Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav Technologie potravin
Sledování kvality piva během jeho výroby v pivovaru U Richarda Diplomová práce
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Gregor, Ph.D.
Vypracovala: Bc. Kateřina Dytrychová
Brno 2011
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Sledování kvality piva během jeho výroby v pivovaru U Richarda“ vypracoval(a) samostatně a použil(a) jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury.
Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
dne ………………………………………. podpis diplomanta ……………………….
Poděkování Děkuji Ing. Tomáši Gregorovi, Ph.D. za vedení při vypracovávání mojí diplomové práce, za cenné rady, odborné materiály a vstřícný přístup po dobu konzultací.
ABSTRAKT Cílem mé diplomové práce na téma „Sledování kvality piva během jeho výroby v pivovaru U Richarda“ bylo vypracovat literární rešerši na problematiku výroby piva a analyzovat vzorky piv odebírané z pivovaru U Richarda v Brně Žebětíně. V úvodní části je pojednáváno o technických podmínkách minipivovarů a jejich stoupajícím tendencím do budoucna. Další část rešerše je věnována problematice výroby piva, kde jdou uvedeny její základní principy. Na závěr rešerše jsou probírány analytické parametry piva včetně používaných metod na jejich stanovení, kde je podrobněji vylíčena metoda stanovení pomocí automatického analyzátoru a kapalinové chromatografie. Praktická část práce je zaměřena na rozbor vzorků piva 12°, medového, višňového a pšeničného, odebíraných z pivovaru U Richarda. Vzorky byly hodnoceny automatickým analyzátorem v porovnání s metodou HPLC. Analytické rozbory ukázaly, že v průběhu sledovaného období jsou vyrobená piva stabilní, což se statisticky potvrdilo. Klíčová slova: minipivovary, suroviny pro výrobu piva, výroba piva, analytické parametry piva, automatický analyzátor piva, HPLC
ABSTRACT The main goal of my thesis „Monitoring the duality of beer during its production brewery in the brewery U Richarda” was to made literature retrieval on the issue of brewing beer and analysis samples of beers which were taken away from brewery U Richarda in Brno – Žebětín. The introductory part
of the thesis
is
about
technical
specification
of microbreweries and their increasing tendency into the future. Next part of thesis is concerned with brewing where is given main principle of making beer. In the end of retrieval are discussed analytical parameters of beer, including methods used for their determination, which is depicted in detail method of using automated analyzer and liquid chromatography. The practical part is devoted to analysis of samples at 12 °, honey, cherry and wheat beer collected from the brewery U Richarda. The samples were evaluated by an automatic analyzer in comparison with HPLC. Analytical analysis showed that during the monitoring period were beer stable, which was statistically confirmed.
Key words: microbreweries, the raw materials for brewing, brewing, analytical parameters of beer, automatic analyzer of beer, HPLC
OBSAH 1
ÚVOD....................................................................................................................... 8
2
TEORETICKÁ ČÁST .............................................................................................. 9 2.1
České pivo......................................................................................................... 9
2.2
Charakteristika minipivovarů ........................................................................... 9
2.2.1
Definice minipivovaru ................................................................................ 10
2.2.2
Současný stav minipivovarů v ČR.............................................................. 11
2.2.3
Technické vybavení minipivovarů.............................................................. 12
2.3
Suroviny pro výrobu piva ............................................................................... 14
2.3.1
Voda............................................................................................................ 14
2.3.2
Chmel.......................................................................................................... 15
2.3.3
Ječmen ........................................................................................................ 17
2.3.4
Pivovarské kvasinky ................................................................................... 19
2.3.5
Slad ............................................................................................................. 21
2.3.6
Výroba sladu ............................................................................................... 22
2.4
Výroba piva..................................................................................................... 24
2.4.1
Výroba mladiny .......................................................................................... 24
2.4.2
Výroba piva................................................................................................. 29
2.5
Chemické složení piva .................................................................................... 32
2.5.1
Hořké látky ................................................................................................. 33
2.5.2
Polyfenoly a fenolické kyseliny.................................................................. 35
2.5.3
Vitamíny ..................................................................................................... 39
2.5.4
Minerální látky............................................................................................ 39
2.5.5
Oxid siřičitý ................................................................................................ 40
2.5.6
Glycerol ...................................................................................................... 41
2.5.7
Diacetyl a ostatní vicinální diketony (2,3-pentandion)............................... 41
2.6
Analytické parametry piva.............................................................................. 41
2.6.1
Původní extrakt mladiny a stupňovitost piva.............................................. 42
2.6.2
Zdánlivý, skutečný a dosažitelný extrakt.................................................... 43
2.6.3
Stanovení stupně dosažitelného prokvašení ............................................... 43
2.7
Používané metody pro stanovení jednotlivých parametrů piva ...................... 44
2.7.1
Používané metody pro stanovení různým parametrů piva.......................... 44
2.7.2
Automatický analyzátor.............................................................................. 45
2.7.3
Kapalinová chromatografie - HPLC ........................................................... 47
3
CÍL PRÁCE ............................................................................................................ 49
4
METODY STANOVENÍ ....................................................................................... 50 4.1 4.1.1
Analýza pomocí přístroje FermentoStar ..................................................... 50
4.1.2
Chemická analýza sacharidů a alkoholů metodou HPLC........................... 50
4.2 5
Použité metody stanovení ............................................................................... 50
Analyzované vzorky piva ............................................................................... 51
VÝSLEDKY A DISKUZE..................................................................................... 53 5.1
Výsledy analýzy pomocí přístroje FermentoStar............................................ 53
5.1.1
12º světlé pivo............................................................................................. 53
5.1.2
Medové pivo ............................................................................................... 56
5.1.3
Ochucené višňové pivo ............................................................................... 60
5.1.4
Pšeničné pivo .............................................................................................. 63
5.2
Výsledky chemické analýzy pomocí HPLC ................................................... 66
5.2.1
12º pivo ....................................................................................................... 67
5.2.2
Medový speciál ........................................................................................... 68
5.2.3
Višňové pivo ............................................................................................... 69
5.2.4
Pšeničné pivo .............................................................................................. 70
6
ZÁVĚR ................................................................................................................... 72
7
POUŽITÁ LITERATURA ..................................................................................... 74
8
SEZNAM OBRÁZKŮ............................................................................................ 81
9
SEZNAM TABULEK ............................................................................................ 82
10
SEZNAM GRAFŮ ................................................................................................. 83
1 ÚVOD Z historického hlediska pochází výroba piva z oblasti Mezopotámie, kde již v 7. tisíciletí př. n. l. znali obilné kvašené nápoje. První zmínka o výrobě piva na našem území se váže k Břevnovskému klášteru. V 18. století vnesl do pivovarnictví řád sládek Poupě. V Čechách se výroba spodně kvašeného piva uplatnila v 19. století, hlavně založením pivovaru Prazdroj. Pivo je nejstarším a nejpopulárnějším alkoholickým nápojem na světě, prodá se jej každoročně více než 1 800 mil. hl. V České republice bylo vyrobeno v roce 2010 okolo 16 milionů hl. piva. Průměrná spotřeba piva v České republice v litrech na osobu za rok činí 156,9, čímž zaujímá první místo na světě. Pivo se převážně vyrábí z obilného sladu, vody a chmele za přispění přírodních nebo pivovarských kvasinek. Obsahuje také sacharidy, bílkoviny, hořké látky chmele, polyfenolové sloučeniny, oxid uhličitý, vitaminy a minerální látky. Slad jako výchozí surovina se vyrábí ve sladovnách ze sladovnického ječmene naklíčením a hvozděním, neboť samotný ječmen neobsahuje dostatek enzymů a aromatických látek potřebných pro výrobu piva. Pivo se vyrábí v pivovaru a technologie sestává ze tří výrobních úseků, zahrnujících řadu složitých mechanických, fyzikálně chemických a biochemických procesů: výroba mladiny, kvašení mladiny a dokvašování mladého piva a závěrečné úpravy a stáčení zralého piva. První úsek se v moderních pivovarských učebnicích nazývá horká fáze a druhé dva studená fáze. K diplomové práci byly použity vzorky piva z pivovaru U Richarda v Brně Žebětíně. Pivovar U Richarda je v provozu od srpna 2004. Dvounádobovou varnu má umístěnou přímo v pivnici. Od svého otevření pivovar nabízel 11° a 12° světlé nefiltrované a 12° tmavé nefiltrované pivo. Nabídka se v průběhu měnila a postupně pivovar začal vařit světlou a tmavou kvasnicovou dvanáctku a višňovou polotmavou desítku. Postupem času pivovar začal vařit pivo označené jako karamelové, pšeničné (kde bylo použito z 80 % pšeničného sladu). Minipivovar otevřel 1. 2. 2009 provozovnu v centru Brna s názvem U Richarda. V dubnu 2010 byl minipivovarem nabízen základní sortiment: Richard světlá 12°, Richard višňová 12°, Richard pšeničná 11° a Richard medová 15°. V červenci 2010 minipivovar začal plnit pivo do v 1 l PET lahví.
-8-
2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 České pivo Umění výroby piva má na území České republiky velmi dlouhou tradici. První zmínky o pivu byly již v 11. století v zakládací listině Vyšehradské kapituly. Prvními minipivovary byly tzv. právovárečné domy, které měly uděleno právo várečné – výsadu, která jim povolovala vařit pivo. Jak se pivovary vyvíjely, docházelo ke zvětšování jejich výrobních kapacit a koncentraci výroby a to mělo za následek zánik hlavně menších pivovarů, které nebyly schopny konkurovat kvalitou nebo cenou svého piva (ČÁPKOVÁ et al., 1999). Rozlišitelnost českého piva plyne z řady faktorů mezi které patří hlavně použité suroviny, know-how a mnoho let vyvíjející se pivovarství. Výroba českého piva je výjimečná díky užití dekokční metody rmutovacího procesu, vařením mladiny a dvojstupňovým kvašením. České pivo se vyznačuje chutí po sladu a chmelu a pouze patrnou příchutí pasterace, kvasnic a esterů, cizí vůně nebo příchutě jsou nepřijatelné. Nižší intenzita celkového aroma je způsobena poměrně nízkým obsahem nežádoucích vedlejších produktů kvašení. Pivo má střední až silný říz s pomalým uvolňováním oxidu uhličitého. Plnost je střední
až
vysoká
hlavně
díky
obsahu
nezkvašených
zbytků
extraktu,
charakterizovaným rozdílem mezi zdánlivým a dosažitelným stupněm prokvašení. Nižší stupeň prokvašení znamená rovněž nižší obsah alkoholu. Výraznou charakteristikou českého piva je jeho hořkost. Míra hořkosti piva je střední až vyšší, s mírnou až lehkou trpkostí, která déle odeznívá. Hořkost zůstává v ústech déle a déle tedy působí i na chuťové buňky. Vyšší míra hořkosti také podporuje proces trávení. Pro české pivo je charakteristická vyšší koncentrace polyfenolů a vyšší hodnota pH (NAŘÍZENÍ RADY (ES) č. 510/2006).
2.2 Charakteristika minipivovarů Pivovary s nízkým výstavem, který byl určen převážně pro spotřebu ve vlastním pohostinství, postupně zanikaly a v celém Československu zbyl pouze pivovar U Fleků. Od 15. století do současnosti v Praze vzniklo a postupně také zaniklo kolem 200 pivovarů. V 19. století stále ještě bylo v Praze zhruba 40 pivovarů. Začátkem dvacátého století jich bylo 16 a po roce 1918 pouze 9. Po druhé světové válce zbyly v Praze jen dva minipivovary – a to U svatého Tomáše a U Fleků. Po roce 1951 fungoval pouze
-9-
pivovar U Fleků. V roce 1918 bylo na území Československa 500 pivovarů, v roce 1930 bylo na stejném území 446 pivovarů vyrábějících 11 400 000 hektolitrů piva za rok. O 20 let později fungovalo jenom 198 pivovarů a jejich výstav byl 9 250 000 hl. Do roku 1990 klesl počet pivovarů na 71. To bylo způsobeno hlavně znárodněním průmyslu včetně pivovarů. Po roce 1989, kdy nastala změna politického režimu, mohly začít vznikat nové pivovary a minipivovary. V České republice se první nový minipivovar objevil poměrně pozdě, až v roce 1991 (ČÁPKOVÁ et al.,1999). V roce 2009 je v ČR v provozu 47 pivovarů a přes 70 minipivovarů s celkovým ročním výstavem cca 19 000 000 hl. Minipivovary však se svojí produkcí 60 000 hl představují jen tři desetiny procenta celkové výroby piva v ČR (POTĚŠIL, 2009). V západní Evropě i v USA se začaly rozvíjet malé, převážně restaurační pivovary již přibližně o 20 let dříve. Toto zpoždění bylo u nás způsobeno nemožností soukromého vlastnictví za socialismu a stát v té době podporoval pouze velké pivovary. Rozvoj restauračních minipivovarů se dá ukázat na několika případech. V letech 1980 až 1990 vzniklo v SRN přes 100 restauračních pivovarů. Teď je jich mezi šesti a sedmi sty. Také v dalších evropských zemích se minipivovary rychle rozšiřují. V USA bylo minipivovarů nebo restauračních pivovarů v roce 2000 kolem 1400 a jejich počet dále narůstá. V Belgii se v malých pivovarech vyrábí hodně pivních specialit, které už začínají být známě i u nás. Oblibu a význam minipivovarů si uvědomují i velké pivovarské společnosti, které také budují své vlastní minipivovary (ČÁPKOVÁ et al.,1999). 2.2.1
Definice minipivovaru
Minipivovarem rozumíme podnik s ročním výstavem většinou mezi 500 – 3 000 hl a jehož vyrobené pivo se celé nebo z větší části spotřebuje ve vlastní restauraci. U nás bereme za maximální hranici výrobní kapacitu 10 000 hl piva/rok. Tato maximální kapacita je určená skupinou s nejnižší spotřební daní. Minipivovar je nejčastěji přímo spojen s restaurací, ale může také existovat samostatně a své pivo prodávat. Pivovaru spojenému s restaurací říkáme restaurační minipivovar. Většina piva, které je v ČR vyrobené v restauračních minipivovarech, se spotřebuje přímo v restauraci. V některých případech se omezeně prodává v lahvích nebo v KEG sudech. Konzumenty většinou láká k návštěvě charakteristické chuťové vlastnosti piva, čistota piva bez přidaných chemických látek a barviv, větší výběr zajímavých různých druhů piv včetně specialit (ČÁPKOVÁ et al.,1999).
- 10 -
Hranicí, nad kterou vůbec může být minipivovar rentabilní, je roční výstav asi 500 hektolitrů. Pro představu, odpovídá to asi 2 hl denně, tj. 4 sudům. Pivovar, který prodá méně, není při nejlepší vůli ekonomicky životaschopný. Nutná vstupní investice je podle Hrabáka u minipivovaru asi 3 miliony korun. Tím se myslí příprava výrobní infrastruktury (zařízení pro úpravu sladu a vlastní kvašení, stáčení...), rozhodně nikoliv pořízení budovy. Lokalitu je třeba pečlivě vybírat. Pivovarství je vázanou živností vyžadující příslušné vzdělání a při provozu pivovaru je třeba splnit celou řadu norem (Potravinářský kodex, potravinářská legislativa Ministerstva zemědělství ČR). Hlavním kontrolním orgánem je Česká zemědělská a potravinářská inspekce. Pivo jako alkoholický nápoj podléhá spotřební dani. Po sečtení všech nákladů se ukáže, že minipivovar je schopen pivo vyrábět za cenu mezi 7 až 30 Kč za litr. Rozpětí je to značně široké, nicméně na spodním kraji intervalu umožňuje minipivovaru už od počátku generovat určitý zisk (HOUSER, 2009). 2.2.2
Současný stav minipivovarů v ČR
Od roku 1991 vzniklo u nás kolem 90 minipivovarů. Některé z těchto minipivovarů ale již přestaly vyrábět. Jedná se například o podniky v Hradci Králové, Táboře, Rožnově pod Radhoštěm, Brně – Králově poli, Novém Jičíně, Slušovicích nebo v pražském Myslbeku a další (ČÁPKOVÁ et al.,1999). Vzrůstající zájem o pořízení si vlastního pivovaru lze pozorovat zejména v posledních letech. V roce 2001 bylo v České republice 27 minipivovarů. Ke konci roku 2008 jich u nás bylo 73. Počet minipivovarů postupně roste, vzniká jich více, než zaniká. Jejich boom a schopnost konkurovat zavedenější konkurenci je způsoben příznivým spojením hned několika okolností, mimo jiné mezi ně patří příliv turistů, kteří hledají speciality a nevadí jim vyšší cena, zvyšování životní úrovně v České republice, a to, že roste skupina tuzemců, kteří rádi zkoušejí nové věci, považují se za individuality a upřednostňují zvláštní výrobky a zážitky (KREUZIGEROVÁ, 2009). Pavel Vojta z firmy B-kontakt se domnívá, s ohledem na vzrůstají zájem o minipivovary v posledních 2 až 3 letech, že může do budoucna vzniknout dalších 100 až 200 minipivovarů. Prodejní cena v restauracích umožňuje, aby tento byznys byl výnosný (VOJTA, 2010). Vzniku nových minipivovarů napomáhá situace panující na českém trhu, kde je silná konkurence velkých pivovarnických společností ovládaných v podstatě zahraničními
- 11 -
pivovarnickými skupinami (Heineken, SABMiller, Anheuser-Busch InBev). Paradoxně to je modernizace, snižování nákladů a tlak na prodlužování trvanlivosti piva z velkých pivovarů, co působí pozitivně na rozvoj minipivovarů. Piva vyráběná ve velkém se z těchto důvodů stávají chuťově stejnými či velmi blízkými. A proto se prohlubuje rozdíl v chuti piva „průmyslového“ a vyráběného v menším objemu se zachováním tradičního způsobu výroby. Pivo z minipivovaru obsahuje kvasinky, které zaokrouhlují chuť a dávají pivu osobitý charakter, další předností je menší nasycení těchto piv CO2, což má pozitivní vliv na tzv. pitelnost piva. Pitelnost je do značné míry ovlivněna i teplotou při čepování. V minipivovarech je většinou pivo čepováno z výčepních tanků a jeho ideální teplotu určuje zkušený sládek, který zodpovídá i za jeho kvalitu. Pivo z minipivovaru je vždy čerstvé, protože se vyrábí podle potřeby. Toto pivo má omezenou trvanlivost z důvodu toho, že je nefiltrované a na rozdíl od pasterizovaného a filtrovaného piva nemůže být prodáváno delší dobu (ČÁPKOVÁ et al.,1999). 2.2.3
Technické vybavení minipivovarů
Výroba tradičního piva v minipivovarech je charakteristická průnikem vlastností homebreweringu a velkokapacitní výroby. Technologie minipivovaru musí být uzpůsobena ke splnění těchto podmínek za přijatelných pořizovacích i provozních nákladů. Základní technické požadavky jsou kladeny na prostor (ploše a výšce místností) a energii (el. energii, celkovém instalovaném příkonu a energii použitelné pro otop varny) (www 1). Tab. 1 Prostorová náročnost (www 4) Kapacita minipivovaru (hl/rok) Potřebná plocha (m2) Potřebná výška stropu pro varnu (m) Potřebná výška pro CK tanky
500 60 3 3
1000 90 3 3
3000 130 3, 8 3, 2
5000 170 3, 8 3, 2
10000 210 3, 8 4
15000 220 3, 8 4, 5
Většina minipivovarů má oddělené hlavní kvašení a dokvašování, a to buď v otevřených kádích tak v kvasných tancích. Objevují se i snahy o zjednodušení vybavení např. kombinací funkce rmutomladinové pánve a vířivé kádě. Naopak automatizace se v pivovarech soustřeďuje převážně jen na regulaci teploty. Cena automatizace je poměrně vysoká. Například pivovar s plně automatizovanou varnou je brněnský Pegas. Opačným směrem jdou naopak pivovary, které se vracejí ke klasické technologii z 19. století. Znovu se tak objevují varny s přímým ohřevem (Lautensack Plzeň,
- 12 -
Dětenice). Unikátní je znovuzrození trubkového chladiče mladiny (Pivovar Kostelec nad Černými Lesy). Dále můžeme vidět hlavní kvašení v dřevěných kádích a dokvašování v dřevěných sudech. Tento způsob výroby však představuje vyšší kvalitativní riziko, především v oblasti mikrobiologie. Na druhou stranu při pozitivním výsledku se pivo projevuje vynikající chutí s typickou chutí smoly ze sudů (POTĚŠIL, 2009).
