Cesty piva. Pivovarství na území dnešní České republiky

PIVOVARSTVÍ

Cesty piva Pivovarství na území dnešní České republiky

GABRIELA BASAŘOVÁ

Prof. Ing. Gabriela Basařová, DrSc., (*1934) vystudovala Vysokou školu chemicko-technologickou v Praze, obor sladařství a pivovarství. Pracovala v Plzeňských pivovarech, Výzkumném ústavu pivovarském a sladařském, vedla Ústav kvasné chemie a bioinženýrství VŠCHT v Praze, kde přednáší předměty Sladařství a pivovarství a Moderní biotechnologie a bioekologie.

550

Kvašený nápoj z obilného sladu, z nějž je pro technologii českých piv. Pokud se rmuty odvozeno dnešní pivo, je výrobek, jehož nepovařují, což je technologie používaná počátky sahají až do neolitu, tj. mladší doby především mimo Evropu, mluvíme o infuzním kamenné. Přes všechny snahy se nepodařilo rmutování. Hlavním cílem rmutování je rozštěodhalit, jak pivo vzniklo; obecně se předpo- pit sladovými enzymy škrob na zkvasitelné kládá, že nebylo vynálezem, ale dílem souhry sacharidy. Scezováním se oddělí zbytky slanáhod. V době před naším letopočtem a na dového šrotu – mláta. Odseparovaný roztok jeho rozhraní si na našem území vařili pivo – sladina – se vaří s chmelem (v procesu zvakeltští Bójové, po nich germánští Markomani ném chmelovar) a získá se mladina. Po ochlazea Kvádové, později i Slované, kteří tuto oblast ní začne hlavní kvašení, během nějž pivovarské osídlovali od 5. století našeho letopočtu. kvasinky působí za běžného tlaku. Pak se piZákladní princip přípravy piva zůstal po vo dokvašuje za mírného přetlaku, při tom se staletí stejný. Způsob výroby – od velmi pri- vyčeří a nasytí oxidem uhličitým. Závěrečné mitivní přípravy v každé domácnosti přes ře- úpravy (filtrace, stabilizace, stáčení, pasterameslnou jednoduchou výrobu ve středověku, ce) zajišťují biologickou trvanlivost a stabilizavádění mechanizace spojené se vznikem zaci piva a oddalují nebiologické zákaly při pivovarského průmyslu od poloviny 19. stole- skladování. tí až po moderní, automatizovanou velkovýJiž z tohoto povrchního popisu přípravy pirobu řízenou výpočetní technikou od druhé va je zřejmé, že jde o velmi složitý biologický poloviny 20. století – však prodělal změny a fyzikální proces a že rozdíly v kvalitě piv, velké. Střídání etap rozvoje a útlumu českého a především v jejich chuti, mohou být velmi pivovarství vždy souviselo s celkovou politic- rozmanité. Závisejí nejen na vlastnostech kou a hospodářskou situací v zemi. Poprvé se použitých surovin a kmene kvasnic, ale i na pokrok zastavil při husitských bouřích (1419– rozdílech ve způsobu vaření mladiny, na tep1436), kdy opadla sláva měšťanských pivova- lotách při kvašení a dokvašování. rů, ale vývoj pokračoval v pivovarech šlechPůvodně připravovaly pivo v každé dotických s levným zdrojem surovin z vlastních mácnosti ženy. Postupovaly velmi primistatků. Další útlumy nastaly po bitvě na Bílé tivním způsobem, vycházely pouze z empihoře (1620) a po obou světových válkách. Na rických poznatků. Nevěděly nic o působení modernizaci pivovarské výroby na našem sladových enzymů při přípravě mladiny ani území měly neopomenutelný vliv klášterní o kvasinkách a jejich enzymech, které při pivovary, které tolik nepodléhaly změnám kvašení mění mladinu na pivo. Kvasinky majitelů ani vrtochům státního zřízení. sice v pivu pozoroval již r. 1680 objevitel mikroskopu A. Leeuwenhoek, ale uznávaný Cesta piva od žen k mužům poznatek, že „mění ječmen na pivo“, pocháPro výrobu piva jsou zapotřebí tři základní zí až z počátku 19. století od T. Schwanna suroviny – voda, obilný slad a chmel – a dále pi- a Cagniarda de Latour (Vesmír 70, 203, vovarské kvasinky, které zajišťují kvasný proces. 1991/4). V dávných dobách se pivo „hořčilo“ Slad se u nás vyrábí od druhé poloviny 18. století výhradně z ječmene, předtím převažovala pšenice a asi do r. 1550 se požíval i oves. Velký (vlevo) a malý (vpravo) pivovarský znak ze sbíPříprava sladu spočívá v namočení obilných rek Pivovarského muzea v Plzni zrn, jejich naklíčení zvaném sladování a usušení čili hvozdění. Při klíčení se v zrnech aktivuje a syntetizuje bezpočet biokatalyzátorů (enzymů), které štěpí vysokomolekulární látky na nížemolekulární sloučeniny, z nichž při sušení vznikají typické barevné a aromatické sladové látky. Kromě toho se uvolňují jednoduché dusíkaté látky (aminokyseliny), jež jsou základními živinami kvasinek. Výroba piva začíná přípravou mladiny ve varně. Rozemletý slad se smíchá s vodou – tomu se říká vystírání. Podíly této směsi se postupně zahřívají k varu a povařují. Uvedený postup – dekokční rmutování – je typický

