Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. Vliv odrůdy ječmene a stupně rozluštění na průběh barevných změn u speciálních sladů

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Vliv odrůdy ječmene a stupně rozluštění na průběh barevných změn u speciálních sladů Diplomová práce Brno 2006 Vedoucí diplomové práce: Dr. Ing. Luděk Hřivna Vypracovala: Zuzana Stejskalová

2 8 1.0 Úvod Slad, jako základní surovina pro výrobu piva, ovlivňuje technologický výrobní postup a má stěžejní význam z hlediska chemického složení, organoleptických vlastností a koloidní stability finálního výrobku. Pro výrobu sladu se používají ve světě různé suroviny (pšenice, žito, rýže, proso, aj.), avšak nejlépe vyhovuje požadavkům ječmen jarní dvouřadý nicí (Hordeum vulgare sub. distichum nutans). Ječmen, jako hlavní surovina pro výrobu sladu, se řadí svým významem mezi hlavní plodiny světa. Pro svou velkou adaptabilitu a významné pěstitelské přednosti (krátká vegetační doba, malé nároky na živiny, komplexní mechanizace, ) se rychle rozšířil ve všech světadílech a má nejrozsáhlejší pěstitelský areál ze všech obilovin. Nejlepší podmínky má ve středním pásmu, především ve Střední Evropě, kde se produkují sladovnické ječmeny špičkové kvality (PELIKÁN et al., 1996). Nároky na kvalitu sladovnického ječmene neustále rostou. Pro výrobu sladu je zapotřebí ječmen, který splňuje podmínky zákona o potravinách a také všechna požadovaná kritéria sladovnické jakosti. Patří sem hlavně klíčivost a energie klíčení, obsah bílkovin v zrnu ječmene a ve sladu, extrakt ve sladu, Kolbachovo číslo, diastatická mohutnost, dosažitelný stupeň prokvašení, friabilita a obsah β - glukanů ve sladině (HŘIVNA, HAVELKOVÁ, 1998). Ne každá odrůda ječmene pěstovaná na území ČR je vhodná pro výrobu piva českého typu, tyto "nevhodné odrůdy" jsou přitom žádané v zahraničních pivovarech. České sladovny již dnes vyrábějí slad z vybraných odrůd pro výrobu klasického českého piva a slad z jiných odrůd pro zahraničního zákazníka. Každá odrůda ječmene se při sladování chová jinak, což má zásadní vliv na kvalitu sladu, a tím pádem i piva. Je důležité tyto odlišnosti znát, kvůli zjednodušení a zpřehlednění technologie výroby sladu. Typ vyráběného sladu by měl mít velký vliv na výběr odrůdy sladovnického ječmene. Kromě sladu českého a mnichovského typu se vyrábějí i slady speciální. Patří sem slad karamelový, barevný, pšeničný, diastatický a další. Jelikož výroba speciálních sladů zaujímá jen asi 5 % z celkové produkce sladu, bylo na toto téma vypracováno velmi málo prací. Největší část produkce speciálních sladů zaujímají slady karamelové.

3 9 V technologii výroby se vždy pracuje s rozdílnou surovinou, což ztěžuje dosažení optimálních parametrů speciálních sladů, především barvy a rozluštění sladu. Některé parametry ječmene a sladu mají vůči sobě velmi úzkou vazbu. Posuzovali jsme sílu těchto znaků mezi vybranými technologickými parametry a ověřovali platnost těchto vztahů statistickými metodami.

4 Literární přehled Pro pivovarský průmysl je ječmen, který je pěstován s výjimkou Antarktidy ve všech světadílech, nejdůležitější surovinou (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Již 2000 let př. n. l. se používal naklíčený ječmen v Mezopotámii a Egyptě k výrobě kvašených nápojů. Jeho dobrá klíčivost, snadná zpracovatelnost a vhodné chuťové vlastnosti byly příčinou, že se nerozšířilo sladování jiných obilnin. V současné době se kromě ječmene sladuje pouze menší množství pšenice (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966). 2.1 Původ a geografie pěstování ječmene Planý druh ječmene (Hordeum spontaneum) byl popsán Kochem v roce Dějiny pěstovaných ječmenů zasahují spolu s pšenicí nejméně let před náš letopočet do Babylonie a Egypta. Nejstarší písemná zpráva o českém pivovarnictví se nalézá v zakládací listině kapituly kolegiálního chrámu v Praze z roku 1088 (KOSAŘ, 2003). Pěstování ječmene je doloženo písemně z roku 1227 v Čechách a na Moravě. V 17. století se postupně rozšiřovalo sladování ječmene místo pšenice a termín sladovnický ječmen je používán pro kvalitní jarní ječmen od 40.let devatenáctého století (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Ječmen je pro svou značnou biologickou plastičnost a skromnost schopen přizpůsobit se značně rozdílným růstovým podmínkám. Má proto nejrozsáhlejší pěstitelský areál ze všech obilnin. Nejlepší podmínky pro pěstování kulturního ječmene jsou v mírných pásmech, hlavně v Evropě (MOŠTEK, 1975). 2.2 Morfologie klasu a obilky Květenstvím ječmene je složený klas. Stopky klásků jsou zkrácené až zakrnělé, takže klásky přisedají na vřeteno klasu v místě vřetenového kolénka. U ječmene přisedají k vřetenovému kolénku vždy 3 jednokvěté klásky. Dvouřadý ječmen má plodný pouze prostřední kvítek. Květ je chráněn pluchou a pluškou. Z pluchy vyrůstá křehká, draslavá osina a pluška kryje podélnou rýhu obilky (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Plodem je obilka, což je suchý jednosemenný plod, v podstatě nažka se srostlým vnějším oplodím a vnitřním osemením. Obilka má tři hlavní součásti: obalové vrstvy, zárodek a

5 11 endosperm (Obr.1). Obalovou část zrna tvoří na hřbetní straně plucha, pluška kryje břišní část zrna, dále následuje oplodí a osemení. Obr. 1: podélný řez zrnem Obalové vrstvy chrání klíček a endosperm před nadměrným vysycháním, mechanickým poškozením a mikrobiálním napadením. Ovlivňují také přístup kyslíku k zárodku a jsou proto důležitým regulátorem klíčení (PELIKÁN et al., 1996). Zárodek (klíček, embryo) je nejmenší a je uložen na bázi hřbetní strany obilky. V něm jsou již vytvořeny základy budoucí rostliny (vzrostný vrchol, zárodečné kořeny) (ZIMOLKA et al., 2000). Limitní koncentrace pro zachování životaschopnosti se udává 10 % vláhy a % obsahu CO 2. Endosperm tvoří největší část obilky (přibližně 85 % hmotnosti