Obr. 1 Schéma výrobního zařízení (materiály Pacovské strojírny, a.s.) 1 – šrotovník, 2 – varna, 3 – chladič s provzdušňovací svíčkou, 4 – kvasné kátě, 5 – ležácké tanky, 6 – stáčecí tanky, 7 – zásobník teplé vody, 8 – CIP nádoba, 9 – vzduchový kompresor, 10 – výrobník ledové vody, 11 – nádoba na kvasnice, 12 – naplavovací filtr, 13 – přetlačné tanky. Varny jsou zpravidla dvounádobové s integrovanou vířivou kádí (restaurační minipivovar) nebo s oddělenou vířivou kádí (minipivovar) o objemu vyrážené mladiny 5 - 20 hl na várku. Vyrobená mladina je zchlazována na zákvasnou teplotu ve dvoustupňovém, studniční vodou a ledovou vodou chlazeném deskovém výměníku. Kvasné kádě v minipivovarech lze mít jako otevřené válcové nádoby, nebo s víkem. Pro zajištění kvalitního průběhu kvašení je mladina provzdušňována sterilním vzduchem pomocí nerezové svíčky. Při kvašení mladiny a zrání piva má provozovatel možnost
- 13 -
volit jednofázové nebo klasické dvoufázové kvašení. Kvasné nádoby, ležácké, cylindrokónické, přetlačné a stáčecí tanky jsou chlazeny prostřednictvím ledové vody nebo glykolem z výrobníků (www 3). Po ukončení dokvašování je možno v restauraci podávat nefiltrované kvasnicové pivo, nebo provádět jeho filtraci pomocí naplavovacího křemelinového filtru a následné stáčení do speciálních stáčecích tanků (www 4).
2.3 Suroviny pro výrobu piva 2.3.1 Voda V pivovarství se užívá velké množství vody. Aktuální množství vody používané k výrobě piva dosahuje až třicetinásobku objemu vyráběného piva. Běžně pivo obsahuje mezi 91 až 98 % vody (BRIGGS et al., 2004). Voda v pivovarství se dělí do tří skupin dle účelu použití: varní voda, mycí a sterilační a provozní voda. Pivovary mají k dispozici vody spodní a povrchové. Nejdůležitějšími kationty obsažené v přírodních vodách jsou: (H+), Na+, K+, NH4+,Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+. Mezi nejdůležitější aniony patří: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, SiO32- (BASAŘOVÁ et al., 2010). Důležitým kritériem pro posuzování vhodnosti vody k určitým technologickým aplikacím je tzv. tvrdost vody, což je buď součet obsahu vápenatých, hořečnatých a barnatých iontů, nebo se termínem tvrdost vody označuje obsah všech kationů s nábojovým číslem větším než 1. Pro tvrdost vody jsou používány různé definované jednotky (např. Německý stupeň, Francouzský stupeň apod.) (PITTER,1999). 2.3.1.1 Acidobazické účinky soli Procesy probíhající při výrobě piva jsou zásadně ovlivňovány aktuální hodnotou pH vody. Hydrogenuhličitanové ionty při reakcích, probíhajících při vyšších teplotách, spotřebovávají ionty H+, snižují aciditu a uvolňují oxid uhličitý: HCO3- + H+ → H2O + CO2 Reakci rmutů ve varním procesu zajišťují disociované dihydrogenfosforečnany (H2PO4-), hydrogenfosforečnany (HPO42-) a fosforečnany (PO4-) sladu, z nichž prvé vykazují kyselou reakci, druhé slabě alkalickou reakci a třetí alkalickou. Podle vlivu na pH se varní vody rozdělují na: - soli snižující kyselost: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, NaHCO3, NaCO3 - soli zvyšující kyselost: CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2 - 14 -
- soli neutrální: Na2SO4, K2SO4, NaCl, KCl, NaNO3, KNO3 Obsah iontů a jiných složek piva má vliv na proces výroby, kvalitu a charakteristické vlastnosti určitého piva. Přidávání chloru či uhličitanu vápenatého tlumí přibarvování rmutů, vyluhování barevných látek, polyfenolů a kyseliny křemičité při vyslazování, a tím se snižuje nebezpečí nadměrného přibarvování mladiny (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.3.2 Chmel Chmel jako jedna ze tří základních pivovarských surovin je v širokém slova smyslu představována usušenými chmelovými hlávkami samičích rostlin (BASAŘOVÁ et al., 1985). Jsou známy tři druhy chmele a to Humulus lupulus, H. japonicus a H. yunnanensis. H. lupulus se většinou pěstuje na severní polokouli mezi 35 a 55 rovnoběžníkem. Na jižní polokouli se pěstuje v Austrálii, na Novém Zélandu a v Jižní Africe. Mezi největší producenty
chmele (v tunách) patří Německo (31 500 tun
v r. 2002), USA (25 815 v r. 2002) a Čína (14 167 v r. 2002). Pro srovnání v ČR bylo v roce 2002 vypěstováno 6 200 tun chmele ( BRIGGS et al., 2004). Chmel
poskytuje
pivu
typickou
hořkou
chuť
piva,
přispívá
k tvorbě
charakteristického aroma a má další technologicky důležité vlastnosti. Složky chmele působí jako srážecí činidlo při vylučování vysokomolekulárních dusíkatých látek mladiny, ovlivňují pěnivost a mají baktericidní a konzervační účinek (BASAŘOVÁ et al., 1985). V tabulce 2 jsou uvedeny kvalitativní parametry chmele, které jsou stanovené tržním řádem. Tab. 2 Kvalitativní parametry chmele stanovené tržním řádem (KROFTA, 2008) Jakostní znak Standardní jakost Konduktometrická hodnota v orig.* 2,6 % a více – Žatecký poloraný červeňák 4,0 % a více – Sládek 6,5 % a více – Bor 7,0 % a více – Premiant Rozplevení Do 30 % Otluky Do 15 % Poškození škůdci a chorobami Do 15 % (nepřipouští se zbytky mšice) Barva hlávek Zlato až žlutozelená Barva lupulinu Světle žlutá až žlutá, lesklá Biologický vzrůst hlávek Hlávky dobře vzrostlé, vyrovnané,vyzrálé Vlhkost Do 12 % Chmelové příměsi Do 3 % Cizí příměsi Bez cizích příměsí *konduktometrická hodnota chmele se stanoví dle metody ČSN 46 2520-15
- 15 -
2.3.2.1 Chemické složení chmele Chemické složení chmele se sestává z primárních (proteiny, sacharidy, lipidy) a sekundárních metabolitů (pryskyřice, silice, polyfenoly). Z pivovarského hlediska jsou nejdůležitější složkou chmelové pryskyřice, především alfa a beta kyseliny, které jsou prekluzory hořké chuti piva. Celosvětově byl zaznamenán postupný pokles dávky α-hořkých kyselin v pivech (z průměrné hodnoty 0,9 g/hl piva v roce 1970 na 6,2 g/hl v roce 2000). Při výrobě českých piv je dávka α-hořkých kyselin nad světovým průměrem a pohybuje se okolo 9,0 g/hl (BASAŘOVÁ et al., 2010). Tab. 3 Složení chmelových hlávek u českých aromatických odrůd – Žateckého poloraného červeňáka, Sládka a Harmonie (NESVADBA, 2007)
Chmelové silice jsou zodpovědné za chmelové aroma piva, stejně jako vůni chmele. Převážný podíl chmele tvoří terpenické uhlovodíky myrcen, karyofylen, humulon, farnesen a selineny. Obsah silic ve chmelu se pohybuje převážně v rozmezí 0,5 až 3,0 % hmotnostních. Všeobecně je přijímán názor, že chmelové aroma piva tvoří komplex senzoricky aktivních látek, pocházející jednak ze surovin, tak i látek, které vznikají při kvašení mladiny (KROFTA, 2010).
- 16 -
Obr. 2 Schéma dělení účinných chmelových látek (KOSAŘ et al., 2000) 2.3.3
Ječmen
Ječmen je stěžejní surovina pro výrobu sladu, který je jednou ze základních surovin pro výrobu piva. Počátky pěstování ječmene zasahují do období 10 tisíc let př.n.l. a to do oblasti Babylonie a Egypta. Pěstování ječmene na území České republiky podle archeologických nálezů spadá do období 5 tisíc let př.n.l. Pro výrobu sladu se používají ječmeny dvouřadé (Hordeum distichum), které tvoří hlavní skupinu sladovnických ječmenů, převažují odrůdy jarní, méně se uplatňují odrůdy ozimé. Pro zpracovatelský sladařský průmysl jsou vhodné ječmeny s vysokým obsahem extraktu, optimálním podílem bílkovin (11,5 % v suš.) a dobře zpracovatelný (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.3.3.1
Chemické složení ječmene
Ječmen obsahuje 80 – 88 % sušiny a 12 – 20 % vody. Sušinu tvoří organické látky dusíkaté a bezdusíkaté sloučeniny a anorganické látky (BASAŘOVÁ et al., 1985). Obsah vody je důležitým ukazatelem. Při přesoušení ječmene se nesmí překročit teplota 40 °C (DANĚK, 1980) a vlhkost nesmí klesnout pod 10 %, aby nedošlo k poškození klíčivosti (PELIKÁN et al.,1996). - 17 -
Škrob patří k nejdůležitějším látkám zrna. Škrob ve studené vodě přijímá mechanicky vodu a bobtná. Zrna škrobu bobtnáním zvětšují svůj objem, za vyšší teploty obal škrobových zrn praská, škrob mazovatí a vytváří se koloidní roztok. Teplota mazovatění ječného škrobu je 80 °C, sladového škrobu 50 – 56 °C. Ječné zrno obsahuje 10 až 14 % neškrobových polysacharidů: celulosy, hemicelulosy,
dalších
polysacharidů
(glykanů)
a
ligninu.
Zvýšené
hladiny
neškrobových polysacharidů ve sladu, a to nejen β-glukanů ale i pentosanů, ovlivňují viskozitu sladiny i piva a mohou způsobovat závažné problémy při scezování sladiny i filtraci piva (BASAŘOVÁ et al., 2010). Základním monosacharidem je glukóza. Působením α-amylázy vzniká více dextrinů a méně maltózy, působením β-amylázy vzniká méně dextrinů a více maltózy. Amyloa erytrodextriny jsou nezkvasitelné, archodextriny jsou zkvasitelné již částečně a maltóza dokonale. Obsah bílkovin se uplatňuje při tvorbě pěny, plnosti a chuti piva. Štěpné produkty bílkovin – albuminy, peptony, jsou látky blízké proteinům, ale teplem se nesrážejí. Jsou koloidní povahy a podporují pěnivost piva (DANĚK, 1980). Proteiny v ječmeni jsou albuminy 12,1 %, globuliny 8,4 %, prolaminy 25 % a gluteliny 54,5 % (BASAŘOVÁ et al., 2010). Další látky, které ovlivňují viskozitu sladiny a stabilitu pěny piva jsou gumovité látky. Lipidy ječného zrna jsou zdrojem energie, přičemž převážná jejich část zůstává v mlátě. Jejich obsah v zrně se pohybuje mezi 2,5 – 3 % (PELIKÁN et al., 1996). 2.3.3.2
Enzymy ječmene
Technologický proces výroby sladu a piva je závislý na činnosti celé škály enzymů, které působí při klíčení sladu, přípravě mladiny (ječné resp. sladové enzymy) a při kvašení mladiny (kvasničné enzymy) (BASAŘOVÁ et al., 1985). Při sladování a výrobě piva se uplatňují hlavně tyto typy enzymů: fosfatázy – odštěpují z organických látek kyselinu fosforečnou ve formě fosforečnanů. Vytvářením slabě kyselé reakce připravují optimální prostředí pro působení ostatních enzymů. amylázy – štěpí škrob až na maltózu. Amyláza se skládá z α-amylázy a β-amylázy. α-amyláza působí převážně ztekucení škrobu a jeho přeměnu na dextriny, je citlivější na pH (5,5 – 6) a snáší vyšší teploty (72 – 75 °C), zatímco β-amyláza má zcukřující
- 18 -
účinek, přeměňuje dextriny na škrob a maltózu, nesnáší vyšší teploty ( optimální teplota je 60 až 62,5 °C, ale snáší nižší pH (4,0 – 5,75). cytázy – štěpí hemicelulózu, a tím mění zrno z tvrdého na měkký. Tento proces je nazýván rozluštění a podle něj se posuzuje kvalita zeleného sladu. Rozluštění zpřístupní škrobová zrna endospermu pro působení dalších enzymů. proteázy – štěpí bílkoviny. proteinázy – štěpí bílkoviny na albumózy, peptony a polypeptidy proteázy. peptidázy – štěpí polypeptidy až na aminokyseliny (DANĚK, 1980). 2.3.4
Pivovarské kvasinky
Důležitá role kvasinek v technologii přípravy piva byla objevena až v druhé polovině 19. století. Francouzský mikrobiolog Luis Pasteur prokázal, že kvašení piva způsobené kvasinkami probíhá v nepřítomnosti kyslíku. Před ním T. Schwann pozoroval kvasinky pod drobnohledem a nazval je „Zuckerpilz“ (cukerná houba) a z tohoto označení bylo později odvozeno dnešní označení kvasinek „Sacharomyces“ (z řeckého sacharus cukr a maces houba) (BASAŘOVÁ et al., 1985). 2.3.4.1
Zařazení a klasifikace pivovarských kvasinek
Pojem pivovarské kvasinky zahrnuje dva druhy, Sacharomyces carlbergensis Hansen a Sacharomyces cerevisiae Hansen, které se vzájemně liší především typem zkvašování rafinosy. Sacharomices carlbergensis zkvašuje rafinosu úplně, zatímco Sacharomyces crevisiae pouze z jedné třetiny. Po technologické stránce se oba druhy liší typem kvašení. Pro kvasinky Sacharomyces carlbergensis je typické kvašení spodní, při němž se v konečné fázi kvasinky shlukují ve vločky a sedimentují na dně kvasné nádoby. Sacharomyces cerevisiae je zpravidla původcem svrchního kvašení, které se vyznačuje tím, že většina kvasinek je vynášena k hladině kvasící mladiny a tvoří na ní hustou pěnu (tzv. „deku“) (BENDOVÁ, 1981). Znaky, kterými se liší kmeny spodních a svrchních pivovarských kvasinek jsou uvedeny v následují tabulce 4.
- 19 -
Tab. 4 Rozdíly mezi spodními a svrchními pivovarskými kvasinkami (BASAŘOVÁ et al., 1985) Sacharomyces carlbegensis Sacharomyces cerevisiae Zkvašování rafinosy
Úplně
Částečně
Enzym melibiasa
Obsahují
Neobsahují
Shromažďování kvasnic
V sedimentu
V dece
Teplota kvašení
6 – 8 °C
15 – 25 °C
Minimální teplota kvašení
0 °C
10 °C
Povrchový náboj
Záporný
Kladný
Reakce s bublinkami CO2
Nereagují
Adsorpce
Respirační aktivita
Nižší
Vyšší
Optimální teplota sporulace 25 °C
30 – 35 °C
Tvorba spor
Obtížná
Snadná
Produkce sirovodíku
Nižší
Vyšší
Obsah popela
8 – 10%
5–9%
2.3.4.2 Morfologie a cytologie pivovarských kvasinek Zpravidla jsou pivovarské kvasinky mírně oválného tvaru s délkou 6 až 10 µm a s šířkou 5 až 8 µm. Rozměry a tvar buněk určují velikost plochy povrchu a tím i možnost transportu a metabolismu kvasničné kultury. Buňky kvasinek se skládají z buněčné stěny, plazmatické membrány, cytoplazmy a jádra. Buněčná stěna a plazmatická membrána zprostředkují transport živin a produktů metabolismu (BASAŘOVÁ et al., 1985). Vykazují-li kvasinky značné tvarové nepravidelnosti, nepřístupnou mez cizím mikroorganismům, nebo při vitálním testu je více než 5 % mrtvých buněk, nemůžeme je použít k zakvašení mladiny (TVRDOŇ, 1992). 2.3.4.3 Metabolismus pivovarských kvasinek Metabolismus pivovarských kvasinek zahrnuje procesy katabolické a anabolické. Pro pivovarské kvasinky je typický metabolismus v prostředí mladiny, kde je hlavním biochemickým pochodem glykolýza. Pro veškerý metabolismus je základní podmínkou transport matabolizovatelných a dalších látek do buňky. Metabolické děje kvasinek jsou velmi ovlivňovány koncentrací zinku, a to jak v kvasícím médiu, tak i v buňkách. Deficit zinku v mladině se částečně vyrovnává
- 20 -
spotřebou zinku obsaženého v kvasinkách. Při trvalém nedostatku se zpomaluje průběh kvašení a snižuje se stupeň prokvašení piva. Ag, Cd a Hg inhibují metabolické děje již při koncentraci 10 mg/l, Li, Ni, As, B a Cu v koncentraci 50 až 100 mg/l a Se až při koncentraci 500 až 600 mg/l. Velmi toxické jsou dusitanové ionty, ale i dusičnany (BASAŘOVÁ et al., 1985). 2.3.5
Slad
Lze předpokládat, že již mnoho let před naším letopočtem byl pro výrobu sladu používám ječmen setý (Hordeum sativum, L., lipnicovité, Poaceae). V novověku se hlavně v Evropě uplatnily pro výrobu pivovarského sladu ječmeny dvouřadé nící (Horedeum distichum var. Nutas). Na území České republiky převládala až do konce 18. století výroba sladů z pšenice seté. Piva z ječného sladu se připravovala méně. Pro speciální piva se používal oves setý (Avena sativa), což u nás vymizelo v 17. století. Díky reformátorovi českého pivovarství Františku Ondřeji Poupěti se od 18. století v Českém králoství připravoval slad hlavně z ječmene (BASAŘOVÁ et al., 2010). Zrno pro výrobu sladu musí být odrůdově jednotné a zrno musí mít stejný produkční původ zrna. Zrno musí být vyzrálé, protože nevyzrálé ječmeny obsahují zpravidla méně enzymů a více nízkomolekulárních látek, zejména cukrů a dusíkatých látek (PELIKÁN et al., 1999). V ČR
bylo
v roce
2008
činných
35
sladoven,
z toho
17
komerčních
a 18 pivovarských. Z toho komerční sladovny vyprodukovaly 393 927 tun sladu za rok což odpovídá 72,88 % z celkové roční výroby všech sladoven. Nejvíce se vyrábí slad plzeňského typu, který v roce 2008 tvořil 97,42 % z celkové výroby. Český slad tvoří také exportní surovinu, kde v roce 2008 představoval objem exportovaného sladu 43,67 % celkové výroby (PIVOVARSKÝ KALENDÁŘ, 2010). 2.3.5.1
Mechanická a fyzikální kritéria sladu
Hodnoty mechanických a fyzikálních kritérií mají významný vliv na zpracovatelnost sladu, optimální využití jeho extraktu a průběh výroby piva (BASAŘOVÁ et al., 2010). Mechanická a fyzikální kritéria jsou uvedeny v tabulce 5.