Vesmír 82, říjen 2003 | http://www.vesmir.cz

různými bylinami, např. pelyňkem, šalvějí, skořicí, mátou peprnou, anýzem. Používal se i planě rostoucí chmel (asi 1500–1000 let př. n. l.), jednoznačné „hořčení“ piva chmelem se přisuzuje Slovanům asi od 8. až 9. století n. l. Pěstování chmele se od dob Karla Velikého (před r. 800 n. l.) šířilo i na naše území a ve 12. století se začalo rozšiřovat dynamicky. Již v té době byl český chmel považován za světový standard a vyvážel se.1 Řemeslná výroba sladu a piva se u nás rozvíjela od 12. století, kdy byla zakládána nová královská, a poté šlechtická města, která dostávala řadu výhod (např. samostatnou obranu a směnu výrobků). Pro rozvoj pivovarství bylo důležité právo várečné, přidělované městským domům, nikoli osobám, a městské právo mílové. Původně měl právo vařit pivo každý měšťan, který ve městě vlastnil dům. Podle práva mílového, později obvodového, nesměl ve vymezeném okruhu jedné míle (měla různé hodnoty od 7 do 12,5 km) kromě měšťanů daného města nikdo provozovat živnost či prodávat své výrobky. Vyloučila se tím cizí soutěž, ceny zboží se udržovaly na stejné výši a měšťané i panovník z toho měli stálý a jistý prospěch. Panovník proto, že se již od počátku řemeslné výroby platily z výroby a čepování piva různé poplatky, byť nepravidelně – zvláště tehdy, když byla vládcova pokladna prázdná a potřeboval peníze na věno svých dcer či na válku. Za počátek daňové soustavy lze považovat rok 1546, kdy se z výroby piva začaly vybírat pravidelné poplatky. Postupně se v jednotlivých městech závěděly předpisy, např. se pivo smělo vařit jen v domech uvnitř městských hradeb. Měšťané považovali právo várečné za své privilegium a nepovolovali, aby se pivo vařilo v šlechtických či církevních domech ani aby se z jejich statků dováželo do měst, popř. prodávalo sedlákům v okolí. Z těchto zákazů vznikaly vleklé spory. Skončily až r. 1517 smlouvou svatováclavskou, v níž král Ludvík Jagellonský přiznal šlechticům právo vařit pivo pro vlastní potřebu. Ještě v letech 1705 a 1706 ale dekrety císaře Josefa I. zakazovaly vrchnosti dovážet pivo do královských měst. Středověký pivovarský monopol měšťanů na výrobu a výčep piva ve městech, resp. v jejich vymezeném obvodu, byl zrušen až dvorskými dekrety Josefa II. (1788). Právo várečné nebylo oficiálně ukončeno nikdy a právu mílovému (obvodovému) vděčí středověké pivovarství za svůj neobvyklý rozvoj. Pivo se stalo zajímavým zbožím a měšťané zakládali od 14. století společné pivovary. V té době převzali dominantní úlohu ve výrobě i prodeji piva muži. Ženy byly odsunuty na pomocné práce. Pivo a cechy

S rozvojem řemesel byla zakládána cechovní společenstva, která nejen reprezentovala sladovníky a pivovarníky v městské aglomeraci a posílila koncentraci výroby piva do společných měšťanských pivovarů, ale hlavně podepřela kvalitu tohoto výrobku. Cechy předepisovaly, kdo a kolik piva smí vyrobit, kolik surovin se musí použít na várky nebo ja-

Jedno z oddělení ležáckého sklepa v pískovcovém masivu pod pivovarem v Plzni

ké budou ceny, a požadované vlastnosti piva u jednotlivých výrobců přísně kontrolovaly. Dbaly také na dokonalou čistotu v pivovarech. Všechny používané nádoby, které byly kromě kovové varní pánve dřevěné, se před použitím několikrát propařovaly. Na rozdíl od okolních států se cechy staraly i o výchovu odborníků a již ve středověku u nás směl vařit pivo pouze ten, kdo byl k tomu řádně vyučen. Jak chutnalo pivo připravované i tenkrát ještě dosti primitivním postupem, si dnes těžko umíme představit. Víme však, že české pivo mělo dobrou kvalitu a nejméně od 15. století se vyváželo na dvory okolních panovníků. První přesný popis způsobu výroby a vlastností piv vyráběných u nás soustředil ve své knize z r. 1585 Tadeáš Hájek z Hájku (1525– 1600). Latinsky psaná kniha s názvem „De cerevisia eiusque conficiendi ratione natura, viribus et facultatibus opusculum“ (O pivě, jeho výrobě, povaze, silách a účincích) vydaná ve Frankfurtu je zřejmě první knižní publikace technologie piva ve světě. Dovídáme se z ní, že v 16. století u nás ještě převládala výroba piva svrchně kvašeného – bílého, blahoslaveného – z pšeničného sladu. Vyrábělo se po celý rok a zakvašovalo se kvasinkami (tehdy ještě nazývanými povětrná hmota), které byly v předchozí várce při kvašení vyplaveny na hladinu kádě. Druhý druh – pivo červené neboli popeněžní, nazývané též staré – bylo z ječného sladu, více hořké, převážně spodně kvašené, protože se zakvašovalo hmotou, která sedla ke dnu. Vyrábělo se pouze v chladných měsících roku. Do této skupiny patřilo pivo březňák neboli marcovní, které dokvašovalo delší dobu. V menších množstvích se pak připravovaly různé místní druhy světlých a tmavých piv včetně slabých piv pro pivovar-

1) Kromě nápoje se z piva připravovaly i různé pokrmy jako polévky nebo omáčky; tuto sytící funkci mělo pivo zvláště v chudých rodinách až do poloviny 19. století.

http://www.vesmir.cz | Vesmír 82, říjen 2003

551

František Ondřej Poupě (1753–1805)

skou chasu, k jejichž přípravě se odpady využívaly jako sladové mláto. Zajímavý je Hájkův popis příznivých zdravotních účinků piva a zpracování pivovarských odpadů. Legendární český sládek