6 12 obilky). Hned pod osemením je umístěna aleuronová vrstva, která je složená z hranolovitých buněk, uspořádaných v řadách. Buňky aleuronové vrstvy obsahují zásobní bílkoviny, tuk a v menším množství škrobová zrna. Čím více vrstev aleuronových buněk zrno obsahuje, tím je bohatější na bílkoviny. Při zahájení klíčení je aleuronová vrstva aktivována růstovými hormony. Vnitřní endosperm tvoří tenkostěnné buňky, v nichž je uložen převážně zásobní škrob. Na vzájemném poměru obsahu škrobu k ostatním, především dusíkatým látkám závisí moučnatost nebo sklovitost endospermu. Sklovitý vzhled je znakem většího množství bílkovinných látek (MOŠTEK, 1975). 2.3 Chemické složení zrna Obilka ječmene obsahuje % sušiny a % vody. Sušinu tvoří organické látky dusíkaté, bezdusíkaté a látky minerální. Z hlediska pivovarsko sladařského jsou nejdůležitějšími složkami ječného zrna sacharidy, dusíkaté látky, polyfenolové látky a enzymy (PELIKÁN et al., 1996) (Tab.1). Tab. 1: chemické složení zrna ječmene (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000) Sacharidy (%) Tuky (%) 3,5 škrob Fosfáty (%) sacharóza 1-2 fytin 0,9 ostatní cukry 1 Polyfenoly (%) 0,1-0,6 rafinóza 0,3-0,5 Dusíkaté látky (%) 9,5-11 maltóza 0,1 (7-18) glukóza 0,1 rozpustné dusíkaté látky 1,9 fruktóza 0,1 albuminy a globuliny 3,5 - glukany 3,3-4,9 hordeiny (prolaminy) 3-4 pentozany 9 gluteliny 3-4 celulóza 4-7 Minerální látky (%) 2 Anorganické látky (popeloviny) tvoří podstatně menší podíl sušiny než organické látky. Jejich obsah kolísá mezi 2 3 %. Množství jednotlivých minerálních látek v rostlině je značně ovlivněno jejím zásobením živinami během růstu a zrání a ostatními osevními podmínkami. Význam anorganických látek je především v regulaci biosyntézy vysokomolekulárních organických sloučenin (škrob, bílkoviny, nukleové kyseliny, atd.) a dále jsou důležité pro enzymovou aktivitu.významné jsou i stopové prvky, např. zinek, mangan, měď a bor, které jsou důležité pro činnost řady enzymů a

7 13 koenzymů (LEKEŠ et al., 1985). Skupinu organických látek v zrnu ječmene představují především polysacharidy (představují největší část organického podílu zrna, kolem 82 %), z nichž hlavní podíl tvoří škrob (60 65 %). Ten je, pokud jde o množství, ale také o význam, nejdůležitějším cukrem. Je uložen hlavně v endospermu ve formě škrobových zrn. Čím více škrobu zrno obsahuje a čím je vyšší podíl velkých škrobových zrn, tím je kvalitnější surovinou (PELIKÁN, 1999). Škrob je rezervním polysacharidem a zásobárnou živin pro klíček v době jeho klíčení. Vzniká enzymaticky z jednoduchých sacharidů v procesu asimilace CO 2 při fotosyntéze. V cytoplazmě rostlinných buněk je uložen v nerozpustných granulích, jejichž velikost a tvar závisí na rostlinném původu. Ve zralém zrnu je škrob zastoupen výlučně v endospermu, ale není zde rozmístěn pravidelně. Nízkomolekulárních sacharidů obsahuje zrno ve srovnání s polysacharidy podstatně méně. Zastoupeny jsou především sacharóza (1 2 %) a rafinóza (0,3 0,5 %), a to zejména v klíčcích. Maltóza, glukóza a fruktóza jsou přítomny ve stopovém množství hlavně v endospermu, přítomny jsou také fruktany (neredukující polymery fruktózy). Celkové množství nízkomolekulárních cukrů i poměrné zastoupení jsou závislé na stupni zralosti zrna (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Celulóza je hlavní složkou buněčných stěn pluchy, ale je i v klíčku, oplodí a osemení. Její obsah se pohybuje od 3,5 do 7 % a je v negativní korelaci k extraktivnosti sladu. Při sladování se v podstatě nemění a přechází pak do mláta. Má však význam při zcezování mladiny a vyslazování mláta, neboť působí jako kypřící vrstva filtrační vrstvy (PELIKÁN et al., 1996). Hemicelulózy se podílejí na stavbě a pevnosti buněčných stěn. V pluchách jsou tvořeny převážně z pentozanů, méně β - glukanů a nepatrně kyseliny glukuronové. Naopak hemicelulózy obsažené v endospermu jsou bohaté na β - glukan, obsahují málo pentozanů a žádnou kyselinu glukuronovou (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). β - glukany brzdí vstup enzymů do buněk, čímž negativně ovlivňují rychlost rozluštění zrna během sladování. Navíc tvoří vysoce viskózní roztoky, které ztěžují filtraci sladiny a mohou být příčinou nebiologických zákalů piva. Za mezní hodnotu pro výrobu kvalitního sladu se udává obsah do 4 %. Jejich množství je ovlivněno odrůdou a půdními a klimatickými podmínkami (PELIKÁN et al., 1996). Dusíkaté látky jsou další významnou složkou organických látek v obilce. Jejich obsah, který je velmi variabilní vlivem vnějších podmínek (závislost na odrůdě, složení

