Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici Ústav posklizňové technologie zahradnických produktů
Vlastnosti kvasu a destilátů z meruněk Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce
Vypracoval
prof. Ing. Jan Goliáš DrSc.
David Růţička Lednice 2013
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci na téma Vlastnosti kvasu a destilátů z meruněk vypracoval samostatně a pouţil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloţeném seznamu literatury. Souhlasím, aby práce byla uloţena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům. V Lednici dne……………………………
Podpis ………….……………………….
PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval prof. Ing. Janu Goliášovi DrSc. za odborné vedení, cenné rady a ochotu pomáhat při tvorbě mé bakalářské práce.
Obsah 1.
ÚVOD ................................................................................................................................. 9
2.
CÍL PRÁCE ..................................................................................................................... 11
3.
Vlastnosti a složení meruněk pro výrobu destilátu ...................................................... 12 3.1
Meruňka (Prunus armeniaca L.) ................................................................................ 12
3.1.1 3.2
4.
Látkové sloţení druhu ovoce ...................................................................................... 13
3.2.1
Voda jako prostředí reakcí .................................................................................. 13
3.2.2
Produkce sacharidů ............................................................................................. 13
3.2.3
Aromatické látky ................................................................................................ 17
3.2.4
Organické kyseliny ............................................................................................. 17
3.2.5
Enzymy lihového kvašení ................................................................................... 18
Meruňkový kvas .............................................................................................................. 20 4.1
Příprava meruňkového kvasu ..................................................................................... 20
4.2
Mikroorganismy ......................................................................................................... 20
4.2.1
Kvasinky ............................................................................................................ 20
4.2.2
Bakterie .............................................................................................................. 24
4.2.3
Plísně .................................................................................................................. 25
4.3
5.
Botanická charakteristika meruňky..................................................................... 12
Kvašení....................................................................................................................... 26
4.3.1
Spontánní kvašení ............................................................................................... 26
4.3.2
Alkoholové kvašení ............................................................................................ 27
4.3.3
Mléčné kvašení ................................................................................................... 28
4.3.4
Octové kvašení ................................................................................................... 28
4.4
Zákvas ........................................................................................................................ 28
4.5
Pouţití čistých kultur kvasinek ................................................................................... 29
4.6
Kontrola průběhu a stanovení konce kvašení ............................................................. 29
4.7
Kvasné nádoby ........................................................................................................... 30
Meruňkový destilát – látkové složení ............................................................................. 32
6.
7.
5.1
Destilace ..................................................................................................................... 32
5.2
Rektifikace - zušlechťování destilátu.......................................................................... 32
5.3
Těkavé aromatické sloučeniny v meruňkovém destilátu ............................................ 33
5.3.1
Alkoholy ............................................................................................................. 35
5.3.2
Aldehydy ............................................................................................................ 36
5.3.3
Terpenové alkoholy ............................................................................................ 37
5.3.4
Ketony ................................................................................................................ 37
5.3.5
Organické kyseliny v destilátech ........................................................................ 37
5.3.6
Estery ................................................................................................................. 37
5.3.7
Laktony .............................................................................................................. 38
5.4
Etylkarbamát .............................................................................................................. 38
5.5
Destilační přístroje ..................................................................................................... 39
5.6
Jakost ovocných destilátů ........................................................................................... 41
5.7
Vady ovocných destilátů ............................................................................................ 42
Materiály a metodika ...................................................................................................... 44 6.1
Rostlinný materiál pro přípravu kvasu ........................................................................ 44
6.2
Způsob kvašení a příprava destilátu............................................................................ 44
6.3
Stanovení pevnosti plodů, veškerých kyselin a refrakce ............................................. 45
6.3.1
Stanovení pevnosti plodů ručním penetrometrem ............................................... 45
6.3.2
Stanovení obsahu veškerých kyselin .............................................................. 46
6.3.3
Stanovení refraktometrické sušiny ...................................................................... 46
6.4
Výsledný produkt – senzorické hodnocení ................................................................. 47
6.5
Stanovení těkavých aromatických sloučenin .............................................................. 48
Výsledky a diskuze .......................................................................................................... 49 7.1
Penetrometrická pevnost plodů................................................................................... 49
7.2
Cukernatost rostlinného materiálu a kvasu po vykvašení ........................................... 50
7.3
Koncentrace titračních kyselin ................................................................................... 51
7.4
Senzorické hodnocení meruňkového destilátu ............................................................ 53
7.5
Průběh frakcionované destilace lutru .......................................................................... 55
7.6
Instrumentální analýza................................................................................................ 57
8.
Závěr ................................................................................................................................. 63
9.
Abstrakt ............................................................................................................................ 65
10. Resume .............................................................................................................................. 65 11. Seznam použité literatury ............................................................................................... 66
Seznam tabulek Tabulka č. 1: Zastoupení glukosy, fruktosy a sacharosy v meruňkách Tabulka č. 2: Vliv teploty na činnost kvasinek Tabulka č. 3: Stanovení refrakce v meruňkách Tabulka č. 4: Výsledky bodového hodnocení celkového dojmu destilátů Tabulka č. 5: Průběh rektifikace lutru Tabulka č. 6: Obsah a koncentrace látek ze vzorků kvasu, lutru a třech frakcí druhé destilace Seznam grafů Graf č. 1: Stanovení penetrometrické pevnosti jednotlivých plodů v závislosti na % refrakce Graf č. 2: Refrakce v čerstvých meruňkách a v kvasu po vykvašení Graf č. 3: Koncentrace titračních kyselin v čerstvých meruňkách v kvasu po vykvašení Graf č. 4: Stanovení některých sloţek v ovoci a v kvasu Graf č. 5: Grafické porovnání senzorické analýzy a statistické vyhodnocení celkového dojmu všech hodnocených vzorků destilátu Graf č. 6: Hodnocení destilátu z odrůdy „Strepet“ podle vůně a chuti Graf č. 7: Průběh destilace lutru Graf č. 8: Koncentrace alkoholu 3-methyl-2-butenolu v jednotlivých vzorcích měření Graf č. 9: Koncentrace aldehydu benzaldehydu v jednotlivých vzorcích měření Graf č. 10: Koncentrace kyseliny hexanové v jednotlivých vzorcích měření Graf č. 11: Koncentrace ethyl acetatu v jednotlivých vzorcích měření Graf č. 12: Koncentrace a-linaloolu v jednotlivých vzorcích měření Graf č. 13: Čtyři nejvíce zastoupené sloučeniny v konečném destilátu Graf č. 14: Čtyři nejméně zastoupené sloučeniny v konečném destilátu
8
1. ÚVOD Výroba alkoholických nápojů se datuje aţ do dob starověku, tehdy byla výroba velice primitivní, plody se nechaly samovolně zkvasit a po zkvašení se šťáva pila. Písemná zmínka je o tom i v Bibli kde Noe vypil zkvašenou šťávu z hroznů a opil se z ní. Tehdy to udělal, aniţ by se chtěl opít, myslel si, ţe pije jen šťávu. My uţ ale dnes víme, ţe v jeho šťávě proběhlo alkoholové kvašení způsobené mikroorganismy, kvasinkami. Kvašením lze vyrábět alkohol ale jen do koncentrace 16 %. Potom jsou kvasinky vzniklým etanolem usmrceny a proces kvašení se zastaví. Jedinou metodou jak dosáhnout vyšší koncentrace alkoholu je destilace. Metodu destilace starověké civilizace vůbec neznaly. Její objev učinili aţ Arabové v 9. Století. Arabští alchymisté jej však vyuţívali spíše jako rozpouštědla pro lékařské účely a voňavkářské účely. Přesný popis výroby pálenek a destilačního zařízení se datuje do 13. století. Získaný první destilát byl několikrát předestilován a poté pojmenován jako perfectissima. Prvním, kdo popsal způsob výroby koncentrovanějšího alkoholu, byl Raymundus Lullus. Znalost destilace byla úzce spjata šířením medicínských znalostí a to zejména v prostředí klášterů a právě kláštery byly po větší část středověku hlavními producenty tvrdého alkoholu, ať uţ šlo o české vinné pálenky nebo skotskou whisky. Aţ v období vrcholného středověku byly zakládány městské a soukromé vinopalny např. v Kutné Hoře za Karla IV. Nejprve se destilovaly vonné esence. K výrobě alkoholických nápojů se nejprve pálila méně kvalitní vína, potom pivo a nakonec obilné zápary, slad a zkvašené ovoce. Pálenky se všeobecně nazývaly aqua vitae (ţivá voda) bez ohledu na to, z čeho byly vypáleny a uţívaly se v malých dávkách jako lék na zaţívání, podpoření krevního oběhu, prodlouţení ţivota, ale byl předepisován i pro léčbu psychických poruch, neštovic nebo obrny. Dnes uţ je však výroba alkoholických nápojů na velice dobré úrovni, je to hlavně tím, ţe dnes máme k dispozici moderní palírny, laboratoře ke zkoumání alkoholů jsou vybaveny plynovými chromatografy a vše je legislativně ošetřeno zákonem o lihu (zákon č. 61/1997 SB).
9
Moje práce je konkrétně zaměřena na vlastnosti kvasu a destilátů z meruněk. Pro zaloţení kvasu byla vybrána méně známá a relativně mladá odrůda meruňky Strepet. Ovocné destiláty jsou silné alkoholické nápoje s typickou vůní ovoce, ze kterého jsou vyrobené. Hlavní sloţkou alkoholických nápojů je etanol neboli alkohol. Ten vzniká v ovocném kvasu díky mikroorganismům, přesněji kvasinkám, které zkvašují sacharidy obsaţené v ovoci. Při kvašení se v kvasu tvoří i mnoho jiných látek s rozdílnými vlastnostmi, které mají menší či větší vliv na konečný produkt. Některé látky mohou být pro spotřebitele i zdravotně závadné, proto je ţádoucí se o technologii a látkách tvořících se při kvašení dozvědět co nejvíce.
10
2. CÍL PRÁCE
Prostudovat literaturu týkající se chemismu kvašení, podmínek pro kvašení a mikroflóry.
Zaloţit pokusy s jednou odrůdou meruněk, se třemi úrovněmi obsahu kvasných substrátů (refraktometricky) jednou kyselostí, odpovídající sklizenému ovoci, vyjádřenou titrační kyselostí. Kvašení proveďte při jedné teplotě.
V kvasu, který ukončil kvašení, zjistěte rozpustnou sušinu, titrační kyselost. Proveďte destilaci lutru, zjistěte analytické hodnoty (etanol, kvasné alkoholy), titrační kyselost, rozpustnou sušinu.
Proveďte destilaci lutru frakcionovanou destilací. Výsledky upravte do tabulek a grafů.
11
3.
Vlastnosti a složení meruněk pro výrobu destilátu
3.1 Meruňka (Prunus armeniaca L.) Meruňky pocházejí z Číny nebo ze Sibiře, nikoli z Arménie, kde se s nimi poprvé setkal Alexandr Veliký. Velkou oblibu získaly u Římanů, kterým se ale nikdy nepodařilo vysadit je v Evropě. Zřejmě nejstarší vyšlechtěnou odrůdou je Bredase, která se svým vzhledem velmi blíţí popisu meruněk starých Římanů. Meruňky vyţadují, podobně jako většina peckovin, chladnou zimu, která jim umoţní odpočinek, a teplé léto k dozrání plodů. Samotné stromy jsou otuţilé, květy se ale objevují tak brzo, ţe je můţe poškodit mráz. Meruňkám nesvědčí vyšší nadmořská výška, nejlepší polohy v České republice jsou pro meruňky na jiţní Moravě, v nadmořské výšce do 250 m nad mořem, s průměrnou roční teplotou nad 8,5 °C a souhrnem ročních sráţek od 500-600 mm. Naše odrůdy meruněk se vyznačují krátkým obdobím hlubokého zimního odpočinku. Půda by neměla být příliš těţká ani vlhká. V chladnějších oblastech rodí pouze u vyhřáté zdi. Pod sklem rodí meruňky spolehlivěji, pokud jim v období klidu dopřejeme chlad, celoroční pěstování ve vytápěném skleníku není vhodné. Nejjednodušší je ponechat meruňkám stromovitý tvar a v případě potřeby odřezávat pouze odumřelé a nemocné větve. Části stromu napadené mrtvicí je třeba zcela odstranit. Meruňkové dřevo je křehké, je proto nutné zabránit oporami nebo řezem nadměrnému přetíţení větví. Výchovný řez a odstraňování větví napadených mrtvicí provádíme koncem zimy, letní řez brzdí růst. Mimo květ nejsou meruňky příliš nápadné. Ozdobné kultivary, např. Hunza, jsou sice krásné, ale málo plodí. Časné květy jsou důleţitou potravou pro hmyz. V blízkosti meruněk nepěstujeme rajčata, brambory ani oves. Příznivě působí česnek a paţitka. (ANONYM č. 1)
3.1.1 Botanická charakteristika meruňky Meruňka je diploidní (2n=16), nejčastěji samosprašná patří do čeledi Rosaceae (růţovité), podčeledi Prunoideae (slivoňovité). Některé odrůdy jsou, ale částečně samosprašné a plodí lépe ve smíšených výsadbách. V obou případech jsou pro opylení květů nezbytné 3-4 včelstva/ha. (VYSLOUŢIL, 2010)
12
