MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2013 TOMÁŠ KOLEJKA

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Možnosti využití moderních odrůd chmele při výrobě piva Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Gregor, Ph.D. Brno 2013 Vypracoval: Tomáš Kolejka

3

4 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Možnosti využití moderních odrůd chmele při výrobě piva vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis.

5 PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval Ing. Tomáši Gregorovi, Ph.D. za odborné vedení, konzultace, ochotu a čas při tvoření bakalářské práce. Dále děkuji celému Ústavu technologie potravin.

6 Abstrakt Kolejka T. Možnosti využití moderních odrůd chmele při výrobě piva. Bakalářská práce. Brno, Bakalářská práce se zabývá chmelem, moderními odrůdami chmele, úlohou chmele při výrobě piva, technologicky významnými látkami chmele, možnostmi využití moderních odrůd chmele a stručným přehledem domácích a zahraničních druhů piv. Chmel je v této práci popsán od jeho obecných charakteristik, zpracování po sklizni, chemického složení, přes jeho morfologické znaky a charakteristiky jeho úloh v pivovarském průmyslu. Další část práce se zabývá českými odrůdami chmele, jak tradičními, tak moderními, jejich šlechtěním, morfologickými znaky a chemickým složením a dále moderními zahraničními odrůdami chmele, jejich původem a chemickým složením. Další část je věnována využití chmele při výrobě piva, popisu konkrétní technologické části při výrobě piva a charakteristikou všech technologicky důležitých látek chmele. Dále se práce zaměřuje na možnosti využití moderních odrůd chmele na chmelové výrobky, jejich přehledem a charakteristikou a dále přehledem českých a zahraničních druhů piv. Klíčová slova: chmel, pivo, hořké kyseliny. Abstract Kolejka T. Possibilities of using modern hop varieties in the beer production. Bachelor thesis. Brno, The bachelor thesis is focused on hop, modern hop varieties, the role of hop in the beer production, technologically important substances of hop, possibilities of using modern hop varieties and a brief overview of domestic and foreign types of beer. In this thesis hop is described since its general characteristics, post-harvest processing, chemical composition through: morphological characters, characteristics of roles in the beer production. The sequel part of the thesis deals with Czech hop varieties, both traditional and modern, their breeding, morphological characters and chemical composition. Furthermore modern foreign hop varieties, their origin and chemical composition are discussed. Another part is devoted to the use of hop in the beer production, a description of the specific technological part in the beer production and characterization of all technologically important substances of hop. The next part refers to the possibilities of using modern hop varieties for the hop products, their summary and characteristics and an overview of Czech and foreign types of beer. Key words: hop, beer, bitter acids.

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Chmel Morfologie chmele Chmel jako pivovarská surovina Vybrané odrůdy chmele v České republice Žatecký poloraný červeňák Sládek Bor Premiant Agnus Stručná charakteristika a využití moderních českých odrůd chmele Vital Kazbek Bohemie Saaz Late (Žatecký Pozdní) Vybrané moderní zahraniční odrůdy chmele a jejich vlastnosti Německé odrůdy Hallertau Blanc Herkules Smaragd Francouzské odrůdy Aramis Strisselspalt Triskel Polské odrůdy Lublin... 23

8 3.4.4 Americké odrůdy Apollo Citra Mosaic Využití chmele při výrobě piva a charakteristika důležitých složek chmele Chmelovar Odpaření přebytečné vody Inaktivace enzymů a sterilace mladiny Pokles hodnoty ph a nárůst barvy Koagulace bílkovin a tvorba lomu Chmelení Určení dávky chmele Dávkování chmelových preparátů Důležité látky chmele při výrobě piva Hořké látky Chmelové polyfenoly Chmelové silice Dusíkaté látky Sacharidy Lipidy Minerální látky Možnosti využití odrůd chmele na chmelové výrobky Výrobky připravené mechanickými úpravami hlávkového chmele Granulované pelety typu Granulované pelety typu Granulované pelety typu Granulované pelety typu Výrobky připravené fyzikálními úpravami hlávkového chmele Ethanolové extrakty Extrakty chmele oxidem uhličitým Preparáty chmelových silic... 33

9 3.6.3 Výrobky připravené chemickými úpravami hlávkového chmele Izoextrakty Izopelety Huluponové extrakty Syntetické hořké látky Druhy piv v České republice a zahraničí Druhy piv v České republice Druhy piv v zahraničí Označení a popis zahraničních druhů piv ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ... 40

10 1 ÚVOD Chmel byl znám jako planě rostoucí rostlina již od dob starověku, ovšem jako kulturní plodina se začala vyskytovat teprve ve středověku. Z počátku se užíval jako léčivá rostlina, o čemž svědčí mnoho záznamů ve starých herbářích, které bývaly našim předkům zdrojem získání velkého množství lékařských vědomostí. Mnoho starých herbářů radí užívat syrové rostlinné šťávy, kořene, odvaru listů, nažek a chmelové moučky na různé druhy chorob např. při malomocenství, onemocnění jater a močových cest, při zácpě, proti parazitům, zápachu nohou, k čištění krve a na různé ženské choroby. V dnešní době se využívají v lékařství pouze samičí hlávky a jejich sekreční žlázy, které vytváří tzv. chmelovou moučku neboli lupulin. Nejvíce se chmel využívá v pivovarnickém průmyslu, kde se při výrobě přidává do piva pro získání typické hořké chuti piva a pro získání mnoha dalších požadovaných technologických a senzorických vlastností hotového piva. V dnešní době jsou ze strany konzumentů a obchodníků kladeny stále větší požadavky na kvalitu, barvu, stabilitu pěny a na organoleptické a senzorické vlastnosti piva. Proto dochází čím dál častěji k modernizaci, různým úpravám technologie výroby a k častějšímu používání moderních odrůd chmele a jejich výrobků při výrobě piva. 10

11 2 CÍL PRÁCE Cílem této práce je zpracovat literární rešerši k problematice možností využití moderních odrůd chmele při výrobě piva, dále se zaměřit na moderní a netradiční odrůdy chmele, které začínají být užívány pro výrobu piva a k vyhledání informací použít české i zahraniční literární zdroje. 11