- 21 -
Tab. 5 Běžné hodnoty světlého sladu plzeňského typu a tmavého sladu mnichovského typu (BASAŘOVÁ et al., 1985) Rozbor
Světlý slad plzeňský
Mechanický rozbor Objemová hmotnost (kg) 55-58 HTZ v původním sladu (g) 32-35 Hustota 1,10-1,18 Moučnatost (%) 90-96 Vývin střelky ¾ až 1 (%) 70-75 Fyzikálně-mechanické znaky Obsah vody (%) 3,8-4,5 Extrakt v sušině (%) 79-83 pH 5,6-6,0 Rozdíl extraktu v jemném a hrubém mletí (DLFU 1,5-2,3 EBC) (%) Doba zcukření (min) 10-15 Barva kongresní sladiny (j. EBC) 3,0-4,2 Barva po pavaření (j. EBC) 5-6 Relativní extrakt při 45 ºC (%) 35-37 Diastatická mohutnost (j. W.K) 220-280 Celkový obsah bílkovin (%) 9,5-11,5 Kolbachovo číslo (%) 36-41 Formulový dusík (mg na 100 g sušiny) 160-200 120-150 α-aminodusík (mg na 100 g sušiny) 0,5-1,0 β-glukany ( % v sušině) Zdánlivý stupeň prokvašení (%) 75-78 Viskozita kongresní sladiny (mPa s) 1,5-1,6 40-70 α-amylasa (D.U.EBC) 46 β-amylasa (mm-imuchem Laurell) β-glukanasa (R.S.V.) > 800 Homogenita (%) > 70 Friabilita (%) 80-90 Modifikace (%) 80-95 Obsah nitrosaminů (µg * kg-1) < 2,5 Čistotoa odrůdy (%) > 90 2.3.6
Tmavý slad mnichovský 52-55 28-32 75-85 1,0-4,5 76-78 5,65-5,75 20-30 9,5-16 50-150 9,4-12,6 29-48 -
Výroba sladu 2.3.6.1 Nákup,příjem, čistění, třídění a skladování
Při příjemce ječmene se provádí základní rozbor podle kupní smlouvy. Po příjmu dojde k předčištění, kde dojde k odstranění prachu, lehkých a kovových částí. Při samotném čištění nejprve dojde k odstranění hrubých nečistot na aspirátoru, pak se odstraňují cizí příměsi a nakonec jemné příměsi (pluchy, sláma, prach, písek apod.) Následně se na triéru odstraňují půlky ječných zrn a kulatá zrna různých plevelů.
- 22 -
Třídění ječmene dle velikosti zrna je technologicky významné z hlediska docílení jednotného máčení, klíčení a získávání dokonale homogenního sladu. Vytříděný ječmen je tažen do sil podle odrůd a kvality (KOSAŘ et al., 2000). 2.3.6.2
Máčení ječmene
Cílem máčení ječmene je zvýšit obsah vody v zrnu. Množství vody v zrně se liší dle typu sladu 42 – 48 % a více, aby byl zajištěn optimální průběh klíčení a enzymových reakcí (PELIKÁN et al., 1996). Máčení je považováno za nejdůležitější úsek výroby sladu, který rozhoduje o jeho budoucí kvalitě. Technologicky důležité je vyprání ječmene, protože se z ječmene vyluhují barevné a hořké látky, kyselina křemičitá a bílkoviny z pluch. Tyto látky zhoršují senzorické vlastnosti piva a podporují tvorbu zákalu v pivě. K máčení by se měla používat čistá voda, maximální tvrdost do 6,25 mmol/l (35 °N), neutrální reakce. Nevhodné jsou vody s velkým obsahem organických látek, sloučenin Fe a Mn. Rychlost příjmu vody zrnem ovlivňují teplota vody, velikost a struktura zrna a provětrávání ječmene. Mezi technologie máčení patří vzdušné máčení, záplavové máčení, opakované máčení, sprchové máčení a klasické máčení. Celkové ztráty při máčení by neměly přesáhnout 3 % z hmotnosti namáčeného ječmene (KOSAŘ et al., 2000). 2.3.6.3
Klíčení ječmene
Cílem klíčení je aktivace enzymatického potenciálu, syntéza nových enzymů a docílení požadovaného stupně rozluštění zrna podle typu vyráběného sladu. Vyšší než žádoucí obsah enzymů je nežádoucí, protože snižuje obsah extraktu ve finálním výrobku. V průběhu klíčení probíhají změny morfologické (růst obilek, vývin střelky a kořínků), histologické (postupné měknutí endospermu) a změny metabolické (štěpení vysokomolekulárních rezervních látek) (PELIKÁN et al., 1996). Nejprve vzniká β-glukanasa, poté α-amylasa a proteasy. Podmínku pro vznik a zvyšování intenzity enzymů je zajištění dostatečného množství metabolické energie. Nepochybně nedůležitější enzymy sladu jsou amylasy, jejichž pomocí mohou být odbourávány škroby při rmutování. S dobou klíčení se zvyšuje i obsah α-amylasy. Při klíčení dochází ke snížení obsahu škrobu, avšak roste obsah cukrů. Ve sladu je přítomna hlavně glukosa, ale dále také fruktosa a sacharosa. Bílkoviny se při klíčení asi z 35 až 40 % z celkového obsahu převedou do rozpustné formy, při tom vznikají činností peptidas hlavně nízkomolekulární sloučeniny – aminokyseliny a oligopeptidy.
- 23 -
Při klíčení klíček proráží testu. Klíček však nesmí přerůst délku zrna. Při klíčení rozlišujeme následující stádia: mokrá, suchá, oschlá hromada (objevuje se první hlavní zárodečný kořínek), pukavka (objevují se další kořínky a pokračuje jejich růst), mladík (probíhají zde enzymatické přeměny), vyrovnaná hromada (délka kořínku a střelky se vyrovnává) a stará hromada (postupné zavadávání kořínků) (KOSAŘ et al., 2000). 2.3.6.4
Hvozdění zeleného sladu
Cílem hvozdění je zastavit klíčení a snížit obsah vody na 3 až 4 % u světlých a na 1,5 až 2 % u tmavých sladů, redukovat část enzymové aktivity, vytvořit chuťové, barevné a oxidoredukční látky, charakteristické pro jednotlivé typy sladů (PELIKÁN et al., 1996). Hvozdění je závěrečnou fází výroby sladu. Zelený slad je na hvozdě nejprve předsušen při teplotách do 60 °C, následně pak vyhřát a dotažen při teplotách od 80 do 105 °C. V průběhu hvozdění se tvoří barevné a aromatické látky, které jsou charakteristické pro daný druh sladu a piva. Reakce neenzymového hnědnutí (tvorba tzv. melanoidů), lze dělit na reakce karbonylových sloučenin s aminokyselinami a na reakce samotných karbonylových sloučenin. Pro výrobu světlého sladu je důležité, že oba typy reakcí probíhají při vyšší teplotě a při vyšším obsahu vody. Čím rychleji dochází k odstranění vody při předsoušení při nízkých teplotách, tím méně se tvoří enzymatickými reakcemi nízkomolekulární látky, které se mohou podílet na reakcích neenzymového hnědnutí (KOSAŘ et al., 2000).
2.4 Výroba piva Technologický postup výroby piva lze rozdělit do dvou fází výrobního procesu, a to na výrobu mladiny a výrobu piva (PELIKÁN et al., 1996). 2.4.1
Výroba mladiny
Mladina se připravuje ze sladu, z vody a chmele či chmelových přípravků ve varně pivovaru. Podmínky přípravy z hlediska složení a surovin se volí dle druhu vyráběného piva (BASAŘOVÁ et al., 2010). V následují tabulce 6 je uveden sled výrobních operací při výrobě mladiny, kde je bodově uveden hlavní popis činnosti, technologické zařízení a získaný produkt.
- 24 -
Tab. 6 Přehled výrobních operací při výrobě mladiny (KOŠAŘ et al., 2000) Název operace Čištění sladu
Popis činnosti
Kondiciování sladu Šrotování Vystírání Rmutování Scezování
Vyslazování Chmelovar
Odloučení hrubých kalů Chlazení mladiny Odloučení jemných kalů
Technologické zařízení Oddělení mechanických Čistička, nečistot včetně kovových odkaménkovač, příměsí a prachu magnet, aspirace Zvlhčení pluchy Kondicionovaní sladového zrna šnek + výdržník Rozdrcení sladu Šrotovník Smísení šrotu s vodou Vystírací pánev Řízený vzestup teploty, Vystírací a působení enzymů rmutovaní pánev Scezovací káď nebo Oddělení extraktivního roztoku od sladinový filtr nerozpustných zbytků zrna Vyloužení mláta horkou Zcezovací káď nebo vodou sladinový filtr Povaření sladiny Mladinová pánev pohromadě (předek a výstřelky) s chmelem Oddělení hrubých kalů Usazovací z mladiny káď,vířivá, odstředivka Ochlazení mladiny na Deskový chladič zákvasnou teplotu mladiny Částečné oddělení Usazovací káď, studených kalů odstředivka, filtr, z mladiny flotační tank
Získaný produkt Vyčištěný slad, odpady Zvlhčené sladové zrno Sladový šrot Vystírka Sladové dílo Předek
Výstřelky, mláto Horká mladina
Horká mladina, hrubý kal Studená mladina Studená mladina k zakvašení, odpadní kal
2.4.1.1 Mletí sladu – šrotování Cílem mletí sladu je dokonalé rozdrcení endospermu sladu na optimální podíl jemných a hrubších částic při zachování celistvosti obalů, důležitých při scezování sladiny. Na kvalitě šrotu závisí průběh varného procesu, výtěžek extraktu, kvalita mladiny a piva (PELIKÁN et al.,1996). Šrotování sladu je čistě mechanický proces. Složení šrotu zásadním způsobem ovlivňuje proces rmutování, scezování a varní výtěžek. U šrotu pro scezovací káď, je snaha co nejméně poškodit pluchu a dobře vymlít endosperm (KOSAŘ et al., 2000). Způsob mletí a podíl frakcí sladového šrotu se volí dle zařízení, které jsou k dispozici pro scezování, tj. oddělování sladového mláta od sladiny podle rozluštění sladu (BASAŘOVÁ et al., 2010).
- 25 -
Šrot pro scezovací káď má mít tedy nejlépe vymleté, minimálně poškozené pluchy, nízký podíl hrubé krupice a vysoký podíl jemné krupice. Naopak slad pro sladinový filtr má mít dobře rozemleté pluchy (KOSAŘ et al., 2000). 2.4.1.2
Vystírání
Účelem vystírání je dobře smíchat sladový šrot s nálevem varní vody. Převedení tuhých částí do roztoku pouhým smícháním s vodou je velmi omezené, protože slad obsahuje jen malý podíl ve vodě rozpustných látek. Množství rozpuštěných látek závisí na sypání (množství a složení surovin na várku), a objemu vody v hlavním nálevu (při vystírání se smíchá se sypáním). Pro světlá piva se volí větší nálev, aby se získal řidší rmut, ve kterém se při rmutování urychlují enzymové reakce podporuje se činnost amylolytických enzymů a tím i rychlejší zcukření sladiny. Při vystírání se smísí sypání s hlavním nálevem, což je množství vody použité na vystření. Při studené vystírce (teplota vody pod 20 °C) i teplé vystírce (kde je teplota vody 35 – 38 °C) bývá hlavní nálev rozdělen do dvou podílů. Na začátku vystírání se smíchá šrot s prvním podílem nálevu, který mu teplotu příslušného postupu vystírky. Poté se přimíchá jako druhý podíl nálevu horká voda, kterou se provede zapářka. Průměrně se používá 5 – 6 hl vody na 100 kg sypání. Následný nálev je voda potřebná pro vyslazení mláta v průběhu scezování a pro naředění předku na požadovanou koncentraci mladiny (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.4.1.3
Rmutování
Cílem rmutování je rozštěpit a převést optimální podíl extraktu surovin (sladu event. sladových náhražek) do roztoku v potřebném zastoupení jednotlivých látek důležitých pro další technologický postup a kvalitu piva. Toto se hlavně týká zkvasitelných cukrů. Rozhodují úlohu při rmutování mají amylolitické, proteolytické, kyselinotvorné a oxidačně-redukční enzymy (BASAŘOVÁ et al., 2010). Z enzymových reakcí převládá štěpení škrobu na zkvasitelné sacharidy, které probíhá pomocí dvou enzymů, α-amylazy a β-amylazy. α- amylasa katalyzuje rozklad škrobu na dextriny (dextrinogenní amylasa) kde při této reakci vzniká málo maltózy, naopak při reakci β-amylasy vzniká větší podíl maltosy (sacharogenní amylasa) (PELIKÁN et al., 1996). Štěpení škrobu probíhá ve třech stupních při působení fyzikálně-chemických a enzymových procesů. Jedná se o mazovatění, ztekucení a zcukření (KOSAŘ et al., 2000). Bobtnání a mazovatění škrobu závislý na teplotě a rychlosti zahřívání a na druhu
- 26 -
ječmene použitého pro výrobu sladu. Dále ztekucení škrobu, což je děj enzymový, kterým se postupně zkracují řetězce amylozy a amylopektinu až dojde ke zcukření (BASAŘOVÁ et al., 2010). α-amylasa vzniká při klíčení ječmene a katalyzuje hydrolitické štěpení α-1,4 glukosidických vazeb amylasy i amylopektinu uvnitř řetězce, přičemž koncové vazby nehydrolyzuje. Jejím působením dochází ke ztekucení a dextrinaci, projevují se rychlým poklesem viskozity. Zcukřující β-amyláza má vysokou schopnost katalyzovat štěpení rozpustného škrobu na maltosu. Z amylosy i amylopektinu odštěpuje glukosidické vazby, které se postupně mění na maltosu (PELIKÁN et al., 1996). Postupy rmutování se dělí na dekokční a infúzní. Dekokční postupy se realizují s postupným vyhříváním jednoho až tří podílů rmutu na technologicky důležité teploty a povařováním těchto podílů. Infuzní způsob zajištuje rozpouštění a štěpení extraktu sladu dlouhodobým účinkem sladových enzymů bez mechanického a tepelného působení povařování rmutů (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.4.1.4
Scezování a vyslazování mláta
Odrmutované dílo lez popsat jako hustou suspenzi mláta ve vodném roztoku extraktivních látek, tj. ve sladině. Obě tyto složky je třeba při scezování co nejdokonaleji oddělit. Proces scezování probíhá ve dvou fázích, a to scezování předku a vyslazování mláta (KOSAŘ et al., 2000). Nejdříve se tedy oddělí předek (roztok obsahující extraktivní látky sladu) od zbytků sladového šrotu neboli mláta. Následuje vyluhování extraktu zachycené v mlátě horkou vodou tzv. vyslazování. Takto získané vodní výluhy, výstřelky, po spojení s předkem dávají celkový objem sladiny pohromadě. Cílem scezování je tedy získat čirou sladinu a maximum extraktu. Důležitou úlohu v procesu scezování má míra degradace vysokomolekulárních látek docílená při rmutování, teplotní podmínky a procesní zařízení. Za hlavní sloučeniny zhoršující scezování jsou považovány β-glukany. Dále mají negativní vliv veškeré polysacharidy (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.4.1.5
Výroba mladiny – chmelovar
Účelem chmelovaru je sterilizace a zahuštění mladiny na optimální hodnotu, koagulace vysokomolekulárních látek a přechod hořkých látek z chmele do roztoku (PELIKÁN et al., 1996). Mezi cíle, kterých chceme během chmelovaru dosáhnout patří:
- 27 -
-
odpaření přebytečné vody a dále odpaření těkavých látek (chmelové silice, oxidační produkty aj.),
-
inaktivace enzymů,
-
sterilace mladiny a inhibice reziduální mikroflóry,
-
zajištění koagulace výšemolekulárních dusíkatých látek,
-
rozpuštění a izomerace hořkých látek chmele,
-
rozpuštění a upravení dalších složek chmele a chmelových produktů (polyfenoly, dusíkaté látky, lipidy aj.),
-
vytvoření produktů Maillardovi reakce,
-
vytvoření redukujících látek,
-
zajištění oxidační reakce,
-
zvýšení acidity (BASAŘOVÁ et al., 2010).