3.2 Látkové složení druhu ovoce 3.2.1 Voda jako prostředí reakcí Voda, sumárním vzorcem H2O, systematicky oxidan, je chemická sloučenina vodíku a kyslíku. Spolu se vzduchem, resp. zemskou atmosférou tvoří základní podmínky pro existenci ţivota na Zemi. Za normální teploty a tlaku je to bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu, v silnější vrstvě namodralá. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – led a sníh, v kapalném – voda a v plynném – vodní pára. Voda má teplotu tání 0 °C, bod varu 100 °C a hustotu 0,99997 g/cm³. Základní rozdělení je na vodu měkkou (obsahuje málo minerálních látek), na vodu tvrdou (z podzemních pramenů, obsahuje více minerálních látek) a na vodu destilovanou, v tomto případě je voda destilací zbavena minerálních látek, po odpaření netvoří usazeniny. Voda je prostředí kde probíhají chemické děje v organismu. Obsah vody v potravinách je různý. Nejčastěji tvoří 50-90 % podílu surovin rostlinného i ţivočišného původu. (NĚMCOVÁ, 2012; KYZLINK, 1980) 3.2.1.1 Voda volná V surovině rozlišujeme vodu fyzikálně vázanou a vodu volnou. Voda volná je reakční prostředí chemických a mikrobiálních reakcí, roste počet mikroorganismů a tím klesá údrţnost potraviny. Rychlost a intenzita reakcí znamená vyšší koncentraci látek a vyšší viskozitu. Tato voda můţe z potraviny vytékat. (NĚMCOVÁ, 2012). 3.2.1.2 Voda fyzikálně vázaná Je to voda v surovině vázaná například v hydratačních obalech iontů a mikroorganismy tuto vodu nemohou vyuţívat. Voda je vázána vodíkovými můstky na organické látky zejména na hydrofilní koloidy. (ANONYM č. 2; NĚMCOVÁ, 2012; KYZLINK, 1980)
3.2.2 Produkce sacharidů Mezi hlavní sloţky lihovarských surovin patří sacharidy (cukry), jsou to sloučeniny sloţené z uhlíku, vodíku a kyslíku. V přírodě jsou velmi rozšířeny, hlavně v rostlinách. Slouţí především jako energetický zdroj při látkové přeměně. Ukládají se ve formě polysacharidů jako rezervní látky. (HAMROVÁ, 1988) Cukry vznikají v zelené rostlině z vody a oxidu uhličitého asimilačními procesy pomocí chlorofylu a sluneční energie. Tato reakce, zvaná fotosyntéza, je povaţována za 13
nejdůleţitější biochemický pochod v přírodě, vyuţívá primární zdroj energie ţivých objektů biosféry - sluneční záření. Sluneční záření je absorbováno chlorofylem a přeměněno na energii chemické vazby. Všechny ţivé organismy, kromě některých baktérií, ţijí přímo nebo nepřímo z produktů této reakce. Fotosyntézou se vytváří jednoduchý cukr (glukosa) v zelených rostlinách. Během kvašení jsou sacharidy přeměněny na alkohol a to je hlavní hospodářský zájem. Fotosyntézu lze vyjádřit rovnicí: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Podle toho, kolik sacharidických jednotek je vzájemně vázáno, mluvíme o monosacharidech (jedna jednotka), disacharidech (dvě jednotky) nebo polysacharidech (mnoho jednotek). Pro pálenice jsou významné především jak monosacharidy glukosa (hroznový cukr) i fruktosa (ovocný cukr), tak disacharidy sacharosa (cukr běţně uţívaný v domácnosti) a maltóza (sladový cukr). Sacharóza je sloţena z jednotky glukosy a fruktózy, maltóza je ze dvou jednotek glukosy. Monosacharidy a disacharidy mohou být zkvašovány mnoha kvasinkami. Naproti tomu jsou polysacharidy kvasinkami nezkvasitelné. Ty musejí být před kvašením rozštěpeny na malé cukerné jednotky. Nejdůleţitějším polysacharidem je škrob, který se skládá z dlouhých a částečně větvených glukózových jednotek. Pro pálenice ovoce to ale nemá význam. Jednotlivé sacharidy se vyskytují v různých ovocných druzích v různém mnoţství, například u meruněk a broskví dominuje sacharóza, naproti tomu hrozny neobsahují téměř ţádnou sacharózu. Cukr v nich obsaţený je tvořen výhradně glukózou a fruktózou. (HAMROVÁ, 1988; HAVEL, 2010) V nezralém ovoci se také vyskytují škroby. To se projevuje při zpracování jako překáţka, protoţe při pálení se na horní ploše měděného kotle tvoří povlak. V mnoha ovocných druzích je vedle zkvasitelných cukrů obsaţen také sorbit. Sorbit je tzv. alkoholický cukr, který není kvasinkami zkvašován. Při stanovení celkového obsahu cukru se však sorbit zaznamenává a tím zvyšuje očekávaný obsah alkoholu (HAMROVÁ, 1988). Cukr u kvasu stanovujeme refraktometricky, je to metoda vyuţívající indexu lomu na základě mnoţství sušiny v kapalině. Přístroj nám zobrazí údaj v procentech, tento údaj však bude vţdy o něco vyšší neţ údaj chemického stanovení cukrů. Je to z toho důvodu, ţe refraktometr měří veškerou sušinu. (HAMROVÁ, 1988; HAGMANN a ESSICH, 2007; HAVEL, 2010)
14
3.2.2.1 Monosacharidy Jsou jednoduché sacharidy, byly původně označovány jako aldehydy nebo ketony, odvozené od vyšších více funkčních alkoholů. Skupinově je nazýváme podle počtu atomů uhlíků, obsaţených v molekule, tedy triosy, tetrosy, pentosy, hexosy atd. Působením zředěných minerálních kyselin na cukry vznikají deriváty furfuralu (2-furaldehydu), např. hydroxymethylfurfural, které nejsou konečným produktem, ale dále se rozkládají na kyselinu levulovou a kyselinu mravenčí. Mezi monosacharidy patří: Glukosa Pro výrobu lihu jsou nejdůleţitější hexosy, zejména glukosa (dextrosa, hroznový cukr, škrobový cukr). Nachází se v ovoci, vinných hroznech, většinou v doprovodu s fruktosou a včelím medu. V zelených částech rostlin bývá provázena škrobem. Je stavebním prvkem nejrozšířenějších polysacharidů (škrob, celulosa, glykogen). Je to hlavní monosacharid, který se zúčastňuje přeměny cukrů v ţivých organismech. Glukosu lze dobře zkvasit na líh. Fruktosa Většinou se nachází v rostlinách s glukosou. Má vyšší sladící účinek neţ glukosa. Fruktosa se nachází ve zralém ovoci a v polysacharidu inulinu, obsaţeném v čekankových kořenech. Je součástí disacharidu sacharosy. Vyskytuje se ve formě furanosy - tato forma je lépe zkvasitelná na etanol neţ forma pyranosy. Galaktosa Je vázána s glukosou v mléčném cukru, v trisacharidu rafinose a v některých polysacharidech (galaktoarabany, galaktoxylany). Oxidací přechází v kyselinu galaktonovou. Alkoholově zkvašuje pomalu a jen některé kvasinky dokáţí zkvasit galaktosu na ethanol například Saccharomyces fragilis nebo S. Laris. Je jedovatá pro včely. Manosa Je to aldosa, která se vyskytuje v rostlinách hlavně ve formě svých polysacharidů. Je vázána v rezervních polysacharidech mannech. Ve vodě je rozpustná. Redukcí přechází v šestimocný alkohol manit, oxidací v kyselinu manonovou aţ cukrovou. Je dobře alkoholicky zkvasitelná. (HAVEL, 2010; BALAŠTÍK, 2001)
15
3.2.2.2 Oligosacharidy Oligosacharidy jsou cukry obsahující více monosacharidů navzájem glykosidicky vázaných. Podle počtu vázaných monosacharidů se dělí na disacharidy, trisacharidy aţ dekasacharidy. Mají podobné vlastnosti jako monosacharidy. Z oligosacharidů jsou významné především disacharidy (sloţené ze dvou monosacharidových podjednotek). Jsou rozpustné ve vodě a mají většinou sladkou chuť. K disacharidům patří invertní cukr (fruktosa + glukosa), sacharosa (řepný cukr), laktosa (mléčný cukr) a maltosa (sladový cukr). Maltosa Je disacharid sloţený ze dvou molekul glukosy. V přírodě se vyskytuje zřídka, jen jako meziprodukt biochemických reakcí. Vzniká hydrolýzou škrobu kyselinami nebo enzymy. Při zcukřování škrobu sladovými enzymy je konečným produktem hydrolýzy. Enzym maltasa, který obsahuje naklíčený sladovnický ječmen, štěpí maltosu na zkvasitelnou glukosu. Na tomto procesu je zaloţena výroba piva. Sacharosa Je sloţena z molekuly fruktosy a glukosy; vyskytuje se v cukrové řepě, cukrové třtině a v ovoci. V ovoci se vyskytuje v koncentracích od 0,5-12 %. Zahřátím nad 180 °C karamelizuje. Pouţívá se ke slazení potravin a nápojů. Po hydrolýze je velmi dobře zkvasitelná. Působením kyselin nebo enzymů se hydrolyzuje na glukosu a fruktosu - invertuje. Vzniklá směs se nazývá invertní cukr. (HAVEL, 2010; BALAŠTÍK, 2001) 3.2.2.3 Polysacharidy Polysacharidy vznikají spojením velkého počtu monosacharidových jednotek (aţ několika tisíců). Polysacharidy se obvykle ve vodě nerozpouštějí, některé ve vodě jen bobtnají, nemají sladkou chuť. Polysacharidy jsou stavebními látkami organismů. Nejvýznamnější z nich jsou škrob, glykogen a celulosa. (HAMROVÁ, 1988; HAVEL, 2010; ANONYM č. 3, 2007)
16
Tabulka č. 1: Zastoupení glukosy, fruktosy a sacharosy v meruňkách Cukr
Zastoupení v %
glukosa
0,1 – 3,4
fruktosa
0,1 – 3,0
sacharosa
2,8 – 10,4
(KYZLINK, 1980)
3.2.3 Aromatické látky Alkoholy se v ovoci a zelenině vyskytují jednak volné, jednak vázané s nejrůznějšími organickými kyselinami jako estery, i v jiných formách. Volné alkoholy, které jsou produktem běţných fyziologických procesů stárnoucích rostlinných tkání, např. zralejšího ovoce, jsou v přiměřených, velmi nízkých koncentracích sloţkami ovocného aroma. Za
abnormálních podmínek, které
vedou ke
zřetelnému
intramolekulárnímu dýchání, se můţe zvětšit jejich koncentrace v ovoci tak, ţe se stanou biochemicky i senzoricky velmi nepříjemnými. Kromě esterifikace alkoholů bývají důleţité téţ jejich oxidace na aldehydy, ketony, popřípadě aţ na organické kyseliny. (KYZLINK, 1980) Vůně, sladkost a šťavnatost meruněk jsou závislé na stupni zralosti. (GOLIÁŠ, 2011)
3.2.4 Organické kyseliny Obsah kyselin je v ovoci závislý na stupni zralosti, v nezralém ovoci je kyselin více. U meruněk převládá spíše kyselina jablečná, ale je zde i citronová, benzoová a další. Kyseliny obsaţené v kvasu mají zpravidla svůj původ v kontaminující mikroflóře. Jsou ale vţdy, tedy i při úplně čistém kvašení, v kvasu přítomny. Kyselina jantarová je produktem látkové výměny ţivých kvasinek. Její tvorba probíhá tedy obdobně jako tvorba vyšších alkoholů. Kyseliny propionová, máselná a valerová jsou volné vţdy jen v nepatrném mnoţství v některých přiboudlinách a pak jako estery. Kyseliny mravenčí a octová jsou přítomny v proměnlivém mnoţství. Kyselina octová vzniká ve větším mnoţství hlavně činností různých bakterií. Při destilaci těká do pálenky. Snadno esterifikuje a její estery lze zjistit v kaţdém destilátu. Vyšší mastné kyseliny (kapronová, kaprylová a kaprinová) bývají v kvasu jenom v malém mnoţství a při 17
destilaci jsou částečně strhávány do destilátu. Jejich estery se uplatňují ve vonné sloţce pálenky. Kyselina máselná se můţe působením bakterií vyskytnout ve větším mnoţství, při destilaci přechází do destilátu a volná zhoršuje jeho kvalitu. (ŠKOPEK, 2003) Při destilaci kvasu přecházejí netěkavé kyseliny (mléčná apod.) do výpalků, kdeţto těkavé se dostávají do alkoholu buď volné, nebo ve sloučení s ethanolem, resp. vyššími alkoholy jako estery. Tyto pak tvoří hlavní podíl buketových látek pálenky, ovlivňujíce její chuť a vůni. (DYR, 1997; GOLIÁŠ, 2011)
3.2.5 Enzymy lihového kvašení Enzymy jsou katalyticky účinkující bílkoviny produkované
ţivými
buňkami. Výrazně ovlivňují rychlost reakcí, které katalyzují (některé reakce by bez jejich přítomnosti neprobíhaly za daných podmínek prakticky vůbec) a přitom se při reakci nemění a tedy nespotřebovávají. Určitý enzym katalyzuje jen určitou reakci určitých látek. Např. enzymy, které zkvašují cukry, nepůsobí na bílkoviny a obráceně. Enzymy jsou, tak jako ostatní bílkoviny makromolekuly, polypeptidy tvořené z dvaceti základních aminokyselin jako stavebních bloků spojených po odštěpení vody peptidovými vazbami. Jsou citlivé na chemická i fyzikální činidla. Jejich funkce se ničí (denaturují) zahříváním, kyselinami, ţíravinami, roztoky těţkých kovů, různými organickými rozpouštědly apod. Lze je připravit jako extrakty rozmačkáním a vylisováním, cezením, filtrací a odstřeďováním z příslušných orgánů nebo buněk. Takto získané enzymy mají stejné účinky jako enzymy ţivých buněk. (DYR, 1997) Účinek enzymů závisí na mnoha činitelích. Teplota je pro většinu enzymů optimální v rozmezí 40-50 °C. Při 75 °C se jich valná část nevratně ničí, ireversibilně denaturuje, a 0 °C je jejich účinek velmi nepatrný. Světlo, především jeho ultrafialové paprsky, působí na enzymy škodlivě. Také koncentrace vodíkových iontů v prostředí, pH, ovlivňuje jejich účinek. Kaţdý enzym má zcela určité rozmezí pH, při kterém působí optimálně. Některé enzymy jsou účinnější v prostředí kyselém, jiné v alkalickém. Je také řada enzymů, které působí jen tehdy, jsou-li ve spojení s jinou sloţkou, zvanou koenzym. (DYR, 1997)
18
Enzymy nazýváme a hodnotíme podle reakcí, které katalyzují. Při lihovém kvašení hrají roli enzymy:
hydrolasy, hydrolytické, podmiňující hydrolytický rozklad nejrůznějších sloučenin,
oxidoreduktasy, oxidační a redukční,
transferasy,
lyasy, katalyzující štěpení různých vazeb,
izomerasy.
(DYR, 1997)
19
4. Meruňkový kvas 4.1 Příprava meruňkového kvasu Před vlastní přípravou ovocného rmutu je třeba postarat se o očištění ovoce. Cílem přitom je odstranit nahnilé plody, listy, stopky a pomocí vody odstranit ulpělé zbytky zeminy a neţádoucí mikroorganismy. (UHROVÁ, 2009) Ovoce má být pro kvašení jemně rozmělněno, čímţ se uvolní cukr z rostlinných buněk, nesmějí však být rozbity pecky. Peckové ovoce se rozmělní pomocí míchaček nebo řezaček. Plody se řádně rozřeţou a často tak kompletně odpadne duţnina od pecky. Dále můţeme pouţít pasírky a odpeckovací stroje, které plody nejen jemně rozmělní, ale zároveň se odstraní pecky, stopky a jiná znečištění. U meruněk můţeme ponechat celé pecky v kvasu, aby se v destilátu uplatnila osobitá vůně ovoce. (HAGMANN a ESSICH, 2007)
4.2 Mikroorganismy Ovocné destiláty jsou potravina. Aby mohla být zaručena vysoká kvalita konečného produktu a zabráněno zkáze během výroby, je nezbytné se dozvědět něco o kvasinkách, bakteriích a plísních. (HAGMANN a ESSICH, 2007)
4.2.1 Kvasinky Kvasinky jsou jednobuněčné organismy a botanicky jsou řazeny k houbám. K růstu potřebují kyslík a cukr. Je-li kyslík k dispozici, kvasinka cukr zcela prodýchá, aniţ by produkovala alkohol a můţe získat mnohonásobek energie. Při nedostatku kyslíku mohou ale kvasinky svůj metabolismus převést na kvašení a produkovat z cukru etanol a oxid uhličitý. Tvorba alkoholu z cukru probíhá ve více mezikrocích a je katalyzována různými enzymy, které si vytvářejí kvasinky. Kvasinky touto reakcí získávají energii nezbytnou pro ţivot. Teoretický výtěţek alkoholu je 51,1 %. Ovšem praktický výtěţek je menší, neboť část cukrů je vyuţita pro mnoţení kvasinek, vznikající četné vedlejší produkty (např. vyšší alkoholy) a část alkoholu se odpaří přes kvasnou zátku. (UHROVÁ, 2009) Za normálních okolností se kvasinky rozmnoţují převáţně bezpohlavně a to pučením, přičemţ se dceřiná buňka odděluje odškrcením. (HAMROVÁ, 1988) 20
Mateřské i dceřiné buňky mají stejné vlastnosti. Pouze za nepříznivých ţivotních okolností, například při nedostatku ţivin, dochází k pohlavnímu rozmnoţování, při němţ kvasničné buňky tvoří spory, které mají větší šance na přeţití neţ citlivé buňky. To znamená, ţe v pohlavním rozmnoţování našly kvasinky způsob svého zabezpečení. Za příznivých ţivotních okolností spory vyklíčí a vzniklé mateřské buňky se mohou zase rozmnoţovat dělením. Je zajímavé, ţe při pohlavním dělení dochází k výměně genetického materiálu a mohou tak vznikat kvasinky s novými vlastnostmi. Důleţitými vlastnostmi při hodnocení kvasinek pro produkci alkoholu jsou schopnost zkvašování, tolerance k alkoholu, rezistence k teplotě a cukru a tvorba vedlejších kvasných produktů. Kvasinky jsou přítomny jiţ na ovoci a s ním se dostávají do kvasu. Tam se mohou, v závislosti na svých vlastnostech, více nebo méně dobře rozmnoţovat. Přirozeně jsou důleţité také vlastnosti kvasu, například ţiviny, inhibitory, teplota, pH. Optimální hodnota pH kvasu je 3,5. Kvasinkám takto kyselé prostředí vyhovuje a kvas je chráněn před většinou škodlivých bakterií. (UHROVÁ, 2001; MALLEOVÁ a SCHMICKLOVÁ, 2004; BALAŠTÍK, 2001) Na ovoci se nalézají různé druhy kvasinek. Nejdůleţitějšími jsou kvasinky rodu Saccharomyces. (UHROVÁ, 2009) Z praktického hlediska se dělí na:
pravé, silně prokvášející vinné kvasinky rodu Saccharomyces cerevisiae,
slabě prokvášející divoké kvasinky, např. Brettanomyces, Deckera, Kloec- kera, Hanseniaspora
křísotvorné kvasinky, např. Candida, Pichia, Hansenula.