12 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Chmel Chmel se z botanického hlediska zařazuje do čeledě rostlin konopovitých. Jedná se o rostlinu dvoudomou, tj. nemá květy samčí i samičí na stejné rostlině. K pivovarským účelům se ovšem pěstují jen jeho rostliny se samičími květy, které se suší a poté představují jednu ze tří základních surovin pro výrobu piva. Propůjčují pivu jeho typickou hořkou chuť, charakteristické aroma a další technologické a senzorické vlastnosti. Jsou známé jeho tři druhy- chmel otáčivý, chmel planý a chmel japonský. Chmel otáčivý (Humulus Lupulus) zahrnuje poddruh chmel evropský, který se používá v mnoha odrůdách pro výrobu piva. Pěstuje se v mírném pásmu na obou stranách zemské polokoule a jedná se o vytrvalou rostlinu, která může v plné plodnosti vydržet až 25 let. Ostatní výše zmiňované druhy chmele, chmel planý a chmel japonský, který se v Asii pěstuje jako okrasná rostlina, se používají na křížení pro pěstování nových odrůd chmele s lepšími technologickými vlastnostmi např. vyšší výnosy a vyšší obsah cenných složek pro výrobu piva, zejména chmelových pryskyřic a dále větší odolnost proti různým škůdcům a chorobám. (Kosař, Procházka, 2000) Chmel je náročný na světlo, vláhu, teplotní a půdní podmínky. Důležitá je pro něj i vláha. Po sklizení mají chmelové hlávky obsah vody 72 až 80%, ten se musí snížit pomocí sušení na 8%. Sušení probíhá nejčastěji na komorových žaluziových sušárnách, které jsou podobné jako třílískové hvozdy ve sladovnách. Suší se 5 až 8 hodin ve 20 centimetrových vrstvách pomocí teplého vzduchu a teplota ve spodní vrstvě nesmí být vyšší než 50 C. Po sušení následuje skladování na půdách, kde chmel přejímá vlhkost z okolí a díky tomu se obsah vody zvýší na 11%. Poté probíhá třídění, lisování do žoků a využívá se buď na další zpracování anebo se dodává přímo do pivovarů. Chemické složení závisí na typu odrůdy, oblasti pěstování, ročníku a úpravě po sklizni. Průměrný obsah složek je 44,5% sacharidů, 10% vody, 15% celkových pryskyřic, 15% dusíkatých látek, 8% minerálních látek, 4% polyfenolových látek, 3% vosků a lipidů a 0,5% silic. (Čepička et. al., 1995). Součástí chmele jsou i látky, které mají nepříznivý vliv na zpracování při technologickém procesu výroby piva. Tyto látky patří mezi problematické a patří mezi ně dusičnany, stopy postřikových látek, těžké kovy a u části výrobků z chmele i zbytky chemických katalyzátorů. (Basařová et. al., 2010) 12

13 Obr. 1: Humulus Lupulus ( Morfologie chmele Mezi hlavní části chmelové rostliny se řadí kořenová soustava a réva s pazochy a listy s květenstvími, která se v průběhu zrání mění na chmelové hlávky. Součástí rostliny chmele je bohatá kořenová soustava, jejíž hlavní částí je babka. Z ní vyrůstají hlavní kůlové kořeny, které mohou dosahovat do hloubky až 6 metrů. Do stran vyrůstají oddenky zvané vlky, které jsou nežádoucí a musí se odstraňovat, a směrem vzhůru réva, která přetrvá jen jedno vegetační období. Réva má průřez tvaru šestiúhelníku a na svých hranách má příchytné chloupky, pomocí kterých se zachytává vodícího drátku a podle něj se pravotočivě vine do výšky 7 až 8 metrů. Z chmelové révy vyrůstají po stranách větévky zvané pazochy. U konce pazochů vyrůstají větévky se samičími květy zvanými osýpka, kterých můžeme najít na jedné větévce 30 i více. Během zrání se květy mění na plody neboli hlávky vejčitého tvaru s pravidelnou stavbou pravých a krycích listenů. Pro pivovarské účely se sklízí chmelové hlávky, které se skládají ze stopky, vřeténka, krycích a pravých listenů a při oplození je jejich součástí semeno neboli pecka. Mezi pivovarsky nejcennější složky chmele se řadí chmelové pryskyřice a silice, které jsou součástí pryskyřičných zrnek lupulinu, ty jsou vylučovány pří zrání chmele a nachází se na vnitřní straně listenů. Jejich složení a celkové množství jsou ovlivňovány pěstováním, klimatickými podmínkami a jsou také odrůdovou vlastností. (Kosař, Procházka, 2000) 13

14 3.1.2 Chmel jako pivovarská surovina Chmel se řadí mezi druhou hlavní pivovarskou surovinu. Jeho technologicky nejvýznamnější složky jsou hořké látky, které jsou soustředěny převážně v lupulinu neboli chmelové moučce. Předávají pivu charakteristickou hořkou chuť a mají také antibiotické vlastnosti. Další důležitou složkou je chmelová tříslovina, její schopností je srážet bílkoviny při vaření sladiny s chmelem. Typickou vůni chmele udává chmelová silice, její složení je odlišné pro jednotlivé druhy a různé pěstitelské oblasti. (Hlaváček, Lhotský, 1972) Při skladování a transportu podléhá většina pivovarsky cenných látek snadno chemickým změnám, kvůli tomu se v několika posledních desetiletích většina hlávkového chmele používá na výrobu různých chmelových výrobků. (Čepička et. al., 1995) 3.2 Vybrané odrůdy chmele v České republice Pěstování chmele v České republice je soustředěno do tří hlavních pěstitelských oblastížatecká, úštěcká a tršická. Mezi základní pěstitelskou oblast se řadí oblast Žatecko o rozloze 7,6 tisíc hektarů a přibližně 72% celkové výměry. V úštěcké oblasti je rozloha výměry 1,8 tisíc hektarů (což představuje 17%) a v tršické na 1,1 tisíc hektarů (10% celkové výměry). V Čechách se obě oblasti nachází v tzv. dešťovém stínu chráněné pohořím před severními větry. Tršická oblast se nachází na rozhraní mezi teplejším a sušším podnebím Hornomoravského úvalu a bečovské oblasti Moravské brány. Většina odrůd chmele pěstovaných v České republice se řadí mezi jemné aromatické chmele, které zaujímají na světovém trhu přibližně 6-7%. Ceny na světovém trhu se stanovují každý rok podle žateckého chmele. (Kovařík et. al, 2012) Pro pěstování chmele jsou na území našeho státu velmi příznivé podmínky z hlediska stavby půd, klimatu, množství srážek, směru větrů a slunečního svitu zejména v období květu a sklizně. Chmel se během pěstování zlepšoval lidovým šlechtěním dříve, než je udáváno v literatuře, a proto byl český chmel již v daleké minulosti považován za standard světové kvality. Na území Čech a Moravy se tradičně pěstují polorané červeňáky, jejichž rostliny mají načervenalé zbarvení vzhledem k vyšším obsahům polyfenolů na rozdíl od odrůd zeleňáků. Z hlediska genetiky se stejný typ chmele uplatňuje do dnešních dnů. Specifické vlastnosti českých chmelů udává jejich chemické složení. Nositeli hořkosti jsou obecně chmelové pryskyřice složené z řady chemicky podobných sloučenin, z nichž hoř- 14

15 kost piva nejvýrazněji ovlivňují izomerační produkty α-hořkých kyselin. Menší vliv mají β- hořké kyseliny, nespecifické měkké pryskyřice a tvrdé pryskyřice. České chmele jsou známé charakteristickým nižším obsahem α-hořkých kyselin, kohumulonu a nižší hodnotou poměru α-hořkých kyselin k β-hořkým kyselinám, díky tomu mají jemnější charakter jejich hořkosti. (Basařová, Hlaváček, Basař, 2011) Obr. 2: Chmelařské oblasti v ČR ( Žatecký poloraný červeňák Žatecké odrůdy se vyznačují jemnou chmelovou vůní, měkkými vřeteny a vyváženým obsahem alfa a beta hořkých kyselin. Složení chmelových pryskyřic je dáno relativně nízkým obsahem alfa hořkých kyselin v rozmezí 2,5-6,5%. Obsah alfa kyselin je v nynější době kritérium v pivovarském průmyslu při hodnocení kvality chmele. Téměř po celém světě se měří obsah alfa kyselin každé odrůdy, každé chmelové sklizně a dokonce i každé jednotlivé zásilky s chmelovým obsahem. Množství alfa kyselin hraje rozhodující roli při zpeněžování a množství kupovaného chmele v průmyslu. (Možný, 2009) Žatecký poloraný červeňák byl získán klonovou selekcí v původních porostech v oblasti Žatecké a Ústěcké. Daná odrůda se pěstuje v devíti klonech. Mezi první pěstované odrůdy patří Lučan a Blato, které byly získány hromadným negativním výběrem. Jedná se o nejstarší směs odrůd, které byly dodatečně registrovány v letech 1941, resp Pomocí další šlechtitelské činnosti byly získány klony Siřem (1969), Zlatan (1976), Podlešák (1989) a Blšanka (1993). 15