Uplatňuje se zde vliv doby a intenzity varu, pohybu a odparu, pH a přítomných tříslovin. Tyto činitelé působí na koagulaci bílkovin, na vznik komplexních sloučenin bílkovin s tříslovinami, na rozpustnost a chemické změny hořkých látek, na barvu mladiny a vznik redukujících látek. Míra koagulace vysokomolekulárních látek, tzv. lom mladiny, ovlivňuje organoleptické vlastnosti a koloidní stabilitu piva. Mladina má být dokonale čirá (PELIKÁN et al., 1996). Čím pozdější je dávka aromatického chmele, tím větší zbytkový podíl silic zůstává zachován v mladině a pivu (KOSAŘ et al., 2000). 2.4.1.6
Chlazení mladiny a filtrace
Vyrobená mladina ve varně pivovaru se musí před zakvašením ochladit na zákvasnou teplotu. Při ochlazení se současně provzdušní a vyloučí se z ní horké neboli hrubé kaly a částečně i jemné neboli chladové kaly. Tyto procesy probíhají od teploty blízké 100 ºC na teplotu 5 – 6 ºC pro tradiční „studené“ hlavní kvašení, na teplotu 10 – 15 ºC pro zrychlené kvasné procesy a na 12 – 18 ºC pro výrobu svrchně kvašených piv. Při chlazení se mladina sytí kyslíkem (BASAŘOVÁ et al., 2010). Hlavní podíl extraktu tvoří sacharidy s převahou maltosy. Ve světlých mladinách připadá na celkový extrakt 70 % i více maltosy, v mladinách pro tmavá piva 60 – 64 % i méně. Konečný stupeň prokvašení má u světlých piv dosáhnout hodnoty alespoň 80 %, u tmavých o 10 – 12 % méně. Dusíkatých látek připadá na celkový extrakt 3,1 až 5,6 %, pH mladiny kolísá od 5,5 – 5,8. Důležitou složkou mladiny jsou růstové látky, které
- 28 -
katalyzují životní funkce kvasinek. Jedná se především o vitaminy, kterých obsahuje sladová mladina dostatečné množství z ječmene (PELIKÁN et al., 1996). 2.4.2
Výroba piva 2.4.2.1 Hlavní kvašení
Cílem hlavního kvašení je neúplné prokvašení cukrů za tvorby etylalkoholu, CO2 a vedlejších produktů. Hlavním požadavkem je, aby mladina sespílaná k hlavnímu kvašení obsahovala co nejméně kalů a měla optimální zákvasnou teplotu (PELIKÁN, 1996). Při kvašení je vytvářen hlavní charakter piva, který je ovlivňován nejen hlavními produkty kvašení, ale i obsahem vyšších alkoholů, esterů, ketonů, aldehydů, sloučenin síry aj. (KOSAŘ et al, 2000). Mladinu zakvašujeme ihned po zchlazení, protože je vhodným prostředím nejen pro kulturní kvasinky, ale i pro mnoho dalších vesměs škodlivých mikroorganismů (TVRDOŇ, 1992). Technologické postupy hlavního kvašení se provádí tradičním stacionárním způsobem, nebo novější semikontinuální či kontinuální technologií. V současnosti převažuje stacionální postup v různých typech velkoobjemových nádob, s možností dvoufázového postupu, při němž hlavní kvašení a dokvašování probíhají v samostatných tancích, nebo s provedením obou fází fermentace v jednom tanku (BASAŘOVÁ et al., 2010). Hlavní kvašení probíhá v několika stádiích: 1. zaprašování – začíná za 12 – 24 h od stěn kádě tvorbou pěny, vyvolané unikajícím CO2, mírně stoupá teplota a klesá hodnota pH (PELIKÁN et al., 1996) a obsah extraktu se snižuje o 0,35 % za den (CHLÁDEK, 2007), kvasinky se dostávají do logaritmické fáze růstu (TVRDOŇ, 1992), 2. bílé kroužky – se tvoří přibližně za 3 dny, v době maximální tvorby CO2. Obsah extraktu klesá o 0,8 – 1,2 % za 24 h, hodnota pH z 5,6 na 4,7 4,9 a teplota stoupá o 0,5 – 0,8 ºC za 24 h (PELIKÁN et al., 1996), vylučováním chmelových pryskyřic, polyfenolbílkovinných sloučenin a zbytku hořkých kalů začínají kroužky tmavnout, jejich výška vzrůstá až na 30 cm a mění se v tzv. vysoké hnědé kroužky (TVRDOŇ, 1992), 3. vysoké hnědé kroužky – trvají přibližně 3 dny (PELIKÁN et al., 1996) a je to nejintenzivnější období činnosti kvasnic (CHLÁDEK, 2007). Vysrážené kaly jsou vynášeny na povrch kroužků. pH klesá na 4,4 – 4,6, obsah extraktu se snižuje o 1,0 – 1,5 % za 24 h. Teplota se zvyšuje a musí se začít chladit,
- 29 -
4. propadání deky – dochází k maximální sedimentaci kvasinek. Extrakt klesá již velmi pozvolna o 0,2 – 0,3 % za 24 h. kroužky se začínají propadat a deka se musí včas sebrat (PELIKÁN, 1996). Celková doba hlavního kvašení je zpravidla 6 až 10 dní a počet dnů by měl být stejný nebo nižší než původní extrakt (stupňovitost) mladiny (KOSAŘ et al., 2000). Teoretický výtěžek etanolu z hexosy je 51,10 %, z maltosy nebo sacharosy 53,8 %. Kromě hlavních produktů vzniká při kvašení celá řada dalších látek, z nichž mají na chuťový charakter piva největší vliv vyšší alkoholy, estery, organické kyseliny, aldehydy, sirné sloučeniny a diacetyl (PELIKÁN et al., 1996). 2.4.2.2
Dokvašování a zrání
Cílem dokvašování a zrání piva je pomalé zkvašování sacharidů při nízkých teplotách, sycení a fixace oxidu uhličitého se současným vyčeřením a zajištěním organoleptické zralosti piva. Dokvašování a zrání piva tradičním způsobem probíhá v ležáckých nádobách
v podzemních
sklepích
nebo
v izolovaných
chlazených
budovách,
v moderních postupech ve velkoobjemových izolovaných nádobách (Ashai-tanky, Uni-tanky a cylindrokónické tanky). Specifické je zrání a staření svrchně kvašených piv v lahvích. Během dokvašování a zrání piva nastává několik změn v původním složení zeleného sudovaného piva, a to v závislosti na teplotě, hradicím tlaku, době dokvašování a zrání piva a neposlední řadě na fyzikálně-chemickém stavu zeleného piva a vlastnostech použitého kmene kvasinek (BASAŘOVÁ et al., 2010). V praxi se provádí dokvašování a zrání piva tak, aby zbylý extrakt v mladém pivu postačil k vyhovujícímu nasycení CO2 a zbytek extraktu ve finálním výrobku byl minimální. U piva, které má dlouho ležet, musí dokvašování probíhat pozvolna, naopak při krátkém ležení musí dokvašování probíhat rychle. Jakmile se obsah extraktu přiblíží konečnému stupni prokvašení, musí se pivo vystavit nebo delším ležením se chuťově znehodnocuje. Pivo se nasytí CO2, který mu dává plnost a říz, na optimální hodnotu (0,30 – 0,45 %) během 14 dní, delší doby je zapotřebí pro jeho fyzikální a sorpční fixaci. Doba ležení je zpravidla u světlých piv 10º tři týdny, u ležáků 55 – 70 dní, u piv speciálních a exportních, silně chmelených 3 – 4 měsíce. Tmavá piva leží kratší dobu v závislosti od obsahu extraktu v mladině (PELIKÁN et al., 1996). Velmi důležité při dokvašování piva je čiření, které ovlivňuje průběh filtrace, pěnivost piva, chuť piva a koloidní stabilitu. Čiření je soustava procesů, během kterých dochází k mechanickému
- 30 -
vylučování kalů, adsorpci na povrchu a k řadě fyzikálně-chemických procesů. Kvasnice během čiření sedimentují (KOSAŘ et al., 2000). 2.4.2.3
Filtrace
Po ukončení kvasného procesu je pivo vyzrálé s požadovanými organoleptickými vlastnostmi. Bezprostředně před expedicí se však musí zbavit zbytků kalících látek a všech přítomných mikroorganismů, které snižují biologickou stabilitu a zhoršují chuť piva svými metabolity. Děje se tak filtrací, na níž přímo navazuje stáčení piva do expedičních nádob. Pivo se filtruje na speciálních filtrech různé konstrukce, za použití řady filtračních materiálů. Filtrace nesmí ovlivnit barvu, vůni a stabilitu pěny (PELIKÁN et al., 1996). Při filtraci filtrovaná kapalina protéká porézní filtrační přepážkou, na které se zachycuje pevná fáze a vytváří se sedimentační vrstva. Při filtraci se může uplatňovat síťový efekt (využití u cross-flow filtrace), mechanické zachycování částic ve filtrační vrstvě a adsorpční efekt (KOŠAŘ et al., 2000). Míra ostrosti filtrace je dána velikostí pórů filtrační vrstvy, množstvím a vlastnostmi kalících částeček. Suspendované částice, které se oddělují filtrací od čirého filtrátu, zahrnují mikroorganismy (kvasinky, bakterie) a zákalotvorné částice (bílkoviny, polyfenoly, kondenzované polyfenoly a jejich konglomeráty). Rozpustnost těchto látek klesá s klesající teplotou, takže ochlazením se z piva vylučují (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.4.2.4
Pasterace a další způsoby dosažení biologické stability
Cílem tepelné úpravy piva, pasterace, je zajištění jeho biologické stability (KOSAŘ et al., 2000). Pasterací se rozumí tepelná inaktivace mikroorganismů, které mohou způsobovat kažení piva. Mezi další způsoby dosažení biologické stability piva, které však v praxi nejsou rozšířené jako pasterace patří: -
ostrá filtrace EK-filtry a membránovými filtry (tzv. studená pasterace),
-
plnění piva za horka, což však snižuje organoleptické vlastnosti piva,
-
ozáření γ paprsky,
-
mikrovlnná sterilace,
-
dávkování chemických přípravků (např. diethylesteru kyseliny uhličité)
-
dávkování antibiotik, které však v řadě zemí není povoleno (BASAŘOVÁ et al., 2010).
- 31 -
2.4.2.5
Stáčení a expedice
Stáčení nápojů do přepravních obalů je stále komplikovanější proces, kde je nutné zajistit optimální podmínky dle fyzikálně-chemických vlastností s cílem zachovat jeho kvalitní vlastnosti (BASAŘOVÁ et al., 2010). Cílem stáčení piva je tedy převést pivo do transportních nádob, při minimálních ztrátách na hmotnosti a změnách jakosti. Jako transportních nádob se užívá sudů, láhví, plechovek a tanků. V celosvětovém měřítku se zvyšuje podíl malospotřebitelského balení (lahve, plechovky) a klesá podíl sudového piva. Nyní jsou dříve užívané dřevěné, později hliníkové sudy nahrazovány nerezovými sudy typu „KEG“ (PELIKÁN et al., 1996), které umožnily automatizovanou dopravu, mytí i plnění (BASAŘOVÁ et al., 2010).
2.5 Chemické složení piva Pivo představuje disperzní soustavu různých sloučenin. Navíc jde o koloidní roztok různých makromolekul – bílkovin, nukleových kyselin, sacharidů a lipidů. Chemické složení piva se mění v širokých mezích. V závislosti na extraktu původní mladiny a stupni prokvašení obsahuje pivo asi 2 – 6 % extraktivních látek. Hlavní součástí extraktu jsou sacharidy (dextriny, mono- a oligosacharidy, maltóza, maltotrióza, pentóza) a asi 6 – 9 % extraktu tvoří dusíkaté látky. V pivu jsou mimo jiné dále polyfenolové látky (cca 100 až 180 mg/l), hořké látky z chmele (cca 15 až 40 mg/l, barviva (melanoidy), glycerol, lipidy, heterocyklické látky a vitaminy (KELLNER, 2003). Složení piva závisí na množství a kvalitě přidávaných surovin tak i na způsobu jejich zpracování. V pivu bylo nalezeno více než 3 000 chemických látek, z toho více než 800 jich bylo identifikováno (RACEK, 2009). Chemické složení 12 % piva je uvedeno v tabulce 7. Podrobná znalost o chemickém složení piva a o vztahu jednotlivých atributů je důležité pro dosažení účinné kontroly kvality piva a pro dosažení lepších vlastností piva. Chemické složení piva závisí na několika faktorech včetně kvality vody, sladu, chmele, kvasnic a přesné receptury a způsobu vaření. Kvalita výsledného produktu je obvykle hodnocena především prostřednictvím vzhledu (barvy, vlastností pěny a čirosti), chuti (hořkost, sladkost apod.) a aroma (ALMEIDA et al., 2006). Nicméně vztah těchto vlastností s chemickým složením piva není plně známo, což ve skutečnosti brání úplné a dobře informované kontrole chemické a biochemické stránky produktu za účelem dosažení a kontroly specifické konečné vlastnosti. To znamená detailní - 32 -
a chemickou analýzu piva a přestože se v pivovarnictví provádí několik standardních chemických měření, je více kompletní celková chemická identifikace produktu. NMR (nuclear magnetic resonance) spektroskopie má schopnost detekovat současně několik skupin sloučenin v rozmezí koncentrací. V případě piva je vyžadován pouze odplyněný vzorek a NMR dokáže poskytnout rozsáhlé informace o složení během několika minut (DUARTE et al., 2002). Tab. 7 Chemické složení piva (12° pivo) (www 5) Složka
Obsah
Oxid uhličitý
3,5 – 5,5 g/l
Sacharidy (dextriny, maltosa, maltotriosa, glukosa…)
25 – 40 g/l
Dusíkaté látky
0,5 – 1 g/l (jako dusík)
Ethanol
35 – 42 g/l
Glycerol
0,5 – 3 g/l
2,3-butandiol
0,05 – 0,15 g/l
Ostatní alkoholy (C3-C5, furfurylalkohol, 2-fenylalkohol)
0,07 – 0,25 g/l
Fenolové látky
0,1 – 0,18 g/l
Hořké látky
20 – 35 mg/l
Minerální látky
0,8 – 2,4 g/l
Další složky: těkavé látky (aldehydy, ketony, estery, kyseliny), dikarboxylové kyseliny, SO2, vitaminy, nitrososloučeniny. 2.5.1
Hořké látky
Chmelové pryskyřice patří mezi hlavní technologicky významné složky chmele ovlivňující průběh výroby i kvalitu piva (BASAŘOVÁ et al., 2010). Jsou tvořeny řadou chemicky podobných látek, z nichž nejúčinnější je skupina α-hořkých a β-hořkých kyselin. Chemicky se jedná o složité organické sloučeniny, které snadno podléhají oxidaci a dalším chemickým přeměnám (DOBEŠOVÁ, 2010). Alfa i beta kyseliny jsou tvořeny několika analogy humulonu resp. lupulonu, lišících se strukturou bočního řetězce v pozici 2, viz obr. 3.
- 33 -
Obr. 3 Strukturní vzorec α-hořkých a β-hořkých kyselin (www 9) ((-CH2CH(CH3)2 – humulon, lupulon, -CH(CH3)2 – kohumulon, kolupulon, -CH2CH(CH3)2CH3 – adhumulon, adlupulon, -CH2CH3 – posthumulon, postlupulon -CH2CH2CH(CH3)2 – prehumulon, prelupulon)
α-Hořké kyseliny jsou tvořeny směsí sedmi dosud známých analogů humulonu: humulonu (35 – 70 %), kohumulunu (20 – 55 %), adhumulonu (10 – 15 %), prehumulonu (1 – 10 %) a posthumulonu (1 – 5 %). Iso-alfa-hořké kyseliny zvnikají při varu sladiny s chmelem či chmelovými přípravky. Jsou nejdůležitějšími produkty reakcí chmelových pryskyřic zajištujícími asi 85 % hořkosti piva. Při izomeraci se mění šestičlenný cyklus na pětičlenný, ale vznikají i další transformační produkty, které mají dvojnou vazbu v jiné poloze postranního řetězce. β-Hořké kyseliny jsou směsí pěti a více analogů nazývaných lupulon (30 – 55 %), kolupulon (20 – 50 %), adlupulon (5 – 10 %), prelupulon (1 – 3 %) a postlupulon. Množství a zastoupení jednotlivých sloučenin závisí na odrůdě chmele, pěstebních podmínkách a stádiu zralosti (BASAŘOVÁ et al., 2010). Alfa a beta kyseliny se ve varním procesu piva neuplatňují přímo. Během chmelovaru se izomerují na iso-alfa hořké kyseliny (alfa kyseliny) a hulupony (beta kyseliny), z nichž prvně jmenované jsou intenzivně hořké. Izomerované produkty jsou mnohem více rozpustné ve vodě než původní látky (KROFTA, 2009).
- 34 -
Obr. 4 Schéma isomerace alfa-hořkých kyselin na iso-alfa-hořké kyseliny (www 9) 2.5.2
Polyfenoly a fenolické kyseliny
Důležitou vlastností piva je jeho antioxidační schopnost. Antioxidanty likvidují volné radikály a tím zabraňují jejich škodlivému účinku v organismu. Pojem antioxidant zahrnuje rozsáhlé spektrum chemikálií a prvků jako např. od selenu přes vitamíny (např. C a E) až po fenolické sloučeniny, jako jsou polyfenoly a flavonoidy (KELLNER, 2003). Pivo obsahuje velmi široké spektrum polyfenolů a fenolických kyselin, které pocházejí jak ze sladu, tak z chmele. Některé jsou malé molekuly, např. kyselina ferulová
nebo
katechin.
Jiné
jsou
mnohem
větší
a
složitější
molekuly,
např. kondenzované flavonoidy, je popsáno několik set jednotlivých sloučenin. V pivu se polyfenoly vyskytují jako volné i vázané na cukry a bílkoviny. Jak je známo již dlouhou dobu, komplexy polyfenolů s bílkovinami jsou odpovědné za koloidní nestabilitu piva, tvorbu zákalů při skladování piva (MIKYŠKA, 2011). Mezi negativní vlivy oxidovaných a kondenzovaných forem polyfenolů patří také zvyšování barvy sladiny, mladiny i piva, zhoršují jeho chuťové vlastnosti a přispívají k tvorbě nebiologických zákalů ve stočeném pivě (BASAŘOVÁ et al., 2010).