8 14 půdy, hnojení, předplodině, na klimatických podmínkách a době vegetace), do jisté míry určuje, zda je zrno vhodné pro sladovnické účely (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Optimální obsah dusíkatých látek vyjádřený jako obsah bílkovin (N x 6,25) ve sladovnickém ječmeni se pohybuje v rozmezí od 10,5 do 11,5 %. Celkově lze dusíkaté látky dle KOSAŘE, PROCHÁZKY et al. (2000) rozdělit do dvou základních skupin: 1. dusíkaté látky typu bílkovin a jejich štěpných produktů (aminokyseliny, peptidy, peptony, albumózy a pravé bílkoviny proteiny). Bílkoviny v ječném zrnu jsou uloženy v aleuronové vrstvě jako lepkové bílkoviny, pod aleuronovou vrstvou na vnější straně endospermu jsou tzv. fyziologické neboli rezervní bílkoviny. Při klíčení jsou přednostně štěpeny a dodávají hlavní množství rozpustných bílkovin. Histologické (tkáňové) bílkoviny se nalézají v membránách buněk endospermu. Společně s hemicelulózami a gumovitými látkami zpevňují buněčné stěny. 2. dusíkaté látky nebílkovinné povahy (některé dusíkaté báze, složky fosfatidů, malé množství amidů a amonných solí). Ječmen obsahuje 2 3 % lipidů, nejvíce v pluchách a aleuronové vrstvě a asi jedna třetina z celého množství je v klíčku. Jsou složeny převážně z triglyceridů. Při sladování se částečně spotřebují v rámci látkové výměny jako zdroj energie při dýchání, převážná část však zůstává ve sladovém mlátě. Pouze nepatrný podíl přechází do mladiny při rmutování a může ovlivnit i chuťové vlastnosti a pěnivost piva (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Polyfenoly, neboli tříslovinné látky se nacházejí převážně v povrchových částech obilky a vyluhují se částečně při máčení zrna. Jsou v negativní korelaci s bílkovinami a působí jako inhibitory klíčení. Celkové množství se pohybuje od 0,1 do 0,6 % sušiny. Ze sladařského hlediska jsou zvláště důležité enzymy. Sklizený sladovnický ječmen obsahuje v posklizňové zralosti v aktivní nebo latentní formě velké množství enzymů a prekurzorů enzymů (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Enzymy katalyzují různé typy chemických reakcí. Rychlost enzymových reakcí ovlivňuje celá řada fyzikálně chemických faktorů. Mezi ně patří teplota, ph, iontová síla a složení tlumivých roztoků. Ze sladařského hlediska se za nejdůležitější označují enzymy třídy hydrolýz, které je možno rozdělit do čtyř skupin (cytolytické enzymy, proteolytické enzymy, fosfatázy a amylázy) a do třídy oxidoreduktáz. Za nimi pak následují transferázy, lyázy, izomerázy a lipázy. V pivovarském procesu mají vedoucí úlohu opět hydrolázy, a to především ve varním procesu. Ostatní třídy enzymů se ve větší míře uplatňují při kvašení.

9 15 V zrnu ječmene jsou rovněž obsaženy různé vitamíny, které se nacházejí hlavně v zárodku a v aleuronové vrstvě zrna. Jejich obsah závisí na odrůdě a půdně klimatických podmínkách. Mnohé z nich tvoří součást aktivních skupin různých enzymů, a tím vlastně působí na enzymatickou aktivitu klíčícího zrna (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). 2.4 Pěstování ječmene K výrobě sladu se v roce 2005 použilo v ČR přibližně 1,75 mil. tun jarního ječmene, ze kterého se vyrobilo rekordní množství sladu (asi 510 tis. tun sladu), z toho se vyvezlo do zahraničí okolo 270 tis. tun sladu. Na celkové osevní ploše ječmene se jarní ječmen podílí přibližně 70 % a jeho celkový podíl na ploše obilnin představuje okolo 24 % (1999) (ZIMOLKA et al., 2000). HŘIVNA (2003) uvádí, že při pěstování sladovnického ječmene je třeba respektovat: - vliv agroekologických podmínek daného stanoviště, - vlastnosti předplodiny, - množství a kvalitu zaorávaných posklizňových zbytků, - způsob předseťové přípravy půdy, - požadavky na výživu a ochranu během vegetace Požadavky ječmene na půdní klimatické podmínky Jarní ječmen se pěstuje ve všech výrobních podmínkách, avšak vysoké sladovnické hodnoty dosahuje pouze za určitých půdně klimatických podmínek, které výrazně vymezují oblasti, kde lze úspěšně pěstovat kvalitní sladovnický ječmen. V Čechách je to Polabská nížina a nižší polohy Středočeské pahorkatiny, na Moravě celá její střední část, především úrodná Haná (ZIMOLKA et al., 2000) Někteří autoři uvádějí, že jednoznačným dominantním faktorem, který se na kvalitě zrna projevuje je vliv ročníku, který je zesílený geografickou polohou. Rozhodující je, ve které vývojové fázi ječmene převažuje určitý průběh povětrnosti. Projev ročníku lze charakterizovat pomocí úhrnu srážek, množství tepla a slunečního svitu. Jarní ječmen je mnohem více než jiné obiloviny náročný na půdu. Vyplývá to z jeho jemnějšího a mělčího kořenového systému a rovněž ze skutečnosti, že během relativně

10 16 krátké vegetační doby ( dnů) je schopen vytvořit vysoké přírůstky biomasy a tím pádem vysoký hospodářský výnos. Proto jsou pro něj nejvhodnější černozemní a hnědozemní půdy, středně těžké, hlinité až písčitohlinité, vzdušné, s dostatkem pohotových živin, přiměřeně vlhké a biologicky činné. Sladovnický ječmen není dobré pěstovat na pozemcích s vysokým stupněm utužení ornice, s nevyrovnaným vláhovým režimem, na lokalitách s častým výskytem mlhy a rosy a pozemcích zaplevelených (ZIMOLKA et al., 2000) Vliv odrůdy na kvalitu Dlouhodobým sledováním a vyhodnocováním českého i zahraničního sortimentu sladovnických ječmenů se prokázal významný vliv odrůdy na celou řadu znaků a vlastností. Správná volba odrůdy, respektující konkrétní agroekologické podmínky, se přenáší do výše výnosů i kvality produkce a má rozhodující význam pro ekonomiku výroby. Podíl odrůdy na dosahovaném výnosu je odhadovaný na % v závislosti na pěstitelských podmínkách (FRANČÁKOVÁ, HRUBCOVÁ, 1999). Je třeba volit takové odrůdy, které mají nízký stupeň redukce odnoží, mohutnější kořenový systém a rychlý nárůst obilek. Ty pak mají vyšší stabilitu hmotnosti zrna. Významnými vlastnostmi, na kterých se může určitou mírou odrůda podílet, jsou např. obsah dusíkatých látek, obsah škrobu v ječmeni a s ním související extraktivnost sladu. Vliv odrůdy se zvláště projevuje u jakostního znaku dosažitelný stupeň prokvašení (KOSAŘ et al., 1997). V současné době hodnotí Ústav pivovarský a sladařský odrůdy sladovnického ječmene podle ukazatele sladovnické jakosti (USJ). Výsledné hodnoty jednotlivých znaků i celková sladařská kvalita se vyjadřuje v bodové stupnici 1 9. Podle dosaženého počtu bodů se odrůdy řadí do skupin. Za standardní odrůdy se považují ty, které dosáhly bodového hodnocení v rozpětí 4,00 5,99 bodu USJ. Odrůdy, které dosáhnou v rámci odrůdových zkoušek minimálně 6,00 bodu USJ, jsou považovány za výběrové s vynikající technologickou hodnotou (HOLÁNEK, 2000).