2) Při výrobě sladu, kdy stále namočené zrno klíčilo na hliněných podlahách, nahradil sušení na slaměných a dřevěných lískách, které bylo nebezpečné pro možnost vzniku požáru, sušením na perforovaném plechu. Doporučil, aby se kovová pánev na vaření sladiny s chmelem zakrývala, a tím se „šetřilo“ teplo. Nahradil slaměný věchet, na němž se oddělovalo mláto od sladiny, přístrojem s kovovou perforovanou vložkou. Do pivovarské praxe zavedl měření teploměrem a pivní váhu, která umožňovala kontrolovat „sílu“ (koncentraci) extraktu sladiny a mladiny, což se předtím obojí jen odhadovalo podle sládkových subjektivních vjemů. Upravil systém chmelení piva, které přiblížilo dosavadní poměrně tmavou barvu světlých piv k jejich současné zlatožluté. Změnil konstrukce vyhřívacích pecí na hvozdech a varnách, které se až do r. 1811 vytápěly pouze dřevem, potom uhlím, a teprve r. 1845 se varní pánve začaly vytápět parou.

552

Velkou reformu technologie a zlepšení kvality českých piv přinesla v druhé polovině 18. století osvětová práce Františka Ondřeje Poupěte (1753–1805). Odborné vědomosti získával v řadě českých i moravských pivovarů a poctivým studiem zahraničních publikací o pivu. V nich však nacházel i řadu názorů, s nimiž nesouhlasil. Získané poznatky a doporučení pro sládky potom shrnul ve svých odborných knihách, z nichž nejvýznamnější jsou „Die Kunst des Bierbrauens physisch-chemisch-ökonomisch beschrieben“ vydané r. 1794 v Praze a „Počátkové základního naučení o vaření piva“ vydané v Olomouci r. 1801. K jeho zásadám o surovinách patřilo rčení Pšenice na koláče, oves koňům a jenom ječmen na pivo; o účelnosti nového zařízení napsal Lépe by bylo, kdyby mistr byl pánem nad zařízením než zařízení pánem nad mistrem a o potřebě odbornosti v profesi Vzdělání při svědomitosti a poctivosti práce.2 Na sklonku svého života působil Poupě v Brně, kde založil pivovarskou školu, čímž předstihl o celé století všechny podobné snahy v jiných zemích. Absolvovala ji řada nejen českých a moravských, ale i rakouských a německých sládků. Bohužel po jeho smrti škola zanikla. Zlatý věk českého pivovarství

Nejslavnější érou, kdy české pivovarství nejvíce ovlivňovalo světový vývoj oboru, bylo období od poloviny 19. století do vypuknutí první světové války. V té době přecházela řemeslná výroba piva na průmyslovou, moder-


nizovala se zařízení i technologické postupy, výroba se soustředila do menšího počtu větších pivovarů. Roku 1835 bylo v Čechách 1087 pivovarů s celkovým výstavem piva 1 966 004 hl, r. 1900 jich bylo již jen 804, ale výstav vzrostl na 11 967 813 hl. Významným mezníkem pro české pivovarství bylo r. 1842 založení Měšťanského pivovaru v Plzni, později nazvaného Prazdroj. Tento pivovar začal vyrábět výhradně spodně kvašené světlé pivo, které si rychle získalo oblibu doma i v zahraničí. Po jeho vzoru přešly během 40 let na výrobu spodně kvašených piv všechny pivovary na území Českého království. Poslední svrchně kvašené pivo bylo u nás vyrobeno r. 1884 v Krupce (tamní pivovar dnes již neexistuje). V roce 1869 bylo plně zrušeno propinační právo (tj. právo výhradního prodeje) z 16. století, které omezovalo výstavbu nových pivovarů, a jenom během let 1860 až 1888 bylo v Čechách a na Moravě postaveno 34 nových měšťanských, akciových či soukromých pivovarů. V té době vznikly např.: První akciový pivovar v Plzni (Gambrinus, 1869), akcionářský pivovar na Smíchově (Staropramen, 1869), První moravský akciový pivovar v Přerově (Zubr, 1872), První brněnský akciový pivovar v Brně (Starobrno, 1872), soukromý pivovar barona Ringhoffera ve Velkých Popovicích (Pivovar Velké Popovice, 1874), Český akciový pivovar v Českých Budějovicích (Budvar, 1895), Hostinský pivovar v Braníku (Pivovar Braník, 1898) postavený akciovou společností sládků a hostinských. Některé starší pivovary včetně šlechtických se rekonstruovaly, modernizovaly a zvyšovaly výstav, jiné zanikaly. Zvýšený zájem o český slad vedl k rychlé výstavbě obchodních sladoven, které vyráběly převážně na vývoz, zatímco domácí pivovary z větší části kryly potřebu z vlastních pivovarských sladoven. Ve výrobě sladu se kromě klíčení na humnech (asfaltovaných podlahách) zaváděla i bubnová sladovadla a mechanizovalo se obracení a sbírání sušeného sladu na hvozdech, což se dříve provádělo ručně. Ve varnách pivovarů byly již všechny nádoby kovové.