- 35 -
Druhou důležitou vlastností polyfenolů jsou jejich antioxidační (antiradikálové) vlastnosti. Ty se pak projevují dvojím způsobem. Tak v průběhu výroby a skladování piva působí jako ochrana před vznikem nežádoucích senzoricky aktivních látek staré chuti, které vznikají oxidativními radikálovými reakcemi. Výzkum na tomto poli stále probíhá, míra působení různých polyfenolů je odlišná. Další pozitivní vlastnost je schopnost asociovat s polypeptidy a vylučovat kaly během chlazení mladiny. Pro konzumenta neméně významným efektem je to, že antioxidanty mají při konzumaci piva příznivý vliv na zdraví, jsou „lapači“ volných radikálů v lidském organismu. Antioxidanty likvidují volné radikály a tak zabraňují jejich škodlivému působení v organismu (např. iniciování rakoviny a cévních chorob). Čím je antioxidační kapacita vyšší, tím je pivo prospěšnější. Polyfenolům v pivu jsou přisuzovány účinky antimutagenní, antikarcinogenní, antimikrobiální, antitrombotické, antiflogistické (protizánětlivé), imunomodulační, dále regulují krevní tlak a krevní glukosu. Polyfenolové antioxidanty chrání před aterosklerózou, zvyšují rezistenci LDL cholesterolu proti oxidaci. Koncentrace polyfenolových antioxidantů v pivu závisí na použitých surovinách, zejména chmelu i na technologii výroby piva. Dekokční postup rmutování a použití aromatického chmele, zejména Žateckého poloraného červeňáku zvyšuje obsah antioxidantů v pivu. Jednotlivé účinné látky jsou obsaženy v malých koncentracích, řádově setiny až desítky miligramů v litru a tak pití piva není možno považovat za léčbu, ale za jednu z forem předcházení civilizačním chorobám (MIKYŠKA, 2011). 2.5.2.1
Dělení polyfenolů
Z chemického hlediska se jedná o široký soubor látek fenolické povahy. Vzhledem k jejich různorodosti nebyl dosud vypracován jednotný systém jejich systematického dělení, který by byl pivovarskými odborníky všeobecně přijat (VELÍŠEK, 1999). Tab. 8 Hlavní přestavitelé polyfenolů piva (VELÍŠEK, 1999) Flavonoidy
chalkony Flavanidy
flavonoly anthokyanidiny Kumarinové deriváty Chinony a ubichinony
- 36 -
flakony a izoflavony flavandioly flavanoly flavanony izoflavony a neoflavony
Štěpné produkty šestinových kyselin Deriváty kys. chlorogenové Volné fenoly kyselin Kumarinové deriváty se dále dělí buď na buď volné aglykony nebo glykosidy, jsou to např. laktony o-hydroxykyselin (skořicové a kumarinu aj.). Jednoduché fenolové kyseliny a štěpné produkty testinových kyselin na kys. syringovou, ferulovou, sinapovou, p-hydroxybenzoovou, vanilinovou a dále estery kyseliny gallové a ellagové. A dále na jednoduché fenolové kyseliny vázané ve formě glykosidů nebo esterů např. kyseliny skořicové, kávové aj. (VELÍŠEK, 1999). Jednoduché
polyfenoly
v českém
ležáku
jsou
nejvíce
zastoupeny
4-hydroxykumarinem (9,85 µg/l v průměru), dále p-hydroxymenzoovou kyselinou (6,15 µg/l v průměru), nariginem (3,88 µg/l) a ferulovou kyselinou (3,75 µg/l) (KELLNER et al., 2010). 2.5.2.2
Polyfenoly sladu
Asi 80 % fenolových sloučenin pochází ze sladu. Polyfenolové sloučeniny jsou obsaženy především v aleuronové vrstvě a v obalové části zrn. Mezi hlavní polyfenoly sladu patří fenolové kyseliny a flavonoidy ( barevné, bezbarvé), dále pak jednoduché fenoly, kondenzované a další polymerní fenoly, kumariny a chinony. V ječném zrnu byla nalezena široká paleta sloučenin s fenolovou strukturou, které mají antioxidační účinky (deriváty kyseliny benzoové, skořicové, proanthokyanidiny, kyanidiny, chinony, flavonoly, chalkony, flavony, flavanony a aminofenolové sloučeniny). Fenolové sloučeniny byly v cereáliích nalezeny jak ve volné, tak i vázané formě. Obvykle volné fenolové sloučeniny jsou proanthokyanidinynebo flavonoidy, zatímco vázané sloučeniny jsou esterové vázané do polymerů buněčné stěny (arabinoxylany, lignin). Ve vázaných polymerech je nejvíce zastoupena kyselina ferulová a její dehydrodimer. Flavan-3-oly představují hlavní třídu fenolů ječmene (DVOŘÁKOVÁ et al., 2010). 2.5.2.3
Polyfenoly chmele
Asi 20 % fenolových sloučenin obsažených v pivu pochází z chmele (DVOŘÁKOVÁ, et al., 2010). Chmelové polyfenoly představují jednoduché fenolové kyseliny (gallovou, hydroxyskořicovou, kávovou, koumarovou aj.) a jejich deriváty, dále polycyklické struktury nazývané flavonoidy. Množství a složení chmelových polyfenolů je závislé na odrůdě, ale například také na pěstební lokalitě a zpracování. Chmelové polyfenoly
- 37 -
mohou mít modifikační vliv na hořkost a plnost piva. Nejvyšší obsah celkových polyfenolů vykazující zpravidla jemné aromatické odrůdy, zejména „Žatecký poloraný červeňák“, u něhož se obsah pohybuje v rozsahu 3,5 až 4,5 %. Zvláštní skupinou chmelových polyfenolů tvoří tzv. prenylované flavonoidy. Převážný podíl prenylovaných flavonoidů tvoří xanthohumol (až 90 % celkových prenylfavonoidů). Jeho obsah ve chmelu může činit až 1 %. Z dalších zástupců se ve chmelu nachází desmethylxanthohumol, isoxanthohumol a 8-prenylnaringenin (DOBEŠOVÁ, 2010). 2.5.2.4 Stanovení polyfenolů Metody stanovení polyfenolů jsou rozděleny do dvou skupin a to analytické metody pro stanovení skupin polyfenolů a metody stanovení individuálních polyfenolů. Skupinové metody slouží ke stanovení anthokyanogenů, tanoidů a flavonoidů. Pro stanovení jednotlivých polyfenolů je nejpoužívanější metodou HPLC na reverzní fázi s různými druhy detekce UV-VIS, DAD (detektor s diodovým polem). Méně rozšířená je metoda GC ve spojení s MS detekcí, a to kvůli derivaci analytu. Dalšími metodami jsou papírová chromatografie (PC), chromatografie na tenké vrstvě (TLC) apod. (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006). V tabulce č. 9 jsou uvedené skupinové analytické metody. Tab. 9 Skupinové analytické metody (DVOŘÁKOVÁ et al., 2006) Metody stanovení skupin
Stanovení celkových
polyfenolů:
polyfenolů
Metoda EBC
Stanovení
Metoda dle Hartuse a
anthokyanogenů
Ricketse
Stanovení tanoidů
Metoda dle Chapona
Stanovení flavoniodů Pro stanovení individuálních polyfenolů je třeba provést extrakci a zkoncentrování stanovovaných látek. Dále se někdy zavádí frakcionace polyfenolů na fenolové kyseliny a neutrální látky. Pro samotné stanovení se pak používají chromatografické metody z nichž je nejpoužívanější metodou vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) na reverzní fázi.
- 38 -
2.5.3
Vitamíny
V pivu je obsaženo mnoho vitamínů ve významném množství. Pivo obsahuje všechny vitamíny skupiny B – pyridoxin, riboflavin, kobalamin, kyselinu pantotenovou, kyselinu listovou, thiamin a biotin, niacin, přičemž nejdůležitější je vitamin B2 riboflavin. Důležitý je rovněž vitamin B6 pyridoxin. Denní potřeba obou těchto vitaminů je při konzumaci 1 l piva kryta asi ze 17 %. Stejné procento je pokryto v případě biotinu, což je vitamin H. Jeden litr piva kryje dále 13 % denní potřeby niacinu, 8 % potřeby kyseliny pantothenové (vitamin B5) a zhruba 10 až 45 % kyseliny folové, resp. folátů (neboli solí kyseliny folové – listové, vitamin B11) (KELLNER, 2003). Prováděné výzkumy naznačují, že vitamíny B (B6, B9 a B12) mohou poskytovat konzumentům piva dodatečnou ochranu proti kardiovaskulárním onemocněním ve srovnání s konzumenty vína. Populační studie prováděné v různých zemích potvrzují, že umírněná konzumace piva snižuje hladinu homocysteinu a naznačují, že to může být spojeno s vysokým obsahem vitamínů B (MENNEN et al., 2003). V následují tabulce 10 je uveden průměrný obsah vitamínů u dvanáctistupňového světlého ležáku vyráběného v ČR. Tab. 10 Průměrný obsah vitamínů u dvanáctistupňového světlého ležáku vyráběného v ČR (EMMEROVÁ et al., 2007) Vitamíny Thiamin B1 Riboflavin B2 Niacin Pantotenová kyselina Pyridoxin B6 Kobalamin B12 Listová kyselina
V µg/l 70 250 5 000 1 200 300 2 200
Přídavek kyseliny askorbové v množství 20-30 mg/kg je prevencí tvorby tzv. chladových a oxidačních zákalů piva a prevencí nežádoucích změn chuti a aroma v důsledku oxidace, ke které dochází při pasteraci a skladování (VELÍŠEK, 1999). 2.5.4
Minerální látky
Pivo obsahuje více než 30 minerálů a stopových prvků, které pocházejí většinou ze sladu (KELLNER, 2003). Pivo obsahuje přibližně 1200 mg/l minerálií - draslík (300 - 600 mg/l) odpovídá přibližně 20 % doporučené denní dávky, hořčík (90 až 120 mg/l) odpovídá přibližně 45 % doporučené denní dávky, fosfor (300 až 700 mg/l)
- 39 -
odpovídá přibližně 40 % doporučené denní dávky, sodík (20 až 110 mg/l a měď (0,07 mg/l). Z toho vyplívá, že pivo obsahuje poměrně vysoký obsah draslíku a nízký obsah sodíku. Dále pivo obsahuje málo vápníku, ale je bohaté na hořčík, který přispívá k ochraně před žlučovými a ledvinovými kameny. Toto může být důvodem proč denní konzumace sklenice piva přispívá ke snížení rizika onemocnění ledvinovými kameny (HIROVONEN et al., 1999). Samozřejmě zde však může hrát velkou roli také vysoký příjem vody. Pivo má také příznivý vliv na zlepšování některých aspektů kostí, což je spojeno s obsahem křemíku, který se nachází ve fyziologicky využitelném stavu (SRIPANYAKORN et al., 2004). Křemík je známý také svým působením proti ateroskleróze a osteoartritidě (KELLNER, 2003). 2.5.5
Oxid siřičitý
Oxid siřičitý v pivu pochází ve většině z redukce síranů mladiny pivovarskými kvasinkami během hlavního kvašení. Předpokladem pro tvorbu oxidu siřičitého je aktivně kvasící kvasinka, kde tvorba ustává na konci fermentace, kdy jsou vyčerpány energetické zdroje pro konverzi síranu. Na počátku fermentace začíná mírná akcelerace po lag-fázi a rychle se zvyšuje po vyčerpání methioninu z média. Exkrece oxidu siřičitého je nízká po dobu pokračujícího růstu buněk, kdy jsou zvýšené požadavky na sirné aminokyseliny. Jakmile je růst ukončen, je stále aktivní cesta vedoucí ke konverzi síranu na siřičitan. Vylučování oxidu siřičitého je tím větší, čím více extraktu je zkvašeno po ukončení růstové fáze. Tvorba oxidu siřičitého závisí na řadě faktorů jako je teplota kvašení, zákvasná dávka, hodnota a složení původního extraktu mladiny. Oxid siřičitý má velký význam, protože jeho vyšší obsah způsobuje nežádoucí příchuť, avšak současně působí jako antioxidant a může vázat senzoricky nežádoucí karbonylové látky. Na druhé straně se tyto sloučeniny mohou později rozkládat na produkty charakteristické pro cizí chuť piva (BASAŘOVÁ et al., 2010). Přirozený obsah oxidu siřičitého nesmí v běžných pivech překročit 20 mg/dm3 a v kvasnicových sudových pivech 50 mg/dm3 (VELÍŠEK, 1999). Obsah SO2 v pivu se ale obvykle pohybuje v rozmezí 7 až 12 mg/l. Přídavek v podobě hydrogensiřičitanů dále potlačuje radikálové reakce a zpomaluje jak koloidní změny tak senzorické stárnutí piva. Externí dávkování oxidu siřičitého jako antioxidantu však v mnoha zemích není povoleno (BASAŘOVÁ et al., 2010).
- 40 -
2.5.6
Glycerol
Glycerol se tvoří během hlavní fermentace mladiny ve velkém množství, až 2 000 mg/l, v závislosti na obsahu zkvasitelných cukrů a míře jejich zkvašení (BASAŘOVÁ et al., 2010). V pivu glycerol přispívá k senzorickým vlastnostem. Stanovení glycerolu je důležité pro průmyslovou kontrolu kvality, což vyžaduje rychlou a spolehlivou metodu pro rutinní analýzu. Používají se zde metody využívající chromatografických technik nebo enzymatických reakcí (OLIVEIRA et al., 2006). 2.5.7
Diacetyl a ostatní vicinální diketony (2,3-pentandion)
V pivu vzniká diacetyl v důsledku štěpení aminokyselin. Důvody jeho vzniku mohou být různé např. kontaminace během kvašení, špatné pH vody, nevhodný režim kvašení atd. V podstatě každé pivo vyráběné klasickou metodou obsahuje diacetyl a právě tato látka mnohdy dotváří výsledný charakter piva, což se ve většině případů netýka piv, která nebyla kvašena na spilce (MAIER et al., 2006). Tyto látky se oddělí z piva destilací a v destilátu se stanoví spektrofotometricky po reakci s o-fenylendiaminem, který s vicinálními diketony poskytuje chinoxalinové deriváty. Měří se A335. Ke kalibraci se použije diacetyl. Obsah diacetylu v pivu by měl být nižší než 0,25 mg/l. Hodnota 0,25 mg/l již negativně ovlivňuje aroma a chuť piva (www 5).
2.6 Analytické parametry piva Cílem analýzy piva je ověření splnění požadavků kladených na vyrobený finální produkt a posouzení jeho jakosti (KOSAŘ, 2000). Chemické složení piv se liší dle použitých surovin i výrobních postupů, avšak všechna piva pak obsahují většinu stejných sloučenin. Hlavním analytickým znakem je obsah původního extraktu v hmotnostních procentech, popř. obsah alkoholu uváděný v hmotnostních nebo objemových procentech. Analýzy piva udávají jednotlivé analytiky (EBC, ASBC, IOB, MEBAK) (BASAŘOVÁ, 2010). Kvalitativní parametry pro České pivo jsou uvedeny v následující tabulce 11 (NAŘÍZENÍ RADY (ES) č. 510/2006).
- 41 -
Tab. 11 Kvalitativní parametry pro České pivo dle Nařízení rady ES č. 510/2006
Původní extrakt mladiny (% hmotnosti) Alkohol (% objemu) Barva (jednotky EBC) Hořké substance (jednotky EBC) pH Rozdíl mezi zdánlivým a dosažitelným prokvašením (% rel.) Polyfenoly (mg/l) 2.6.1
Světlý ležák
Tmavý ležák
Světlé výčepní pivo
Tmavé výčepní pivo
11,00-12,99
11,00-12,99
8,00-10,99
8,00-10,99 7,99
3,8-6,0
3,6-5,7
2,8-5,0
2,6-4,8
2,6-3,6
8,0-16,0
50-120
7,0-16,0
50-120
6,0-14,0
20-45
20-45
16-28
16-28
14-26
4,1-4,8
4,1-4,8
4,1-4,8
4,1-4,8
4,1-4,8
1,0-9,0
2,0-9,0
1,0-11,0
2,0-11,0
1,0-11,0
Lehké pivo
130-230
Původní extrakt mladiny a stupňovitost piva
Stupňovitost piva je definováno termínem „extrakt v původní mladině“, tedy EPM. Obsah alkoholu ve vyrobeném pivu je dán množstvím extraktu v mladině (CHLÁDEK, 2007). 2.6.1.1 Stanovení původního extraktu mladiny Původní extrakt mladiny se stanový na základně Vyhlášky č. 468 O stanovení vzorce pro výpočet extraktu původní mladiny před zkvašením a metodách určení extraktu původní mladiny dle zákona č. 353/2003 Sb. Extrakt původní mladiny je extraktivnost (obsah rozpuštěných látek) původní mladiny (% hm.) (KOSAŘ, 2000). Extrakt původní mladiny před zkvašením se stanoví dle velkého Ballingova vzorce nebo podle upraveného Ballingova vzorce. Pro přesné určení extraktu původní mladiny se jako rozhodčí metoda použije destilační metoda. Při sériových analýzách je možno extrakt původní mladiny stanvit refraktometricky nebo s pomocí automatických analyzátorů (Vyhláška č. 468/2003 Sb.).
Velký Ballingův vzorec:
p=
(2,0665 A + E
S
) ∗ 100
100 + 1,0665 A
Upravený Ballingův vzorec: p (%) = 2A + ES + K
- 42 -
p …… extrakt původní mladiny před zkvašením ES …. hmotnostní procento skutečného (nezkvašeného) extraktu piva, které se stanoví pyknometricky, popřípadě denzitometricky, po oddestilování alkoholu a doplnění destilovanou vodou na původní hmotnost vzorku A …. hmotnostní procento alkoholu stanovené v destilátu pyknometricky popřípadě denzitometricky K …. korekční činitel (Vyhláška č. 468/2003 Sb.) 2.6.2
Zdánlivý, skutečný a dosažitelný extrakt
Koncentrace piva vyjádřená v procentech je procentní obsah extraktu původní mladiny před zakvašením, ze kterého se pivo vyrobilo. Zdánlivý extrakt, což je extraktivnost piva zbaveného CO2 (% hm.), se stanový sacharometricky po oddestilování alkoholu z piva a doplnění destilovanou vodou na původní hmotnost vzorku. Uvádí se v hmotnostních procentech (KOSAŘ et al., 2000) . 2.6.3
Stanovení stupně dosažitelného prokvašení
Jedná se o stanovení celkového obsahu zkvasitelných látek v pivu. Vzorek se nechá prokvasit pivovarskými kvasnicemi předepsaným způsobem. Na základě změřených hodnot extraktu před začátkem kvašení a po jeho skončení se stanoví dosažitelné prokvašení (zdánlivé). Ve vzorku piva se stanoví hmotnostní zlomek extraktu při 20 °C. Ke vzorku se přidají, dle normy ČSN 56 0186-9, pivovarské kvasnice a nechá se zkvasit. Po skončení kvašení se vzorek přefiltruje a ve filtrátu se stanoví hmotnostní zlomek extraktu. Dosažitelné prokvašení se stanoví dle vzorce:
Pk (%) =
E → Ek ∗ 100 E
Pk
je dosažitelný stupeň prokvašení v %
E
hmotnostní zlomek extraktu sladiny před zakvašením v %
Ek
hmotnostní zlomek extraktu sladiny po prokvašení v %
- 43 -
2.7 Používané metody pro stanovení jednotlivých parametrů piva Jednotlivé parametry piva se dají stanovovat pomocí různých metod a zařízení. Obecně platí, že před vlastním stanovením se musí vzorek upravit. Před analýzou je nutno provést (kromě stanovení CO2) temperaci na teplotu místnosti dále odstranění CO2 třepáním piva v kónické baňce 30 minut a filtraci skládaným filtrem (zbaví se pěny) (www 5). Kromě metod níže uvedených se ke stanovování různých parametrů piva používá dále plynová chromatografie (GC) (VOLKA, 1997). Alkohol patří mezi jeden z hlavních analytických parametrů. Jeho stanovení můžeme provést dále pomocí optického měření doby pádu kapky kapaliny nesmísitelné s pivem nebo vyvážením speciálního
plováku
elektromagnetickou
silou,
destilací
a měřením
hustoty,
alkoholovým spalovacím senzorem, rychlostí ultrazvuku, spektrometrií v blízké infračervené oblasti (NIR), spektrometrií po reakci s činidlem, refraktometrií, enzymovou analýzou, kryoskopií nebo ebulioskopií. Nejběžnější, mimo níže zmíněných, je však měření pomocí číslicového denzitometru (BASAŘOVÁ et al., 2010). 2.7.1
Používané metody pro stanovení různým parametrů piva
V následují tabulce 12 je uveden přehled používaných metod pro stanovování jednotlivých parametrů piva a jejich základní charakteristika fungování.