16 Rostlina se vyznačuje středně mohutným vzrůstem. Tvar chmelového keře je pravidelně válcovitý. Barva révy je zeleno-červená a její průměrná tloušťka je 9-11 mm. Plodonosné pazochy jsou krátké až střední a nízko nasazené. Výnos chmelové hlávky je 0,8-1,2 t.ha -1. Obsah α-hořkých kyselin je 2,5-4,0% hmotnosti a obsah β-hořkých kyselin je 4,0-6,0% hmotnosti. Podíl farnesenu je 14-20%, což je typickým znakem. Chmelové hlávky jsou hustě nasazené, malé až střední. Jejich tvar je středně až dlouze vejčitý. Průměrná hmotnost 100 hlávek se pohybuje v rozmezí gramů. Délka pravidelného jemného vřetenka je mm. Aroma a vůně chmelových hlávek žateckého poloraného červeňáku se charakterizuje jako standard kvality díky pravé, jemné chmelové vůni. (Kovařík et. al., 2012) Obr. 3: Žatecký poloraný červeňák ( Sládek Tato odrůda byla získána výběrem z hybridního potomstva šlechtitelského materiálu, kde původní odrůdy jsou Northern Brewer a Žatecký poloraný červeňák. Byl registrován pod názvem VÚCH v roce 1987 jako perspektivní hybridní aromatický genotyp a od roku 1994 pod nynějším názvem Sládek. Rostlina má mohutný vzrůst válcovitého až kyjovitého tvaru. Réva má vždy zelenou barvu a tloušťku mm. Plodonosné pazochy jsou středně až vysoko nasazené. Typickým znakem je velmi husté nasazení hlávek. Výnos chmele je 1,8-2,5 t.ha -1. Obsah α-hořkých kyselin je 4,0-7,0% hmotnosti. Jedná se o pozdní odrůdu. 16

17 Chmelová hlávka je středně až dlouze vejčitá, v bazální části čtyřboká, špičky krycích listenů jsou v mírném odklonu od hlávky. Hmotnost 100 hlávek je g. Vřeténko je jemné a průměrná délka se pohybuje v rozmezí mm. Hlávky mají jemnou chmelovou vůni. (Frantík et. al., 2012) Obr. 4: Sládek ( Bor Bor byl získán pomocí výběru z hybridního potomstva odrůdy Northern Brewer, jejíž semena byla ozářena na gama poli. Byl registrován v roce 1987 jako perspektivní hybridní genotyp hořkého typu pod názvem VÚCH 70 a v roce 1994 byl registrován pod nynějším názvem Bor. Rostlina má mohutný vzrůst pravidelného válcovitého tvaru. Réva má tmavě červenou až červenofialovou barvu. Síla révy je mm. Plodonosné pazochy jsou středně vysoko nasazené a nasazení chmelových hlávek je středně husté. Výnos odrůdy je 1,7-2,3 t.ha -1. Obsah α-hořkých kyselin činí 6,0-9,0% hmotnosti a obsah β-hořkých kyselin je 3,0-5,5% hmotnosti. Chmelová hlávka je dlouze vejčitá až protáhlá. Hmotnost 100 hlávek činí g. Délka vřeténka je mm a je pravidelné. Aroma hlávek je příjemné a chmelové. (Kovařík et. al., 2012) Obr. 5: Bor ( 17

18 3.2.4 Premiant Premiant byl vyšlechtěn výběrem hybridního potomstva křížením inzuchtní linie Žateckého poloraného červeňáku a jiného šlechtitelského materiálu. Byl registrován v roce 1996 jako nová odrůda vykazující vyšší obsah chmelových pryskyřic než jiné registrované odrůdy v České republice. Rostlina má mohutný vzrůst válcovitého tvaru. Réva má zelenou barvu a sílu mm. Plodonosné pazochy jsou středně vysoko nasazené a hlávky středně až hustě nasazené. Pro odrůdu je typická tvorba pazochů druhého řádu tzn., že vyrůstají z úžlabí révového listu a plodonosného pazochu prvního řádu. Dalším typickým znakem jsou tmavě zelené listy, révové listy jsou nakloněny k révě. Výnos chmele je 1,8-2,5 t.ha -1. Obsah α-hořkých kyselin činí 7,0-10,0% hmotnosti a obsah β-hořkých kyselin je 3,5-5,5% hmotnosti. Hlávka je dlouze vejčitá. Průměrná hmotnost 100 hlávek se pohybuje v rozmezí g. Vřeténko je pravidelné a dlouhé mm. Aroma hlávek je příjemné a chmelového charakteru. (Frantík et. al., 2012) Obr. 6: Premiant ( Agnus Agnus byl získán výběrem z hybridního potomstva, které pochází z křížení odrůd Sládek, Bor, Žatecký poloraný červeňák, Northern Brewer, Fuggle a z dalšího šlechtitelského materiálu. Byl registrován v roce 2001, jako první čeká odrůda vysokoobsažného typu. Svou kvalitou ho můžeme zařadit do skupiny hořkých chmelů s vyšším obsahem α-hořkých kyselin (9-12%). Rostlina má středně mohutný vzrůst a má pravidelný válcovitý tvar. Barva révy je zelenočervená až červená. Síla révy je 9-13 mm. Plodonosné pazochy jsou středně vysoko nasazené a chmelové hlávky jsou řídce až středně hustě nasazené. 18

19 Výnos chmele je 1,8-2,5 t.ha -1. Obsah α-hořkých kyselin je 9,0-12,0% hmotnosti a obsah β-hořkých kyselin je 4,0-6,5% hmotnosti. Odrůda má vysoký obsah xanthohumolu (0,70-1,10% hmotnosti). Chmelová hlávka je vejčitá a v apikální časti špičatá. Listeny jsou pevně upnuté na vřeténko. Chmelové hlávky jsou nejtěžší ze všech českých odrůd. Hmotnost 100 hlávek je g. Vřeténko má dlouhý pravidelný tvar a je dlouhé mm. Hlávky mají silné a chmelové aroma, které může mít až kořenitý charakter díky vysokému obsahu chmelových silic. (Kovařík et. al., 2012) Obr. 7: Agnus ( 3.3 Stručná charakteristika a využití moderních českých odrůd chmele Klonování a šlechtění chmele v České republice má dlouhodobou tradici. Hybridní šlechtění nahradilo v polovině 90. let minulého století klonovou selekci Žateckého červeňáku za účelem získání zcela nových genotypů. V roce 2001 byla registrována odrůda Agnus, v roce 2004 Harmonie a v roce 2007 Rubín. V následujících letech proběhla registrace u odrůd Vital, Kazbek (2008), Saaz Late a Bohemie (2010). Moderní odrůdy jsou postupně testovány v několika českých pivovarech s rozdílnou kapacitou od malých pivovarů až po pivovary s výstavem několika set hektolitrů/rok. V roce 2011 Výzkumný ústav pivovarský a sladařský testoval moderní odrůdy na své nové poloprovozní varně. Várky byly připraveny z jednotného sladu stejným výrobním postupem. Po provedení senzorických zkoušek bylo zjištěno, že moderní odrůdy prokazují pozitivně svoji pivovarskou kvalitu a jejich pozice ve skladbě chmelení bude záležet na konkrétních požadavcích konkrétního pivovaru. (Frantík et. al., 2012) 19