Kresba © Vladimír Renčín

Při kvašení a dokvašování se r. 1888 začalo uplatňovat umělé chlazení. Do té doby byla výroba piva v letních měsících problematická a potřebné nízké teploty se v teplejších obdobích roku zajišťovaly obtížně, jen tehdy, když led nalámaný v zimě vydržel v lednicích dlouho (pokud měl pivovar dosti chladné sklepy). Kvalitě piv velmi prospělo používání čistých kultur kvasnic (jako první je izoloval dánský pivovarník Ch. Hansen r. 1899). Dřevěné nádoby na kvašení a dokvašování piva se postupně nahrazovaly železobetonovými a kovovými až po rok 1921. Na konci 19. století se začalo hotové pivo filtrovat a konzumenti si velice rychle zvykli na čirý výrobek, dříve zakalený zbylými kvasnicemi. Převažovala výroba světlých piv, která se r. 1899 začala stáčet i do skleněných lahví. Značný podíl na rychlém rozvoji průmyslové výroby piva v Českém království od druhé poloviny 19. století měl dynamický vývoj domácího strojírenství, které se specializovalo na výrobu zařízení pro sladovny a pivovary.3 Stěžejní význam pro rozvoj českého pivovarství již od počátku 19. století měla tradiční profesní touha českých sládků postavit své řemeslo na úroveň moderní průmyslové výroby a vědomí, že to nelze zajistit bez dokonale vzdělaných a vyškolených pracovníků. Již r. 1816 požádalo Společenstvo českých sládků vedení pražské techniky,4 aby byla při této škole otevřena samostatná výuka pro „odchovance průmyslu pivovarnického“. Uskutečnilo se to r. 1818. Prvním přednášejícím pivovarství byl prof. Josef Steimann (1779–1833).5 Z mnoha osobností, které tenkrát v pivovarském oboru působily, lze za nejvýznačnější označit mezinárodně uznávaného prof. Karla Napoleona Ballinga (1805–1868), druhého rektora utrakvistického (dvojjazyčného) poly-

Původní spilka Měšťanského pivovaru v Plzni s dřevěnými kvasnými káděmi

technického ústavu v Praze, člena Královské společnosti nazývaného „velmistr zymotechniky v Evropě“. Jeho nejdůležitějším dílem v oboru kvasné chemie a speciálně pivovarství je čtyřsvazkové dílo „Die Gärungschemie“, které poprvé vyšlo v Praze v letech 1844 až 1847. Balling jako první popsal procesy probíhající při kvašení (attenuační teorii), zavedl do praxe měření koncentrace sladiny a mladiny zdokonaleným sacharometrem (Ballingovým cukroměrem), odvodil vzorec pro výpočet původní koncentrace mladiny ze stanovených hodnot alkoholu a zbytkového extraktu piva, který se dodnes používá téměř po celém světě. Další významnou osobností přelomu 19. a 20. století byl např. prof. Antonín Bělohoubek (1845–1910).6 Kromě výuky a výzkumu v pivovarství vynikal organizačními schopnostmi. Jeho zásluhou byla r. 1868 založena první sladovnická škola v Rakousko-Uhersku v Praze, čímž mělo české pivovarství zajištěnou i výchovu středních odborných pracovníků. Díky jeho úsilí byl r. 1887 v Praze

3) Byly to např. firmy J. Martínek, Noback a Fritze, Novák a Jahn, Ringhoffer, později Kolben-Daněk, Škodovy závody. Jejich výrobky představovaly v té době nejmodernější zařízení a hojně se vyvážely. 4) Nejstarší inženýrské vysoké školy v Evropě, založené r. 1707. 5) Obdobné specializované studium bylo zavedeno v Mnichově až r. 1821. 6) Málo je známo, že prof. Bělohoubek byl jeden z odborníků, který analyzoval inkoust Rukopisů královédvorského a zelenohorského, domněle pocházejících z doby před 13. stoletím. V publikaci, která se zachovala v knihovně Ústavu kvasné chemie a bioinženýství Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (ústav je z hlediska výuky pivovarství pokračovatelem původní stolice prof. Ballinga), Bělohoubek uvedl, že složení inkoustu odpovídá mnohem pozdější době. Nepravost rukopisů potvrdili v osmdesátých letech 19. století vědci soustředění kolem prof. T. G. Masaryka a J. Gebauera.


553

Dovážely se přípravky oddalující tvorbu nebiologických zákalů. Zahraniční odběratelé měli totiž čím dál vyšší garanční požadavky, u lahvového piva dokonce jeden rok. Do r. 1980 převažovala výroba světlých piv (zprvu 10%, pak 11% a 12%). Tmavá piva se vyráběla v nepatrném množství (jen asi okolo 1,7 % z celkového výstavu). Roku 1976 byla u nás zahájena i výroba nízkoalkoholických a nealkoholických piv a piv se sníženým obsahem zbytkových cukrů pro diabetiky. Od r. 1960 se dřevěné transportní sudy nahrazovaly postupně kovovými, rostl výstav piva v lahvích, který r. 1975 překročil 50 % celkové výroby. S nahrazováním dřevěných kvasných a transportních nádob kovovými v podstatě po r. 1980 zanikla v pivovarech bednářská profese. Po „sametové revoluci“ Klasická varna z měděného plechu, Budějovický Budvar. Všechny snímky jsou převzaty z knihy České pivo, Nuga, Pacov 1998, © Gabriela Basařová, Ivo Hlaváček

7) Musíme vyslovit obdiv odborníkům působícím v této době v našich sladovnách a pivovarech, že náš slad i pivo byly schopny konkurence na zahraničních trzích. Vydělané devizové prostředky se ovšem investovaly zcela jinam než do pivovarství. Po 2. světové válce byly na území Čech a Moravy postaveny pouze dva nové pivovary, a to v Nošovicích (pivovar Radegast) a v Mostu (ten dnes již nepracuje).