V čerstvých ovocných rmutech převaţují více neţádoucí divoké kvasinky, které se za vhodných podmínek rozmnoţují rychleji neţ pravé vinné kvasinky. Odhaduje se, ţe na jednu buňku vinné kvasinky připadá asi 1000 buněk divokých kvasinek. To znamená, ţe divoké kvasinky ovocný rmut nakvášejí, ale protoţe tyto kmeny jsou velmi citlivé na alkohol, nemohou kvas zcela prokvasit. Jejich největší nevýhoda spočívá především v tvorbě kyseliny octové a esterů, které později propůjčují destilátu netypické aroma. K zajištění správného a čistého prokvašení proto musí být při přípravě 21
ovocného rmutu připraveny takové podmínky, aby se mohly pravé vinné kvasinky rychle prosadit. Toho se prakticky dosáhne dodrţením teplot v určeném rozsahu, upravením hodnot pH a přídavkem čisté kultury kvasinek. Všechny dnes nasazované čisté kultury kvasinek patří k druhu Saccharomyces cerevisiae. V tomto druhu se ovšem rozlišuje asi 1000 různých ras s rozdílnými vlastnostmi. Pro prokvašení ovocných rmutů je moţno koupit speciální kvasinky nebo pouţít kvasinky vinné. Tyto kvasinky vykazují vysokou toleranci k alkoholu a schopnost prokvášet do 20 % obj. alkoholu. Jsou optimálně přizpůsobeny na kvasnou teplotu od 15 do 18 °C a ještě mohou prokvášet rmut při niţší hodnotě pH, při pH okolo 3. Za těchto podmínek nemají divoké kvasinky a bakterie uţ ţádnou šanci. Zajímavé je nasazení tzv. chladnomilných kvasinek, které kvasí ještě při teplotách od 8 do 10 °C, přičemţ ztráty alkoholu a aromatických látek jsou tím menší, čím niţší je kvasná teplota. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Mají-li být prokvašeny kvasy, u nichţ se kvašení zastavilo, nebo ovocné suroviny se zvlášť vysokým obsahem cukru, doporučuje se přídavek kvasinek pro výrobu sektu (Saccharomyces bayanus). Díky jejich přizpůsobení pro přípravu sektu jsou jiţ adaptovány na obsaţený alkohol i surovinu bohatou na cukr a mohou zachránit mnoho kvasů prokvašených jen napůl. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Řada kvasinek přichází do obchodu jako tzv. aromatické kvasinky. Tyto rasy vytvářejí v ovocném kvasu především buketní látky, jejichţ broskvové nebo meruňkové vůně v jemných nuancích mohou podpořit vlastní ovocný tón pozdějšího destilátu. Obecně se přidává 20 g kvasinek na 100 l ovocného rmutu. U ovocných rmutů s vysokou plísňovou zátěţí, například u vadného ovoce, se doporučuje dávkování zvýšit. Neţ se kvasinky přidají do rmutu, nechají se chvíli ve vlaţné vodě. Tím se do kvasničných buněk znovu dostane voda, kterou ztratily při sušení. Po několika minutách se máčení ukončí a kvasinkám se dá výţiva v podobě ovocné šťávy. Hned nastane intenzivní látková výměna, coţ se projeví silným pěněním. Nenastane-li tento případ a ještě po několika hodinách při pokojové teplotě nebudou pěna nebo kvašení zjistitelné, jsou kvasinky i obal na vyhození. Aktivované kvasinky se budou nyní v ovocném rmutu dělit, přičemţ teplotní rozdíl by neměl překročit 5 °C. Při doporučené teplotě kvašení mezi 14 aţ 18 °C je ovocný rmut prokvašen za čtyři aţ šest týdnů. Po prokvašení klesají kvasinky na dno kvasných nádob a nemají se dostat do destilačního kotle a k destilaci. Kromě toho, ţe 22
vznikající kvasničný tón překrývá typické ovocné aroma a části kvasničných buněk obsahující síru významně sniţují aroma destilátu, ještě znečišťují destilační zařízení. To je patrné například při destilaci kvasničného kalu z jablečného vína. Vzniká aromatický, kvasničně-ovocný a v kaţdém případě plně chutnající destilát, který se ale výrazně liší od destilátu z kvasu nebo jablečného vína bez kvasinek. Je široce rozšířený zvyk zamíchat kvasící kvas při bouřlivém kvašení, aby se kvasinky díky vnesenému kyslíku ještě víc podnítily k dělení. Od toho je třeba spíše odrazovat, protoţe je do kvasu vnášen kyslík stejně jako divoké kvasinky a bakterie, a nebezpečí chybného kvašení se zvyšuje. Při dnes pouţívaných sušených kulturách čistých kvasinek je postačující počet aktivních kvasničných buněk zaručen jiţ na začátku prokvášení. Důleţité je, aby vrstva oxidu uhličitého vznikajícího během kvašení zůstala nad povrchem i po kvašení, protoţe chrání kvas před zkázou. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Na jiţ prokvašených ovocných kvasech způsobují velké škody křísotvorné kvasinky. Tyto kvasinky neprodukují ţádný alkohol. Spotřebovávají alkohol z kvasu a tvoří nepříjemné aromatické látky, které přecházejí do destilátu: vyšší alkoholy jako propanol a butanol. Potřebují k ţivotu kyslík, proto se vyskytují pouze na povrchu kvasu. K ochraně kvasu před těmito kvasinkami je třeba prokvašené kvasy neprodyšně uzavřít, podle moţnosti skladovat při niţší teplotě a co nejdříve vypálit. Na kvas potaţený křísotvorným povlakem je třeba pohlíţet vţdy jako na zkaţený a nesmí být zpracován. Destiláty vykazují vysoký obsah výše uvedených sloučenin a nejsou jiţ vhodné k výrobě likérů. (HAMROVÁ, 1988; HAGMANN a ESSICH, 2007) Tabulka č. 2: Vliv teploty na činnost kvasinek Teplota (°C)
Hmotnostní % etanolu
36
3,8
27
7,5
18
8,8
8
9,5
(DYR, 1997)
23
4.2.2 Bakterie Jsou jako kvasinky jednobuněčné, ovšem bez pravého buněčného jádra. Rozmnoţují se velmi rychle, nejvíce dělením na dvě buňky. V ovocných pálenicích se jako zhouba ovocných kvasů vyskytují především bakterie octového, mléčného a máselného kvašení. Pod mikroskopem se bakterie jeví nejčastěji jako malé tyčinky nebo koky (kuličky) tvořící řetízky. Růst bakterií v kvasu je vţdy spojen se ztrátou alkoholu a tvorbou chybného aroma. (HAGMANN a ESSICH, 2007; ŠILHÁNKOVÁ, 2002) Bakterie můţeme rozdělit na: Octové bakterie Vyskytují se v ovocném kvasu nejčastěji. Přeměňují alkohol v kvasu na kyselinu octovou. Protoţe k růstu nezbytně potřebují kyslík, mohou růst jen na povrchu, kdyţ se po kvašení ztratí ochranná vrstva oxidu uhličitého. Optimální teplota pro octové bakterie je kolem 30 °C. (DYR, 1997) Často tvoří na povrchu povlak, který na rozdíl od povlaku divokých a křísotvorných kvasinek není zaprášený ani zvrásněný, nýbrţ je kluzký a lesklý. Kromě toho lze také čichem, ihned po otevření kvasné nádoby, zaznamenat octový nádech. Při destilaci přechází lehce těkavá kyselina octová do destilátu. Navíc mohou být z povrchu destilačního přístroje uvolněny měděné ionty, které později v konečném produktu tvoří modrý nebo modrozelený zákal či usazeninu. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Bakterie mléčného kvašení V protikladu k octovým bakteriím, dávají přednost nepřítomnosti kyslíku. Jak uţ říká jejich jméno, tvoří především kyselinu mléčnou. Nejvíce druhů vyuţívá cukr, mohou jim však jako zdroje výţivy poslouţit také jiné sloučeniny, jako kyselina vinná. Kromě kyseliny se tvoří také jiné látky. Tak za obávaný akroleinový nádech jsou rovněţ zodpovědné bakterie mléčného kvašení. Ty se mohou mnoţit v prvé fázi kvašení, kdy se ještě dostatečně rychle neprosadí pravé vinné kvasinky, nebo po skončeném kvašení, kdyţ je kvas skladován dlouho v teple. Vzhledem k jejich vysoké optimální teplotě (3545 °C) se vyskytují v kvasech zřídka a v malém mnoţství. Mohou spotřebovávat cukr a zvyšovat kyselost. (DYR, 1997; HAGMANN a ESSICH, 2007)
24
Máselné bakterie Mohou ţít jen při úplném vyloučení kyslíku. Tvoří z cukru kyselinu máselnou a další velmi nepříjemně vonící sloučeniny. Jejich produktem jsou hlavně kyselina máselná a propionová, ale také octová, mravenčí, butanol, některé ketony a aceton. (DYR, 1997) Máselné bakterie mohou být do kvasu zaneseny především se špínou zachycenou na ovoci. Tvoří spory velmi rezistentní vůči teplu a patří k odolným mikroorganismům. Všechny bakterie jsou relativně citlivé na kyseliny, proto jako účinná ochrana působí okyselení ovocných rmutů při zakvášení. Obsah pH rmutu se upravuje kyselinou sírovou nebo preparáty organických kyselin na hodnoty od 2,8 do 3,1, čímţ je proces látkové výměny bakterií silně omezen, kvasná aktivita pravých vinných kvasinek ale ovlivněna není. Kromě toho by se měly kvasné nádoby po kvašení doplnit, vzduchotěsně uzavřít a pokud moţno skladovat v chladu a jen krátce. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Hnilobné bakterie Nacházejí se v kaţdém kvasu a účastní se rozkladu proteinů i jiných dusíkatých látek. Při hnilobě působí celá řada bakterií a mnohé z nich se zúčastňují jen dílčího hnilobného procesu. Nejdříve jsou bílkoviny hydrolyzovány na aminokyseliny a pak dále přeměněny na mastné kyseliny, bazické látky a různé zapáchající látky (sirovodík, amoniak). Na výtěţnost alkoholu většinou nemají valný vliv, pokud tam nejsou vneseny větším mnoţstvím nahnilého ovoce. V takovém případě mohou bakteriální zplodiny značně ovlivnit chuť a vůni destilátu. Typickými hnilobnými bakteriemi jsou aerobní bakterie Pseudomonas aeruginosa. Optimální teplota pro jejich činnost je 37 °C. Dále sem patří celá řada fakultativně aerobních bakterií, např. Pseudomonas fluorescens (optimální teplota 25 °C), Serratia marcescens (optimální teplota 30 °C) a Proteus vulgaris (optimální teplota 37 °C). Také můţeme jmenovat bakterie druhu Bacillus putrificus, Micrococcus a Sarcina lutea. (DYR, 1997)
4.2.3 Plísně Jsou to jedno i více buněčné mikroorganismy, tvořící dlouhá vlákna (hyfy), velikosti 5-10 μm. Do kvasu se dostávají podobně jako ostatní mikroorganismy. Bývají na povrchu kvasu, kde často tvoří s křísotvornými kvasinkovitými mikroorganismy 25
silné povlaky. Problémem je to ţe, rozkládají cukr i etanol a produkují nepříjemný pach. Vyskytují se nejčastěji jen v ovocných rmutech, které kvasí velmi dlouho nebo dokonce vůbec nekvasí. Jinak proti plísním účinně působí vznikající oxid uhličitý. Napadení plísněmi je nejvíce provázeno nepříjemnými změnami aroma a pachem plísně, čímţ je kvas nepouţitelný. Problematické je pouţití plísněmi napadené ovocné suroviny. Plísní napadené podíly se musí odstranit, aby se předešlo pozdějšímu pachu plísně v destilátu. Také skladování hotového destilátu v dřevěných sudech napadených plísní vede k chybnému zatuchle-houbovému aroma. (HAGMANN a ESSICH, 2007; DYR, 1997; JÍLEK a ZENTRICH, 1999) Často se vyskytuje Rhizopus nigricans (napadá poraněné ovoce a vytváří černé myceliové povlaky), Mucor plumbeus, Mucor racemosus, Mucor globosus a jiné Mucory. Dále se uplatňují především Aspergillus a Penicillium. Penicillium, plíseň štětičková, je nejběţnější. (DYR, 1997; JÍLEK a ZENTRICH, 1999)
4.3 Kvašení Kvašení je biochemický pochod, při kterém dochází k přeměnám organické hmoty činností mikroorganismů. To nám umoţňují tzv. katalyzátory – enzymy. Lze ho rozdělit na aerobní (s přístupem kyslíku) a anaerobní (bez přístupu kyslíku). Rychlost kvašení je různá a závisí na řadě činitelů. Na činnost kvasinek působí kyselost kvasu, teplota, obsah necukerných sloţek ţivných látek. (UHER, 1975)
4.3.1 Spontánní kvašení Při kvašení ovocných břeček jde většinou o kvašení samovolné, způsobené kvasinkami, které jsou většinou v dostatečném mnoţství na ovoci. Jeho nevýhodou je, ţe kvašení nastupuje obvykle dost pozdě, takţe se mohou rozmnoţit různé nevhodné bakterie a zahájit svou nevítanou činnost. Řádné rozmělnění surovin a udrţování správné teploty prospívá rozvoji kvasinek a urychluje nástupu kvasného procesu. K urychlení nástup kvašení a jeho lepšímu průběhu se někdy doporučuje přídavek kulturních kvasnic. (VONDRÁČEK, 2009)
26
4.3.2 Alkoholové kvašení Je to anaerobní rozklad cukrů na etanol a oxid uhličitý. Jedná se o proces, který je katalyzovaný enzymy. Kvašením vznikají z jedné molekuly hexózy dvě molekuly etanolu a dvě molekuly oxidu uhličitého. Tento proces se dá vyjádřit sumární rovnicí: C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 Zkvašení cukrů na alkohol a oxid uhličitý není jednoduchý jednostupňový děj, ale komplexní mechanismus, skládající se z mnoha po sobě následujících reakcí. Velká většina těchto reakcí neprobíhá dostatečné rychle, nebo prakticky vůbec, pokud nejsou katalyzovány. Proces lihového kvašení probíhá v zásadě v devíti stupních, které jsou katalyzovány příslušnými enzymy. (DYR, 1997) Pro kvasinku je alkoholové kvašení jediným zdrojem energie. Z 1 kg monosacharidů se uvolní kvašením průměrně 502 kJ. Z této energie se buňkou vyuţije jen poměrné nepatrná část k pochodům asimilačním, víc energie přechází jako teplo do kvasného prostředí, které se takto značně ohřívá. Rychlost kvašení závisí na řadě činitelů. Při koncentraci cukru 2,5-20 % je při stejném mnoţství kvasinek přibliţně stejná. Zřetelné ochabuje, klesne-li koncentrace cukru pod 0,5 anebo stoupne-li nad 1520 %. Kvasinky štěpí přibliţné ve 24 hodinách za normálních podmínek stonásobek své váhy glukosy v alkohol a oxid uhličitý. Škodlivý účinek alkoholu se projevuje nejdříve v omezení rozmnoţovací schopnosti a pak teprve v kvasivé mohutnosti. Rozmnoţování je omezeno, jiţ při 2 % obj. etanolu, při
5-8 % ustává, kdeţto kvašení přestává aţ při 16 % obj. případně i