11 Nároky na živiny Dostatek živin od počátku vegetace stimuluje růst rostlin a je pozorovatelný na vývoji porostu a intenzitě tvorby sušiny charakterizované úrovní odnožování (HŘIVNA, 2005). Sladovnický ječmen má zvýšené nároky na fosfor, draslík, vápník a hořčík, a proto je třeba hnojením upravit živinný režim půdy alespoň na zásobu vyhovující. Fosfor se podílí na kvalitě zrna, působí příznivě na obsah škrobu, a tím i extraktu ve sladu. Draslík zlepšuje kyprost endospermu, má vliv na jemnost pluchy, působí na syntézu sacharidů a snižuje obsah dusíkatých látek. Vysoká hladina draslíku a fosforu vede k zahušťování porostu, poléhání a snížení výnosu a jakosti (HŘIVNA, 2003). Optimální zásoba dusíku v rostlinách na počátku vegetace, ale i v průběhu je velmi důležitá. Při nadbytku dusíku v ječmeni dochází během odnožování k nárůstu počtu neproduktivních odnoží; vyšší obsah dusíku po vymetání vede k poléhání porostu, nestejnoměrnému dozrávání zrna, zvyšuje podíl zrna II. třídy a přispívá k vyššímu obsahu dusíkatých látek v zrnu. Nedostatek dusíku se naopak projevuje řídkými porosty, nízkým počtem výnosotvorných prvků a technologicky nevhodným (nízkým) obsahem dusíku v zrnu (HŘIVNA, 2005) Choroby a škůdci ječmene Z pohledu kvality sladovnického ječmene a také jeho výnosu je rozhodující zajištění dobrého zdravotního stavu rostlin v průběhu celé vegetace. Vliv chorob asimilačních orgánů na jakost zrna je nepřímý. Narušením metabolismu rostliny a snížením asimilační plochy je negativně ovlivněn transport asimilátů do zrna, a proto se především snižuje HTS a výtěžnost předního podílu zrna (HŘIVNA, 2003). Ochrana porostu se řídí hlavně odrůdou, její odolností či náchylností k určité chorobě a dále průběhem počasí, které má na nástup a rozvoj infekce značný vliv (HOFMANOVÁ, 2004). Kulturám ječmene nejvíce škodí robustní plevel, jako pcháč rolní, hořčice polní, ohnice, vlčí mák, oves hluchý, pýr. Plevel ubírá mohutnými kořeny ječmeni živiny a vláhu z půdy, nadzemními orgány pak světlo a asimilační látky a tím snižuje jakost a výnos zrna (MOŠTEK, 1975). K chorobám ječmene patří padlí travní (Erysiphe graminis), rez ječná (Puccinia hordei), hnědá skvrnitost (Pyrenophora teres), rhynchosporiová skvrnitost

12 18 (Rhynchosporium secalis) a fuzariózy (HŘIVNA, 2003). Ze škůdců je v posledních letech u jarního ječmene aktuální bzunka ječná a kohoutek modrý, jehož larvy (slimáčci) poškozují listy (ZIMOLKA et al., 2000) Technologie pěstování Z hlediska tvorby výnosu, výnosové stability a technologické kvality ječmene je jedním z rozhodujících činitelů předplodina (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Jarní ječmen je plodinou staré půdní síly, proto se zařazuje zpravidla po hnojených okopaninách (cukrovka, brambory, kukuřice na zrno či siláž). K tradičně nejlepší předplodině pro tvorbu výnosu i sladovnické jakosti jarního ječmene patří cukrovka. Převažující technologie její sklizně při zaorávání chrástu však zvyšuje riziko poléhání a má negativní vliv na kvalitu zrna (ZIMOLKA et al., 2000). Nevhodné jsou obilní sledy, kde je jarní ječmen druhým či třetím článkem. Obilniny se všeobecně považují za plodiny snižující půdní úrodnost. Na vlivu předplodiny se do značné míry podílí také ročník, fyzikální stav půdy, celková úroveň technologie pěstování a odrůda. V letech s méně příznivými povětrnostními podmínkami, při zhoršené půdní struktuře a chybách v agrotechnice se negativní vliv méně vhodné suroviny zvýrazňuje (LEKEŠ et al., 1985). Odrůdám jarního ječmene nejlépe vyhovuje střední orba provedená včas na podzim, za příznivých vlhkostních poměrů půdy. Nepodaří-li se zorat na podzim, je vhodné provést na jaře minimální kultivaci půdy. Bezorebný způsob setí může negativně ovlivnit stupeň mikrobiální kontaminace, pokud nejsou použity fungicidy (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Předpokladem vysokého výnosu jarního ječmene je co nejdelší doba mezi vzejitím rostlin a jejich metáním. Zajistit ji můžeme jen ranou setbou. Nejvhodnější je to co nejdříve na jaře, podle vlhkosti půdy zpravidla v březnu (ZIMOLKA et al., 2000). Při raném setí působí velice příznivě na vývoj ječmene nižší teploty a kratší den, vyšší obsah vláhy v povrchové vrstvě půdy a složení slunečního spektra. Brzy z jara totiž ve slunečním spektru převažují paprsky červené, oranžové a žluté, které příznivě působí na fotosyntézu a růst, kdežto později se zvyšuje podíl modrých, fialových a ultrafialových paprsků, které více ovlivňují tvorbu bílkovin (LEKEŠ et al., 1985). Nejvíce je opožděným setím ovlivněn počet klasů na jednotce plochy v důsledku snížení intenzity produktivního odnožování, snižuje se i hmotnost zrna, počet zrn v klasu. Snižuje se i sladovnická hodnota, neboť se výrazně zvyšuje obsah