- 44 -
Tab. 12 Používané metody pro stanovení různých parametrů piva PARAMETRY Metody stanovení a jejich základní charakteristika PIVA ALKOHOL
Plynová chromatografie – koncentrace složek ve vzorku se zjistí na základě stanovené plochy píků (VOLKA, 1997) Infračervená spektrometrie - analytická technika založená na měření absorpce elektromagnetického záření v rozsahu vlnových délek 0,76-100 µm (VOLKA, 1997) Pyknometr – stanoví se hustota destilátu a podle tabulek hustot vodných roztoků etanolu se zjistí hmotnostní zlomek alkoholu v pivě (ČSN 56 0186-5)
HUSTOTA
Denzitometr - pracuje na principu ladičky s měřením frekvence kmitů, oscilační frekvence se pak převádí na hustotu (BASAŘOVÁ, 2010)
BARVA
Vizuálně – v jednotkách EBC, porovnáním s roztoky jodu dle Brandovi stupnice: 1°B odpovídá koncentraci I2 0,5 mmol/l (www 5) Fotometricky - měřením absorbance vrstvy piva známé tloušťky při vlnové délce 430 nm a výpočtu jednotek EBC (ČSN 56 0186-8)
HOŘKOST
UV-spektrometr – stanovení hořkých látek (iso-α-hořké kyselin), které se extrahují z okyseleného piva izooktanem a následně se měří absorbance izooktanové vrstvy při 275 nm (ČSN 56 0186-10)
pH
pH-metr - pomocí pH-metru se skleněnou elektrodou (ČSN 56 0186-7)
ZÁKAL
Fotometr – stanovují míru zákalu piva dle EBC, měření velikosti částeček probíhá dle EBC za použití laseru (HVÍZDALOVÁ, 2008)
CO2
Manometricky – tj. měřením tlaku uvolněného CO2 (CO2 se stanovuje v originálním obalu) (www 5) 2.7.2
Automatický analyzátor
Z důvodů zdlouhavé manuální práce při analýze piva došlo k zavedení automatických analyzátorů. Z automatických analyzátorů byl nejrozšířenější přístroj SCABA, zakládající se na přesném měření hustoty piva denzitometrem a obsahu alkoholu spalovacím senzorem. Současně analyzátor měří barvu a pH piva. Přístroj se také může kalibrovat roztoky alkoholu, jejichž koncentrace se měří jak denzitometrem, tak
- 45 -
alkoholovým senzorem. Senzor je tak citlivý, že k měření postačuje přítomnost par ethanolu nad vzorkem při 20 °C. Na následujícím obrázku je znázorněno schéma přístroje SCABA (BASAŘOVÁ et al., 2010).
Obr. 5 Schéma analyzátoru SCABA (BASAŘOVÁ et al., 2010) 1 – termostat, 2 – hydrofobní filtr, 3 – alkoholový senzor, 4 – řízení rychlosti peristaltického čerpadla, 5 – ovládání otáček počítačem, 6 – hlavní vypínač, 7 – vodíková elektroda, 8 – regulátor průtoku vzduchu, 9 – průtokoměr, 10 – sušicí kolona, 11 – vzorkovač, 12 – ovládací ventil, 13 – měřící cela pro vodíkovou elektrodu, 14 – peristaltické čerpadlo, 15 – odpařovací cela, 16 – připojení k denzitometru, 17 – dva fotometry, 18 – densitometr, 19 – vzduchový filtr
K analýze piva se nyní používají analyzátory firmy PAAR, v nichž se kombinuje měření hustoty a infračervená spektrometrie. Mezi další nyní užívané analyzátory piva patří automatický analyzátor SKALAR, který používá fotometrický detektor. Analyzátor dávkuje do proudu vzorku příslušná činidla a jednotlivé segmenty reakční směsi odděluje bublinkami vzduchu nebo jiných plynů. Vzorek s činidly postupuje skleněnou spirálou, čímž se zajistí potřebné reakční doby. Fotometrický detektor měří koncentraci stanovované složky. Součástí přístroje mohou být i další separační prvky např. dialyzátor, mikrodestilátor apod. Takto lze automatizovat většinu obvyklých pivovarských analýz. K nejužívanějším rozborům patří stanovení biacetylu, hořkých látek, aminodusíku a oxidu siřičitého. Na obrázku 6 je znázorněn princip stanovení biacetylu v analyzátoru SKALAR – průtokový diagram (BASAŘOVÁ et al., 2010).
- 46 -
2.7.3
Kapalinová chromatografie - HPLC
Analytika piva využívá řadu analytických metod, jako jsou plynová a kapalinová chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektrometrii, UV/VIS-spektroskopie a další (BASAŘOVÁ et al., 2010). Kapalinová chromatografie (HPLC) umožňuje rychle a reprodukovatelně detekovat nepatrné množství látek za současného kvalitativního vyhodnocení. Vysoké účinnosti a rychlosti se dosahuje použitím náplňových kolon s velmi jemnými částicemi a vysokých průtoků kapalnou mobilní fází. Používají se vysokotlaká čerpadla, kontinuální detektory, dávkovací systémy a je umožněno dávkování vzorku bez narušení toku mobilní fáze (VOLKA, 1997). Schématické zobrazení kapalinového chromatografu, viz obrázek 6. Kapalinové chromatografie se využívá např. při stanovování obsahu alkoholu ve vzorku.
Obr. 6 Schématické uspořádání kapalinového chromatografu (www 10) 2.7.3.1
Teorie HPLC
Chromatografická separační metoda je založena na rovnovážné distribuci složek mezi dvě fáze, z nichž jedna je mobilní a druhá stacionární. Při dělení dochází k opakovanému vytváření rovnovážných stavů separovaných látek mezi mobilní a stacionární fází. Chromatografický systém se může natolik blížit rovnováze, že distribuci složky A mezi dvě fáze můžeme popsat distribuční konstantou KD, což je poměr rovnovážných koncentrací této složky [A] ve dvou koexistujících fázích, přičemž podle konvence se koncentrace složky ve fázi stacionární [A]S uvádí v čitateli:
- 47 -
KD =
[ A]s (nA) s Vm = ∗ [ A]m (nA)m Vs
kde (nA)s a (nA)m jsou látková množství složky A ve stacionální fázi, Vs a Vm jsou objemy stacionární a mobilní fáze. Protože pohyb mobilní fáze je trvalý, zabrání tak dosažení skutečné termodynamické rovnováhy a posune molekuly složek k další části stacionární fáze, kde se znovu vytvoří přibližně rovnovážný stav. Interakce složky a chromatografických fází jsou určujícím faktorem pro rychlost migrace složky v chromatografickém systému. Poměr látkového množství separované látky ve stacionární fázi k jejímu látkovému množství ve fázi mobilní udává kapacitní poměr k (tzv. kapacitní faktor). Charakteristickou veličinou pro každou separovanou látku v daném systému je eluční čas tR nebo eluční objem VR . Eluční čas je doba, která uplyne od nástřiku vzorku do dosažení maxima eluční křivky a eluční objem je protekly objem za tuto dobu. Mezi retenčním časem a objemem existuje vztah: VR = Fm * tR kde Fm je objemová rychlost v cm3/s (DOUŠA, 2002).
- 48 -
3 CÍL PRÁCE Cílem mé diplomové práce je přiblížit problematiku výroby piva se zaměřením na technologii výroby malých pivovarů. Dále bylo cílem navrhnout metody stanovení vybraných látek a parametrů v pivu jako je obsah alkoholu, dosažitelný stupeň prokvašení, skutečný extrakt, obsah ethanolu, glycerolu, maltózy aj. a stanovit vybrané analytické parametry u odebraných vzorků v pivovaru U Richarda v Brně – Žebětíně. Získané výsledky z různých měření vyhodnotit a provést statistické vyhodnocení.
- 49 -
4 METODY STANOVENÍ 4.1 Použité metody stanovení 4.1.1
Analýza pomocí přístroje FermentoStar
K měření byl použit automatický analyzátor FermentoStar (Německo). Zařízení se vyznačuje jednoduchou obsluhou a nízkými provozními náklady. Systém umožňuje až 20 rozdílných kalibrací pro jednotlivé produkty. Samotná kalibrace je prováděna dvoubodově. Mezi měrné veličiny tohoto zařízení patří alkohol (v %), původní sladina (v %), skutečný extrakt (v %) a zdánlivý extrakt (v %). Vzorek piva zbavený plynů (12 – 20 ml, opt. 16 ml) je nasáván do dvou měřících buněk. Modrá část pracuje na optickém principu, v podstatě obsahuje turbidimetr, který měří nerozpustnou část piva. Červená termální část měří při různých teplotách různé fyzikální veličiny např. tepelnou vodivost, koeficient teplotní roztaženosti (zejména alkoholu), stlačitelnost a tepelnou kapacitu, vedoucí k určení hustotu snižujících látek (alkohol) nebo zvyšující (extrakt). Vlastní výpočet je prováděn ve vestavěném procesoru (www 8). K měření byly použity běžné laboratorní potřeby a pomůcky. Na obrázku 7 je vyobrazen přístroj FermentoStar.
Obr. 7 Automatický analyzátor FermentoStar 4.1.2
Chemická analýza sacharidů a alkoholů metodou HPLC
Přístroje a zařízení Zařízení, které bylo použito k této metodě, bylo sestaveno převážně přístroji firmy Ecom. Sestava byla složena z dvoulistové pumpy LCP 4000, dávkovacího ventilu D, termostatu kolon LCO 101, kolony od firmy Labio, předklony HEMA BIO Q+Sb µm, diferenčního refraktometrického detektoru RIDK-102. Pro mobilní fázi byla použita
- 50 -
deionizovaná voda pro HPLC, použité standardy byly čistoty HPLC o koncentraci nástřiku 1 g/l a 0,5 g/l. Pro vyhodnocení byl použit program Charity verze 2.1.231. Chromatografické podmínky: - mobilní fáze: deionizovaná voda - teplota kolony: 50 °C - průtok mobilní fáze: 0,5 ml/min
Software: - pro vyhodnocení byl použit program Charity verze 2.1.231.
Podmínky analýzy: -
předkolona: ocelová 50x4 mm, Watrex
-
náplň předklony: HEMA BIO Q+Sb 10 µm
-
kolona: ocelová 8x250 mm
-
náplň kolony: Ostion LG KS 0800 Ca2+ 10 µm
-
nástřik: 5 µl
-
průměrný tlak: 8,7 MPa
-
detekce: refraktometrická
-
citlivost detektoru: 0,32
Pracovní postup: Pivo vytřepáním zbavíme CO2, následně zfiltrujeme přes filtrační papír, odstředíme v eppendorfově vialce veškerý zákal, a mikrostříkačkou vpravíme do dávkovacího ventilu kapalinového chromatografu.
4.2 Analyzované vzorky piva Pro analýzu byly použity vzorky ze 4 druhů alkoholického piva (viz tabulka 12) z minipivovaru U Richarda v Brně - Žebětíně, které byly odebírány celkem 14krát v daných časových intervalech v průběhu roku 2010 a 2011 (viz tabulka 13). Vzorky byly vždy odebírány duálně a měření fermentostarem bylo prováděno vždy třikrát. Objem hlavní varní nádoby v Pivovaru u Richarda činí 10 hl, scezovací kádě 5,5 hl. Techniku ohřevu provádějí parním vyvíječem – duplex. Jako technika chlazení je využívána jednak agregátem chlazená voda kolující v duplexu a dále agregát – výparník, zajišťující chlazení celého ležáckého sklepu. Spilka představuje 2krát 10 hl a - 51 -
1krát 20 hl. Ležácké tanky: 6krát 10 hl horizontální, 2krát 10 hl vertikální, 6krát 20 hl vertikální. Minipivovar U Richarda nemá sklad kvasnic, ty se zaváží na každou várku z pivovaru Starobrno, popř. z pivovaru Bernard. Sklad sudů představuje 200 kusů. V pivovaru funguje systém HACCP a k sanitaci se používá NaOH, HNO3 a Cl. Tab. 12 Odebírané vzorky piva 12º světlé pivo
Slad Plzeňský český
15º medový speciál *
Plzeňský český
12º višňové pivo
Plzeňský český
11º pšeničné pivo
30 % pšen.sladu a 70 % ječného
Chmel Granule premiant, poloraný žatecký červeňák
Voda Řád upravený změkčením a filtrem Granule premiant, Řád poloraný žatecký upravený červeňák změkčením a filtrem Granule premiant, Řád poloraný žatecký upravený červeňák změkčením a filtrem Poloraný žatecký Řád červeňák upravený změkčením a filtrem
*med lipový, přidává se ve všech stupních výroby *višňový sirup
Tab. 13 Termíny odběru vzorků v pivovaru u Richarda
Leden 2010 Únor 2010 Březen 2010 Duben 2010 Květen 2010 Červen 2010 Červenec 2010 Srpen 2010 Září 2010 Říjen 2010 Listopad 2010 Prosinec 2010 Leden 2011 Únor 2011
12º světlé pivo • • • • • • • • • • • • • •
15º medové pivo • • • • • • • • • • • • • •
- 52 -
12º višňové pivo • • • • • • • • • • • • • •
11º pšeničné pivo • • • • • • • • • • • • • •
5 VÝSLEDKY A DISKUZE 5.1 Výsledy analýzy pomocí přístroje FermentoStar U odebíraných vzorků se stanovoval, pomocí přístroje Fermentostar, skutečný extrakt, obsah alkoholu, původní stupňovitost mladiny a dosažitelný stupeň prokvašení. 5.1.1
12º světlé pivo Tab. 14 Stanovené parametry 12° piva pomocí FermentoStaru
Doba odběru I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
Es
obj. % alkoholu
PSM
DSP
2,44
5,04
12,02
79,64
2,1
5,15
11,89
81,79
2,4
5,06
11,93
79,68
2,45
5,07
11,78
79,6
2,8
4,9
12,2
76,49
2,75
4,86
12,06
76,67
2,6
5
11,91
78,86
2,64
4,95
11,82
77,26
2,15
5,1
12,17
80,35
2,47
5,09
11,86
79,82
2,16
5,11
12,15
80,33
2,9
4,3
11
74
2,15
5,07
11,79
80,68
2,45
4,98
11,72
78,71
parametry 12° piva
100 80 60 Es
40
obj. % alkoholu
20
PSM
II.11
Es I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
VIII.10
VII.10
VI.10
DSP DSP V.10
IV.10
III.10
II.10
I.10
0
termín odběru
Graf 1 Parametry 12° piva stanovené pomocí FermentoStaru - 53 -
Graf 2 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu se skutečným extraktem u 12º piva
Graf 3 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení ke skutečnému extraktu 12° piva
- 54 -
Graf 4 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu a stupně prokvašení 12° piva
Graf 5 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitostosti mladiny u 12° piva Z tabulky č. 14 a grafu č. 1 je patrné, že dvanáctistupňové pivo vyráběné z ječného sladu vykazuje v průběhu doby sledování značné výkyvy, které jsou nejvíce významné u dosažitelného stupně prokvašení, kde se hodnoty pohybují v rozmezí od 74 do 81,9 %. S tímto výkyvem souvisí i lehce kolísavé hodnoty skutečného extraktu, které se pohybovaly od 2,1 do 2,9 a obsahem alkoholu, jež se pohyboval v rozmezí 4,3 až 5,15. - 55 -
Podle BASAŘOVÉ a ČEPIČKY (1986) může být tato kolísavost způsobena různými podmínkami při prokvášení mladiny. NAŘÍZENÍ RADY (ES) č. 510/2006 však udává maximální hodnotu pro dosažitelný stupeň prokvašení 82 %. Z toho je patrné, že hodnocené 12° pivo splňuje požadavky nařízení. Z grafu č. 2 souvislosti obsahu alkoholu se skutečným extraktem můžeme odečíst hladinu spolehlivosti p = 0,0018 což statisticky hodnotíme jako vysoce průkazné. Z dalšího grafu č. 3, což je graf souvislosti stupně prokvašení ke skutečnému extraktu, můžeme rovněž usoudit, že naměřené hodnoty jsou statisticky průkazné, jelikož hodnota p nabývá pod 0,05. Z následujícího statistického bodového grafu (graf 4), kde je znázorněna souvislost obsahu alkoholu se stupněm prokvašení, můžeme odečíst, že závislost obsahu alkoholu na stupni prokvašení je vysoká (p = 0,00001), což je logické. V posledním bodovém grafu pro 12º pivo (graf 5), kde je znázorněna souvislost obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladiny, můžeme vidět, že spolu statisticky nesouvisí, protože p nabývá hodnot vyšších jak 0,05. Z těchto naměřených hodnot a jejich následného statistického vyhodnocení vyplývá, že stupňovitost se skutečným extraktem a alkoholem spolu souvisí a pouze původní stupňovitost mladiny s obsahem alkoholu spolu nesouvisí. 5.1.2
Medové pivo
Tab. 15 Stanovené parametry medového piva pomocí FermentoStaru Doba odběru Es I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
obj. % alkoholu
PSM
DSP
1,41
7,86
15,88
90,3
1,56
7,64
16,03
88,85
1,49
7,72
15,76
89,08
1,54
7,67
15,64
88,76
1,38
7,92
15,99
91,32
1,53
7,67
15,91
88,56
1,39
7,82
15,51
90,94
1,42
7,8
15,83
90,02
1,38
7,91
15,66
91,47
1,57
7,65
16
88,37
1,54
7,68
15,8
88,35
1,41
7,84
15,56
90,86
1,4
7,9
15,81
90,82
1,51
7,71
15,86
89,19
- 56 -
parametry medového piva
100 80 60 40
Es
20
obj. % alkoholu PSM
II.11
Es I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
VIII.10
VII.10
DSP VI.10
V.10
IV.10
III.10
II.10
I.10
0
termín odběru
Graf 6 Parametry medového piva stanovené pomocí FermentoStaru
Graf 7 Bodový graf souvislost stupně prokvašení ke skutečnému extraktu medového piva
- 57 -
Graf 8 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke stupni prokvašení medového piva
Graf 9 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u medového piva
- 58 -