výše. Podobně působí i oxid uhličitý, hromadící se v roztoku, pokud je v kvasu rozpuštěn. Uniká-li z roztoku, působí příznivě, poněvadţ uvádí kvasinky do pohybu, a tím i do rychlejšího styku se substrátem. Kromě opatřování energie má kvašení pro kvasinku i význam ochranný. Hromaděním zplodin kvašení a látkové výměny buněk přichází do kvasného prostředí řada látek, které nepříznivě ovlivňují rozmnoţování cizích mikroorganismů. Proto kvasy dobře prokvašené a s vyšším obsahem alkoholu podléhají zkáze jen vzácně a za krajně nepříznivých podmínek uskladnění. (DYR, 1997) Kvašení musí probíhat v plynotěsných nádobách s kvasnou zátkou, která signalizuje, zda kvašení ještě probíhá. Nevhodné jsou otevřené nádoby a kádě. Fermentace by měla probíhat při 15 aţ 25 °C. (GOLIÁŠ, 2011; JÍLEK a ZENTRICH, 1999) 27
4.3.3 Mléčné kvašení Je to anaerobní kvasný pochod, při němţ bakterie vyrábějí z jednoduchých sacharidů (hlavně monosacharidů, disacharidů a oligosacharidů) kyselinu mléčnou. Podle pouţitého kmene mikroorganismu vznikají vedle ní ještě i jiné metabolity, například těkavé kyseliny, etanol nebo oxid uhličitý. Tato fermentace je náročná na podmínky prostředí, původci často vyţadují vitamíny a dusíkaté organické látky. (ANONYM č. 4)
4.3.4 Octové kvašení Je aerobní kvašení alkoholu za vzniku kyseliny octové. Uskutečňují jej bakterie rodu Acetobacter. Octové kvašení je v ovocném kvasu neţádoucí, kyselina octová je těkavá a přechází do destilátu. (GOLIÁŠ, 2010)
4.4 Zákvas Je malý podíl dobře rozkvašené břečky pomocí přidaných kvasinek nebo větší část hustých kvasnic. Pouţít lze kvasinek lihovarských, pivovarských, vinných, nebo i lisovaného droţdí pekařského. Husté kvasnice pivovarské a pekařské nebývají sice bez cizích mikrobů, ale jejich vliv je při kvašení minimální. Případy, kdy se jakost pálenky vlivem uvedených kvasnic zhoršila, jsou vzácné a příčinu lze spíše hledat jinde. Zásadní otázkou zůstává, je-li jakosti pálenky prospěšné pouţívat mimo kvasinky vinařské jiných kvasinek. V ovocném lihovaru nevyrábíme pouze líh, nýbrţ jemný aromatický destilát, jehoţ kvalita se řídí nejen surovinou, ale i způsobem kvašení. A nelze upřít, ţe četné formy kvasinek mají na průběh kvašení a obsah přiboudliny značný vliv. Břečky do kterých se surovinou zanese jen malé, nebo ţádné mnoţství kvasinek a dále břečky ze zkaţených surovin, se musí však vţdy zakvasit. Proprané kvasnice se pak přidávají přímo do kvasu, nebo se z nich dříve připraví zákvas. 2-5 % hmotnosti břečky se připraví asi 3 dny předem do menší nádoby a k tomuto podílu se přidají proprané kvasnice. Nádoba se zákvasem se postaví do teplejší místnosti tak, aby zákvas měl teplotu asi 25 °C. Kdyţ je zákvas v bujném kvašení, přidá se k hlavnímu podílu břečky a dobře promíchá. (DYR, 1997)
28
4.5 Použití čistých kultur kvasinek Poměrně nejčistšího kvašení se docílí pouţitím čistých kvasničných kultur. Udává se, ţe břečky pak rychleji prokvašují, kvašení je bezpečnější, kvasy nejsou tak náchylné k octovatění a pálenky bývají jemnější, s čistším tónem v chuti. Rozvoj škodlivých mikrobů je hned z počátku utlumen rychle vznikajícím alkoholem a oxidem uhličitým. Z čistých kultur se nejlépe osvědčily kvasinky vinařské. Vodítkem pro výběr odrůdy je její kvasivá schopnost a vlohy k tvoření buketových látek. Některé kvasinky se vyznamenávají také tím, ţe snášejí daleko lépe vyšší mnoţství třísloviny (kvasinky červených vín) a těchto lze pak s výhodou pouţít ke kvašení trnek, jeřabin a všech ostatních surovin s vysokým obsahem taninu. Jiné odrůdy jsou vhodné pro kvas třešňový (např. Saccharomyces chodatia, Saccharomyces bischlinii, zatím co např. Saccharomyces zopfii dává třešňovici podřadnou), jiné opět pro kvas meruňkový. (DYR,1997; GOLIÁŠ 2011) Čisté kultury jednotlivých odrůd kvasinek lze získat ve specializovaných podnicích. Přicházejí na trh ve formě tekuté, polotekuté nebo suché. Ke kaţdé zásilce bývá přiloţen návod k pouţití. Předem se připraví asi 2 % objemu předpokládaného mnoţství břečky, sterilizuje se varem nebo párou, vychladí na 25 °C, přiţiví amonnými solemi (asi 2 g/l) a přidá čistá kultura. Hrdlo lahvičky s čistou kulturou oţehneme nejdříve v plameni, obsah dokonale protřepáme, odzátkujeme a opatrně vlijeme do břečky. Nádobu opatříme kvasnou uzávěrkou a ponecháme v teplé místnosti asi 2-4 dny. Během této doby se přivede břečka do bouřlivého kvašení a v tomto stadiu se přidá k hlavnímu podílu. Jedná-li se o přípravu menšího mnoţství zákvasu, není zapotřebí kulturu rozmnoţovat. (DYR,1997; GOLIÁŠ 2011)
4.6 Kontrola průběhu a stanovení konce kvašení Kvašení ovocné břečky probíhá ve třech stupních: 1. Zahájení kvašení. Vývoj kysličníku uhličitého je dosti slabý, neboť v této době dochází hlavně k rozmnoţování kvasinek. 2. Hlavní kvašení. v tomto stupni vyvíjejí kvasinky silnou, aţ bouřlivou kvasící činnost o čemţ svědčí značný vývoj kysličníku uhličitého a stoupající teplota kvasu. Při hlavním kvašení zkvasí hlavní podíl cukru obsaţený v břečce. 29
3. Dokvašování. Bouřlivý vývoj kysličníku uhličitého ustává a kvasinky přeměňují poslední zbytky cukru na alkohol. Jestliţe je kvas dobře rozmělněn, tak za letní teploty se dostaví kvašení jiţ prvního nebo druhého dne. Na počátku je vývoj kysličníku uhličitého slabý a rovněţ i teplota kvasu stoupá jen zvolna. Teprve později, při normálním kvašení ve třech aţ čtyřech dnech, se dostaví hlavní kvašení, vyznačující se rychlým stoupáním teploty kvasu a značným vývojem kysličníku uhličitého Během hlavního kvašení zkvasí hlavní podíl cukru obsaţený v břečce. Toto kvašení trvá podle okolností větší počet dní a přechází potom v pozvolné dokvašování, při němţ kvasinky přeměňují poslední zbytky cukru na alkohol. Počátek kvašení se projevuje ve kvasných vodních uzávěrkách procházením bublin. Na rourkách těchto uzávěrek lze zjistit případné nedostatky či průtahy ve kvašení a zařídit tak vše potřebné, aby okolnosti rušící kvašení, byly odstraněny. Stejně důleţité je sledovat podle vývoje plynu i průběh hlavního kvašení, potom dokvašování a ukončení kvašení. Kvašení je ukončeno, kdyţ ustane vývoj kysličníku uhličitého, aniţ by se objevil ve větší míře, i po promíchání kvasu. Po ukončeném kvašení klesají pevné části kvasu pozvolna ke dnu, vývoj kysličníku uhličitého ustává a na povrchu se objeví dosti čirá tekutina, která jiţ nechutná sladce, ale vysloveně kysele. Závěr fermentace lze také stanovit podle cukernatosti a obsahu alkoholu v kvasu. (ANONYM č. 5; GOLIÁŠ, 2011)
4.7 Kvasné nádoby Jako kvasnou nádobu můţeme pouţít jakoukoliv nádobu odpovídající velikosti z plastu, skla, z nerezavějící oceli nebo jiného materiálu s potravinářským atestem, s dostatečným otvorem pro plnění a vyprazdňování. Nádoba by v kaţdém případě měla mít těsné víko. Na trhu je moţné najít nádoby s víkem, které lze například pouţít pro jímání dešťové vody. Můţe to být i kanystr na destilovanou vodu. Kromě uzavíratelné nádoby potřebujeme ještě provrtanou zátku a kvasný uzávěr. Ten spolu se zátkou umístíme do předem připraveného otvoru na víku nádoby tak, aby zátka do něho přesně zapadla. Při kvasném procesu vzniká oxid uhličitý. Ten musí z nádoby odcházet, protoţe jinak hrozí při zvýšení tlaku v nádobě nebezpečí, ţe nádoba praskne a dojde k výbuchu. V kvasícím rmutu by se neměly vyskytovat nečistoty, protoţe ty jsou zdrojem 30
neţádoucích mikrobiálních pochodů, například octovatění. Na tomto místě je třeba znovu upozornit na nebezpečí, které hrozí od mušek, které se kolem kvasných nádob vţdy vyskytují. Především jde o mušky octomilky Drosophila melanogaster. Na nich jsou přítomny ve velkém mnoţství bakterie, které vznikající alkohol přeměňují na kyselinu octovou. Alkohol proto v kvasu mizí. Octomilky ucítí kvasící záparu na vzdálenost několika kilometrů. Proto je vţdy nutné pečlivě kvas od octomilek ochránit. Kvašení
bez
kvasného
uzávěru
není
proto
bezpečné.
(MALLEOVÁ
a
SCHMICKLOVÁ, 2004; UHROVÁ, 2009) Kvasný uzávěr funguje jako sifon, proto se musí naplnit do určité výšky vodou. V tanku vzniká malý přetlak, kvasný plyn probublává sloupcem vody v uzávěru a tlak v nádobě se udrţuje v únosných mezích. Na druhé straně přes vodní uzávěr nemůţe do kvasné nádoby proniknout vzduch, a tak kvasný uzávěr brání i průniku bakterií. (GOLIÁŠ, 2011)
31
5. Meruňkový destilát – látkové složení Destilát neboli ovocná pálenka je silný alkoholický nápoj. K jeho výrobě se pouţívá ovoce obsahující sacharidy, které se po rozdrcení a rozmělnění nechává kvasit v kvasných nádobách při teplotě 15 aţ 25 °C. Následně po zkvašení se přechází k destilaci.
5.1 Destilace První destilací se z kvasu získá polotovar zvaný lutr, který ještě nemá odpovídající vlastnosti hotového výrobku. Jeho lihovitost je jen 20-30 % obj. a koncentraci alkoholu je nutné zvýšit přibliţně na 50 % obj. Také je nezbytné, oddělit neţádoucí frakce destilátu. Zesílení lihovitosti destilátu se dosáhne opakováním celého procesu, čili násobnou destilací, která se nazývá rektifikace. Jednoduché destilační aparatury s jedním kotlem na destilaci a druhým na rektifikaci pracují periodicky. Cílem je oddělit z kvasu látky, které se destilačních procesů pro výrobu alkoholických nápojů nezúčastní (části ovoce, některé kyseliny apod.) od ostatních (těkavých), které jsou předmětem dalšího vyuţití. Vstupní surovinou je ovocný kvas, výstupní surový destilát (Iutr) obsahující mimo vody hlavně: etylalkohol, metylalkohol, kyanovodík, aromatické látky, estery, vyšší alkoholy (přiboudliny). (ŠKOPEK, 2003)
5.2 Rektifikace - zušlechťování destilátu Rychlost vypařování jednotlivých sloţek pálenky závisí na tom, jaký mají tlak v plynné fázi. Čím je tlak par látek vyšší, tím jsou těkavější a tím mají niţší bod varu. Destilace začíná uţ při teplotě 75 °C. Z kvasu se začínají vypařovat látky, které mají ještě niţší bod varu neţ alkohol. Ethanol má bod varu 78,3 °C, ale destilace probíhá aţ do teploty 95 °C, protoţe odpařování etanolu závisí na tom, jaké mnoţství vody je v kvasu. Bod varu směsi záleţí na poměru kapalin, a čím je z kvasu vydestilováno větší mnoţství ethanolu, tím je potřeba vyšší teploty, aby se odpařil zbývající ethanol. Této zákonitosti se vyuţívá k oddělení jedovatých a senzoricky neţádoucích látek. (SCHMICKLOVÁ a MALLEOVÁ, 2003) První vydestilovanou frakcí je úkap, látky s nejniţším bodem varu. Úkap vzniká špatným kvašením. Pracuje-li se nečistě, vytváří nahnilé, nezralé nebo plesnivé ovoce, 32
listy, stopky a jiné nečistoty podstatnou část úkapu. Čím bude kvašení čistší, tím méně úkapu budeme muset odtáhnout, zpravidla jsou to 3-5 % celkového objemu lutru. Základem vzniku neţádoucích látek jsou kontaminující mikroorganismy. Různými biochemickými pochody vznikají neţádoucí vedlejší produkty, jako je například acetaldehyd, etylacetát, butanol, aceton, kyseliny octová, máselná a propionová, hexanol, diacetyl aj. protoţe tyto látky vedou k poškození kvality destilátu, je bezpodmínečně nutné se tvorbě těchto látek vyhnout. Úkap se skládá především z aldehydů, zejména z acetaldehydu, který mino kontaminující mikroflóru vytváří i kvasinky. Významnou sloţkou úkapu je methanol, který se nachází ve všech frakcích destilátu. Oddělení methanolu v úkapu je dostačující, aby jeho mnoţství nestouplo nad povolených 15 000 mg v 1 l alkoholu. Methanol je jedovatá látka, kterou nelze senzoricky odlišit od ethanolu, proto je nutné oddělení úkapu věnovat zvýšenou pozornost. Střední část destilátu obsahuje největší podíl ţádaného ethanolu a pokud má lutr lihovitost 30 % obj., předpokládaný výtěţek alkoholu je 60 % obj. Tato střední část se nazývá prokap neboli jádro a je to hotová pálenka, která se podle potřeby zřeďuje měkkou vodou. (JÍLEK a ZENTRICH, 1999) Silná koncentrace ethanolu dráţdí sliznice a jeho pálivá chuť a dráţdivá vůně překrývají lahodnou chuť a aromatickou vůni pravého ovocného destilátu. Při 91 °C se začíná vypařovat dokap. Tento podíl není jedovatý, správné oddělení dokapu je stěţejní pro jakost pálenky. Souhrnný název pro látky v dokapu, které mají vyšší bod varu neţ voda, je přiboudlina. Malé mnoţství přiboudliny je ţádoucí, dodává pálence typickou chuť a vůni. Pokud je dokap nedostatečně oddělen, má výsledný destilát nepříjemný přípach. (SCHMICKLOVÁ a MALLEOVÁ, 2003; JÍLEK a ZENTRICH, 1999; DYR, 1997)
5.3 Těkavé aromatické sloučeniny v meruňkovém destilátu Ovocné destiláty obsahují vedle ethanolu několik set dalších těkavých látek. Částečně se vyskytují jen ve velmi malé koncentraci, ale teprve spolupůsobení všech komponent způsobuje typický, nezaměnitelný charakter kaţdého ovocného destilátu. Jelikoţ ovocné destiláty jsou vyráběny z čistých ovocných kvasů bez přídavných látek, jedná se u všech aromatických komponent ovocného destilátu vesměs o těkavé látky kvasu. Aroma ovocných destilátů lze rozdělit na základě doby jejich vzniku:
Sloučeniny, které pocházejí z ovoce a nezměněné se vyskytují v destilátu např. Williamsester, terpeny. 33
Sloučeniny, které se vytvářejí během kvašení a skladování kvasu látkovou výměnou kvasinek a dalšími enzymatickými procesy, např. acetaldehyd, alkoholy, estery a kyseliny. Tato skupina činí hlavní podíl aroma ovocných destilátů. Jelikoţ tyto látky pocházejí z metabolismu kvasinek, jsou také v jiných kvašených nápojích. Pro jejich tvorbu není rozhodující surovina, nýbrţ rasa kvasinek.