20 3.3.1 Vital Tato odrůda byla získána výběrem z hybridního potomstva, ve kterém dominuje odrůda Agnus a dále jiný rozpracovaný šlechtitelský materiál. Vital zatím jako jediná odrůda v Česku splňuje kritéria vysokoobsažných chmelů, které mohou být využívány ve farmaceutickém průmyslu. Díky této skutečnosti byl zvolen název Vital, jako zdraví. Aroma odrůdy je kořenité a chmelové. Díky vysokému obsahu prenylflavonoidů lze vital použít i mimo pivovarský průmysl např. na výrobu farmaceutických a potravních doplňků. Na základě doposud provedených varních testů je nejvhodnější forma použití v pivovarech CO 2 -extrakt. Obr. 8: Vital ( Kazbek Kazbek byl získán pomocí výběru hybridního materiálu s podílem planého chmele ruského původu. Vyznačuje se vysokou stabilitou výkonnosti a na základě jeho robustnosti a výkonnosti se odvíjí i jeho název, protože Kazbek je nejvyšší horou středního Kavkazu. Aroma jeho hlávek je kořenité až hrubě kořenité. Jedná se o hořký typ chmele a jeho nejvhodnější pivovarské využití je na výrobu granulí T90. (Kovařík et. al., 2012) Obr. 9: Kazbek ( Bohemie Křížení této odrůdy bylo zahájeno v roce 1999 pomocí matečné odrůdy Sládek, díky které se vyznačuje vyrovnaným obsahem alfa a beta kyselin. Aroma se vyznačuje jemným chmelo- 20

21 vým charakterem. Jeho nejvhodnější pivovarské využití je podobné jako u odrůdy Kazbek ve formě granulí T Saaz Late (Žatecký Pozdní) Saaz Late vznikla pomocí několikanásobného křížení Žateckého poloraného červeňáku a jiného šlechtitelského materiálu. Právě po Žateckém červeňáku získala velice podobný obsah a složení chmelových pryskyřic, silic a vysoký obsah farnesenu. Po jiném šlechtitelském materiálu zdědila vyšší výnos, delší vegetační dobu a některé fenotypové znaky např. červenofialovou barvu révy, husté nasazení chmelových hlávek a listy tmavozelené barvy. Saaz Late je již delší dobu v pivovarském průmyslu testována ve formě granulí T90 a dle dosažených výsledků byla prokázána vysoká pivovarská kvalita. (Frantík et. al., 2012) Obr. 10: Saaz Late ( 3.4 Vybrané moderní zahraniční odrůdy chmele a jejich vlastnosti Německé odrůdy Hallertau Blanc Hallertau Blanc vznikla šlechtěním odrůdy Cascade a vyznačuje se ovocno-květinovým aroma s nádechem bílého vína. Tato aromatická odrůda byla vyšlechtěna v německém městě Huell na základě poptávky pivního průmyslu po výrazné chuti a zcela novém aroma. Odrůda byla uvedena na trh v roce Obsah α-hořkých kyselin je v rozmezí 9-12% a β-hořkých kyselin v rozmezí 4,5-5,5%. V důsledku vysokého aroma odrůdy je obsah aromatické látky myrcenu 70,5%. 21

22 Herkules Herkules byl vyšlechtěn ve výzkumném centru ve městě Huell. Jedná se o velmi hořkou odrůdu s vysokým obsahem α-hořkých kyselin a vysokou výnosností. Na odrůdu jsou kladeny vysoké nároky ze strany pěstitelů a pivovarů, a jelikož v posledních letech odrůda dané požadavky splňuje, její výměra v Německu rychle roste. Obsah α-hořkých kyselin je 12-17% a β-hořkých kyselin 4-5,5%. Obsah myrcenu je v důsledku hořké povahy odrůdy nižší než u aromatických odrůd a pohybuje se v rozmezí 30-50% Smaragd Smaragd byl vyšlechtěn a uveden na trh v roce 2000 společně s odrůdami Saphir a Opal jako nová aromatická odrůda. Má vysokou hodnotu hořkosti a dobrou odolnost vůči chorobám. Obsahuje 4-6% α-hořkých kyselin a 3,5-5,5% β-hořkých kyselin. Obsah myrcenu je 20-40%. (Haas, 2012) Francouzské odrůdy Aramis Aramis byl vyvinut během šlechtitelského programu, který měl za cíl vyšlechtit novou odrůdu se zvýšenou vůní a hořkostí ale podobným aroma a složením polyfenolů, jako má nejvýznamnější odrůda alsaského regionu Strisselspalt. Obsah α-hořkých kyselin je 7,9-8,3%, β-hořkých kyselin 3,8-4,5% a obsah myrcenu nedosahuje ani 1% Strisselspalt Strisselspalt je jedna z nejznámějších odrůd alsaska a pochází ze Štrasburského regionu. Je známá svým jemným chmelovým aroma. Název odrůdy se odvíjí od slov Strissel a Spalt. Strissel znamená v překladu kytice, zatímco výraz Spalt se v minulosti používal jako označení pro kvalitu. Obsah α-hořkých kyselin je 1,8-2,5%, β-hořkých kyselin 3-6% a obsah myrcenu je 35-52%. 22

23 Triskel Triskel je nová francouzská odrůda s podobnými vlastnosti jako má odrůda Srisselspalt, od které zdědil květinové a ovocné aroma. Odrůda obsahuje vysoký podíl olejů a to ji činí vhodnou na pozdní a suché chmelení. Obsah α-hořkých kyselin je 8-9%, β-hořkých kyselin 4-4,7%, myrcenu 60% a obsah veškerých olejů je 1,5-2 ml/100 gramů Polské odrůdy Mezi moderní používané polské odrůdy patří Lublin, Limbus a Magnat. Kromě odrůdy Lublin, která se vyznačuje vysokým aroma, se jedná o odrůdy s vysokou hořkostí Lublin Odrůda Lublin je vyšlechtěna pomocí Žateckého poloraného červeňáku a pěstuje se v Lublinu, Poznani a Opole. Vyznačuje se jemným aroma a jeho průměrný obsah α-hořkých kyselin a výnosy jsou vyšší než u Žateckého poloraného červeňáku. Lublin vykazuje dobrou odolnost vůči chorobám a pěstuje se v lehkých až středně těžkých půdách. Obsah α- hořkých kyselin je 3-4,5%, β-hořkých kyselin 3-4% a obsah myrcenu je 22-29%. (Moll, 1994) Americké odrůdy Apollo Apollo je odrůda s vysokým podílem alfa kyselin a odolná vůči chorobám. Je velmi dobře skladovatelná a díky nízkému poměru kohumulonu je ideálním dárcem hořkosti při výrobě piva. Tato speciální odrůda byla vyšlechtěna a uvedena na trh v roce Obsah α-hořkých kyselin je velmi vysoký a pohybuje se v rozmezí 15-19% Citra Citra patří mezi aromatické odrůdy s jedinečnými chuťovými vlastnostmi. Jak již název napovídá, odrůda propůjčuje pivu chuť s charakterem citrusových plodů a to zejména limetové a grepfruitové. Byla vyšlechtěna a uvedena na trh v roce Díky vysokému aromatu odrůdy se složení aromatické látky myrcenu pohybuje v rozmezí 60-65%. 23