13 19 bílkovin v sušině zrna. Optimální hloubka setí se pohybuje od 3 do 5 centimetrů podle druhu půdy, její vlhkosti a doby setí. Výsevek se pohybuje od 3,5 mil. klíčivých zrn na hektar ve výrobním typu řepařském a až do 5 mil. zrn ve výrobním typu bramborářském a horském (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Optimální hustota porostu je klasů na 1 m 2 (HOFMANOVÁ, 2004). O výnosu a kvalitě rozhoduje především období tvorby a zrání zrna. V počáteční fázi tvorby zrna přicházejí do zrna především minerální a dusíkaté látky, na konci zrání převažují látky bezdusíkaté, hlavně sacharidy. Dusíkaté látky se postupně ukládají v aleuronové vrstvě, z bezdusíkatých látek se v buňkách endospermu tvoří škrob, který je postupně zaplňuje. Dozrávání zrn ječmene má několik stadií. Ve stadiu mléčné zralosti je zrno zelené, stejně jako všechny části klásku. Buňky endospermu mají bohatý obsah protoplazmy a voda tvoří % hmotnosti. Zrno je měkké a kašovité, zárodek je schopen vyklíčení. Ve stadiu žluté voskové zralosti končí přívod živin do klasu a zrna. Nastává moučnění zrna, obsah vody klesá na %, zrno nabývá žluté barvy, zárodek je plně vyspělý. Počíná zasychání listů a stébla, činnost enzymů ustává, klas se začíná klonit háčkovat (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Poslední fází je plná zralost, při které ustává migrace látek do zrna a končí asimilační činnost. V zrně dochází ke snížení vlhkosti pod 16 %, zrno se mezi prsty již neohne, ale lze je při silnějším tlaku zlomit; pluchy zežloutly až zbělely, rostlina uschla až po praporcový list, nejhořejší kolénko získalo hnědou barvu (ZIMOLKA et al., 2000). Kritickým bodem z hlediska úspěšnosti celé pěstební technologie může být sklizeň. Rozdíly v dozrávání sladovnických ječmenů nejsou velké, je tedy třeba věnovat velkou pozornost organizaci sklizňových prací. Biologické poměry zrání a poměrně značný vliv nepříznivého počasí na kvalitu produkce vyžadují, aby byl sladovnický ječmen sklizen v co nejkratší době (MÍŠA, 2003). Určení termínu zahájení a provedení vlastní sklizně ječmene je z hlediska výše výnosu i kvality zrna jedním z klíčových opatření. Vlivem předčasné sklizně (podtržení porostu) je přerušen transport zásobních látek z rostliny do zrna, což vede k relativně vyššímu obsahu bílkovin v zrnu. Snižuje se klíčivost a energie klíčení a prodlužuje se dormance. Snižuje se HTS a tím i výnos a klesá podíl předního zrna (ZIMOLKA et al., 2000). Rovněž opožděná sklizeň není žádoucí, začnou se projevovat příznaky přezrání. Zrno se lehce uvolňuje z klasu, dochází k lámání celých klasů, rozlamování klasového vřetene a tím rostou sklizňové ztráty. U pozdě sklízených

14 20 porostů významně roste i podíl mechanicky poškozených zrn. Při deštivém počasí, kdy dochází ke střídavému ovlhčování a vysychání klasů se výše zmíněné procesy urychlují. Navíc dochází k dalším ztrátám na kvalitě trpí barva a lesk zrna a zvyšuje se jeho biologické poškození (MÍŠA, 2003). Pro vlastní sklizeň je důležité zvolit vhodnou sklizňovou techniku a provést její správné seřízení tak, aby se nezvyšovalo mechanické poškození zrn. K tomu nejčastěji dochází při sklizni přeschlých porostů zvyšováním otáček mlátícího bubnu, nebo naopak při sklizni vlhkého obilí (ZIMOLKA et al., 2000). 2.5 Požadavky na surovinu Sladovnický ječmen je z hlediska kvality ostře sledovanou komoditou, která podstatnou měrou ovlivňuje kvalitu sladu i jakost finálního produktu - piva (KOČ, 2005). Sladovnický ječmen je dvouřadý jarní ječmen povolené odrůdy, musí být zdravý, vyzrálý, zrno dobře vyvinuté, bez cizího pachu a bez škůdců (BASAŘOVÁ, 1992). Deklarace odrůdy, její pravost a dodržení odrůdové čistoty je absolutní podmínkou pro nákup suroviny (KOČ, 2005) (Tab. 2). Každá odrůda má své specifické technologické a fyziologické vlastnosti, které jsou většinou ve směsi ztraceny (PROKEŠ, PSOTA, 2001). Ve všech zemích se sladařsko - pivovarskou tradicí se používají pouze ječmeny přesně definovaných vlastností, neboť každý nedostatek v surovině se nepříznivě odrazí na jakosti finálního výrobku (PELIKÁN, 1999). Z hlediska pěstitelského se vyžaduje u dobrého sladovnického ječmene vysoký výnos, nepoléhavost, vysoký podíl zrna nad sítem 2,5 mm (90 %), HTZ (40 50 g), jemná slámově žlutá plucha, odolnost proti porůstání i chorobám a kratší doba posklizňového dozrávání. Z hlediska sladařského jsou vhodné ječmeny s vysokým obsahem extraktu (81 82 %), optimálním obsahem bílkovin (do 11,5 %) a zrno dobře zpracovatelné na kvalitní slad (PELIKÁN et al., 1996).