Sloučeniny, které vznikají během destilace a skladování destilátu, např. etylkarbamát, estery, acetaly. Chemicky se řadí aromatické látky k alkoholům, aldehydům, esterům a
kyselinám. Vedle alkoholu jsou pro aroma ovocných destilátů důleţité vyšší alkoholy, spíše známé pod označením přiboudliny. V širším smyslu patří do skupiny alkoholů také terpeny. Přitom jde o vesměs velmi příjemné, hlavně květinově vonící látky. Jsou přítomny uţ v ovoci a přecházejí nezměněné do destilátu. Ovšem jen ve velmi malých mnoţstvích, proto je jejich význam pro aroma ovocných destilátů sporný. (PISCHL, 1997; HAGMANN a ESSICH, 2007) Pod pojmem estery je sloučena velká skupina sloučenin s podobnou chemickou strukturou a velmi rozdílnými aromatickými vlastnostmi. Lehce těkavé estery jsou typickou součástí úkapu, např. octan etylnatý, naproti tomu výše vroucí estery se nacházejí ve významnějších koncentracích teprve v dokapu. Částečně se jedná o pichlavě vonící látky, částečně také o velmi příjemně vonící ovocné estery. Těţko těkavé estery mají spíše méně ovocné aroma, které při vyšších koncentracích můţe být velmi nepříjemné. Některé estery, např. etylester kyseliny mléčné a etyl ester kyseliny bernsteinové, se vyskytují ve vysokých koncentracích jen v destilátech z infikovaných kvasů. Daleko známější jako typická součást úkapů je acetaldehyd. Ten vzniká metabolismem kvasničných buněk a tyto látky můţeme nazývat předstupni etanolu. V podstatně menších mnoţstvích se vyskytují ještě jiné aldehydy, např. pro třešňový destilát tak typický benzaldehyd, zodpovědný za hořkomandlové aroma. Kyselina octová se můţe v kvalitativně hodnotném destilátu vyskytovat jen ve stopách. Z vyššího obsahu v destilátu lze usuzovat na bakteriemi infikovaný kvas. Vyšší mastné kyseliny jsou naproti tomu zodpovědné za typické aroma dokapu a jejich obsah se na konci destilace silně zvyšuje. (GOLIÁŠ, 2011; HAGMANN a ESSICH, 2007)
34
5.3.1 Alkoholy Alkoholy jsou nearomatické hydroxylové deriváty uhlovodíků. Tyto organické sloučeniny obsahují skupinu OH a mají velký význam. Nejznámější ze skupiny alkoholů je ethanol, který je znám pro své hojné vyuţití v průmyslu paliv (biopaliva), potravinářství (alkoholické nápoje), kosmetice a především v mnoha reakcích v organické syntéze. (ANONYM č. 6) 5.3.1.1 Etanol Etanol nebo také etyl-alkohol. Ve směsi s vodou se často alkohol označuje jako líh. Ve starší literatuře se často najde také označení jako pálenka nebo vinný líh. Alkohol vzniká jako hlavní produkt při zkvašování cukru kvasinkami. Je to bezbarvá tekutina s příjemnou nasládlou vůní a pálivou chutí. Alkohol je s vodou mísitelný v kaţdém poměru za současné kontrakce objemu. Bod varu je za normálních podmínek 78,3 °C. Alkoholické páry jsou nejen hořlavé, ale ve směsi se vzduchem v rámci určitého směsného poměru (od 3,1 % obj. alkoholu ve směsi pára-vzduch do 19 % obj.) také explozivní. Při zacházení s vysokoprocentním alkoholem mohou uţ při pokojové teplotě vznikat hořlavé alkoholické páry. Mimo to je třeba dát pozor na to, ţe alkoholové páry jsou 1,6-krát těţší neţ vzduch a shromaţďují se proto u země. (UHROVÁ, 2009) 5.3.1.2 Metanol Vedle etanolu a vody je z kvantitativního hlediska důleţitou látkou metanol. Metanol je jedovatý a proto v destilátu neţádoucí. Vzniká během kvašení při enzymatickém štěpení pektinu obsaţeném v surovině působením pektolytických enzymů, přítomných v ovoci. Nezpůsobuje ţádnou vadu chuťové a vonné sloţky destilátu, je však jedovatý. Mnoţství vzniklého metanolu je závislé na obsahu pektinů v ovoci, stupni rozmělnění ovoce a aktivitě pektolytických enzymů. Přestoţe metanol má niţší bod varu (65 °C) neţ etanol, je jejich oddělení při destilaci prakticky nemoţné. Ovšem mnoţství poţité při konzumaci ovocných destilátů je nezávadné. Obsah metanolu se vţdy uvádí v závislosti na vytvořeném etanolu (v g/l čistého alkoholu). Přestoţe etanol působí jako protijed, hygienická norma stanovuje nejvyšší přípustný obsah metanolu v ovocných destilátech na 15 g/l etanolu a jen pro některé druhy destilátů platí výjimky. Některé plody, mající vysoký obsah pektinu (rybíz, kdoule) a navíc nízký obsah cukru (jeřabiny) dávají destiláty s obzvlášť vysokým obsahem metanolu. Dodrţení 35
poţadované hranice však v praxi často naráţí na těţkosti i u jiných destilátů. Jedním ze způsobů, jak obsah metanolu sníţit, je zabránit jeho vzniku, např. pasterací kvasu před kvašením. (HAGMANN a ESSICH, 2007; UHROVÁ, 2009) 5.3.1.3 Vyšší alkoholy (přiboudlina) Vznikají z aminokyselin. Hlavní sloţkou přiboudliny jsou amylalkoholy. Izoamylalkohol, běţná sloţka destilátů, vzniká z aminokyseliny leucinu. Je-li obsaţen v pálence ve větším mnoţství, vyvolává při nadměrném pití toxické opojení. V přiboudlině bývá kolem 80 % amylalkoholů. Součástí přiboudliny jsou i další alkoholy izobutanol (15 %), propanol, izopropanol aj. Přítomnost přiboudlin je důkaz, ţe výrobek prošel kvašením. Čím více přiboudlin – má destilát větší chybu a je méně čistý. (GOLIÁŠ, 2011; UHROVÁ, 2009) 5.3.1.4 Glycerin Je to trojmocný alkohol. Vzniká na úkor cukru; za normálních podmínek se v glycerin mění asi 5-6 % veškerého přítomného cukru, čili ze 100 g cukru vzniká asi 5 g glycerinu. Poněvadţ glycerin má vysoký bod varu, nepřechází při destilaci do pálenky. (UHROVÁ, 2009) 5.3.2
Aldehydy K výrazným aromatickým látkám patří benzaldehyd s výrazným hořkoman-
dlovým aroma. Za normálních kvasných podmínek (tj. v kyselém, anaerobním prostředí) vzniká v kvasu ve stopových mnoţstvích acetaldehyd. Acetaldehyd představuje 90% obsah aldehydů. Více neţ 1200 mg/l etanolu je důkaz oxidace etanolu při alkoholické fermentaci. (GOMEZ et al., 2003) Není zcela bez významu, neboť s alkoholy tvoří výrazně a příjemně vonící acetaly. K vyšší produkci acetaldehydu dochází jen při zvýšené teplotě kvašení a nevhodném pH či přítomnosti většího mnoţství kyseliny octové. Nenasycený aldehyd akrolein vzniká při destilaci z lipidických sloţek. Dráţdivým pachem znehodnocuje destilát. Ve 100 ml etanolu bývá u třešňovice 4 aţ 7 mg aldehydů, u slivovice kolem 10 mg, vinný destilát jich obsahuje aţ 28 mg. Ve větším mnoţství se aldehydy vyskytují v kvasu z přezrálého ovoce. (UHROVÁ, 2009)
36
5.3.3
Terpenové alkoholy Acyklické monoterpenové alkoholy jsou sloţkami různých silic. Jejich
charakteristické aroma je sladké, těţké aţ květinové s různými odstíny. Z běţných alifatických terpenových alkoholů jsou nejvýznamnější (R)-(-)-linalool, citronellol, geraniol a jeho isomer nerol. Nejvýznamnějším monocyklickým monoterpenovým alkoholem, který je častou sloţkou silic, je α-terpineol. (VELÍŠEK, 2002a) 5.3.4
Ketony Ketony se podobně jako aldehydy vyskytují v ovoci primárně a sekundárně, kdy
vznikají během metabolických procesů. Ketony tvoří ţádoucí vůně, ale i přípachy. V ovoci se nachází především aceton. (CALLEC, 2002) 5.3.5
Organické kyseliny v destilátech Tvoří hlavní podíl buketových látek, které ovlivňují chuť. Nejvýznamnější
kyselinou, která se nachází v ovocných destilátech je kyselina octová, neboli kyselina ethanová. Vzniká činností bakterií při fermentaci, dále je tvořena při destilaci, kdy vzniká jako degradační produkt cukrů a jiných sloţek ovoce při termických procesech. Často je však výsledkem činnosti kontaminujících mikroorganismů, zejména octových bakterií. Mezi další kyseliny, které vznikají jako vedlejší produkty fermentace, patří kyselina
propionová
(propanová),
máselná
(butanová),
izomáselná (2-
methylpropanová), valerová (pentanová), isovalerová (3-methylbutanová), kapronová (hexanová), kaprylová (oktanová) a kaprinová (dekanová). Tyto kyseliny bývají v ovocných destilátech zastoupeny v niţších koncentracích. (MEZLOCH, 2005; UHROVÁ, 2009) 5.3.6
Estery Estery jsou produkty reakce kyselin s alkoholy. Mají významný vliv na chuť a
vůni destilátu a tvoří podstatnou část buketních látek. Estery jsou spojeny s příjemnými pachy. To platí zejména o ethylacetátu, který přispívá k pozitivnímu aroma uţ při velmi nízké prahové koncentraci (50-80 mg/l). Ethyllaktát přispívá k intenzivní, dlouhotrvající vůni. Ethyl butyrát nepříznivě ovlivňuje organoleptické vlastnosti destilátů. Nejběţnější jsou estery jednosytných kyselin, méně běţné jsou estery vícesytných kyselin. Estery niţších mastných kyselin a niţších aromatických kyselin s niţšími alifatickými a aromatickými alkoholy jsou významnými vonnými látkami. Vznikají z příslušných acylkoenzymů a alkoholýzou. V malém mnoţství mohou vznikat také sekundárně 37
záhřevem a dlouhodobým skladováním. Při stárnutí mohou vznikat esterifikací kyselin alkoholy (ethanolem nebo vyššími alkoholy), acidolýzou (reakce esterů s kyselinami), alkoholýzou (reakce esterů s alkoholy) nebo esterovou výměnou (reakce esterů navzájem). (DYR, 1997; VELÍŠEK, 2002a; GOMEZ, et al., 2005) 5.3.7
Laktony
Laktony tvoří významnou skupinu aromatických látek, které se nacházejí v destilátech. Chemicky jsou laktony vnitřní estery hydroxykyselin. Jako vonné látky se vyskytují zejména -laktony a -laktony odvozené od alifatických nasycených a nenasycených hydroxykyselin a -hydroxykyselin. Mezi nejjednodušší laktony patří -butyrolakton, který má nasládlou vůni a slabě připomíná máslo. Ovocné vůně připomínající broskve mají -laktony a -laktony nasycených hydroxykyselin -dekalakton a -dekalakton. (VELÍŠEK, 2002b)
5.4 Etylkarbamát Různé, ale nízké hladiny etylkarbamátu (ES) známého jako uretanu jsou přítomny v alkoholických
nápojích a
jiných fermentovaných potravinách.
(NIRSINHA et al., 1993) V peckovém ovoci je přítomen amygdalin, který se enzymaticky štěpí na glukózu a nitril kyseliny mandlové. Glukóza je zkvašena na alkohol, ale zbytek molekuly je enzymaticky rozloţen na benzaldehyd a kyselinu kyanovodíkovou, které se při destilaci dostávají do destilátu. Kyselina kyanovodíková reaguje s etanolem při destilaci nebo na světle v hotovém destilátu za vzniku etylkarbamátu – etyléteru kyseliny karbamové. (UHROVÁ, 2009) Etylkarbamát, také nazývaný uretan se nachází především v malém mnoţství v destilátech z peckovin. Protoţe etylkarbamát je také rakovinotvorný, byly v Německu námitky proti ovocným destilátům, které obsahují více neţ 0,8 mg etylkarbamátu na l. Předstupněm etylkarbamátu je kyselina kyanovodíková a její soli. Ty pocházejí především z pecek peckového ovoce a při zpracování přecházejí do destilátu. Za účasti jiných obsahových látek destilátu, např. alkoholu a benzaldehydu, je kyselina kyanovodíková přeměněna při destilaci nebo působením světla při skladování na etylkarbamát.
38
Při výrobě destilátů z peckovin se musí učinit taková opatření, aby se udrţel co nejniţší obsah etylkarbamátu. Při rmutování se proto nemají pokud moţno rozbít pecky, nebo mají být zcela odstraněny. Oddělením kyseliny kyanovodíkové při destilaci se dá obsah etylkarbamátu v kvasu velmi efektivně redukovat: kyselina kyanovodíková reaguje s horní měděnou plochou destilačního kotle na těţko těkavé sloučeniny mědi, které uţ nemohou být předestilovány. Ke zvětšení horní měděné plochy destilačního kotle se doporučuje vestavba, tak zvaný katalyzátor. Stejně působí i soli obsahující měď, které se přidávají přímo ke kvasu, např. Cyanurex. Destiláty je třeba při skladování chránit před světlem třeba ve sklepě, v tmavých lahvích nebo v lepenkových kartonech. (HAGMANN a ESSICH, 2007)
5.5 Destilační přístroje V ovocných pálenicích se principiálně rozlišují dva druhy destilačních přístrojů, tato zařízení můţeme rozdělit na: Tradiční destilační přístroje – ovocné destiláty se zpracovávají dvěma oddělenými, jednoduchými destilacemi v jednoduchých destilačních přístrojích bez zesilovacího zařízení. Skládají se z destilačního kotle s topením, helmy, lihové trubky, chladiče a jímače. Při první destilaci se z kvasu oddestiluje veškerý alkohol (surový destilát neboli lutr). Jemný ušlechtilý destilát se získá aţ druhou destilací, při které je dále zesílen a vyčištěn oddělením úkapu a dokapu. Moderní destilační přístroje – jsou vybaveny zesilovačem, který umoţňuje vyrobit bezvadný a vysoce zesílený ovocný destilát v jediném výrobním cyklu. Zesilovací destilační aparáty se skládají z destilačního kotle s topením, zesilovače, eventuálně katalyzátoru, lihové trubky, chladiče a jímače. Destilační kotel a zesilovací zařízení se vyrábí většinou z mědi a to pro její dobrou tepelnou vodivost a katalytické vlastnosti. Lihová trubka, chladič a jímač by měly být vyrobeny z ušlechtilé oceli, aby se zabránilo zbarvení destilátu. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Destilační kotel s vytápěním Dnes se kotle zahřívají nepřímo na vodní lázni nebo parou. To umoţňuje jemnou snadnou regulaci a sníţení nebezpečí přehřátí kvasu. V kotlích jsou zabudovaná míchadla, která kvas míchají. Tím je kvas rovnoměrně zahříván. (HAGMANN a ESSICH, 2007). 39
Zesilovací patra Nejčastěji se pouţívají kloboučková patra. Obvykle bývá na patře jeden klobouček, ale vyrábějí se i patra s větším počtem malých kloboučků, tím je výměna látek i tepla mezi parní a tekutou fází ještě intenzivnější. Stejný účel mají také záhyby na okraji kloboučku nebo trochu jiná konstrukce destilačních pater ve formě malých uspořádaných a zakrytých řad děr, čímţ se zaručí jemné rozprášení kapaliny a nepatrná velikost částeček. (HAGMANN a ESSICH, 2007; PISCHL, 1997) Deflegmátor Pojem deflegmátor je odvozen od slova flegma (zpětného toku). Vroucí kapalina se sráţí a kondenzát se vrací zpět do systému. Není tedy moţné rozdělení směsi alkohol-voda odpařením níţe vroucí kapaliny na zesilovacích patrech, nýbrţ kondenzace výše vroucí kapaliny s sebou nese obohacení níţe vroucí sloţky. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Katalyzátor Prokázalo se, ţe vestavbou měděného katalyzátoru se obsah etylkarbamátu v ovocném destilátu zmenšuje. Katalyzátor má za úkol oddělit z destilátu zbývající neţádoucí látky. Jde hlavně o jedovatý kyanovodík a karcinogenní etylkarbamát. Obě látky vznikají z amygdalinu, který je obsaţen v jádru pecek. (PISCHL, 1997). Další výhodou je, ţe se velmi zvětšil měděný povrch destilačního aparátu. Kontaktem par s mědí reaguje kyselina kyanovodíková, předstupeň etylkarbamátu, na těţko těkavé sloučeniny mědi které nemohou přecházet do destilátu. Nezávisle na konstrukci můţe být katalyzátor během destilace vyřazen. Pro účinnost, katalyzátoru je důleţité pravidelné čištění, neboť kyselina kyanovodíková a jiné látky z kvasu reagují s mědí a tvoří povlaky. Tuky a vosky se dodatečně hromadí na povrchu katalyzátoru a tvoří vodu odpuzující povlaky. Následkem je, ţe kyselina kyanovodíková uţ nemůţe s mědí reagovat a katalyzátor nemá ţádny účinek. Proto se má katalyzátor mezi destilacemi vypláchnout horkou vodou a pravidelně pečlivě čistit louhem a kyselinou citronovou, čímţ se měděný povrch zase očistí. (HAGMANN a ESSICH, 2007)