24 Mosaic Odrůda Mosaic se vyznačuje relativně vysokým obsahem α-kyselin a nízkým podílem kohumulonu. Vyznačuje se netradiční vůní, kterou příznivě přenáší do hotového piva. (Haas, 2012) 3.5 Využití chmele při výrobě piva a charakteristika důležitých složek chmele Z technologického hlediska můžeme výrobu piva rozdělit do dvou hlavních fází- výroba mladiny a výroba piva. Při výrobě mladiny je hlavním cílem převézt extraktivní látky ze sladu a chmele do roztoku v požadovaném množství, vytvořit dostatek živin pro kvasinky a požadovanou hořkost hotového výrobku. Při výrobě piva se uplatňuje chmel v několika procesech, kde hlavní roli hrají jednotlivé složky chmele, které mají vliv na kvalitu a senzorické vlastnosti hotového piva Chmelovar Chmelovar je jedním z důležitých kroků procesu přípravy mladiny, při kterém probíhá var sladiny s chmelem nebo chmelovými preparáty. Dávkování chmelových složek a jejich vlastnosti ovlivňují charakter a kvalitu mladiny a hotového piva. Jednotlivé chmelové preparáty mají rozdílné složení hořkých kyselin, chmelových polyfenolů a silic. Jejich využitelnost je různorodá a ovlivňují ji zejména podmínky chmelovaru. Důležitým procesem je izomerace hořkých kyselin, protože produkty vzniknuté při izomeraci mají dobrou rozpustnost i ve studené mladině. Průběh izomerace je závislý na mnoha aspektech např. ph, doba a teplota varu. (Gvengroschová, Šmogrovičová, 2007) Během chmelovaru probíhá několik fyzikálních, chemických a biochemických procesů za spolupůsobení vlivu mechanického pohybu a jejich výsledek se následně prokazuje ve složení mladiny a ovlivňuje další technologické pochody a vlastnosti piva. (Basařová et. al., 2010) V chmelovaru probíhá několik významných technologických pochodů. Jedná se zejména o tyto procesy- odpaření přebytečné vody, inaktivace enzymů a sterilizace mladiny, pokles hodnoty ph a nárůst barvy, tvorba produktů tepelného rozkladu, tvorba redukujících látek, koagulace bílkovin a tvorba lomu, reakce účinných složek chmele s mladinou, změny obsahu dimethylsulfidu a jeho prekurzorů. 24

25 Odpaření přebytečné vody Díky odpaření přebytečné vody během chmelovaru se zajistí požadovaná koncentrace mladiny odpovídající konkrétnímu vyráběnému druhu piva. Tento proces je závislý na době, tlaku a výši teploty. Během tohoto procesu probíhají proti sobě dva jevy- snížení redoxního potenciálu mladiny a odpaření karbonylových sloučenin piva. Odpaření těchto sloučenin je důležitým krokem, protože negativně ovlivňují organoleptické vlastnosti piva. (Bamforth, 1999) Zvýšená doba a teplota varu podporuje odpaření karbonylových sloučenin a vyloučení kalů. V průběhu tohoto procesu dochází ale i k tvorbě zcela nových karbonylových sloučenin a aldehydů, které mají negativní účinky na organoleptické vlastnosti piva. (Fritsch, Schieberle, 2003) Při vysokých teplotách a působením vysokého tlaku dochází k hromadění myrcenu a linaloolu a řady dalších oxidačních produktů chmelových silic a těkavých látek, které pocházejí ze sladu. Dané aspekty rovněž ovlivňují i do jisté míry aminokyseliny vyskytující se v mladině. Pokles lysinu a glutaminu negativně ovlivňuje pěnivost a zákalovou stabilitu piva a daný jev může indikovat negativní průběh vaření mladiny. (Moll, 1994) Inaktivace enzymů a sterilace mladiny Při ohřevu sladiny a působením varu alespoň 15 minut, jsou inaktivovány všechny enzymy a zničeny mikroorganismy pocházející ze surovin a do mladiny pronikají při rmutování, scezování a z čerpadel. Tím se mladina stabilizuje z hlediska chemického složení a neobsahuje žádné zárodky mikroorganismů. Sterilaci mladiny rovněž podporuje snížení ph a působení hořkých látek chmele pomocí aseptického způsobu. Tyto způsoby sterilace jsou důležité u várek, které mají snížené ph pomocí biologického okyselování Pokles hodnoty ph a nárůst barvy Během varu klesá ph na hodnoty 0,15-0,25. Pokles je způsoben tvorbou melanoidů a do jisté míry i reakcí vápenatých a hořečnatých solí vyslazovací vody s hydrogenfosforečnany sladu. Pokles hodnot pozitivně ovlivňuje bílkoviny a jejich koagulaci. Nárůst barvy ovlivňuje nejvíce působení vysokých teplot, provzdušňování sladiny, vyšší ph a výskyt většího množství polyfenolových látek. Rovněž se na tvorbě barvy podílí karamelizace cukrů a produkty Maillardovy reakce. (Narziss, 1985) 25

26 Koagulace bílkovin a tvorba lomu Vyloučení dusíkatých látek a tvorba lomu patří mezi nejdůležitější pochody při chmelovaru. Po krátké době zahájení varu se začne čirá mladina kalit a po několika minutách dojde na vylučování velmi jemných vloček, které se postupně na sebe navazují, dokud nevzniknou velké objemné shluky, které se označují jako lom mladiny. Pokud, po ukončení chmelovaru, jsou vločky dostatečně velké a ohraničené a mladina je čirá, můžeme říci, že došlo ke správnému průběhu chmelovaru a do určité míry i celého varního procesu. Při nedokonalém lomu zůstávají vysokomolekulární sloučeniny rozpuštěny ve vysokém poměru v mladině, které lze vyloučit snížením ph v průběhu hlavního kvašení. Pokud zde zůstávají, mají za následek znečištění kvasinek a způsobují tak nízký stupeň prokvašení, ztěžují filtraci piva a způsobují předčasnou tvorbu koloidních zákalů a bílkovinnou hořkost piva. Koagulace bílkovin probíhá ve dvou fázích. První fáze je chemické povahy, dochází k denaturaci bílkovin, díky které bílkoviny ztrácejí svoji prostorovou strukturu, ale jsou ještě rozpustné. (Asano, Hashimoto, 1976) Chmelení Chmelení je proces, kdy se mladina obohacuje o hořké chmelové látky pomocí různých druhů chmelových přípravků. Nejčastěji se v dnešní době na tyto účely používají chmelové granuláty a chmelové extrakty, díky kterým je manipulace jednodušší a dochází k lepšímu využití technologicky důležitých chmelových složek. Kromě extraktů hořkých látek lze použít i extrakty chmelových polyfenolů, které zlepšují redoxní potenciál mladiny a pozitivně ovlivňují koloidní stabilitu piva. (Pöschl et. al., 2007) Určení dávky chmele Při použití v praxi se dříve určovalo dávkování chmele v gramech na hektolitr piva za použití chmele jediné provenience. V nynějších technologických postupech je zapotřebí vycházet z obsahu α-hořkých kyselin jednotlivých produktů. Celková dávka α-hořkých kyselin na várku je určena požadovaným množstvím izosloučenin v pivu a předpokládanou výtěžností hořkých látek. Tato výtěžnost podle technologických podmínek kolísá nejčastěji v rozmezí 25-35% a bývá nižší při krátkém chmelovaru, intenzivním chlazení mladiny, teplém kvašení a dlouhém dokvašování. (Hlaváček, Lhotský, 1972) 26

