humulus americanus) caratteristico della zona orientale del Nord America.
Humulus lupulus varietà neomexicanus caratteristico della zona occidentale del Nord America.
Humulus lupulus varietà pubescens caratteristico della zona centrale del Nord America.
Humulus lupulus varietà aureus è una varietà coltivata per uso florovivaistico.

In Asia orientale è endemica invece la specie Humulus scandens (Humulus japonicus) dalle caratteristiche fitochimiche nettamente diverse dall’Humulus lupulus ma che in Cina è considerata un’erba tradizionale. Viene anche usato per la fabbricazione della carta o ancora, l’olio estratto dai suoi semi, viene usato nella produzione di sapone.