Velkoobjemové cylindrokónické tanky na kvašení a dokvašování piva, Pivovar Braník v Praze

554

založen Výzkumný ústav pro průmysl pivovarnický, i když o něj bojovala Vídeň. Socialistická stagnace

Po 2. světové válce se zahraniční sladovny a pivovary velmi rychle modernizovaly a zvyšovaly se kapacity již dokonale automatizovaného strojního vybavení. U nás byl sladařský a pivovarský průmysl zestátněn. Vzhledem k nedostatku finančních prostředků v socialistickém zřízení postupovala modernizace pivovarství velmi pomalu, a zejména některé menší sladovny a pivovary pracovaly na zařízeních z doby „císaře pána“. Pouze velké podniky dostávaly na modernizaci prostředky, ale nedostačující.7 Ve vybraných sladovnách se pomalu ale přece uplatňovalo např. pneumatické sladování ve speciálních klimatizovaných skříních, které umožňují klíčení s regulovatelnou teplotou i vláhou a sušení v moderních hvozdech. Ve vybraných pivovarech se modernizovalo varní a kvasné zařízení. U exportních pivovarů bylo především nutné zajistit lepší filtraci, stabilizaci, stáčení a tepelné zpracování piva pasterací, aby pivo bylo mikrobiologicky trvanlivé a nekalilo se koloidními zákaly.


Naše sladovny a pivovary byly vesměs privatizovány. Ty, které dost vydělaly, získané prostředky uváženě investovaly a neobvykle rychle dohonily světový vývoj v modernizaci zařízení. Zchátralé budovy byly opraveny a rekonstruovány. Některé pivovary ale tento trend nezvládly, popřípadě byly uzavřeny z jiné příčiny. Proces v dnešních sladovnách a pivovarech je z velké části řízen výpočetní technikou, instalována byla moderní zařízení s větší kapacitou. Největší změna se v řadě pivovarů uplatnila na úseku kvašení a dokvašování piva. Původní kvasné nádoby v budovách spilek a sklepů, které měly objemy v stovkách hektolitrů, byly nahrazeny cylindrokónickými, dobře izolovanými tanky o objemech v průměru okolo 2500 hl. Tanky se stavějí na volných prostranstvích nebo v odlehčených budovách, což znamená úsporu stavebních nákladů. Významně se modernizoval postup stáčení a balení piva do nových typů kovových sudů (KEG), do lahví, plechovek, minisoudků apod. V roce 2002 bylo na území České republiky činných 41 sladoven (23 pivovarských, 18 obchodních), které vyrobily celkem 452 247 t sladu a z toho exportovaly 178 796 t, pracovalo 58 pivovarů s celkovým výstavem 18 177 821 hl a z toho bylo exportováno 1 975 363 hl. Po rozdělení Československa se ukázalo, jak velká je obliba piva na území Čech a Moravy. V roční spotřebě piva na jednoho obyvatele (160 l) jsme postoupili na první místo světového žebříčku a výši spotřeby si udržujeme. Je třeba popřát pivovarské „Dej Bůh štěstí“ českému pivu, aby si i u cizích majitelů zachovalo typický charakter plného, dobře chmeleného, v chuti čistého a k dalšímu napití nabádajícího zlatého moku. Protože ať se to někomu líbí či ne, výroba piva proslavila náš malý stát po celém světě a byla vždy oborem, který podporoval vzdělání, kulturu, umění, sport, a hlavně přinášel zisk nejen provozovateli, ale především i panovníkům a v republikovém zřízení státní pokladně. Jak již v 16. století napsal ve své knize o pivu T. Hájek z Hájku: „Zisk pak ať z kteréhokoli pramene přichází – vždy nám dobře voní.“ Ö

PIVOVARSTVÍ

České pivovary a Univerzita Karlova

Manýry pivovarských kvasinek

Nehodlám se zabývat zajímavou časovou shodou mezi založením Univerzity Karlovy a staropražského pivovaru U sv. Tomáše (1358) ani blízkostí současné biologické sekce Přírodovědecké fakulty UK a místa, kde stávala pověstná putyka „Jedová chýše“, dokonce ani nebudu psát o hospodě „Uterus“, v níž dozněla řada seminářů a vědeckých diskusí. Chtěl bych se zaměřit na to, jak pivovary v osmdesátých a částečně i devadesátých letech pomáhaly na Karlově Univerzitě rozvíjet vědu a co z toho vzešlo. Pivo zabiják

Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let přišla na katedru genetiky a mikrobiologie nová vedoucí prof. O. Bendová, která byla předtím ředitelkou Výzkumného ústavu pivovarského a sladařského. Tento malý přesun mezi dvěma na sebe navazujícími ulicemi, z Lipové do Viničné, nesporně usnadnil komunikaci Přírodovědecké fakulty s pivovary. Do té doby se na katedře genetiky a mikrobiologie zaměřoval výzkum pouze na bakterie a bakteriofágy a výuka mikrobiologie, která inklinovala k biochemii a molekulární biologii, se soustřeďovala také na tyto organizmy. Bylo to v souladu s tehdejším stavem vývoje molekulární biologie, protože ten pro začátek vyžadoval co nejjednodušší prokaryotické modely. Většina výzkumu se dělala na Escherichia coli, a nanejvýš občas odbočila na fágy parazitující na této bakterii. V osmdesátých letech však již bylo jasné, že molekulární biologie musí sáhnout blíže k člověku, po modelech komplikovanějších, eukaryotických. Kvasinky byly nejrozumnější volbou. Nejlépe prostudovaným druhem z genetického hlediska byla kvasinka Saccharomyces cerevisiae. Paní profesorka ale pochopitelně chtěla odstartovat projekt na kvasinkách pivovarských, které se tehdy zařazovaly do druhu Saccharomyces uvarum.1 Když jsem byl osloven, abych pro tuto oblast navrhl téma, vyšel jsem z toho, že paní profesorka má zkušenosti s kvasinkami produkujícími zymociny (viz Vesmír 64, 488, 1985/9). Problémem pivovarů byla v té době kontaminace – a pasterace chuť piva poněkud zhoršuje. Co takhle „vyrobit“ pivovarské kvasinky, které by kontaminaci likvidovaly samy? U Saccharomyces cerevisiae byly již tehdy známy kmeny produkující zymociny (proteiny usmrcující citlivé kvasinkové kmeny), vůči svým vlastním zymocinům však byly odolné. Zabijácké kvasinky (killer-kmeny) nesly