27 Dávkování chmelových preparátů Dávkování chmelových preparátů probíhá nejčastěji dvakrát nebo třikrát, pouze ve speciálních případech se chmelí jen na jednu dávku. Takové chmelení se používá zejména u nízkochmelených piv, nebo v případech, které vyžadují potlačení chmelového aroma. Dávkování se po té použije na začátku varu nebo o 5-10 minut později a tím dojde k vyloučení lomu a omezení ztrát hořkých chmelových látek. Při použití chmelení na dvě dávky je vhodné aplikovat 70-80% z celkového množství dodaných α-hořkých kyselin na začátku chmelovaru nebo několik minut po té a zbývajících 20-30% zhruba 20 minut před ukončením varu. Díky tomuto postupu první dávka poskytne mladině největší podíl hořkosti a druhá chmelové aroma. Při použití chmelení na tři dávky se první dávka aplikuje na začátku chmelovaru v podobě extraktu a hořkého chmele, druhá dávka 60 minut před ukončením varu a třetí ve zbývajících minutách. Na tyto poslední dávky je nutno použít chmel s jemným aroma. Podíl α- hořkých kyselin činí po vnesení v první dávce 20-30%, ve třetí 15-20% a zbývajících 50-65% ve druhé dávce. Za vysokého využití hořkých látek dojde k získání příjemného chmelového aroma. (Čepička, Basařová, 1993) Důležité látky chmele při výrobě piva Chmel poskytuje mladině hořkou chuť, chmelové aroma a podporuje vylučování bílkovin. Jednotlivé technologicky účinné látky chmele mají různou úlohu působení Hořké látky Hořké látky se řadí mezi základní účinnou složku chmele. Jejich rozpouštění během varu mladiny je významně ovlivněno hodnotou ph. Při vyšší hodnotě ph se zvyšuje jejich rozpustnost, ale ve varním roztoku jsou přítomny převážně ve formě molekulární disperze, která se projevuje drsnou hořkostí. Naopak s nižším ph narůstá podíl koloidní formy hořkých látek, které propůjčují pivu jemnou a vyrovnanou hořkost. (Kosař, Procházka, 2000) Konkrétně se jedná o pryskyřice, které jsou tvořeny skupinou chemicky podobných látek. Mezi nejdůležitější skupinu se řadí α-hořké kyseliny, které se skládají z humulonu, kohumulonu a adhumulonu. Méně důležité jsou další složky a to zejména β-hořké kyseliny skládající se z lupulonu, kolupulonu, adlupulonu, dále nespecifické měkké pryskyřice (humulinony, luputriony) a tvrdé pryskyřice (humulinové a hulupinové kyseliny). 27

28 Jsou to složité organické sloučeniny snadno podléhající oxidaci a jiným chemickým přeměnám. Nejvíce oxidaci podléhají α-hořké kyseliny a přeměňují se v nespecifické měkké až tvrdé pryskyřice, které vykazují výrazně nižší pivovarskou hodnotu. Díky těmto přeměnám se chmel skladuje v chladném a temném prostředí za sníženého přístupu vzduchu. Nejvíce hořkosti pivo získává díky α-hořkým kyselinám, u kterých při varu mladiny probíhá částečná izomerace. Ta je závislá především na době a teplotě varu, vzrůstu hodnoty ph, podílu kohumulonu k celkovému obsahu α-hořkých kyselin, dávce chmelových složek a obsahu hrubých kalů v mladině. (Stevens, 1967) Izomerace probíhá zejména u α-hořkých kyselin tj. humulon, kohumulon a adhumulon. Během izomerace dochází ke kontrakci šestičlenných cyklů na pětičlenné a vzniknou produkty, které označujeme jako iso-α-hořké kyseliny neboli isohumulony. (Pfeninger et. al., 1979) Obr. 11: Humulon ( Chmelové polyfenoly Chmelové polyfenoly je široká skupina hydrolyzovatelných sloučenin např. kyseliny gallové, kávové a jejich glykosidů a jedná se o látky rozpustné ve vodě. Během varního procesu podléhají mnoha oxidačním, kondenzačním, polymeračním a hydrolytickým reakcím a zároveň přecházejí do mladiny. Část polyfenolů, u kterých neproběhly reakční změny, podporují senzorické vlastnosti např. plnost a stabilitu chuti. Naopak produkty oxidačních a polymeračních změn zvyšují barvu mladiny. (Moštěk, 1969) Stejně jako sladové polyfenoly mají i chmelové polyfenoly pozitivní a negativní význam v kvalitě piva a výrobní technologii. Chrání chmelové pryskyřice před jejich oxidací a to díky svým redukčním schopnostem. Jsou velmi reaktivní a lépe podporují tvorbu lomu při chmelovaru než sladové polyfenoly, ale největší účinky mají na čiření piva vylučováním kalů reakcemi s dusíkatými látkami během chlazení mladiny a kvašení. Rovněž mají příznivý vliv na hořkost piva a v neoxidované formě, s nižším stupněm kondenzace a vyšším počtem hydroxy- 28