15 21 Tab. 2: požadavky na ječmen při nákupu (ČSN ) Parametr Limit (%) obsah vody max. 15,0 přepad nad sítem 2,8 mm min. 85,0 přepad nad sítem 2,5 mm min. 70,0 příměsi sladařsky nevyužitelné max. 3,0 pouze mechanicky poškozené max. 3,0 pouze fyziologicky poškozené max. 1,0 příměsi sladařsky částečně využitelné max. 6,0 zahnědlé špičky max. 3,0 obsah bílkovin 10,0-12,0 klíčivost 96,0-100,0 Rozhodujícími ukazateli kvality sladovnického ječmene jsou samozřejmě klíčivost a energie klíčení. Požaduje se, aby ječmen klíčil rychle, stejnoměrně a úplně. Jen klíčivé zrno může být přírodními enzymy přeměněno na slad. Klíčivost nepříznivě ovlivňuje především mechanické poškození zrna při sklizni a nedostatečná péče o ně po sklizni a při skladování (PROKEŠ, PSOTA, 2001). Nízká klíčivost negativně ovlivňuje průběh sladovacího procesu, nevyklíčená zrna jsou nezpracovatelným, sklovitým balastem, ale i vhodným substrátem pro rozvoj a šíření plísní. Nedostatečná klíčivost ječmene se projevuje ve špatně rozluštěném sladu a ovlivňuje prakticky všechny kvalitativní parametry sladu. Vedle energie klíčení je důležitým ukazatelem i rychlost klíčení (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Barva pluchy má být typicky slámově žlutá, která signalizuje příznivé podmínky při tvorbě zrna, dozrávání a sklizni (PROKEŠ, 1998). Barva zrna úzce souvisí s jeho biologickým poškozením a má významný vliv na vzhled vyrobeného sladu. Barevné změny, které se projevují skvrnitostmi, zahnědlými špičkami, našedlými zrny apod. jsou považovány za potenciální zdroj plísní. Tyto plísně přecházejí i do sladu, snižují jeho hygienickou kvalitu a mohou být příčinou přepěňování (gushingu) (HŘIVNA, 2003). Plucha by měla být jemná a zvrásněná, má být pevně spojená s obilkou a nemá se třepit. Ovlivňuje rychlost příjmu vody, zpracovatelnost ječmene a výtěžnost extraktu. Ovšem při nešetrném zacházení se zrnem dochází ke snadnému poškození pluchy (PROKEŠ, 1998). Podíl zrna nad sítem 2,5 mm je důležitou zkouškou při nákupu a má rovněž velký technologický význam (DUDÁŠ, PELIKÁN, 1992). Vyrovnanost zrn je důležitá

16 22 z hlediska stejnoměrného příjmu vody a homogenity přeměn ječmene na slad. Podíl zrna nad sítem 2,5 mm nelze ovlivnit, ale vysoký podíl předního zrna ukazuje na dobrý ročník, zejména s příznivými podmínkami při dozrávání a lze předpokládat, že přijatý dusík byl využit na tvorbu zrna a nebyl uložen do zrna (PROKEŠ, 1998). Ječmen nemá obsahovat příměsi jiných obilovin, plevelů, škůdce, zpřerážená zrna a prach. Ke klasickým parametrům jakosti patří ještě hektolitrová hmotnost a hmotnost 1000 zrn (HTS). Hektolitrová hmotnost je sice ovlivněna obsahem vody, avšak má přímou vazbu na extraktivnost sladu (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Stanovení vlhkosti ječmene je velmi důležitým základním stanovením jak z hlediska obchodního, tak technologického. Příznivé hodnoty % ukazují na dobrý průběh žní. Dýchání zrna a rozvoj mikroflory je silně omezen. Stanovení dusíkatých látek (bílkovin) se obvykle provádí Kjeldahlovou metodou. K přepočtu na bílkoviny se používá faktor 6,25. Obsah dusíkatých látek v jednotlivých odrůdách ječmene je závislý na mnoha činitelích, hlavně však na odrůdě i na půdních a klimatických, ale i agrotechnických podmínkách růstu (MOŠTEK, 1975). Bílkoviny ovlivňují pomnožení kvasinek, pěnivost, plnou chuť a koloidní stabilitu piva. Pro průmyslovou praxi a pro komplexní posouzení kvality sladovnického ječmene a rovněž při hodnocení nových odrůd má největší význam mikrosladovací zkouška, kdy se vlastnosti ječmene hodnotí podle průběhu sladování, ale především podle vlastností a jakostních charakteristik vyrobeného sladu (DUDÁŠ, PELIKÁN, 1992). 2.6 Výroba sladu Příjem, čištění a třídění ječmene Příjem ječmene se provádí na přijímací rampě sladovny a z každé dodávky se odebírají vzorky k analýze. Z příjmového koše je ječmen dopravován pomocí pásu, elevátorů a šnekových dopravníků do košů na nečištěný ječmen a odtud pak k čistící stanici, kde jsou aspirátory, síto s otvory 2,5 mm a triery. Ječmen musí být před uskladněním na půdách nebo v silech zbaven nečistot a přímísenin (MOŠTEK, 1975). Dobré přečištění a vytřídění ječmene je předpokladem menších sladovacích ztrát a vyrovnané kvality sladu. Dle ALBLA (1990) jsou nejvhodnější podmínky pro skladování co nejnižší teplota a vlhkost zrna maximálně 14 %. Hranice maximální teploty je 15 C, nad 18 C vzniká nebezpečí pomnožení plísní a bakterií. Obsah % vody