informaci pro zymocin a imunitu k tomuto zymocinu nejčastěji na dvojřetězcové RNA v cytoplazmatických partikulích, které nápadně připomínají viry. Kvasinkové viry jsou však zvláštní – nejsou infekční. Do dalších buněk se přenášejí při dělení, sexuální hybridizaci, indukované fúzi protoplastů, popř. různými jinými umělými způsoby, ale v žádném případě neničí buňky ani aktivně nenapadají buňky ve svém okolí. Pěkně se množí společně s buňkami, tak trochu jako proviry. Naše představa byla vyrobit pivovarský zabijácký kmen, který by produkoval zymocin usmrcující různé druhy kvasinek, tedy všechny kvasinkové kontaminanty. Nejprve jsme museli vyvinout techniku přenosu genetické informace pro produkci zymocinů a imunity vůči nim. Rozvinuli jsme metodu indukované fúze protoplastů, která dovoluje přenést virové partikule do hybridní buňky vzniklé fúzí, a doufali jsme, že to, co je ve virech, zajistí novému hostiteli jak produkci, tak imunitu. Za peníze získané od pivovarů jsme odstartovali kvasinkový výzkum, přidali k tomu jednak přednášky o kvasinkách včetně jejich průmyslového využití, jednak cvičení nutná k tomu, aby posluchači získali metodické zázemí pro experimenty.

VLADIMÍR VONDREJS

Doc. RNDr. Vladimír Vondrejs (*1937) vystudoval fyzikální chemii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze. Na katedře genetiky a mikrobiologie téže fakulty se zabývá genovými manipulacemi kvasinek.

Zásnuby pivovarské kvasinky se superzabijákem

Pro pivo-zabiják (paní profesorka proti tomuto drsnému pracovnímu názvu decentně protestovala, prý by mohl odradit zákazníky) jsme vybrali dva kvasinkové partnery: pivovarský kmen (S. cerevisiae var. carlsbergensis P9) ze smíchovského Staropramenu a kvasinku „superzabijáka“ (S. cerevisiae T158C), která měla poškozený gen HIS3 potřebný pro syntézu histidinu. Do média jsme přidávali histidin hotový. Zbývalo vyřešit otázku, jak oddělíme hybridy od původních rodičovských kmenů. Superzabiják, který nevyroste na médiu bez histidinu (zatímco hybrid ano), problémy nedělal. Jak ale odstranit kmen pivovarský? Rozhodli jsme se, že vyvineme novou selekční techniku založenou na imunitě k zymocinu K1, který produkuje superzabiják. Ověřili jsme si, že pivovarský kmen je k tomuto zymocinu citlivý, a předpokládali jsme, že hybrid citlivý nebude, protože ponese vlohy z kmene zabijáckého. Na médiu bez histidinu, ke kterému jsme přidali zymocin obsažený v bezbuněčném médiu po kultivaci superzabijáka, se opravdu vytvořily velké kolonie. Podstatnou

1) Teprve Kreger van Rijn z Nizozemska ve svém novém systému (1984) sjednotila mnoho druhů včetně S. uvarum pod název S. cerevisiae.


555

Příklad využití zymocinů při konstrukci pivovarského cybrida pro výrobu piva „zabiják“ (viz Zásnuby pivovarské kvasinky…, s. 555).

��

��

��

Pan sládek ��

��

��

��

��

��

��

část však představovaly kolonie cybridů (cy-toplazmatických hy-bridů), které se od hybridů lišily tím, že obsahovaly jádro jen z pivovarského kmene, ale byly imunní vůči zymocinu a produkovaly jej. To se mohlo stát tak, že před fúzí buněk splynula spontánně jejich jádra a hybridní dikaryotická buňka se rozdělila. Jeden potomek byl cybrid s původním jádrem superzabijáka a cytoplazmou z obou rodičů (včetně částic podobných virům a jejich kódující dvojřetězcové RNA ze superzabijáka), druhý s pivovarským jádrem a opět cytoplazmou z obou rodičů. Ukázalo, že cybridy s pivovarským jádrem byly lepší než hybridy, a proto jsme nového pivovarského zabijáka hledali mezi nimi. V hybridech se totiž pekařské jádro chovalo nepřístojně, neboť obsahovalo gen POF udílející pivu podivnou ovocnou vůni, která by pivaře jistě pořádně naštvala. Čmuchotesty

Musím přiznat něco, co jsme nikdy nepublikovali. Výběr mezi kmeny prováděla naše kolegyně Eva Koutecká, o které jsme věděli, že je hypersenzitivní na různé pachy. Vhodné cybridní kmeny nám doslova vyčmuchala, přesněji řečeno označila nezajímavé hybridy jako páchnoucí, takže šlo spíše o negativní čichovou selekci. My jsme pak jen dodatečně prověřili, že ty zbývající jsou opravdu cybridy, a podrobně jsme charakterizovali jejich další pivovarské vlastnosti. S nejnadějnějším kandidátem se šlo do provozních zkoušek, které se konaly ve Strakonicích. Předtím se však muselo ověřit, že zymocin savcům včetně člověka neškodí a opravdu je – jak se před-

556

pokládalo – specifickým prostředkem jen pro vyrovnávání účtů mezi kvasinkami.