29 lových skupin, pozitivně působí na redoxní vlastnosti mladiny a piva. (Lermusieau et. al., 2001) Největší význam z technologického hlediska mají polyfenoly, které se vyskytují v mladině v monomerní i polymerní formě. Monomery nevykazují žádnou schopnost srážet dusíkaté látky, ale tvoří s nimi za působení nízkých teplot stabilní sloučeniny a to díky vodíkovým můstkům. Polymery mohou obsahovat až 10 molekul monomeru, ale v mladině a pivě mají největší uplatnění dimery a trimery neboli tannoidy. Mezi kondenzovatelné polyfenoly patří některé flavonoly např. kvercetin a kamferol, jejich glykosidy, konkrétně flavan-3-oly, jako jsou katechin a epikatechin a flavan-3,4-dioly. Dimery a vyšší oligomery těchto látek nazýváme proanthokyanidiny, které během chladnutí mladiny asociují až na nerozpustné komplexy s dusíkatými látkami. (Narziss, 1985) Obr. 12: Kvercetin ( Chmelové silice Jedná se o látky, které ve své neoxidované formě mají velký vliv na aroma piva. Ve chmelu se vyskytují v rozmezí 0,1-0,5% a během chmelovaru jejich velká část vytěká a pouze malé množství přechází do mladiny a dále do piva, kde vytvářejí typické aroma společně s typickými produkty kvašení. Chmelové preparáty s vyšším obsahem těchto látek se označují jako aromatické, a čím později je přidáme do varního procesu, tím větší jejich zbytkový podíl přetrvá v mladině a pivu. (Jansen, 1963) Oxidovaná forma chmelových silic vzniká v průběhu zrání, zpracování a skladování chmele a tvoří zhruba 30% podíl z celkových silic. Jedná se o složitou směs terpenových, seskviterpenových, alifatických a aromatických alkoholů, aldehydů, ketonů, epoxidů, kyselin a esterů. Během skladování probíhá v chmelu zvyšování obsahu alkoholů a epoxidů, které vznikají právě díky oxidačním přeměnám seskviterpenů. (Peacock et. al., 1981) Složky silic se dělí na pozitivní a negativní pro tzv. evropské aroma. Do pozitivních složek patří např. humulon, karyofylen, karvon a do negativních byl zařazen myrcen, α- muurolen, germakren D a kurkumen. 29

30 Silice se vytvářejí v závěrečných fázích zrání rostliny a jejich rozdělení a identifikaci umožnil především vývoj analytických metod a to zejména metoda kapilární plynové chromatografie v kombinaci s hmotnostní spektrometrií. (Tressl et. al., 1978) Obr. 13: Myrcen ( Dusíkaté látky Obsah dusíkatých látek v chmelové rostlině závisí na konkrétní odrůdě, podmínkách vegetace a sklizně. Běžný obsah se pohybuje okolo 12-22%. Jsou tvořeny směsí vysoko, středně a nízkomolekulárních látek. Ve většině dusíkatých látek je obsažena řada aminů, které z velké většiny vytěkají během chmelovaru a jsou zde v nepatrných koncentracích. (Vogel et. al., 1962) Sacharidy Chmel v usušeném stavu obsahuje 2-4% monosacharidů a nepatrné množství di-, tri- oligosacharidů a 1-2% pektinových látek. Cukry v tomto stavu nemají žádný technologický význam při výrobě piva, jen u chmelových extraktů, které byly standardizovány látkami rozpustnými ve vodě, mohou glukosa, fruktosa a sacharosa reagovat s dusíkatými látkami za podobného průběhu Maillardovy reakce, kdy kromě melanoidinů produkují oxid uhličitý, který může negativně působit během skladování a to nadouváním plechovek Lipidy Lipidy se v usušeném chmelu vyskytují pouze v malém množství. Jedná se o různé estery, alkoholy, kyseliny a steroidy, které neovlivňují technologický průběh výroby a kvalitu piva. Pouze za použití oplodněných chmelových hlávek, které obsahují velké množství semen a větší koncentraci lipidů, se mohou projevit negativní vlivy na senzorické vlastnosti piva. Nenasycené mastné kyseliny mohou mít stejný účinek jako promotory, naopak nasycené mastné kyseliny působí jako silné inhibitory přepěňování piva. (Pfeninger et. al., 1979) 30

31 Minerální látky Minerální látky se vyskytují v usušeném chmelu běžně v množství 7-10%. Koncentrace mohou kolísat v závislosti na podmínkách pěstování a použitých ochranných prostředcích. Měď, mangan, zinek mohou při vyšších koncentracích ovlivňovat růst kvasnic při kvašení i zhoršovat koloidní stabilitu stáčeného piva. 3.6 Možnosti využití odrůd chmele na chmelové výrobky Při výrobě piva a během manipulace s chmelem hraje roli řada aspektů, které snižují cenné vlastnosti chmele a využití pivovarsky cenných látek. Jednotlivé aspekty, jako např. nízká chemická stabilita, přítomnost dusičnanů, nehomogenita a obtížná manipulace při skladování, vedly k vývoji různých chmelových přípravků, které dané aspekty potlačují. (Briggs et. al., 2004) Výrobky připravené mechanickými úpravami hlávkového chmele Do těchto výrobků patří především mleté a granulované chmele se standardizovaným obsahem α-hořkých kyselin nebo zcela bez něj. Mezi nejrozšířenější výrobky této skupiny patří granulované chmele neboli chmelové pelety s různým stupněm koncentrace hořkých kyselin. Ze všech skupin chmelových výrobků mají tyto výrobky charakter, který je nejbližší původnímu zpracovanému chmelu Granulované pelety typu 100 Tento typ granulí se připravuje z přírodního sušeného hlávkového chmele slisováním do tvaru velkých granulí bez jakékoliv další úpravy. Velikost granulí se volí tak, aby bylo umožněno jejich snadné vložení do plnících otvorů přepravních sudů. Využívají se zpravidla v zahraničních zemích pro dosažení požadovaného chmelového aroma a to zejména u svrchně kvašených piv Granulované pelety typu 90 Tyto granule svým charakterem i složením odpovídají téměř původnímu chmelu až na malé změny, které vzniknou zvýšenou teplotou při tlakové granulaci. Granule se standardizují na stanovený obsah α-hořkých kyselin a dodávají se v inertním obalu, díky kterému se docílí dlouhodobé chemické stability. Ze 100 kg zpracovaného chmele se vyrobí zhruba 90 kg granulí se standardizovanou hodnotou obsahu hořkých kyselin. (Forster, 1992) 31

32 Granulované pelety typu 45 Tento typ granulí se připravuje z předsušeného a rozmletého hlávkového chmele, u kterého je potřeba odstranit hrubší nečistoty a zkoncentrovat důležité složky pomocí flotace v plynné fázi na teplotu kolem -35 C. Ze 100 kg chmele se získá 45 kg granulí s dvojnásobným obsahem hořkých kyselin a jen s nepatrnými změnami chemického složení, které vzniknou působením vysokých teplot při tlakové granulaci. Typ 45 bývá rovněž standardizován na obsah α-hořkých kyselin a dodáván v inertním obalu, který zajišťuje dlouhodobou chemickou stabilitu Granulované pelety typu 30 Pelety typu 30 bývají připravovány obdobnou technologií jako pelety typu 45, ale při jejich výrobě se používá intenzivnější stupeň zkoncentrování při flotaci. Ze 100 kg zpracovaného chmele vyrobíme 30 kg granulí. Svým charakterem a chemickým složením odpovídají původnímu chmelu s přibližně trojnásobnou koncentrací hořkých kyselin a s malými změnami, které vzniknou působením vysokých teplot při tlakové granulaci. Stejně jako předchozí typy bývají dodávány v inertních obalech. (Forster, 1992) Obr. 14: Chmelové pelety ( Výrobky připravené fyzikálními úpravami hlávkového chmele Mezi tyto výrobky vyrobené fyzikální úpravou chmele patří v současné době široce rozšířené chmelové extrakty a doposud málo využívané izoláty chmelových silic, které mají své využití na úpravu aroma piva. Chmelové extrakty jsou v současnosti velice rozšířené pro výrobu téměř všech druhů piv. Lze je vyrobit z rozemletého chmele extrakcí hořkých látek za použití různých rozpouštědel pomocí kontinuálního i diskontinuálního postupu. K extrakci hořkých látek lze použít dichlormethan, hexan, trichloretylen, metanol, etanol a oxid uhličitý. Z ekologických a hygienických hledisek se v současné době využívají pouze etanol a oxid uhličitý. (Biendl, 2007) 32