40
Chladič a předloha Z lihové trubky přecházejí alkoholické páry do chladiče. Proto se dnes téměř výhradně pouţívají trubkové chladiče z ušlechtilé oceli. Chlazení se dělá protiproudně tak, ţe se studená voda a studený destilát krátce setkají teprve před předlohou. V hlavě chladiče je zabudován teplotní senzor, který přes regulovatelný ventil obstarává zapojení, případně regulování studené vody. Ventil se otvírá automaticky, jakmile se horká pára dostane k senzoru. Destilát kape z chladiče přímo do předlohy. Přitom jde o nádobu z ušlechtilé oceli k zachycení a odvodu kondenzátu. Je to uděláno tak, ţe malý alkoholometr, plovoucí uvnitř, ukazuje obsah alkoholu v destilátu vycházejícím během destilace z chladiče a poskytuje tak plnohodnotnou informaci o průběhu destilace a oddělení úkapu, jádra a dokapu. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Teplotní čidlo Slouţí ke kontrole průběhu destilace. Je zabudováno v různých místech destilačního zařízení. Kontroluje se teplota kvasu v destilačním kotli a teplota destilátu na jednotlivých patrech, dále teplota vody v deflegmátoru. Teploměr nesmí chybět v lihové trubce, jelikoţ nám udává, kdy oddělit dokap. V praxi bývá tento teploměr spojen s houkačkou, která při správné teplotě pro oddělení dokapu zahouká. (HAGMANN a ESSICH, 2007)
5.6 Jakost ovocných destilátů Těkavé sloučeniny, v nichţ kvantitativně převládá etanol, rozhodují o jakosti produktu. Aroma je jeden z nejdůleţitějších faktorů, který se pouţívá k hodnocení destilátů. Organoleptické vlastnosti jsou odvozeny z dílčích sloţek, obsaţených ve zcela rozdílných koncentracích a jejich vonných (odorizačních) vlastnostech. Hodnocení bývá zpravidla senzorické prostřednictvím vnímání vůně, chutě a výsledného účinku na lidské vjemy a chemickým stanovením rozličnými technikami, převáţně plynové chromatografie. Vztah obou postupů hodnocení jakosti tedy vychází z rozdílných principů (senzoricky, chemicky) a jejich přiblíţení je v několika limitních oblastech, kdy hodnotitel rozpozná negativní senzorický vjem a chemickou analýzou se prokáţe kvantitativně rozdílný obsah. Bude-li deficit vonných sloučenin, označovaný jako slabé 41
aroma, pak nízká koncentrace rozhodných sloučenin bude chybět v pořízené analýze. Naopak chemická analýza bude mít význam při rozpoznání chyb (chyba po kyselině octové, chyba po ethyl acetátu, chyba po acetaldehydu, po sirovodíku, atd.), které se chemicky spolehlivě stanoví a vyznačí odchylku od nepoškozeného destilátu. (GOLIÁŠ, 2010; QIANQIAN et al., 2012)
5.7 Vady ovocných destilátů Při výrobě ovocných destilátů se někdy vyskytnou problémy, které mohou negativně ovlivnit aţ znehodnotit jeho kvalitu. Příčinou vad bývá špatný výběr suroviny, porušení předepsané technologie výroby pálenek (např. nedbale provedené oddělení úkapů a dokapů od vlastního jádra, špatně vedená fermentace, chyby při destilaci), nevhodné kvasné nádoby. (JÍLEK a ZENTRICH, 1999) Mezi nejčastější vady ovocných destilátů patří octová příchuť. Při špatně vedené fermentaci s přístupem vzduchu nebo při dlouhém skladování zápary se můţe tvořit octová kyselina. Tím se sníţí obsah alkoholu a destilát získá kyselou chuť. Octovou kyselinu lze chemicky i senzoricky nejlépe neutralizovat uhličitanem vápenatým. Přitom se pouţije asi 200g na 1001 destilátu. Surový destilát se potom normálně destiluje. U jemného destilátu počkáme několik dní, dokud se přebytek vápence neusadí. Potom vyčeřený destilát přefiltrujeme a oddělíme od bílé usazeniny. (PISCHL, 1997) Má-li destilát chuťovou vadu, lze aplikovat metodu s aktivním uhlím Tento postup je lepší provést uţ u lutru. Moţné je to však i u hotového destilátu. Pouţívá se ţivočišné uhlí nebo aktivní uhlí v mnoţství od 50 do 100 g/l hl. Uhlí nejprve dobře promícháme s malým mnoţstvím kapaliny (destilát nebo lutr), přidáme k hlavnímu podílu a celý objem znovu důkladně promícháme. Po krátké době se sorbent usadí a můţeme senzoricky posoudit, zda mnoţství uhlí bylo dostačující. Nebo zda vůbec nepomohlo. Jestliţe jej bylo málo, přidáme další podíl uhlí jako v předešlém případě. Rozhodně bychom neměli dávat víc, neţ je nutné třeba, protoţe na uhlí se váţou i ţádané aromatické látky. Během prvního dne je třeba často míchat a nejpozději do dvou dnů se destilát nebo lutr odtáhne od usazeného uhlí. Destilát se můţe podle potřeby přefiltrovat a lutr se obvykle ještě jednou destiluje. Uhlí se však nesmí destilovat spolu s lutrem, protoţe jinak se jiţ odstraněné (naadsorhované) látky při destilaci znovu 42
uvolňují a přejdou do parní fáze. Operace s aktivním uhlím je účinnější v destilátech, jejichţ koncentrace je niţší neţ 50 % obj. alkoholu. (PISCHL, 1997) Další častou vadou bývá příchuť po akroleinu, tato senzorická chyba se v poslední době vyskytuje častěji. Má mikrobiální původ, konkrétně druh Lactobacilus brevis a čeleď Enterobacteriacae. Vzniká z glycerolu, enzymaticky se dehydratuje na 3hydroxyprionaldehyd, teprve při destilaci vznikne akrolein. Způsobeno dehydratací za zvýšené teploty, bod varu je 52 °C. Zápach je výrazný, destilát je nepoţivatelný. Je třeba pouţívat omyté ovoce a kvas dlouho nedrţet před pálením. Odstranit lze několikaměsíčním stání destilátu v otevřeném stavu, propenal se uvolní, ale zároveň i jiné látky. Akrolein se také snadno váţe na jiné látky, lze snadno přeměnit na jinou sloučeninu. Další moţností je, ţe se akrolein váţe na aktivní uhlí, dávkování 500 g / 100 l. Ošetřený destilát se nedestiluje, toto ošetření se hodí se pro slabý zápach. Na silný akroleinový zápach se pouţívá hydroxyd vápenatý, ředění na 20-30 % alkoholu, pH na 6,5, poté se destiluje. (PISCHL, 1997; GOLIÁŠ, 2010)
43
6. Materiály a metodika 6.1 Rostlinný materiál pro přípravu kvasu Pouţitá odrůda meruněk byla sklizena v sadech Zahradnické fakulty v Lednici. Jedná se o odrůdu „Strepet“. Tato odrůda je relativně mladá, vznikla asi před třiceti lety na Ukrajině kříţením odrůd „Vynoslivyj“ a „Šalah“. Úrodná odrůda, která se vyznačuje dobrou stolní a konzumní jakostí plodů. Plody jsou velké 45-80 g oválné s mělkým břišním švem, zraje ve druhé dekádě července asi pět dní po „Velkopavlovické“. Pokoţka je tenká slabě ochmířená, krémově ţlutá s tmavočerveným líčkem v podobě teček. Duţnina je světle krémová, velmi sladká, dobré chuti. Plody obsahují 15,9 % sušiny, 24 % cukru, 0,69 % kyselin a 1,2 g / 100 g karotenoidů. Pecka je nevelká o hmotnosti asi 2 g, oválná a má sladké jádro. Výhodou je velká plodnost vysoké chuťové kvality, nevýhodou je malá mrazu odolnost květních pupenů. U nás patří tato odrůda k méně známým.
6.2 Způsob kvašení a příprava destilátu Meruňky byly sklizeny v sadech ZF v Lednici. Dále byly převezeny k přípravě kvasu. Plody pro přípravu ovocného kvasu byly nejprve zbaveny stopek, listů a mechanických nečistot jako je zemina apod. Z plodů se vybraly nahnilé a nezralé kusy, které byly odstraněny. Odpeckované plody se rozmělnily nerezovým sekáčkem tvaru písmene „s“ v plastikové nádobě o objemu 50 l. Nádoba byla zaplněna do 2/3, uzavřena víkem tak aby mohly odcházet plyny a ponechána v místnosti se stálou teplotou okolo 20 °C. U kvasu proběhlo samovolné kvašení bez přidání cukru. Za 4 týdny byl kvas připraven k destilaci a převezen do laboratoří ZF v Lednici kde se stanovovala refrakce a obsah veškerých kyselin. Pro vypálení kvasu byla pouţita jednoduchá destilační aparatura, kde byl kvas nalit do baňky a zahříván pomocí elektrického vařiče. Na baňku se zábrusem byl navázán chladič, ve kterém protékala studená voda proti proudu destilátu. Surový destilát (lutr) odkapával z chladiče do připraveného odměrného válce o objemu 50 ml. V odměrném válci se tak průběţně měřilo procento alkoholu. Destilace kvasu pokračovala do doby, neţ tekl 15-ti % alkohol. Celkový objem lutru měl 30 % alkoholu. Následně byl lutr uschován v chladničce do další destilace. 44
Pro destilace lutru nebo také zušlechťování, byla pouţita podobná aparatura jako při destilaci kvasu, akorát na baňce se zábrusem bylo navázáno rameno, které mělo funkci zpětného toku a ústilo do chladiče. Princip destilace zůstává stejný jako v předchozím případě. Destilát byl rozdělen na tři frakce. Lutr dosáhl varu okolo 80 °C a začala odkapávat první frakce (úkap), látky s nejniţším bodem varu, z celkového objemu lutru, bylo vypočteno, o jakém objemu úkap bude. Jedná se vţdy o 2-5 % z celkového objemu lutru. Následná frakce (prokap) se táhla do doby, neţ tekl destilát o obsahu alkoholu 35 %, tato frakce se končila při teplotě 97 °C. Tím destilace končí, v kotli zůstává třetí frakce dokap.
6.3 Stanovení pevnosti plodů, veškerých kyselin a refrakce Pro zpracování či skladování ovoce a zeleniny je nutné znát některé základní ukazatele jakosti. Mezi tyto ukazatele patří například pevnost slupky, veškeré kyseliny a refraktometrická sušina. 6.3.1
Stanovení pevnosti plodů ručním penetrometrem Ke stanovení se pouţil ruční penetrometr. Plod se zatěţoval razidlem
válcovitého průřezu. Průměr razidla byl změřen posuvným měřítkem. Razidlo musí být zatlačeno do plodu cca 0,5 cm (po rysku). Naměřená hodnota xs byla pouţita k výpočtu penetračního napětí slupky. Z naměřených hodnot vypočítáme: A = πr 2 mm2 Fs = xs . 9,806 N
σps =
Fs MPa A
r – poloměr průřezu razidla penetrometru A – plocha průřezu razidla penetrometru Fs – síla potřebná k průniku slupkou σps – tlakové napětí
45
6.3.2
Stanovení obsahu veškerých kyselin Veškerými kyselinami ve vzorku se rozumí všechny kyseliny (volné, těkavé
a kyselé soli) zjištěné titračně. U nezabarvených roztoků lze pouţít jako indikátor fenolftalein, který při pH 8,1 zabarví titrovaný roztok červeně. U silně zbarvených roztoků se uţije potenciometrické indikace bodu ekvivalence. Princip je stejný jako u vizuální titrace s tím rozdílem, ţe v tomto případě je pouţit digitální pH metr spojený s elektrodou, která je ponořena v titrovaném roztoku. Na pH metru potom sledujeme dosaţení hodnoty pH 8,1 (bod ekvivalence). Ze zjištěné spotřeby při titraci vypočítáme následujícím vztahem % veškerých kyselin. Průměrný vzorek ovoce se upraví v mixéru na poţadovanou velikost částic a přefiltruje se. Z tekutého podílu se odebere potřebné mnoţství k titraci. Výpočet veškerých kyselin: Obsah veškerých kyselin se vyjádří na převládající organickou kyselinu obsaţenou v titrovaném vzorku:
1 ml 0,1 M NaOH odpovídá 0,0067 g kyseliny jablečné.
% 𝑣𝑒š𝑘𝑒𝑟ý𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑠𝑒𝑙𝑖𝑛 =
𝑎. 𝑓. 0,0067.100 % 𝑛
a – spotřeba 0,1 M NaOH v ml n – mnoţství vzorku k titraci v ml f – faktor 0,1 M NaOH 6.3.3
Stanovení refraktometrické sušiny Index lomu světla v cukerném roztoku je závislý na koncentraci roztoku, kterou
můţeme podle změřeného indexu lomu určovat. Vedlejší stupnice je kalibrovaná pro hmotnostní % sacharózy. Při měření šťáv z ovoce nebo zeleniny se jedná o směs látek, z nichţ kaţdá se podílí na výsledném indexu lomu. Zpravidla převaţují jednoduché cukry a sacharóza, organické kyseliny, rozpustné pektiny, které jsou hmotnostně méně zastoupené. Proto je správné výsledek vyjádřit jako rozpustnou sušinu (RS) měřenou refraktometricky ve °Rf. Seřízení refraktometru: na hranol otevřeného refraktometru se skleněnou tyčinkou nakápne 3-5 kapek vody, hranoly se rychle uzavřou a odečte se údaj na stupnici. U cukerného refraktometru musí přístroj ukazovat refrakci 0 °Rf. Je-li údaj přístroje odchylný, upraví se jeho stupnice na výše uvedené základní polohy podle 46
návodu, připojeného ke kaţdému přístroji. Měření: mezi hranolky refraktometru se nanese vrstvička zkoušeného tekutého materiálu a hranolem se otáčí tak dlouho aţ hranice světla a stínu protne nitkový kříţ zorného pole. Na stupnici se pak odečte buď, index lomu nebo přímá koncentrace tzv. refraktometrické sušiny (= hmotnostní procenta rozpuštěného cukru).
6.4 Výsledný produkt – senzorické hodnocení Meruňkový destilát se vyznačuje charakteristickou, výrazně čistou vůní a chutí. Peckový tón v destilátu působí velmi rušivě. Častou chybou je slabé aroma, silný hořkomandlový tón nebo přípach po kyselině octové. (HAGMANN a ESSICH, 2007) Meruňkový destilát odrůdy Strepet byl senzoricky hodnocen s dalšími pěti vzorky. Pro srovnání byly vybrány vzorky následujících destilátů. Vzorky hodnocených destilátů: Destilát č. 1: ze zralých meruněk (směs odrůd), Destilát č. 2: z nezralých meruněk (směs odrůd), Destilát č. 3: z nahnilých meruněk (směs odrůd), Destilát č. 4: ze zralých meruněk (odrůda „Strepet“), Destilát č. 5: ze zralých meruněk (odrůda „Velkopavlovická“) Destilát č. 6: ze zralých meruněk (směs odrůd, destilovaná před třemi lety). Senzorické hodnocení ovocných destilátů bylo provedeno pomocí 50 bodového modifikovaného systému hodnocení destilátů. Byly hodnoceny tyto vlastnosti destilátů: vzhled, vůně, chuť, dochuť a celkový dojem. Hodnocení se zúčastnilo 8 hodnotitelů. Hodnocení bylo provedeno dne 11. 12. 2012 v senzorické laboratoři, Zahradnické fakulty v Lednici, Mendelovy univerzity v Brně. Vybavení místnosti senzorické laboratoře i pouţité sklo odpovídaly České technické normě ČSN ISO 8589 (56 0036). Vzorky byly podávány jednotlivě kaţdému hodnotiteli postupně od vzorku destilátu č. 1 po vzorek destilátu č. 6. Jako neutralizátor chuti byla pouţita voda a bílé pečivo.
47
Destiláty byly vyhodnoceny podle následujících bodových kritérií: 45 - 50 destiláty špičkové kvality 37 - 44 velmi dobré destiláty 28 - 36 dobré destiláty 16 - 27 méně přijatelné destiláty 0 - 15 nepřijatelné destiláty (BALÍK, 2013)
6.5 Stanovení těkavých aromatických sloučenin Pro rozbor látkového sloţení vzorků kvasu, lutru a třech frakcí destilátu byl pouţit plynový chromatograf Agilent Technologies 7890A GC systems (Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA, USA). Tento přístroj pracuje na principu separace a identifikace sloţek směsi. Dále byla pouţita křemíková kapilární kolona (30 m x 0,25 mm), která byla smočena filmem DB-WAX o síle 0,25 mm. Jako nosný plyn bylo pouţito hélium. Termální desorpce látek proběhla v nástřikovém prostoru plynového chromatografu při teplotě 250 °C po dobu 5 minut při nastavení splitless módu. Ventil splitu (děliče) byl otevřen (1:50) a vlákno zůstalo v nástřikovém prostoru po dobu nutnou k úplné desorpci aromatických látek. Detektor pracoval při teplotě 250°C. Teplota na termostatu byla nastavena tak, aby došlo k jejímu zvýšení z 35 °C na 250 °C při rychlosti 3 °C za minutu. Výsledná teplota byla udrţována po dobu 15 minut. (GOLIÁŠ et al., 2011)
48
7. Výsledky a diskuze Meruňkový kvas byl zaloţen 9. července 2012, kdy o týden dříve byly na plodech provedeny laboratorní zkoušky. Kvas byl připraven k destilaci 6. srpna 2012.