Dodnes nemohu zapomenout na ten svěží den. Strakonický pivovar seděl v oparu mlhy, kterou sem odvál svěží vítr od Otavy. Ptal jsem se po panu sládkovi. „Hned přijde, zatím vám to tu ukážu,“ pravila oslovená a potutelně se usmála. Přiznám se, byl jsem nervózní. Naše mnohaměsíční práce tu čekala na rozhodnutí, které měl vyřknout zkušený sládek pan Oldřich Vlach. Prošli jsme pivovarem, prohlédli jsme si i sauny pro zaměstnance a mně se zdálo, že tu čas plyne krásně, ale na můj vkus příliš pomalu. Potom jsme se vrátili do hlavního traktu. Pan Vlach nás už čekal. „Posaďte se,“ vybídl mě srdečně, „hned vám přineseme vzorek.“ Průvodkyně zmizela a za chvíli se vrátila s plnou sklenicí. Mok byl zlatý a bohatě napěněný. „Aspoň to,“ oddechl jsem si. Na tváři pana sládka se objevil opět ten potutelný úsměv. „Tak to vaše dílo ochutnejte,“ pravil. „Vy nebudete?“ zeptal jsem se. „Já už jsem koštoval,“ odpověděl. Přiblížil jsem nos k nádobě a hned jsem cítil, že něco není v pořádku. První hlt – a pohroma. Pan sládek se smál. Nedalo se to pít. „Tak to je konec,“ postavil jsem se k problému čelem. „Copak vy vědátoři, vy jste hned se vším hotovi.“ „Přineste nám, prosím, radši Nektar a my to tady zatím probereme,“ obrátil se pan Vlach na mou průvodkyni. Pak mi vysvětlil, že bych se v závěrech neměl unáhlovat: „Ono se to zlepší, až si kvasinky zvyknou na vodu a ostatní věci. Přijeďte znovu asi za měsíc a uvidí se.“ Jasně si vzpomínám, že jsem jeho chlácholení nevěřil. Výroba piva je biochemický proces a ne nějaké čarování. Na katedře jsem to popsal jako katastrofu a pár dní mi nechutnalo jídlo. Jen paní profesorka, která věděla, jak to v pivovarech chodí, zůstala klidná. A měla pravdu. Jak pan sládek předpověděl, tak se stalo. Kmen si ve Strakonicích „zvykl“, vyrobilo se pivo a bylo dobré, velmi podobné Staropramenu. I podle prověřených mistrů ochutnávačů prošlo se ctí. Potvrdili jsme, že série vybraných kvasinek rodu Saccharomyces přidaných do piva není v přítomnosti zymocinu schopná růst. Použití tohoto nového kmene nemohly narušit ani nejběžnější kvasinky produkující zymocin typu K1, což bylo také výhodné. (V anglických pivovarech prý mívali velké ztráty způsobené zavlečením smrtících kmenů mezi původní kvasinky.) Navíc nám v rukávu zůstala nová selekční technika vhodná pro vylepšování průmyslových kvasinek. V úvodní části projektu jsme vypracovali velmi citlivou metodu pro stanovení aktivity zymocinů, která byla založena na tom, že se zabité buňky vybarví rhodaminem B. Teď se nám hodila. V pivu před filtrací jsme zjistili velké množství zymocinu, který byl s to se vypořádat s masivní kvasinkovou kontaminací. Po filtraci se hladina zymocinu v lahvích snížila natolik, že nebyla běžnými metodami zachytitelná, naše rhodaminová fluorescenční barvička však zymocin prokázala i tam.

Stopy se větví

Jedna část naší skupiny pokračovala v konstrukci dalších kmenů pro pivovarský provoz, druhá se věnovala základnímu výzkumu inspirovanému prvním pivovarským projektem. Pro výrobu nízkokalorického piva se sníženým obsahem dextrinů jsme se snažili – opět pomocí indukované fúze protoplastů – propojit vlastnosti pivovarského kmene s nositeli různých enzymových aktivit. Potřebovali jsme katalyzovat štěpení dextrinů tak, aby uvolněné zlomky kvasinky spotřebovaly a tím snížily obsah sacharidů v pivu. Jako zdroj genu pro glukomylázu, která štěpí dextriny, posloužil S. diastaticus, kmen, v němž byl odstraněn funkční gen POF. Pivovarským rodičem byl nakonec kmen S. cerevisiae var. carlsbergensis P95. Metodou fúze jsme dostali kmeny, které umožnily vyrobit nízkokalorické pivo, i když jejich další pivovarské vlastnosti, mimo jiné i růstová rychlost, nebyly nejlepší. Naštěstí se zlepšily pasážováním za podmínek simulujících provoz. Druhá cesta vedla za poznáním mechanizmu účinku zymocinu K1. Prokázali jsme, že zymocin K1 dělá pravděpodobně póry do membrány aktivně rostoucích buněk, zatímco pomalu rostoucí nebo nerostoucí buňky citlivých kmenů nejsou usmrcovány.2 Póry se objevovaly po přidání zymocinu, přidání samotného média nemělo žádný vliv. Inspirace

Světovou i československou obec kvasinkářů tyto výsledky velmi zajímaly, neboť fenomén zymocinů byl dosti dlouho na výsluní vědeckého zájmu. Naše experimenty, původně pro pivovary, zaujaly fyziky natolik, že se interakcí zymocinů a jiných látek s membránami zabývají dodnes. Využívají k tomu, podobně jako se to dělalo zpočátku, metodu fluorescenčních sond. Výběr sond se ovšem podstatně rozšířil a nesleduje se již pouze změna intenzity fluorescence, ale řada mnohem obtížněji dostupných parametrů. Poznatky o vlastnostech zymocinů a o časných příčinách buněčné smrti nám umožnily vypracovat řadu zlepšených variant původní metody selekce hybridů, respektive cybridů, za účasti zymocinů, a navíc využít zymociny pro další selekční účely.3 Léčba zabijáctví a souvislosti

Buněčné dělení kvasinky je méně citlivé k teplotě než reprodukce dvojřetězcové RNA, resp. virových partikulí, takže se kultivací při teplotě okolo 40 °C mohou zymocinogenní buňky od „zabijáctví“ vyléčit. Při konstrukci průmyslových kmenů lze použít zymocinovou selekci, a pokud není zymocinogenní charakter žádoucí, může nastoupit léčba. Po vyléčení lze znovu opakovat fúzi s nějakým zymocinogenním kmenem a selektovat hybridy se zvýšenou ploidií (počtem chromozomálních sad). Cyklus se může několikrát opakovat a tak řízeně zvyšovat ploidii vybraného rodiče.