17 23 v ječmeni při skladování je mezní hranice bez zásadního vlivu na ztráty extraktu a změny vnitřního obsahu zrna. Pokud je vlhkost vyšší, je nutno ječmen dosoušet v sušárnách. Dosoušení má být pozvolné a šetrné, aby nedošlo k poškození klíčivosti. Teplota dosoušení nemá překročit 45 C. Ječmen je uskladněn v silech minimálně do té doby, než proběhne tzv. posklizňové dozrávání. KOSAŘ, PROCHÁZKA et al. (2000) definují posklizňové dozrávání jako období od sklizně do okamžiku, kdy jsou hodnoty klíčivosti a klíčivé energie shodné. Průměrná doba posklizňového dozrávání je 4 6 týdnů, během tohoto období obilky klíčí pomalu a nejednotně i za optimálních podmínek Máčení ječmene Cílem máčení je zvýšit obsah konstituční vody v zrnu nutné pro zachování životního potenciálu na koncentraci tzv. vegetační vody, která je potřebná pro klíčení a průběh enzymových reakcí (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Působení vody na zrno má pozitivní vliv i na čistotu namáčeného ječmene. Obilí je umyto, ze zrn jsou vyloužena různá rezidua nežádoucích látek a také jsou odstraněny lehké nečistoty a splavky. K máčení by se měla používat čistá voda s maximální tvrdostí do 6,25 mmol/l (35 N) a neutrální reakcí. Nevhodné jsou vody s velkým obsahem organických látek a sloučenin železa a manganu. Jednotlivé části zrna přijímají vodu nestejně, nejrychlejší příjem je v prvních 4 8 hodinách. Některé ječmeny přijímají vodu pomalu a neochotně, což je technologicky nevýhodné. Důležité je, aby ječmen měl nízkou citlivost na vodu a dobře ji přijímal. Přijímání vody zrnem závisí na teplotě máčecí vody. Čím je teplejší, tím je příjem zrnem rychlejší, neboť hydratace koloidů je rychlejší a se zvyšující se teplotou klesá viskozita vody (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Značný význam při máčení má také přístup kyslíku k zrnu. Se zvyšující se koncentrací vody v ječmeni začíná zrno intenzivněji dýchat. Poměr přijatého kyslíku a vyloučeného oxidu uhličitého je 1:1, ale jestliže se množství vyloučeného CO 2 zvýší, začíná anaerobní látková výměna, která ničí klíček (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Nedostatečná aerace snižuje extraktivnost sladu, slad obsahuje větší množství nevyklíčených obilek a nedostatečné rozluštění bílkovin, takže u piva pak dochází snadněji ke koloidním zákalům (PELIKÁN et al., 1996). Na příjem vody do zrna má vliv i struktura a složení zrna. Tyto vlastnosti zrna jsou výrazně

18 24 ovlivněny klimatickými podmínkami každého ročníku. Zrna moučnatá přijímají vodu rychleji, stejně jako ječmen s nižším obsahem bílkovin (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Stupněm domočení nebo jen domočením ječmene rozumíme jeho obsah vody vyjádřený v %, dosažený sladařským máčením. Stupeň domočení závisí na odrůdě, původu a pokročilosti posklizňové zralosti ječmene, na jeho citlivosti k vodě, na vyráběném typu sladu, na způsobu máčení a vedení procesu klíčení při sladování (MOŠTEK, 1975) Technologie máčení K máčení ječmene se používají nádoby, tzv. náduvníky. Jejich konstrukce jsou velmi rozdílné od nejjednodušších bez větrání a odsávání CO 2, až po zařízení s plnou automatizací dávkování vzduchu, odsávání CO 2, s přečerpáváním a možností regulace (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Dnes se používají většinou kovové náduvníky se spádovým kónusem dna 45, aby ječmen mohl samovolně vytékat ven. Máčírna má být umístěna tak, aby byla co nejméně závislá na teplotě venkovního vzduchu, tzn. aby se v létě příliš neohřívala a v zimě příliš neochlazovala. Máčírna může být přepouštěcí, přečerpávací a nebo probíhá máčení jen v jednom náduvníku. V máčírně přepouštěcí jsou náduvníky umístěny pod sebou a ječmen s vodou se samospádem přepouští do spodního náduvníku. Výhodou přepouštěcí máčírny je manipulace samospádem, kdy nedochází k poškozování obilek. Máčírna přečerpávací má náduvníky umístěny v jednom, případně ve dvou patrech a ječmen s vodou se šetrně pomocí čerpadel přečerpává z jednoho náduvníku do druhého. Nevýhodou jsou náklady na provoz čerpadel a vyšší spotřeba vody. Je zde i vyšší riziko mechanického poškození zrna (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Vymáčení ječmene z náduvníku se provádí po docílení požadovaného stupně domočení. Suché vymáčení se používá pro humnové klíčení. Voda se z náduvníku vypustí, ječmen se nechá okapat a poté se přepraví na humno. Mokré vymáčení je převedení ječmene na klíčidla s poslední máčecí vodou. Tento způsob se používá u moderních pneumatických systémů sladování (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Nejčastěji se používá 48-hodinové máčení s dlouhými vzdušnými přestávkami a se 3 máčecími vodami. Vzdušné přestávky trvají hodin a pod vodou je ječmen 4 6 hodin. Požadovaný stupeň domočení pro plzeňský slad je %. Použití technologie

19 25 vzdušného máčení je nutné při sladování čerstvých, neodleželých ječmenů (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000) Klíčení ječmene Při klíčení se aktivuje enzymatický systém zrna, syntéza dalších enzymů a dociluje se požadovaného rozluštění podle typu vyráběného sladu, při únosných ztrátách s minimálními náklady (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Z množství enzymů obsažených v ječmeni a sladu jsou hlavní především ty, které odbourávají škroby: α - amyláza a β amyláza, dále cytolytické enzymy (β glukanáza, cytáza) a enzymy odbourávající bílkoviny. Jak uvádí PELIKÁN et al. (1996), největší význam má při klíčení aktivace α amyláz, i když štěpení škrobu probíhá při sladování jen ve velmi omezené míře. Vzniklé enzymy však mají základní význam pro hydrolýzu škrobu při rmutování. β amyláza je přítomna již v zrnu, α amyláza vzniká teprve při klíčení za přítomnosti kyslíku. Množství vytvořených amyláz závisí na odrůdě, klimatických podmínkách, pozitivně působí větší velikost zrna, vyšší obsah vody v zeleném sladu a studené vedení hromady. Klíčení je fyziologický proces, ve kterém zrno potřebuje dostatečné množství vody (44 48 %), optimální teplotu (14 18 C) a dostatečný přísun kyslíku. Změnou těchto faktorů se dají regulovat biologické faktory při klíčení v určitých hranicích. Délka klíčícího procesu se pohybuje podle ročního období, v létě 3 dny, v zimě 5 dní. Klíčení se provádí buď klasicky na humnech nebo moderními pneumatickými systémy Vedení hromad a stadia klíčení Během klíčení se zajišťuje za omezené respirace dokonalé rozluštění zrna podle druhu vyráběného sladu, ročníku a odrůdě ječmene. Upravuje se obsah vody, teplota a přísun kyslíku. Toho se dosahuje kropením, oráním, předěláváním a vyrovnáváním hromad. Hromada nesmí zaschnout (vyrazit z díla), pod horní vrstvou klíčícího ječmene musí být zrno oroseno. Nízká vláha, tzv. rosa nebo pot hromady znamená špatné rozluštění, vysoký obsah vody vyvolá intenzivní dýchání a způsobuje přeluštění ječmene (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). V klíčící obilce začíná rozluštění zrna v blízkosti zárodku a pokračuje postupně k vrcholu obilky. Velkozrnné ječmeny potřebují k rozluštění delší dobu než ječmeny malozrnné. Bílkovinami bohaté obilky se rozlušťují