33 Ethanolové extrakty Jedná se o chmelové extrakty vyráběné extrakcí hlávkového chmele za použití 90% ethanolu, který je mírně polárním rozpouštědlem a je ekologicky a hygienicky nezávadný pro výrobu piva. Výsledný extrakt se rozděluje na polární, tříslovinný extrakt a na nepolární pryskyřičný extrakt. Složení pryskyřic je chemicky podobné výchozímu chmelu, ale složení silic je rozdílné. Na trh se dodává buď čistý pryskyřičný extrakt a na požádání lze dodat i směs pryskyřičného extraktu a tříslovinného extraktu ve formě standardizovaného extraktu o dané koncentraci α-hořkých kyselin. Hotový extrakt je vysoce homogenní a má dlouhodobou trvanlivost při skladování při teplotách pod 10 C Extrakty chmele oxidem uhličitým Oxid uhličitý patří mezi látky, které při kvašení vznikají přirozenou cestou, a tudíž jím získané extrakty jsou z hygienického a toxikologického hlediska vhodné na chmelení piva. Extrakce probíhají za pomoci vysoce nepolárního rozpouštědla oxidu uhličitého v podkritickém nebo nadkritickém stavu za působení vysokého tlaku a zvýšené teploty. (Moll, 1994) Hotový extrakt obsahuje pouze nepolární složky výchozího chmele a to zejména hořké kyseliny a silice a v nepatrném množství nepolární rezidua postřikových látek. Polární složky jakožto polyfenolové látky a dusičnany se v extraktu prakticky nevyskytují. Výroba podkritického extraktu probíhá za mírnějších podmínek a nižší výtěžností. Naopak superkritický extrakt se vyrábí za vyšší teploty a s větším výtěžkem. Oba extrakty mají čistě pryskyřičný charakter s vysokou homogenitou a dlouhodobou stabilitou chemického složení. (Forster, 1994) Preparáty chmelových silic Při výrobě těchto preparátů se vychází buď z chmelových extraktů, nebo z extrakčních či destilačních izolátů chmelových silic. Používají se k úpravě aroma piva jejich dávkováním po fermentaci. Vyrábějí se ve formě alkoholových roztoků nebo emulzí a prášků, v nichž jsou chmelové silice adsorbovány na silikagel. (Kosař, Procházka, 2000) Výrobky připravené chemickými úpravami hlávkového chmele Tyto výrobky zajišťují vyšší výtěžek α-hořkých kyselin, ale nevyskytují se u nich další složky chmele, jako jsou pryskyřice, polyfenoly a silice, díky kterým pivo získává svoji charakteristickou hořkou chuť. Dané výrobky také nemají bakteriostatický účinek a ve většině případů piva s nimi upravená mají náchylnost k přepěňování. Proto se při výrobě používají až po hlavním kvašení nebo až na konci dokvašování ke konečné úpravě hořkosti. 33

34 Izoextrakty Izoextrakty se připravují z pryskyřičných extraktů získaných za pomocí extrakce organickým rozpouštědlem, do kterého se transportují veškeré měkké pryskyřice. Izomerace probíhají v alkalickém prostředí za katalytického působení dvojmocných kationtů. Během procesu se většina α-hořkých kyselin mění na iso-α-hořké kyseliny. Po jejich oddělení se hotový izoextrakt dodává ve formě vodných koncentrátů draselných solí, koncentrátů hořečnatých solí a tekutých koncentrátů draselných solí v propylenglykolu. Jsou určeny pro aplikaci ve varně během zkrácené doby varu a i pro studené chmelení piva. Používají se v Anglii, USA a Austrálii, ale v mnoha dalších zemích je aplikace těchto přípravků omezena legislativou. (Moll, 1994) Izopelety Izopelety jsou přípravky vyráběné z granulovaného chmele, který se míchá s oxidem hořečnatým působícím jako katalyzátor izomerace. Daná směs se udržuje při vysoké teplotě několik dní a během této doby se část α-hořkých kyselin mění na iso-α-hořké kyseliny. Takto upravené pelety se balí do inertní atmosféry a připravují se na chmelení ve varně, ale jsou využívány velmi málo z důsledku jejich schopnosti měnit složení, chuť i vůni piva. Proto nejsou stejně jako předchozí přípravky vyráběné za pomoci chemické úpravy v řadě zemí povoleny. (Ketterer et. al., 2003) Obr. 15: Struktura alfa až isoalfa hořkých kyselin ( 34

35 Huluponové extrakty Za pomoci oxidace je možno modifikovat strukturu β-hořkých kyselin, které můžeme najít např. v extraktu po separaci α-kyselin v poměru asi 15-33% a dané kyseliny mají malé využití v technologii výroby piva. V alkalickém prostředí díky fotokonverzi je možné upravit β-kyseliny a uvolnit hulupony přidáním kyseliny a pomocí dalších kroků stabilizovat jejich roztok, který je velmi hořký a lze ho přidávat do piva. (Narziss, 1985) Syntetické hořké látky Tyto syntetické iso-α-hořké látky mají podobnou strukturu jako hořké látky chmele a připravují se acetylací floroglucinolu a následnou konverzí na deoxy-α-kyseliny, které jsou oxidované na α-kyseliny a izomerované na iso-α-kyseliny. Z důsledku vysoké ceny a senzorických odchylek vyrobených piv, u kterých byly použity tyto přípravky, se syntetické hořké látky v praxi neuplatnily. (Pfeninnger et. al., 1975) 3.7 Druhy piv v České republice a zahraničí V současnosti probíhá ve světě výroba několika set druhů piv různých značek s rozdílnými vlastnostmi, a proto je jejich subjektivní dělení velmi obtížné. Z tohoto důvodu se postupem času začalo používat základní rozdělení na piva spodně kvašená a svrchně kvašená. Při výrobě spodně kvašených piv probíhá sedimentace kvasnic u dna, kde vytvářejí kompaktní vrstvu. Naopak u svrchně kvašených piv kvasnice ke konci kvašení stoupají k povrchu. Spodně kvašená piva mají svůj původ ve střední Evropě a v současné době se vyrábějí po celém světě. Svrchně kvašená piva mají svoji tradici ve Velké Británii, v zemích Beneluxu a z části i ve Francii a v Německu. Tento druh piv má netradiční organoleptický charakter a pro českého konzumenta je nezvyklý. (Basařová, Hlaváček, Basař, 2011) Druhy piv v České republice V České republice tvoří základ druhů piva český světlý ležák (plzeňský typ), který obsahuje 11-13% původního extraktu, který se vyrábí za pomoci dvourmutového dekokčního způsobu se středním prokvašením a vyznačuje se vysokou hořkostí a dobrou pěnivostí. Dělení se provádí podle barvy na čtyři skupiny (světlá, polotmavá, tmavá a řezaná) a podle původního extraktu, obsahu alkoholu a způsobu závěrečné úpravy na jedenáct podskupin: 35