PRAZDROJ ČESKÉ KULTURY V malém českém světě se kolem piva točí kdeco, proto nepřekvapí, že ani umění není výjimkou. Výstavu s podtitulem Umění inspirované pivem hostil od 5. do 26. září letošního roku pražský Mánes. Happening, jímž byla výstava zahájena, popsal jeho tvůrce Eugen Brikcius: Jde o ‚zythometrickou‘ férii, přičemž ‚zythos‘ je starořecký výraz pro pivo. Vycházím z optického dojmu, který získáte při vstupu do pivnice, když si odmyslíte její hosty. Zbude jen estetická rovina roznesených piv, tedy zátiší non plus ultra… Happeningový mág vytvořil podobné dílo poprvé v Ostravě r. 1969, světovou premiéru mělo téhož roku v londýnské Art Laboratory a triumfálně se vrátilo do Prahy r. 1991. Výstava, jejímž iniciátorem a organizátorem byl Plzeňský Prazdroj, a. s. – konec konců kdo jiný – představila na sto děl malířského, fotografického, sochařského umění, instalací, filmů, hudebních děl a knih. Místo výčtů zmíním jen to, co potěšilo mne. Byla to Malichova plastika Ještě jedno pivo a také Kolářova Přepravka na pivo. Ta pak hlavně v blízkosti portrétů Bohumila Hrabala (od Hany Hamplové), který tak skvěle přiblížil prostředí někdejší kladenské Poldovky, kde se v přepravkách nosívalo pivo v antikorových tuplácích. Řadu „prazdrojských“ autorů představil Jiří Fiala v galerii na zadních stránkách Vesmíru: M. Cihláře (7/2003), K. Gebauera (11/1997), J. Hampla (4/1991), J. Koláře (10/2002), M. Mainera (7/1998), K. Malicha (1/1991), K. Nepraše (12/2000), M. Rittsteina (1/2000), O. Slavíka (6/1997) a J. Zeithammla (5/2003). Zbývá ještě hodit pivovarníkům rukavičku. Zasvěcení vyprávějí, že interiéry českých pivovarů zdobí nejedna perla z rukou českých výtvarníků – což takhle připomenout i tato díla? Stanislav Vaněk

Citlivé kvasinky zvyšují svou odolnost vůči zymocinu, když rostou pomaleji. Když nerostou, mohou být téměř zcela odolné. Pomocí zymocinu lze tudíž hromadit např. auxotrofní mutanty (chybí jim schopnost syntézy určitých látek). Např. his– mutant neroste na médiu bez histidinu, ale také není za těchto podmínek usmrcen zymocinem, zatímco nemutované his+ buňky rostou a usmrceny jsou. Takto se daří nahromadit his– mutanty. Zymocin K1 kóduje cDNA kopie MdsRNA a lze ji použít jako selekční znak na vektorech pro genové inženýrství kvasinek. Transformované buňky vytvoří na podkladu citlivých buněk dvorce s kolonií transformovaného kmene uprostřed. Tak je lze rozeznat. Pokud se udělá za pomoci takového vektoru genomová knihovna, má soubor kmenů samočisticí schopnost. Když se z buňky ztratí rekombinantní DNA, okolní buňky, produkující zymocin, ji usmrtí, protože ztratila nejen schopnost produkovat zymocin, ale i imunitu. Takové kádrování udržuje čistotu souboru klonů v knihovně, neboť vektor s genem pro zymocin funguje jako legitimace značící příslušnost ke klanu zabijáků. Výstup z klanu se trestá smrtí, jako u mafiánů. Pokud chceme k modifikaci použít kmen, který není zymocinogenní, můžeme do něj zavést jak schopnost produkce zymocinu, tak imunitu k němu hned několika způsoby. Prvním je fúze nebo sexuální hybridizace, druhým je transformace vektorem obsahujícím příslušnou cDNA. V současné době jsou k dispozici geny pro teplotně stabilní i nestabilní zymociny. Naše poslední výsledky (z r. 2001) ukazují, že buňky jsou k zymocinu K1 a K2 nejvíce citlivé okolo zahájení S-fáze buněčného cyklu a nejméně před dělením. Tento poznatek by se dal využít k selektivnímu odstraňování buněk v určité fázi buněčného cyklu z kultury buněk. Výzva k praktickému využití tohoto poznatku však zatím nepřišla. Ö

2) Většina experimentů tohoto směru se uskutečnila ve spolupráci se skupinou O. Jelínka z MFF UK, která měla přístroje na měření fluorescence, a dále s fyziky z Bratislavy (T. Hianik a spol.), kteří měli zkušenosti s měřením vodivosti elektrolytů oddělených umělými membránami. Perforace umělé membrány pórem se projevila pulzem zvýšené vodivosti. 3) Souhrnné přehledy těchto metod vhodných pro genetické modifikace kvasinek si objednala řada zahraničních editorů do různých monografií a naše skupina nakonec za jejich vývoj obdržela dokonce cenu od ministra školství (1994). Výchozí metoda byla sice publikována již r. 1982, ale většina ostatních vznikla nebo byla dokončena až v devadesátých letech minulého století, kdy již přímá spolupráce naší katedry s pivovary ustupovala do pozadí, neboť se rozšířily možnosti grantových agentur. Přesto kvasinkový výzkum na katedře ještě stále nesl pečeť počátečního pivovarského impulzu.


557

Cesty piva. Pivovarství na území dnešní České republiky

Recommend Documents