7.1 Penetrometrická pevnost plodů Pro stanovení pevnosti plodů se pouţil ruční digitální penetrometr. Nejprve se posuvným měřítkem změřil průměr razidla penetrometru. Průměr razidla je 8,1 mm. Následně se penetrometrem změřila síla potřebná k proraţení slupky plodu z vrchní a spodní strany. Ze dvou odečtených hodnot jednoho plodu se udělal průměr. Tímto jsme získali hodnotu xs ke kaţdému plodu. Dále se z devíti hodnot udělal průměr a následujícím výpočtem byla zjištěna průměrná pevnost slupky plodů, která činila 0,14 MPa v období kdy byly meruňky přezrálé. Plocha razidla se vypočítala ze vztahu: A = π. 4,052 = 51,53 mm2 Síla potřebná k průniku slupkou: Fs = 0,740 . 9,806 = 7,26 N Průměrná pevnost plodů: σps =
7,26 = 0,14 MPa 51,53
49
24
y = -21,89x + 24,01 R² = 0,444
23 22 % refrakce 21 20 19 18 0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
MPa
Graf č. 1: Stanovení penetrometrické pevnosti jednotlivých plodů v závislosti na % refrakce Cukernatost a penetrometrická pevnost plodů jsou jedny z hlavních kritérií k určení stupně zralosti. Z měření Goliáše (1976), je patrný velmi zřetelný pokles penetrometrické pevnosti tkáně a můţe být vedle senzorického hodnocení dobře pouţitelnou metodou objektivizace sklizně například pro kvasné účely. Korelační závislost mezi penetrometrickou pevností a refrakcí byla nízká (R=0,444) s průměrnou rozpustnou sušinou 20,9 ± 1,51 (viz. graf č. 1, tabulka č. 3).
7.2 Cukernatost rostlinného materiálu a kvasu po vykvašení Obsah rozpustné sušiny se nejprve zjišťoval u čerstvých meruněk, k měření bylo pouţito stejných 9 ks plodů jako ke zjišťování pevnosti slupky. Hodnoty zkoumaných plodů se lišily aţ o 5%. Tabulka č. 3: Stanovení refrakce v meruňkách Plod s nejmenší Rf
18,30 %
Plod s největší Rf
23,60 %
Průměr
20,93 %
Směrodatná odchylka
1,51
50
Dále se zjišťoval obsah rozpustné sušiny u kvasu, který ukončil kvašení. Z kvasu se odebralo pět vzorků. Všech pět vzorků mělo stejné naměřené hodnoty a to 7,6 %. Hamrová (1988) uvádí, ţe koncentrace cukru je úzce svázaná s mnoţstvím vytvořeného etanolu. Horní hranici pro cukernatost v ukončeném kvasu uvádí 10 %. V následujícím grafu č. 2 je porovnání jak se procento refrakce sníţilo během čtyř týdnů kvašení.
25 refrakce [%] 20
20,9
15 Meruňky 10
7,6 Meruňkový kvas po vykvašení
5
0
Graf č. 2: Refrakce v čerstvých meruňkách a v kvasu po vykvašení
7.3 Koncentrace titračních kyselin Nejprve se stanovovaly veškeré kyseliny v přepočtu na převaţující kyselinu jablečnou u čerstvých meruněk a potom se stanovovaly i u kvasu, který byl jiţ prokvašen. Naváţily se 2 g vzorku a titrovalo se 0,1 mol/l NaOH o faktoru 1,0253 na indikátor fenolftalein do růţového zabarvení, které by mělo vydrţet 30 sekund. Němcová (2009) uvádí koncentraci titračních kyselin v meruňkách. Kyselina jablečná 0,21 aţ 1,51 %. U mé odrůdy byla zjištěna koncentrace kyselin 0,65 %. V kvasu po vykvašení byla naměřena koncentrace titračních kyselin 1,31 %.
51
Kyseliny obsaţené v čerstvých meruňkách: Stanovení proběhlo u devíti plodů, pro výpočet byla pouţita průměrná spotřeba NaOH, ta činila 1,5 ml. % 𝑣𝑒š𝑘𝑒𝑟ý𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑠𝑒𝑙𝑖𝑛 =
1,9 . 1,0253 . 0,0067 . 100 = O, 65 % 2
Kyseliny obsaţené v kvasu: % 𝑣𝑒š𝑘𝑒𝑟ý𝑐ℎ 𝑘𝑦𝑠𝑒𝑙𝑖𝑛 =
3,8 . 1,0253 . 0,0067 . 100 = 1,31 % 2
V následujícím grafu č. 3 je názorné porovnání jak během doby kvašení, které probíhalo samovolně čtyři týdny v místnosti bez světla za stálé teploty od 20 ° - 29 °C vzrostl obsah veškerých kyselin. Kvašení probíhalo v plastikové nádobě o objemu 50 l se speciálním víkem opatřeným kvasnou zátkou. Plody byly rozmělněny nerezovým sekáčem a pecky odstraněny. Podle Hamrové (1988) je optimální teplota pro činnost kvasinek 27 ° - 29 °C, teplota by neměla při hlavní fázi kvašení stoupnout nad 30 °C. Goliáš (2010) uvádí, ţe organické kyseliny (jablečná a citrónová) charakterizují odrůdovou odlišnost neboť poměr koncentrace kyseliny citrónové : jablečné = 1:0,512,73.
[%]
1,6 1,31
1,4 1,2 1 0,8
0,65
0,6 0,4 0,2 0 Meruňky
Meruňkový kvas po vykvašení
Koncentrace titračních kyselin (%)
Graf č. 3: Koncentrace titračních kyselin v čerstvých meruňkách v kvasu po vykvašení
52
[%]
25 20,93 20
15
10 7,60 5 1,31
0,65 0 Meruňky
Meruňkový kvas po vykvašení
Koncentrace kyselin (%)
Refrakce (%)
Graf č. 4: Stanovení některých složek v ovoci a v kvasu V grafu č. 4 je grafické znázornění zvýšení koncentrace kyselin během kvašení a sníţení cukernatosti činností kvasinek aţ na hodnotu 7,6 %.
7.4 Senzorické hodnocení meruňkového destilátu Při senzorickém hodnocení bylo hodnoceno šest vzorků meruňkového destilátu, z nichţ je destilát 1 ze zralých meruněk (směs odrůd), destilát 2 z nezralých meruněk (směs odrůd), destilát 3 z nahnilých meruněk (směs odrůd), destilát 4 ze zralých meruněk (odrůda „Strepet“), destilát 5 ze zralých meruněk (odrůda „Velkopavlovická“) a destilát 6 ze zralých meruněk (směs odrůd, destilovaná před třemi lety). V následující tabulce č. 4 je uvedeno bodové vyhodnocení jednotlivých vzorků destilátu. Grafické porovnání a statistické vyhodnocení je v grafu č. 5.
53
Přehled vzorků:
Destilát č. 1: ze zralých meruněk (směs odrůd),
Destilát č. 2: z nezralých meruněk (směs odrůd),
Destilát č. 3: z nahnilých meruněk (směs odrůd),
Destilát č. 4: ze zralých meruněk (odrůda „Strepet“),
Destilát č. 5: ze zralých meruněk (odrůda „Velkopavlovická“)
Destilát č. 6: ze zralých meruněk (směs odrůd, destilovaná před třemi lety).
Tabulka č. 4: Výsledky bodového hodnocení celkového dojmu destilátů Hodnotitelé
Destilát 1
Destilát 2
Destilát 3
Destilát 4
Destilát 5
Destilát 6
1 2
39 39
20 25
14 13
33 28
30 30
40 38
3
39
26
14
35
28
42
4
40
28
16
32
33
39
5
38
23
15
31
33
40
6
37
27
14
30
32
37
7
36
26
16
30
26
36
8
39
24
15
34
28
39
307 38,4 ± 1,3
199 24,8 ± 2,5
117 14,6 ± 1,0
253 31,6 ± 2,3
240 30,0 ± 2,5
311 38,9 ± 1,8
∑ Průměr
[body]
45 40 35
Destilát č. 1
30
Destilát č. 2
25
Destilát č. 3
20
Destilát č. 4
15
Destilát č. 5
10
Destilát č. 6
5 0
Graf č. 5: Grafické porovnání senzorické analýzy a statistické vyhodnocení celkového dojmu všech hodnocených vzorků destilátu 54
Jak je zřejmé z tabulky č. 4 při celkovém senzorickém hodnocení dosáhl nejvyšší počet bodů destilát č. 6 ze zralých meruněk (směs odrůd, destilovaná před třemi lety) a byl zařazen do kategorie velmi dobré destiláty. Stejně tak se do této kategorie zařadil destilát č. 1 ze zralých meruněk (směs odrůd) a je na 2. místě. Naopak nejniţší počet bodů získal destilát č. 3 z nahnilých meruněk (směs odrůd) a byl zařazen do kategorie nepřijatelné destiláty. Dále destilát č. 4 ze zralých meruněk (odrůda „Strepet“) se umístil na třetím místě a dle získaných bodů je zařazen do kategorie dobré destiláty. Stejně tak se do této kategorie zařadil destilát č. 5 ze zralých meruněk (odrůda „Velkopavlovická“), který je na 4. místě. Předposlední místo patří destilátu č. 2 z nezralých plodů (směs odrůd), kategorie méně přijatelné destiláty. Dále byl hodnocen destilát č. 4 ze zralých meruněk (odrůda „Strepet“) ještě ve dvou kategoriích, vůně a chuť. Následně byly statisticky vyhodnoceny a graficky znázorněny výsledky hodnocení v grafu č. 6. Z grafu je patrné, ţe destilát na hodnotitele více zapůsobil vůní. [body] 80 78 76 74 72
Vůně
70
Chuť
68 66 64 Destilát z odrůdy "Strepet"
Graf č. 6: Hodnocení destilátu z odrůdy „Strepet“ podle vůně a chuti
7.5 Průběh frakcionované destilace lutru V průběhu frakcionované destilace byly zaznamenávány hodnoty teploty lutru a lihovitosti destilátu, při kterých byly odděleny jednotlivé frakce destilátu. Nejtěkavější sloţky lutru začaly kapat uţ při 80 °C. První podíl destilátu měl 75 % obj. lihovitost. Úkap byl oddělen při 86,5 °C, následuje „prokap“ (konečný destilát) a ukončení destilace bylo při 97 °C, kdy tekl 30 % obj. destilát. V kotli tak zůstává konečná frakce „dokap“. 55
Průběh destilace je shrnut v následující tabulce č. 5. a znázorněn v grafu č. 7. Tabulka č. 5: Průběh destilace lutru Teplota
Lihovitost
Oddělení
lutru (°C)
destilátu (% obj.)
frakcí
80,0
75
86,5
70
92,5
60
93,5
53
95,0
44
97,0
30
Úkap
Prokap
destilát 80 [% obj.] 70 60 50 40 30 20 80
85
90
95
100 teplota lutru [°C]
Graf č. 7: Průběh destilace lutru
56
7.6 Instrumentální analýza Pomocí analýzy plynové chromatografie (GC/MS) bylo ve vzorcích kvasu, lutru, úkapu, prokapu a dokapu identifikováno několik desítek látek. Tabulka č. 6: Obsah a koncentrace látek ze vzorků kvasu, lutru a třech frakcí druhé destilace Skupina látek
Alkoholy
Aldehydy
Kvas (µg/l)
Lutr (µg/l)
Úkap (µg/l)
3-Methyl-2-butenol (E)-2-Hexenol 2-Methylbutanol 3-Methyl butan-1-ol n-Hexanol 2-Octanol
4150,25 2946,40 535,65 0,36 1,39 0,39
4770,33 108,70 3308,14 2,82 2,22 0,53
415,10 656,46 1824,64 0,48 0,43 0,03
696,83 224,84 18,93 1,60 0,25 0,08
286,66 101,77 184,02 1,94 3,80 0,71
Benzaldehyde 2-Furaldehyde 3-Methylbutanal n-Nonanal n-Octanal Heptanal
3259,62 59,41 21,19 6,39 0,66 0,08
256,26 1493,33 8,61 11,65 0,21 0,86
241,63 310,31 71,57 1,38 1,51 0,37
502,51 1082,76 144,60 0,47 0,37 0,09
1473,75 2043,68 1,59 0,58 0,42 0,08
866,49 97,45 89,58 87,20 0,06
186,18 78,23 27,88 17,63 0,03
7,28 6,85 0,00 7,44 0,00
9,69 7,69 0,00 0,00 0,00
1938,61 735,06 236,26 145,77 0,05 5610,77 247,24 226,73 157,91 0,40 0,03 0,01
Sloučenina
Prokap (µg/l)
Kyseliny
Hexanoic acid 2-Methylbutanoic acid Octanoic acid Butanedioic acid, diet 2-Ethylhexanoic acid
Estery
Ethyl acetate Ethyl hexanoate 2-Methylbutyl acetate Ethyl butyrate Phenethyl acetate Butyl hexanoate Geranyl acetate
9088,50 15726,09 37695,23 10985,42 3444,56 2355,21 1070,61 257,85 3047,08 1364,43 1653,41 176,82 518,82 562,55 1176,76 161,28 17,07 0,35 0,29 0,74 0,05 0,32 0,20 0,03 0,13 0,28 0,01 0,01
a-Linalool cis-Geraniol Nerol Citronellol a-Terpineol
9042,01 650,68 42,33 3,57 9,38
Terpeny
57
13,02 16,75 1,24 4,89 15,50
381,01 3,94 0,00 0,00 0,00
1068,28 24,85 1,68 5,73 0,00
Dokap (µg/l)
487,44 6,07 33,17 50,16 9,78
Obsah a sloţení těkavých látek v destilátu má zásadní vliv na aroma a kvalitu výsledného výrobku. Tvorba těchto látek závisí na druhu, kvalitě a zralosti pouţitého ovoce, průběhu fermentace a typu destilace. V jednotlivých skupinách látek byly zastoupeny alkoholy, které Velíšek a Hajšlová (2009) označují jako nositele charakteristického aroma. Například podle Satora a Tuszynski (2008) Phenyethyl Alcohol vnáší do destilátu příjemné aroma připomínající růţe. Dále byly zastoupeny aldehydy, jeden z nejvíce zastoupených aldehydů byl 2furaldehyde, který Ledauphin et al.(2006) nalezl také v destilátu z jablek. Mezi další skupinu zjištěných látek patří kyseliny, ty jsou podle Velíška (2002a) charakteristickými látkami, které vznikají při ethanolovém kvašení. Také bylo identifikováno několik esterů a terpenů. Podle TESEVIĆ et al. (2005) estery dávají destilátům aroma s příjemnou ovocnou a květinovou vůní. Koncentrace a rozdělení jednotlivých látek je uvedeno v tabulce č. 6. Do tabulky bylo vybráno několik zástupců z kaţdé skupiny podle obsahu ve vzorku, vţdy z kaţdé skupiny bylo vybráno 2 – 3 nejvíce a nejméně obsaţených látek daného vzorku. Prokap neboli konečný destilát určený ke konzumaci je zvýrazněn modře. Dále jsou znázorněny v grafech č. 8 - 12 nejvíce obsaţené látky kaţdé skupiny v kvasu, v surovém destilátu (lutru) a ve třech frakcích druhé destilace (úkap, prokap, dokap). V prvním grafu č. 8 je názorně vyobrazen vyšší alifatický alkohol (3-Methyl-2butenol), který měl největší zastoupení ve vzorcích. Po druhé destilaci je vidět, ţe největší podíl zůstal ve střední frakci.
58
[µg/l]
6000 4770
5000 4150 4000 3000 2000 1000
415
697 287
0 Kvas
Lutr
Úkap
Prokap
Dokap
3-Methyl-2-butenol
Graf č. 8: Koncentrace alkoholu 3-methyl-2-butenolu v jednotlivých vzorcích měření Z grafu č. 9 je patrné, ţe nejvíce obsaţený aldehyd (benzaldehyde), má ze všech vzorků největší zastoupení v kvasu, ale při destilaci přechází jen menší mnoţství do destilátu, jeho významná část zůstává v poslední frakci (dokap), z toho plyne, ţe tato sloučenina patří mezi méně těkavé.
[µg/l]
3500
3260
3000 2500 2000 1474
1500 1000 503 500
256
242
Lutr
Úkap
0 Kvas
Prokap
Dokap
Benzaldehyde
Graf č. 9: Koncentrace aldehydu benzaldehydu v jednotlivých vzorcích měření
59
Další skupinou látek jsou kyseliny, které jsou v destilátech spíše neţádoucí, hlavně kyselina octová pro svůj zápach po octu. Největší zastoupení ve zkoumaných vzorcích měla kyselina „hexanoic acid“. Její grafické znázornění je v grafu č. 10, ze kterého je patrné, ţe tato kyselina není příliš těkavá, z kvasu přešlo do surového destilátu jen menší mnoţství a po druhé destilaci se do prvních dvou frakcí dostalo jen velmi nepatrné mnoţství, hlavní podíl zůstal v dokapu.