Graf 10 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitostí mladiny u medového piva V tabulce č. 15 a grafu č. 6 jsou vyjádřené naměřené hodnoty medového piva, z čehož vyplývá zřejmý vyšší stupeň prokvašení. To je způsobeno surogací medem, což je pro toto pivo charakteristické. V používaném lipovém medu jsou obsažené jednoduché monosacharidy ( fruktóza a glukóza), které zkvašují společně s maltózou rychle a jako první, což se projevuje ve výsledku vyšším stupněm prokvašení a následně i menším obsahem skutečného extraktu. To se může projevovat na chuti piva, kde se pak piva jeví jako méně plná. To se ztotožňuje s CARVALHO (2009) studií používání energetických surovin (obsahujících jednoduché cukry) k výrobě piva. Po statistickém vyhodnocení naměřených hodnot můžeme zhodnocovat jednotlivé parametry. V grafu 7 je znázorněná souvislost stupně prokvašení se skutečným extraktem, kde platí přímá úměra, že čím vyšší je stupeň prokvašení tím nižší je hodnota skutečného extraktu, což se nám statisticky potvrdilo, jelikož hodnota p nabývá pod 0,05a souvislost je statisticky průkazná. Dále se u medového piva hodnotila souvislost stupně prokvašení s obsahem alkoholu, které se dle hodnoty p v grafu 8 prokázala také jako vysoce průkazná. Další posunovaná souvislost byla souvislost obsahu alkoholu se skutečným extraktem (viz graf 9), kde hodnoty p nabývaly rovněž pod 0,05, což nám statisticky potvrdilo souvislost mezi obsahem alkoholu a skutečným extraktem. V posledním statistickém bodovém grafu 10 souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitosti alkoholu se souvislost projevila jako statisticky neprůkazná, jelikož
- 59 -
hodnota p = 0,3144. To je dáno tím, že původní stupňovitost mladiny nesouvisí s obsahem alkoholu. 5.1.3
Ochucené višňové pivo
Tab. 16 Stanovené parametry ochuceného višňového piva pomocí FermentoStaru doba odběru
Es
I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
obj. % alkoholu
PSM
DSP
2,45
4,98
11,93
80,1
2,19
5,04
11,75
82,01
2,47
4,97
11,74
80,14
2,54
4,96
11,56
79,98
2,94
4,75
11,96
78,64
2,84
4,68
11,86
77,14
2,74
4,97
11,74
79,54
2,86
4,68
11,63
78,64
2,78
4,97
11,89
81,47
2,49
4,93
11,68
80,16
2,38
5,04
11,96
81,65
2,96
4,96
10,85
75,17
2,27
4,93
11,56
81,6
2,59
4,79
11,58
79,15
parametry višňového piva
100 80 60 40
Es
20
obj. % alkoholu
0
II.11
Es I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
DSP VIII.10
VII.10
VI.10
V.10
IV.10
III.10
II.10
I.10
PSM
termín odběru
Graf 11 Parametry ochuceného višňového piva stanovené pomocí FermentoStaru
- 60 -
Graf 12 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení a skutečného extraktu u ochuceného višňového piva
Graf 13 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k stupni prokvašení u ochuceného višňového piva
- 61 -
Graf 14 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u ochuceného višňového piva
Graf 15 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladiny u ochuceného višňového piva Višňové pivo v pivovaru U Richarda není vyráběno jako pravý cider, kde cider se podle MANGASE (2002) vyrábí technologií kvašení ovocného moštu, ale až přídavkem ovocného sirupu do hotového piva. Takže hodnoty višňového piva jsou velice blízké hodnotám, které byly naměřeny u 12° piva vařeného z ječného sladu, oproti které má ochucené višňové pivo pouze lehce zvýšenou hodnotu skutečného extraktu, což je způsobeno přídavkem ovocného sirupu do hotového piva. Sacharidy,
- 62 -
které jsou obsažené ve višňovém sirupu, navyšují obsah extraktivních látek v pivu (VERSTREPEN, 2003). Naměřené hodnoty byly statisticky zpracovány a v grafu 12 můžeme vidět, že souvislost stupně prokvašení se skutečným extraktem spolu statisticky souvisí, neboť hodnota p nabývá 0,0009, což hodnotíme jako statisticky vysoce průkazné. Z grafu 13, který vyjadřuje míru souvislosti obsahu alkoholu a stupeň prokvašení, vyplývá, že statistická průkaznost souvislosti výše zmíněných parametrů nabývá hodnot lehce přes 0,05 (přesně 0,0525) a musíme ji tedy označit za statisticky neprůkaznou. Neprůkaznost je způsobena přidávaným višňovým sirupem, který slouží u tohoto piva jako ochucovaní složka. Tento přídavek sirupu způsobí pokles obsahu alkoholu piva jeho naředěním, a zároveň i zvýší obsah extraktu, tím pádem sníží také hodnoty prokvašení. Jistý efekt může hrát i např. špatný odběr, nebo nehomogenita vzorku. Graf 14, udávající souvislost obsahu alkoholu a skutečného extraktu, vykazuje hladinu spolehlivosti p = 0,0221. Z posledního bodového grafu 15 pro statistiku, dle vypočteného p = 0,8306, vyplývá, že původní stupňovitost nesouvisí s obsahem alkoholu. 5.1.4
Pšeničné pivo
Tab. 17 Stanovené parametry pšeničného piva pomocí FermentoStaru doba odběru I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
Es
obj. % alkoholu
PSM
DSP
2,45
4,51
11,04
79,46
2,34
4,69
10,89
81,08
2,49
4,47
10,86
78,01
2,47
4,51
11,04
79,66
2,39
4,56
10,94
79,16
2,68
4,38
10,98
76,92
2,54
4,4
10,91
77,41
2,48
4,53
11,15
79,86
2,64
4,39
10,82
76,51
2,31
4,71
10,97
81,97
2,3
4,69
11,1
81,76
2,34
4,72
11,19
81,68
2,67
4,36
11,12
76,34
2,58
4,42
11,18
77,65
- 63 -
parametry pšeničného piva
100 80 60 40
Es
20
obj. % alkoholu
0
II.11
Es I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
DSP VIII.10
VII.10
VI.10
V.10
IV.10
III.10
II.10
I.10
PSM
termín odběru
Graf 16 Parametry pšeničného piva stanovené pomocí FermentoStaru
Graf 17 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení ke skutečnému extraktu u pšeničného piva
- 64 -
Graf 18 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke stupni prokvašení u pšeničného piva
Graf 19 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u pšeničného piva
- 65 -
Graf 20 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladině u pšeničného piva U pšeničného piva se používá přídavek pšeničného sladu, jehož fermentace probíhá více heterogenním způsobem. Díky pšeničnému sladu je kvašení rychlejší a doprovázené nárůstem specifických látek, jako jsou aldehydy, ketony, vyšší alkoholy a estery, které se podílejí na senzorickém charakteru piva (SCHIEBERLE, 2005). Charakter pšeničného piva více vykreslíme vložením citrónu do hotového natočeného piva. Jak je patrné z tabulky č. 17 a grafu 16, během celého roku docházelo při výrobě pšeničného piva pouze k nepatrným odchylkám ve sledovaných parametrech. Z naměřených dat jsme získali následují statistické údaje. Z grafu 17 je patrná vysoká hladina spolehlivosti (dáno p < 0,05) souvislosti stupně prokvašení a skutečného extraktu. Bodový graf 18, který znázorňuje závislost obsahu alkoholu a stupně prokvašení, ukazuje, že parametry obsah alkoholu a stupeň prokvašení spolu statisticky vysoce souvisí ( p < 0,05). Graf 19, kde je znázorněna závislost alkoholu ke skutečnému extraktu, nám rovněž ukazuje vysokou hladinu spolehlivosti p pod 0,05. Naopak v grafu 20, který znázorňuje závislost obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladiny, hodnota p je větší než 0,05 (p = 0,5670), z čehož vyplývá, že obsah alkoholu nesouvisí s původní stupňovitostí mladiny.
5.2 Výsledky chemické analýzy pomocí HPLC Vzorky byly analyzovány chemickou analýzou pomocí HPLC. Mezi stanovované parametry piva patřilo obsah oligosacharidů, maltózy, glycerolu a ethanolu.
- 66 -
5.2.1
12º pivo Tab. 18 Parametry 12º piva stanovené pomocí HPLC
doba odběru I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
oligosacharidy
maltóza
glycerol
ethanol
3,9
0,6
0,19
5
4,06
0,68
0,08
5,2
4,17
0,57
0,16
5,1
4,16
0,51
0,18
5,1
3,99
0,67
0,05
4,8
4,2
0,52
0,19
4,9
3,81
0,51
0,17
5,1
3,86
0,62
0,05
4,9
4,08
0,63
0,19
5
3,83
0,61
0,07
5,1
3,89
0,56
0,14
5,2
3,81
0,54
0,19
4,3
3,72
0,58
0,15
5,1
3,83
0,68
0,11
5,1
parametry 12° piva 6 5 4
glycerol II.11
I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
VIII.10
ethanol VII.10
0 VI.10
oligosacharidy
V.10
1
IV.10
maltóza
III.10
2
II.10
glycerol
I.10
3
termín odběru
Graf 21 parametry 12º piva stanoveného HPLC Naměřené hodnoty obsahu ethanolu u dvanáctistupňového piva (viz tabulka 18) odpovídá kvalitativním parametrům pro České pivo, dle Nařízení rady ES č. 510/2006, které stanovují obsah ethanolu pro světlý ležák v rozmezí 3,8 až 6,0 % objemu.
- 67 -
5.2.2
Medový speciál Tab. 19 Parametry medového piva stanovené pomocí HPLC
doba odběru I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
oligosacharidy
glycerol
ethanol
maltóza
5,14
0,37
7,8
0,91
4,68
0,5
7,5
0,88
4,74
0,28
7,6
0,78
4,86
0,34
7,5
0,97
4,47
0,25
7,8
0,73
4,7
0,32
7,7
0,91
4,41
0,41
7,9
0,9
4,96
0,47
7,7
0,91
4,3
0,42
7,9
0,79
5,02
0,32
7,7
0,87
4,96
0,3
7,8
0,94
4,62
0,41
7,7
0,9
4,64
0,25
7,9
0,87
4,57
0,34
7,8
0,76
parametry medového piva 8 6 4 glycerol 2 maltóza
glycerol II.11
termíny oběru
I.11
XII.10
XI.10
X.10
ethanol IX.10
VIII.10
VII.10
VI.10
V.10
IV.10
III.10
oligosacharidy II.10
I.10
0
Graf 22 Parametry medového piva stanoveného HPLC V porovnání s ostatními druhy piv vykazovalo medové pivo vyšší obsah maltózy (tab. 19), k čemuž může mimo jiné přispívat přídavek medu, který obsahuje glukózu a fruktózu, které při fermentaci zkvašují jako první. Zvýšený obsah ethanolu v pivu potom
nenutí
kvasinky
zakvášet
energeticky
- 68 -
méně
výhodné
disacharidy
a oligosacharidy, které jsou ve zbytkovém extraktu piva ve vyšších koncentracích než u piv bez přídavku medu. Rovněž koncentrace glycerolu (tab. 19) byla ze všech stanovovaných druhů piv nejvyšší u medového piva, což souvisí s obsahem zkvasitelných cukrů a s mírou jejich zkvašení. Glycerol má významné senzorické vlastnosti, kde se podílí na plnosti chuti, protože prodlužuje efekt ulpívání hořkosti (OLIVEIRA, 2006). Díky přídavku medu je u medového piva také nejvyšší obsah oligosacharidů a logicky i nejvyšší obsah ethanolu. 5.2.3
Višňové pivo Tab. 20 Parametry višňového piva stanovené pomocí HPLC
doba odběru I.10 II.10 III.10 IV.10 V.10 VI.10 VII.10 VIII.10 IX.10 X.10 XI.10 XII.10 I.11 II.11
oligosacharidy
glycerol
ethanol
maltóza
3,4
0,08
5
0,53
3,98
0,12
5
0,51
3,73
0,13
4,9
0,66
4,06
0,1
4,9
0,62
4,11
0,09
4,8
0,53
4,18
0,06
4,7
0,54
3,94
0,07
4,9
0,59
3,87
0,13
4,9
0,52
3,96
0,18
4,8
0,63
4,2
0,13
4,9
0,54
4,01
0,19
5
0,64
3,95
0,12
4,9
0,68
3,91
0,06
4,9
0,54
4,02
0,17
4,8
0,64
- 69 -
parametry višňového piva 5 4 3
I.11
II.11
termín odběru
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
ethanol VIII.10
VII.10
VI.10
oligosacharidy V.10
0
IV.10
maltóza III.10
1 II.10
glycerol
I.10
2
Graf 23 Parametry višňového piva stanoveného HPLC Naměřené hodnoty u višňového piva kopírují svými hodnotami hodnoty naměřené u 12° piva. Višňové pivo bylo vyrobeno podobně jako 12° pivo, avšak výroba se lišila přídavkem višňového sirupu do hotového piva. Tato skutečnost se projevuje i na zvýšeném obsahu všech měřených sacharidů. 5.2.4
Pšeničné pivo
Tab. 21 Parametry pšeničného piva stanovené pomocí HPLC doba odběru oligosacharidy glycerol ethanol maltóza I.10 3,3 0,16 4,5 0,54 II.10 4,06 0,08 4,7 0,65 III.10 3,86 0,11 4,5 0,54 IV.10 4,01 0,2 4,5 0,65 V.10 4,18 0,14 4,6 0,54 VI.10 4,1 0,12 4,4 0,47 VII.10 3,87 0,07 4,4 0,59 VIII.10 4,02 0,2 4,5 0,54 IX.10 4,05 0,16 4,4 0,63 X.10 3,92 0,11 4,8 0,58 XI.10 3,75 0,2 4,7 0,54 XII.10 3,83 0,12 4,7 0,62 I.11 4,08 0,17 4,4 0,67 II.11 4,17 0,16 4,5 0,57
- 70 -
parametry pšeničného piva 5 4 3
glycerol
2
maltóza
1
oligosacharidy ethanol ethanol glycerol II.11
I.11
XII.10
XI.10
X.10
IX.10
VIII.10
VII.10
VI.10
V.10
IV.10
III.10
II.10
I.10
0
termíny odběru
Graf 24 Parametry pšeničného piva stanoveného HPLC Chemické složení piva pšeničného, po stránce obsahu sacharidů, glycerolu a alkoholu, se nevymyká rozborům piv této kategorie. Podle BAMFORTHA (2000) by byla zajímavá analýza organických kyselin, které v pšeničném pivu jsou ve vyšším zastoupení, tento druh analýzy jsme ovšem neprováděli.
- 71 -
6 ZÁVĚR Dílčím úkolem této práce bylo blíže se seznámit s výrobou piva se zaměřením na minipivovary. Hlavním záměrem mé diplomové práce bylo sledování analytických parametrů u čtyř druhů piv a zjištěné výsledky statisticky vyhodnotit. Vzorky byly odebírány celkem 14krát duálně z pivovaru U Richarda během období leden 2010 až únor 2011. Jednalo se o vzorky piva 12°, medového, višňového a pšeničného piva. Vzorky byly analyzovány pomocí automatického analyzátoru FermentoStar a pomocí chemické analýzy HPLC. U všech druhů piv byly sledovány tyto parametry: obsah alkoholu, skutečný extrakt, dosažitelný stupeň prokvašení, původní stupňovitost mladiny (fermentostar), oligosacharidy, glycerol, ethanol a maltóza (HPLC). U 12° piva analyzovaného pomocí FermentoStaru byly zjištěny výkyvy, které byly nejpatrnější u stupně dosažitelného prokvašení s čímž souvisí i kolísavé hodnoty skutečného extraktu a obsahu alkoholu. Tato kolísavost byla nejpravděpodobněji způsobena různými podmínkami při prokvášení mladiny. U medového piva, analyzovaném přístrojem FermentoStar, byl zjištěn vyšší stupeň prokvašení, což je způsobeno surogací medem. V medu obsažené monosacharidy, které jsou zkvašovány při kvašení přednostně před maltózou, mají za následek ve výsledku naměřeným vyšším stupněm prokvašením a s tím spojený i nižší obsah skutečného extraktu. Tyto skutečnosti se mohou projevovat na chuti piva. Analýza přístrojem u višňového piva ukázala, že hodnoty téměř kopírují hodnoty naměřené u 12° piva s výjimkou lehce zvýšené hodnoty skutečného extraktu, která byla způsobena přídavkem ovocného sirupu do hotového piva. U pšeničného piva byly změřeny přístrojem FermentoStar pouze nepatrné odchylky ve sledovaných parametrech. Díky pšeničnému sladu je kvašení rychlejší a doprovázené nárůstem specifických látek, jako jsou aldehydy, ketony, vyšší alkoholy a estery. Metodou HPLC jsem u 12° piva potvrdila, že obsahe alkoholu odpovídá podmínkám dvanáctistupňového piva stanovým Nařízení rady ES č. 510/2006 pro České pivo. U medového piva jsem metodou HPLC zjistila, že pivo vykazuje vyšší obsah maltózy, což je vysvětleno přídavkem medu, kdy při hlavním kvašení se asimilují nejprve jednoduché monosacharidy z medu, a složitější v hotovém pivu zůstanou ve větší koncentraci. Rovněž hodnota alkoholu zde byla zjištěna nejvyšší u všech sledovaných druhů piv, což opět souvisí s přídavkem medu a v něm obsaženými
- 72 -
zkvasitelnými cukry. Díky přídavku medu pivo vykazuje rovněž nejvyšší obsah oligosacharidů a ethanolu. U višňového piva jsme analýzou HPLC naměřili vyšší hodnotu sacharidů, což je způsobeno technologií výroby tohoto piva, kde je na závěr přidáván višňový sirup. Statisticky se naměřené hodnoty ukázaly jako vysoce průkazné u parametrů které spolu souvisejí, jako je stupeň prokvašení a obsah skutečného extraktu, nebo obsah alkoholu a stupeň prokvašení, s výjimkou souvislosti obsahu alkoholu a stupně prokvašení u višňového piva, která se s hodnotou p lehce přes 0,05 ukázala jako statisticky neprůkazná, což je způsobeno přídavkem višňového sirupu. Z naměřených hodnot, jak metodou HPLC tak pomocí FermentoStaru, a jejich statistického vyhodnocení, vyplývá, že v pivovaru U Richarda v Brně - Žebětíně během výroby dvanáctistupňového, medového, višňového a pšeničného piva nedocházelo k výrazným výkyvům a analytické parametry během sledovaného období jsou poměrně stabilní.