[µg/l]
2500 1939
2000 1500 1000
866
500 186 7
10
Úkap
Prokap
0 Kvas
Lutr
Dokap
Hexanoic acid
Graf č. 10: Koncentrace kyseliny hexanové v jednotlivých vzorcích měření Estery patří mezi velmi aromatické sloučeniny, jsou to látky nejvíce těkavé, proto je z grafu č. 11, ve kterém je porovnání esteru „ethyl acetace“, který byl ze všech esterů nejvíce zastoupen patrné, ţe první destilací se koncentrace tohoto esteru v lutru ještě zvýšila a největší podíl ze všech vzorků je v první frakci druhé destilace, která má velmi štiplavý zápach. Gomez-Hernádez et al., (2005) ve své studii uvádí, ţe niţší koncentrace tohoto esteru přispívá k dobrému aroma.
60
[µg/l]
37695
40000 35000 30000 25000 20000
15726
15000 10000
10985
9089
5611
5000 0 Kvas
Lutr
Úkap
Prokap
Dokap
Ethyl acetate
Graf č. 11: Koncentrace ethyl acetatu v jednotlivých vzorcích měření Jeden z nejvýznamnějších terpenů a-Linalool, byl také ve vzorcích nejvíce zastoupen, největší koncentrace se vytvořila v kvasu a malá část se dostala i do konečného destilátu. Podle Guillot et al., (2006) a-Linalool přispívá k typické meruňkové chuti.
[µg/l]
10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
9042
1068 381
13 Kvas
Lutr
Úkap
Prokap
487 Dokap
a-Linalool
Graf č. 12: Koncentrace a-linaloolu v jednotlivých vzorcích měření Ze všech grafů je patrné jak jednotlivé sloučeniny na základě jejich těkavostí jsme schopni rozdělit destilací.
61
V grafu č. 13 je porovnání čtyř nejvíce obsaţených sloučenin ve střední frakci druhé destilace, tedy konečného produktu určeného ke konzumaci.
[µg/l]
12000
10985
10000 8000 6000
5025
4000 2000
1083
1068
2-Furaldehyde (aldehyd)
a-Linalool (terpen)
0 Ethyl acetate (ester)
Diacetyl (keton)
Graf č. 13: Čtyři nejvíce zastoupené sloučeniny v konečném destilátu Dále v grafu č. 14 je porovnání čtyř nejméně obsaţených sloučenin ve střední frakci.
[µg/l]
0,08
0,07
0,07 0,06 0,05 0,04
0,03
0,03 0,02
0,02 0,01
0,01 0,00 (E)-2-Nonenal Geranyl acetate Butyl hexanoate (E)-2-Octen-1-al (aldehyd) (ester) (ester) (aldehyd)
Graf č. 14: Čtyři nejméně zastoupené sloučeniny v konečném destilátu
62
8. Závěr Byly sledovány vlastnosti kvasu, lutru, úkapu, prokapu a dokapu u jedné odrůdy meruněk. Kvas měl na počátku refrakci 20,9 % a obsah kyselin byl 0,65 %. Kvašení probíhalo po dobu čtyř týdnů v plastikové nádobě o objemu 50 l opatřené kvasnou zátkou, při teplotě 20-29 °C. Kvašené mnoţství bylo 30 kg. U konce kvašení klesla cukernatost na 7,6 % a koncentrace kyselin se zvýšila na 1,31 %. Odrůda byla zralá aţ přezrálá, nenahnilá s penetrometrickou pevností 0,14 MPa. Korelační závislost mezi cukernatostí a penetrometrickou pevností byla nízká (R=0,444) s rozpustnou sušinou 20,9 ± 1,51. Průběh destilace lutru byl hodnocen teplotou lutru a lihovitosti destilátu v % obj. Dospěl jsem k tomu, ţe lutr začal vařit při 80 °C, prvotní destilát měl lihovitost 75 % obj. Úkap byl ukončen při 86,5 °C a při 97 °C, kdy odkapával destilát s lihovitostí 30 % obj. byla destilace ukončena. Bylo provedeno senzorické hodnocení šesti destilátů, z nichţ vzorek, který patřil do této práce byl hodnocen průměrně, ale statisticky nevýznamně od destilátů jiných producentů. Byl také vyhodnocen graficky zvlášť podle vůně a chuti. Hodnocení se zúčastnilo 8 hodnotitelů. Bodově se hodnotil vzhled, vůně, chuť, dochuť a celkový dojem viz graf č. 5. Destilát odrůdy „Strepet“ byl porovnán se třemi destiláty, které jsou předmětem jiné závěrečné práce a se dvěma destiláty z palírny. Bylo tedy celkem šest vzorků. Destilát 1 byl ze zralých meruněk (směs odrůd), destilát 2 byl z nezralých meruněk (směs odrůd), destilát 3 byl z nahnilých meruněk (směs odrůd), destilát 4 byl z odrůdy „Strepet“ (zralé plody), která je předmětem mé práce, destilát 5 byl z odrůdy „Velkopavlovická“ (zralé plody) a destilát 6 byl ze směsi odrůd, ale destilován jiţ před třemi lety. Z grafického znázornění a bodového vyhodnocení celkového dojmu vyplívá, ţe nejlépe byl hodnocen destilát 6 ze zralých plodů (směs odrůd), destilován před třemi lety a na druhém místě byl destilát 1 také směs odrůd. Destiláty ze směsi odrůd zapůsobily nejvíce a také destiláty ze zralých plodů se umístily dobře, ale destiláty z nezralých plodů a nahnilých se ukázaly jako méně přijatelné aţ nepřijatelné. Metodou GC/MS byly v kvasu, lutru, úkapu, prokapu a dokapu stanoveny těkavé aromatické sloučeniny (alkoholy, aldehydy, organické kyseliny, estery a terpeny). Koncentrace jsou uvedeny v µg/l u všech chemických skupin. Kvantitativně významné sloučeniny jsou: alkoholy (3-Methyl-2-butenol, (E)-2Hexenol a 2-Methylbutanol), aldehydy (Benzaldehyde a 2-Furaldehyde), organické 63
kyseliny (Hexanoic acid, 2-Methylbutanoic acid a octanoic acid), estery (Ethyl acetate, Ethyl hexanoate, 2-Methylbutyl acetate a Ethyl butyrate ), terpeny (a-Linalool a cisGeraniol). Z hlediska technologických fází převaţující obsah uvedených sloučenin je ve kvasu a lutru. V úkapu jsou významné (3-Methyl-2-butenol, (E)-2-Hexenol, 2Methylbutanol, Benzaldehyde, 2-Furaldehyde, Ethyl acetate, Ethyl hexanoate, 2Methylbutyl acetate, Ethyl butyrate, a-Linalool). V prokapu jsou významné (3-Methyl2-butenol, (E)-2-Hexenol, Benzaldehyde, 2-Furaldehyde, Ethyl acetate, a-Linalool). Koncentrace uvedených sloučenin v dokapu vůči prokapu se zmenšuje u 3Methyl-2-butenolu, (E)-2-Hexenolu a u 2-Furaldehydu. Pro organické kyseliny je zásadní hodnota jejich koncentrace v dokapu (Hexanoic acid, 2-Methylbutanoic acid, Octanoic acid, Butanedioic acid). Hlaví estery se nacházejí v dokapu ve vysokých koncentracích ve srovnání s prokapem. Dominantním esterem je Ethyl acetate, který je o řád vyšší neţ ostatní acetáty. Z terpenů je významný a-Linalool, který o dva řády převyšuje ostatní stanovené terpeny. Je zajímavým zjištěním, ţe Benzaldehyde, který se pokládá za významnou sloučeninu v meruňkách má niţší koncentraci v prokapu neţ 2-Furaladehyde. Z analytických důvodů nebylo moţné stanovit v technologických fázích obsah acetalu a metanolu, kvůli tomu, ţe pro hmotnost k spektrometrii mají nízké molekulové hmotnosti.
64
9. Abstrakt Byly stanoveny technologické fáze výroby destilátu u jedné odrůdy meruněk, (kvas, lutr, úkap, prokap, dokap). U
rostlinné
suroviny
se
stanovovala
koncentrace
titračních
kyselin,
penetrometrická pevnost plodů a refrakce. Kvašení bylo samovolné po dobu čtyř týdnů při teplotě 20-29 °C. Dále se i u kvasu stanovovala koncentrace titračních kyselin a refrakce. Při destilaci lutru byla stanovena závislost teploty lutru na lihovitosti destilátu v % obj. Proběhlo senzorické hodnocení destilátu s destiláty jiných producentů, vzorek destilátu z této práce byl hodnocen průměrně. Pomocí plynové chromatografie (GC/MS) byly stanoveny těkavé aromatické sloučeniny z chemických skupin látek alkoholů, aldehydů, organických kyselin, esterů a terpenů, z nichţ významné jsou 3-Methyl-2butenol, Benzaldehyde, Hexanoic acid, Ethyl acetate a a-Linalool. Klíčová slova: meruňky, kvašení, mikroorganismy, destilace, etanol
10. Resume Were established technological stage of production of distillate at a one variety of apricots (ferment, lutr, head, heart, tail). In the plant material was determined by the concentration of titratable acidity, fruit penetrometer strength and refraction. Fermentation was spontaneous for four weeks at 20-29°C. Next was also set out the concentration of titratable acids and refraction in ferment. In distillation process was determined temperature dependence on the content of the spirit in % vol. The distillates were sensory evaluation with other distillates of other producers, sample distillate of this work was evaluation averagely. With gas chromatography (GC/MS) were determined volatile aromatic compounds from chemical substance groups of alcohols, aldehydes, organic acids, esters and terpenes, of which the major 3-Methyl-2-butenol, Benzaldehyde, hexanoic acid, ethyl acetate and aLinalool.
Key words: apricots, fermentation, microorganisms, ethanol, distillation 65
11. Seznam použité literatury 1. BALAŠTÍK, J. Konzervování v domácnosti: Návody k přípravě a uchování zdravých výrobků ze zahrady. 1. vydání, October 12, 2001. 229 s. ISBN 8086528-07-3 2. BALÍK, J. Senzorické hodnocení. Přednášky, 2013. 3. CALLEC, Ch. Velká encyklopedie vína. 1. vydání. Cestlice: Rebo, 2002. ISBN 80-7234-245 4. DYR, J.; DYR, J. E. Výroba slivovice a jiných pálenek. 4. doplněné vydání. Praha: Maxdorf, 1997. 219 s. ISBN 80-85800-80-2. 5. GOLIÁŠ, J. a NĚMCOVÁ, A. Skladování a zpracování ovoce a zeleniny: (návody do cvičení). 1. vydání. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně: Ediční středisko, 2009. ISBN 978-80-7375-331-3. 6. GOLIÁŠ J., LÉTAL J., DOKOUPIL L. Influence of maturity on volatile production and chemical composition of fruits of six apricot cultivars. Journal of Applied Botany and Food Quality. 2011, č. 84, s. 76-84. 7. GOLIÁŠ, J. Ovocné destiláty. Přednášky, 2010. 8. GOLIÁŠ, J. Potravinářská chemie. Přednášky, 2010. 9. GOLIÁŠ, J. Skladování ovoce v řízené atmosféře. Brázda s.r.o., 2011. 128s. ISBN 978-80-209-0386-0. 10. GOLIÁŠ, J. Technologie zpracování ovoce a zeleniny. Přednášky, 2013. 11. GOLIÁŠ, J. Vonné látky v ovocných destilátech. Vinař-sadař. 2010. sv. 6/2010, č. 6, s. 68-69. ISSN 1804-3054. 12. GOMEZ, H., IRANZO, J., ROMERO, G., PEREZ, A. Comparative production of different melon distillates: Chemical and sensory analyses. Food chemismy. 2005, č. 90, s. 115-125. 13. GUILLOT, S., PEYTAVI, L., BUREAU, S., BOULANGER, R., Aroma characterization of various apricot varieties using headspace–solid phase microextraction combined with gas chromatography–mass spektrometry and gas chromatography–olfaktometry. Food chemistry. 2006, č. 96, s. 147-155. 14. HAGMANN, K. a ESSICH, B. Pálíme ovoce: Jak co nejlépe zužitkovat vlastní úrodu. Víkend, 2007. 95 s. ISBN 978-80-86891-66-8.
66
15. HAMROVÁ, L. Technologie zemědělského lihovarství. Praha: SNTL, 1988. 185 s. ISBN 04-836-88. 16. JÍLEK, J. a ZENTRICH, J. Příprava kvasu na výrobu slivovice (a ostatních pálenek) : Výroba slivovice a její léčivé účinky. Olomouc: Dobra & FONTÁNA, 1999. 208 s. ISBN 80-86179-28-1. 17. FANG, J., LIU, Y., LI, S., Volatiles of plums evaluated by HS-SPME with GC–
MS at the germplasm level. Food chemismy. 2012, č. 130, s. 432-440. 18. KRŠKA, B. Ústní sdělení, 2012. 19. KYZLINK, V. Základy konzervace potravin. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1980. 516 s. 20. LEDAUPHIN, J., BASSET, B., COHEN, S., PAYOT, T., BARILLIER, D. Identification of trace volatile compounds in freshly distilled Calvados and Cognac: Karbonyl and sulphur compounds. Journal of Food Composition and Analysis. 2006, č. 19, s. 28-40. 21. MALLEOVÁ, B., SCHMICKLVÁ, H. Domácí výroba lihovin. 1. vydání Praha: Beta-Dobrovský, 2004. ISBN 80-7306-144-9. 22. NĚMCOVÁ, A. Konzervační metody. Přednášky, 2012. 23. PISCHL, J. Vyrábíme ušlechtilé destiláty. Vyd. 1. Praha: Ivo Ţelezný, 1997. 177 s. ISBN 80-237-3441-5. 24. QIANQIAN Ch., WU, B., LIU, W., WANG, L., YANG, Ch., Volatiles of plums evaluated by HS-SPME with GC–MS at the germplasm level. Food chemistry. 2012, č. 130, s. 432-440. 25. SATORA, P., TUSZYNSKI, T. Chemical characteristics of Śliwowica Łącka and other plum brandies. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2008, č. 88, s. 167-174. 26. SEN, N., STEPHEN, W., SEAMAN, S., BOYLE, M., WEBER, D. Methyl carbamate and ethyl carbamate in alcoholic beverages and other fermented fous. Food chemistry. 1993, č. 48, s. 359-366. 27. ŠILHÁNKOVÁ, L. Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology. 3. opravené a doplněné vydání. Praha: Academia, 2002. 363 s. ISBN 80-200-1024-6. 28. ŠKOPEK, J. Výroba destilátů z vlastního ovoce. České Budějovice: DONA, 2003. 139 s. ISBN 80-7322-045-8.
67
29. TEŠEVIĆ, V., NIKIĆEVIĆ, N., JOVANOVIĆ, A., DJOKOVIĆ, D., VUJISIĆ, L., VUČKOVIĆ, I., BONIĆ, M. Volatile components from old plum brandies. Food Technol. Biotechnol.2005, č. 43, s. 367-372. 30. UHER, J. Výroba nápojů z ovoce. Vydání 1. Praha: SNTL, 1975. 336 s. ISBN 04-824-75. 31. UHROVÁ, H. Děláme si sami slivovici, meruňkovici, hruškovici, jablkovici a jiné ovocné destiláty, vína, šťávy a sirupy. 1. vydání. Líbeznice: Víkend, 2001. ISBN 80-722-2180-9. 32. VELÍŠEK, J. Chemie potravin 1. 2. upravené vydání. Tábor: OSSIS, 2002a. 344 s. ISBN 80-86659-00-3. 33. VELÍŠEK, J. Chemie potravin 2. vydání 2. upravené. Tábor: OSSIS, 2002b. 320 s. ISBN 80-86659-01-1. 34. VELÍŠEK, J., HAJŠLOVÁ J. Chemie potravin 2. 3. vydání. Tábor: OSSIS, 2009. ISBN 978-80-86659-17-6 Internetové zdroje
ANONYM č. 1; Meruňka obecná. Databáze online [cit. 2010-9-3]. Dostupné z WWW
.
ANONYM č. 2; Voda. Databáze online [cit. 2012-24-3]. Dostupné z WWW .
ANONYM č. 3; Sacharidy. Databáze online [cit. 2010-1-10]. Dostupné z WWW .
ANONYM č. 4; Kvašení. Databáze online [cit. 2013-2-1]. Dostupné z WWW .
ANONYM č. 5; Ovocné pálenky. Databáze online [cit. 2001-8-1]. Dostupné z WWW .
ANONYM č. 6; Alkoholy. Databáze online [cit. 2013-18-3]. Dostupné z WWW .
MELZOCH, K. Lihoviny jako „zdravotně nezávadné“ potraviny. Databáze online
[cit.
2010-03-17].
Dostupné
z WWW
.
68
VYSLOUŢIL, J., 2010; Databáze odrůd ovocných plodin. Databáze online [cit. 2013-23-3].
Dostupné
.
69
z WWW