- 73 -
7 POUŽITÁ LITERATURA ALMEINA C., DURATE L., BARROS A., RODRIGUES J., SPRAUL M., GIL A., Composition of Beer by H NMR Spectroscopy: Effects of Brewing Site and Date of Production, Journal of agricultural and food chemistry, 2006, 700 – 706 s., [online], citováno dne 23.2.2011, dostupné na: http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jf0526947 BAMFORTH CH., Beer: An Ancient Yet Modern Biotechnology, Chem. Educator, 2000, [online], citováno dne: 14.4.2011, dostupné na: http://www.springerlink.com/content/r024540261j1h645/
BASAŘOVÁ G., ČEPIČKA J., Sladařství a pivovarství, vydání 1., Praha, 1985, 256 s.
BASAŘOVÁ G. et al., Teorie a praxe výroby piva, vydání 1., Praha, VŠCHT, 2010
BENDOVÁ O., HAHLER M., Pivovarské kvasinky, Praha, 1981, 272 s.
BRIGGS D, BOULTON CH., BROOKES P., STEVENS R., Brewing Science and practise, CRC Press, Cambridge, 2004, 881 s.
CARVALHO G., SILVA D., BENTO C., VICENTE A., TEIXEIRA J., FELIPE M., ALMEIDA J., Banana as Adjunct in Beer Production: Applicability and Performance of Fermentative Parameters, Appl. Biochem. Biotechnik, 2009, s. 356 – 365, [online], citováno dne 13.4.2011, dostupné na: http://www.scopus.com/record/display.url?eid=2-s2.066349096616&origin=resultslist&sort=plff&src=s&st1=beer+extract+and+ethanol&nlo=&nlr=&nls=&sid=RU9atNFLgHHQhc702CVU3k%3a250&sot=q&sdt=sisr&sl=44&s=TITLE-ABS-KEYAUTH%28beer+extract+and+ethanol%29&ref=%28alcohol+extract+of+beer%29&relp os=5&relpos=5&searchTerm=%28TITLE-ABS-KEYAUTH%28beer%20extract%20and%20ethanol%29%29%20AND%20%28alcohol%20 extract%20of%20beer%29#
ČAPKOVÁ, V., JANÍK, P., POTĚŠIL, V. Restaurační minipivovary v České republice, - 74 -
VÚPS, a.s., Praha 1999. 80 s.
ČSN 56 0186-5 Stanovení alkoholu, Metody zkoušení piva, 1985
ČSN 56 0186-7 Stanovení pH, Metody zkoušení piva, 1987
ČSN 56 0186-8, Stanovení barvy fotometricky, Metody zkoušení piva, 1994, 476/94
ČSN 560186-9 Stanovení stupně dosažitelného prokvašení, Metody zkoušení piva, 1994, 477/94
ČSN 56 0186-10 Stanovení hořkosti, Metody zkoušení piva, 1994, 478/94
DANĚK J., BROŽEK K., Technologie sladu a piva, vydání 3., 1980, 320 s.
DOBEŠOVÁ K., Technologicky významné chemické látky chmele, Diplomová práce, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, [online], citováno dne 13.3.2011, dostupné na: https://dspace.knihovna.utb.cz/bitstream/handle/10563/11486/dobe%C5%A1ov%C3% A1_2010_bp.pdf?sequence=1
DOUŠA M., Základy separačních metod se zaměřením na HPLC, ÚKZÚZ, BRNO, 2002, 129 s.
DURATE L., BARROS A., BELTON P., RIGHELATO R., SPRAUL M., HUMPFER E., GIL A., High-Resolution NMR Spectroscopy and Multivariate Analysis for the Characterisation of Beer, J. Agric. Food Chem, 2002, [online], citováno 23.2.2011, dostupné na: http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jf011345j
DVOŘÁKOVÁ M., DOSTÁLEK P., HULÍN P., Analytické metotody stanovení polyfenolů ve sladinách, mladinách a pivech, Kvasný průmysl, roč. 52/2006 – číslo 4, 111 – 114 s.
- 75 -
DVOŘÁKOVÁ M., DOSTÁLEK P., SKULILOVÁ Z., JURKOVÁ M, KELLNER V., GUIDO L., Polyfenoly ječmene a sladu a jejich antioxidační vlastnosti, Kvasný průmysl, roč. 56/2010 – číslo 3, 160 - 163
EMMEROVÁ M. et al., Pivo a zdraví, vydání 1., Plzeň, 2007
HIRVONEN T., PIETINEN P., VIRTANEN M., ALBANES D., VIRTAMO J., Nutrient Intake and Use of Beverages and the Risk of Kidney Stones aminy Male Smokers, American Journal of Epidemiology, 1998, [online], citováno dne 2.3.2011, dostupné na: http://aje.oxfordjournals.org/content/150/2/187.short
HOUSER P., Minipivovar může být koníčkem i úspěšným byznysem, podnikatel.cz, 2009, [online], citováno dne 20.11.2010, dostupné na: http://www.podnikatel.cz/clanky/minipivovar-muze-byt-konickem-i-uspesnymbyznysem/
HVÍZDALOVÁ I., Hodnocení zákalu piva, 2008, [online], citováno dne 24.2.2011, dostupné na: http://pivni.info/news/3410-hodnoceni-zakalu-piva.html
CHLÁDEK L., Pivovarnictví, Grada, Praha, vydání 1., 2007, 207 s.
KELLNER V., ČEJKA P., MARINOVÁ G., BAČVAROV V., JURKOVÁ M., ČULÍK J., HORÁK T., DVOŘÁK J., HAŠKOVÁ D., Studium jednoduchých polyfenolových látek v pivech různé provenience, Kvasný průmysl, roč. 56/2010 - číslo 5, 234 – 238
KELLNER V., Pivo, vitamíny a další důležité látky pro výživu a zdraví člověka, 2003, [online], citováno dne 23.2.2011, dostupné na http://www.beers.cz/dokumenty/7.pdf
KOSAŘ K., PROCHÁZKA S., Technologie výroby sladu a piva, Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, Praha, vydání 1, 2000, 398 s.
KREUZIGEROVÁ P., Malé pivovary, Gastro news, 2009, [online], citováno dne 21.11.2011, dostupné na: http://napoje.gastronews.cz/male_pivovary
- 76 -
KROFTA K., Metodika hodnocení chmele, Metodika pro praxi, 2008
KROFTA K., Chemické složky chmele, Chmelařská ročenka 2010, Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, 2009, 310 s.
MANGAS J., CABRANES C., MORENO J., GOMIS D., Influence of Cider-Making Technology on Cider Taste, 2002, [online], citováno dne 13.4.2011, dostupné na: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WMV-45R76C840&_user=682557&_coverDate=12%2F31%2F1994&_alid=1724163878&_rdoc=3&_f mt=high&_orig=search&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_cdi=6944&_st=13&_ docanchor=&view=c&_ct=181&_acct=C000037478&_version=1&_urlVersion=0&_us erid=682557&md5=d39ce9c9a05dd54c070ae1530bc88d90&searchtype=a
MAIER T., Reakce Sdružení přátel piva na test levných piv MF DNES, Pivní deník, 2006, [online], citováno dne 28.2.2011, dostupné na: http://www.pivnidenik.cz/clanek/1071-Reakce-Sdruzeni-pratel-piva-na-test-levnychpiv-MF-DNES/index.htm
MENNEN L., COURCY G.,
GUILLAND JC., DUCROS V., ZAREBSKA M.,
BERTRAIS S., FAVIER A., HERCBERG S., GALAN P., Relation between homocysteine concentrations and the consumption of different types of alcoholic beverages: the French Supplementation with Antioxidant Vitamins and Minerals Study, Američan Journal of Clinical Nutrition, 2003, [online], citováno 2.3.2011, dostupné na: http://www.ajcn.org/content/78/2/334.full.pdf MIKYŠKA A., Význam polyfenolů v pivu, [online], citováno dne 23.2.2011, dostupné na: http://www.pivnidenik.cz/clanek/244-Vyznam-polyfenolu-v-pivu/index.htm
MOŠTEK J., Biochemie a technologie sladu, Sladařství, vydání 1., 1975, 480 s.
NAŘÍZENÍ RADY (ES) č. 510/2006 O ochraně zeměpisných označení a označení půvobedu zemědělských produktů a potravin, České pivo, Ústřední věsník Evropské unie, 23.1.2008, C 16/14 – C 16/22
- 77 -
NESVADBA V., Uplatnění českých odrůd chmele v pivovarnictví, 2007, [online], citováno dne 23.2.2011, dostupné na: http://hankey.archa.cz/sites/www.homebrewing.cz/rservice.php?akce=tisk&cisloclanku =2007040002
NOONAN G., Brewing Lager Beer, Brewes Publication, Colorado, 1996, 363 s.
OLIVEIRA H., SEGUNDO M., LIMA J., GRASSI V., ZAGATTO E., Kinetic Enzymatic Determination of Glycerol in Wine and Beer Usány a Sequential Injection Systém with Spectrophotometric Detection, Journal of agricultural and food chemistry, 2006, [online], citováno dne 2.3.2011, dostupné na: http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/jf060229j
PELIKÁN M., DUDÁŠ F., MÍŠA D., Technologie kvasného průmyslu, MENDELU, Brno, vydání 1., 1996, 135s.
PITTER P., Hydrochemie, VŠCHT, Praha, vydání 3., 1999
POTĚŠIL V., Minipivovary, Mezinárodní workshop Jakost a efektivnost produkce regionálních a malých pivovarů, MZLU, Brno, vydání 1., 2009
RACEK J., Pivo jako potravina, Český svaz pivovarů a sladoven, 2009, [online], citováno dne 23.2.2011, dostupné na: http://www.cspas.cz/index2.asp?KatId=31&DatId=737&Archiv=
SCHIEBERLE P., Primary odorants of pale lager beer, Differences to other beers and changes during storage, 2005, [online], citováno dne 14.4.2011, dostupné na: http://www.springerlink.com/content/v767h40n7p92895m/abstract/
SRIPANYAKORN S., JUGDAOHSINGH R., ELLIOT H, et al., The silicon content of beer and its bioavailability in healthy volunteers, British Journal of Nutrition, 2004, [online], citováno dne 2.3.2011, dostupné na: http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FBJN%2FBJN91_03%2FS000711 4504000534a.pdf&code=e6d035b0e2526052417e3dfa463249ff - 78 -
TVRDOŇ M., Mikrobiologie pivovarská a sladařská pro SOU, vydání 1., 1992, 88 s.
VOJTA P., online rozhovor server ekonom.cz, [online], citováno dne 25.11.2010, dostuplné na: http://ekonom.ihned.cz/c1-41193560-ptali-jste-se-na-minipivovary
VOLKA K., Analytická chemie II., Vysoká škola chemicko technologická v Praze, Praha 1997
VELÍŠEK J., Chemie potravin 2, vydání 2, Tábor, 2002
VELÍŠEK J., Chemie potravin 3, vydání 1, Tábor, 1999
VERSTREPEN K., DERDELINCKX G., DUFOUR J.P, WINDERICKX J., THEVELEIN J., PRETORIUS I., DELVAUX F., Flavor-Active Esters: Adding Fruitiness to Beer, Journal of Bioscience and Bioengineering, 2003, [online], citováno dne 14.4.2011, dostupné na: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=MImg&_imagekey=B6VSD-4B7X7JR-22&_cdi=6260&_user=682557&_pii=S1389172303901125&_origin=search&_zone=rslt _list_item&_coverDate=12%2F31%2F2003&_sk=999039997&wchp=dGLbVlbzSkzS&md5=add693b13cea8cfdad45c54edc9a15e6&ie=/sdarticle.pdf
VYHLÁŠKA 468/2003 O Stanovení vzorce pro výpočet extraktu původní mladiny před zakvašením a metodách určení extraktu původní mladiny, Sbírka zákonů č. 468/2003, strana 8323 – 8325.
www 1: Pivo Praha, s. r. o, [online], citováno dne 22.10. 2010 URL: http://www.pivopraha.cz/?sekce=mini&jazyk=cz
www 2: LUKR INGENEERING a. s., [online], citováno dne 22.10.2010 URL: http://www.lukr.cz/index.php
www 3: Pacovské strojírny – Trading, spol. s. r. o., [online], citováno dne 22.10.2010 URL: http://www.pstrading.cz/index.php?show=pivovary&menu=pivovary
- 79 -
www 4: BREWIA TECHNOLOGIES, [online], citováno dne 22.10. 2010, URL: http://www.brewia.cz/index_1CZ.html
www 5: Pivo a suroviny k výrobě piva, [online], citováno dne 23.2.2011, URL: http://web.vscht.cz/koplikr/5_Pivo.pdf
www 6: 1-CUBE, s. r. o., [online], citováno dne 22.10. 2010 URL: http://www.1-cube.cz/analyza-37.html
www 7: Hanna Instruments, [online], citováno dne 22.10.2010, URL: http://www.hannacz.com/products-page/turbidita/
www 8: FermentoStar, [online], citováno dne 1.4.2011 URL: http://www.bentleyczech.cz/ferm.htm
www 9: Sladařství – sylabus k předmětu, [online], citováno dne 12.4.2011 URL: http://eso.vscht.cz/cache_data/1163/www.vscht.cz/kch/kestazeni/sylaby/sladarstvi.pdf www 10: Schéma uspořádání kapalinového chromatografu, [online], citováno dne 8.4.2011 URL: http://ufmi.ft.utb.cz/texty/separacni_metody/SM_lab_02.pdf
- 80 -
8 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma výrobního zařízení (Pacovské strojírny, s. r. o.)
13
Obr. 2 Schéma dělení účinných chmelových látek (KOSAŘ, 2000)
17
Obr. 3 Strukturní vzorec α-hořkých a β-hořkých kyselin (www 9)
34
Obr. 4 Schéma isomerace alfa-hořkých kyselin na iso-alfa-hořké kyseliny (www 9)
35
Obr. 5 Schéma analyzátoru SCABA (BASAŘOVÁ, 2010)
46
Obr. 6 Schématické uspořádání kapalinového chromatografu (www 10) 47 Obr. 7 Automatický analyzátor FermentoStar
- 81 -
50
9 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Prostorová náročnost minipivovarů (www 4)
12
Tab. 2 Kvalitativní parametry chmele stanovené tržním řádem
15
(KROFTA, 2008) Tab. 3 Složení chmelových hlávek u českých aromatických odrůd – Žateckého poloraného červeňáka, Sládka a Harmonie ( NESVADBA, 2007) Tab. 4 Rozdíly mezi spodními a svrchními pivovarskými kvasinkami
16 20
(BASAŘOVÁ, 1985) Tab. 5 Běžné hodnoty světlého sladu plzeňského typu a tmavého sladu mnichovského typu (BASAŘOVÁ, 1985)
22
Tab. 6 Přehled výrobních operací při výrobě mladiny (KOŠAŘ et al, 2000)
25
Tab. 7 Chemické složení piva (12 % ležák) (www 5)
33
Tab. 8 Hlavní přestavitelé polyfenolů piva (VELÍŠEK, 1999)
36
Tab. 9 Skupinové analytické metody (DVOŘÁKOVÁ, 2006)
38
Tab. 10 Průměrný obsah vitamínů u dvanáctistupňového světlého ležáku vyráběného v ČR (EMMEROVÁ,2007)
39
Tab. 11 Kvalitativní parametry pro České pivo (Nařízení rady ES č. 510/2006)
42
Tab. 12 Používané metody pro stanovení různých parametrů piva
45
Tab. 12 Odebírané vzorky piva
52
Tab. 13 Termíny odběru vzorků v pivovaru u Richarda
52
Tab. 14 Stanovené parametry 12° piva pomocí FermentoStaru
53
Tab. 15 Stanovené parametry medového piva pomocí FermentoStaru
57
Tab. 16 Stanovené parametry višňového piva pomocí FermentoStaru
60
Tab. 17 Stanovené parametry pšeničného piva pomocí FermentoStaru
64
Tab. 18 Parametry 12º piva stanovené pomocí HPLC
67
Tab. 19 Parametry medového piva stanovené pomocí HPLC
68
Tab. 20 Parametry višňového piva stanovené pomocí HPLC
69
Tab. 21 Parametry pšeničného piva stanovené pomocí HPLC
70
- 82 -
10 SEZNAM GRAFŮ Graf 1 Parametry 12° piva stanovené pomocí FermentoStaru
54
Graf 2 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu se skutečným extraktem u 12º piva
54
Graf 3 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení ke skutečnému extraktu 12° piva
55
Graf 4 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu a stupně prokvašení 12° piva
55
Graf 5 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitostosti mladiny u 12° piva
56
Graf 6 Parametry medového piva stanovené pomocí FermentoStaru
57
Graf 7 Bodový graf souvislost stupně prokvašení ke skutečnému extraktu medového piva
58
Graf 8 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke stupni prokvašení medového piva
58
Graf 9 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u medového piva
59
Graf 10 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitostí mladiny u medového piva
59
Graf 11 Parametry ochuceného višňového piva stanovené pomocí FermentoStaru
61
Graf 12 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení a skutečného extraktu u ochuceného višňového piva
61
Graf 13 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k stupni prokvašení u ochuceného višňového piva
62
Graf 14 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u ochuceného višňového piva
62
Graf 15 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladiny u ochuceného višňového piva Graf 16 Parametry pšeničného piva stanovené pomocí FermentoStaru
63 64
Graf 17 Bodový graf souvislosti stupně prokvašení ke skutečnému extraktu u pšeničného piva
65
Graf 18 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke stupni prokvašení u pšeničného piva
65
- 83 -
Graf 19 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu ke skutečnému extraktu u pšeničného piva
66
Graf 20 Bodový graf souvislosti obsahu alkoholu k původní stupňovitosti mladině u pšeničného piva
66
Graf 21 Parametry 12º piva stanoveného HPLC
68
Graf 22 Parametry medového piva stanoveného HPLC
69
Graf 23 Parametry višňového piva stanoveného HPLC
70
Graf 24 Parametry pšeničného piva stanoveného HPLC
71
- 84 -