20 26 pomaleji. Stupeň rozluštění se posuzuje komplexně podle délky střelky, moučnatosti, objemové hmotnosti a extraktového rozdílu mouka šrot. Čím je slad lehčí, moučnatější a zpravidla také delší a čím je extraktový rozdíl menší, tím je rozluštění dokonalejší (PELIKÁN et al., 1996). Stadia klíčení ječmene, podle BASAŘOVÉ a ČEPIČKY (1985): 1. Mokrá hromada nastřený vymáčený ječmen. 2. Suchá (oschlá) hromada je stadium za hodin, kdy voda ulpělá na povrchu zrna se vsákne nebo vypaří. Zrno intenzivně dýchá, pod horní vrstvou se objevují kapičky vody (pot) a říká se, že hromada má dílo a musí se rozprostírat do nižší vrstvy za přístupu vzduchu. Na bazální části se objevují první očka (špičky kořínků) hromada špičkuje nebo prejtuje. 3. Pukavka hromada potřebuje hodně vzduchu, silně se potí a má výraznou vůni okurek. Třetí až čtvrtý den vyrůstá na zrnu druhý kořínek a nastává stadium mladíka. 4. Stadium mladíka je nejdůležitější fází klíčení. Dýchání je nejintenzivnější, začínají enzymové přeměny, tzv. rozluštění zrna. Teplotu v hromadě je nutné udržet na 16 C. 5. Vyrovnaná hromada se docílí přibližně v pátém dni klíčení. Jestliže se v předchozích fázích podařilo zajistit rovnoměrné klíčení, délka kořínků je vyrovnaná, střelka do 1/2 délky zrna, dýchání se zpomaluje a zrno se dále dolušťuje. Až do pátého dne klíčení se vedou přibližně stejné hromady pro výrobu světlého plzeňského sladu i tmavých sladů. Při výrobě světlého sladu nastává od pátého dne pozvolné stárnutí hromady. 6. Stárnutí hromady znamená mírné zavadání, hromada se pouze kypří, aby kořínky do sebe nezarůstaly. Tím se udržuje střední rozluštění zrna, střelka dorůstá do 2/3. V hromadách se zachovává určitá koncentrace CO 2, který utlumí dýchání. 7. Stará zavadlá hromada je konečné stadium v sedmém dni klíčení. Získá se zelený slad a poté následuje hvozdění. Zelený slad pro výrobu světlého plzeňského sladu má mít zdravou vůni, mírně zavadlé kořínky, vývin střelky do 1/2 až 2/3 délky zrna a dobré rozluštění charakterizované suchým, měkkým a moučnatým endospermem (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985).

21 Typy sladovadel Sladovací zařízení lze rozdělit na klasická a moderní. Do klasických sladoven se řadí humna a moderní pneumatické systémy se dělí na bubnová, skříňová a věžová. Humnová sladovna má většinou několik pater, z nichž všechny nebo většina jsou pod úrovní terénu. Podlahy jsou z hlazeného betonu nebo z dlaždic, vyspádované k okrajům a kanálům. Vzduch na humnech má vysokou relativní vlhkost, která zamezuje vysychání hromad a předčasnému zavadání zeleného sladu. Nevýhodou humen je velký obestavěný prostor, značný podíl ruční práce a nízký výkon na jednoho pracovníka. Dodržení technologie sladování je velmi obtížné, zejména v netechnologickém období. Slady jsou méně poškozeny, výtěžnost je vysoká, ale velikost vyrobených partií již neodpovídá moderním požadavkům na homogenitu a velikost partií požadovaných v pivovarech a při exportu. Pneumatická sladovadla jsou zařízení vybavená obracečem na kypření a sbírání sladu a ventilátorem na větrání klíčícího díla vlhčeným klimatizovaným vzduchem (obr.2). Jejich použití snižuje nárok na obestavěný prostor a výrazně klesá i podíl ruční práce. Linka posuvné hromady je zařízení, kde je denní šarže pomocí obraceče dvakrát denně posouvána od vymáčecího pole k nástěru na hvozd. Obr.2 : linka posuvné hromady (Kunze, 1998) 1 - linka posuvné hromady, 2 - líska, 3 - klíčící ječmen, 4 - půlpole klíčení, 5 - obraceč, 6 - sanitované klíčící pole, 7 - vymáčecí náduvník, 8 - vyklízecí šnek, 9 - ventilátor, 10 - větrací kanál Do podlísčí jednotlivých polí je přes nastavitelné klapky přiváděn klimatizovaný vzduch. Teplota a množství větracího vzduchu určují teplotu v hromadě. Vyráběný slad je kvalitní, ale na úkor výtěžnosti, homogenity a vyššího poškození zrna.

22 28 Další typy pneumatických sladovadel lze rozdělit podle pohybu suroviny na vertikální a horizontální. Patří sem bubnové klíčidlo, skříňové klíčidlo, Saladinova skříň, systém Lausmann, věžová sladovna a další Hvozdění sladu Cílem hvozdění je převést zelený slad s vysokým obsahem vody do skladovatelného a stabilního stavu, zastavit životní a luštící pochody v zrně a vytvořit aromatické a barevné látky, charakteristické pro určité druhy sladu za minimálních nákladů a ztrát (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000). Hvozdění je energeticky nejnáročnější proces (až 90 % spotřeby energií celého sladování). Zelený slad obsahuje velké množství vody a není skladovatelný. Je třeba vhodným teplotním zásahem zastavit působení enzymů a zajistit podmínky pro reakce vedoucí k tvorbě chuťových a barevných látek. Při sušení a hvozdění se zajišťují zvyšující teplotou a úbytkem obsahu vody v zrnu optimální vlastnosti sladu (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Aby byly uchovány enzymy, musí se zelený slad před silným vyhřátím předsušit, což je důležité i proto, aby nedošlo ke změně struktury škrobu a vzniku nežádoucího sklovitého sladu. Při použití dvoulískového hvozdu je zelený slad hvozděn asi 24 hodin na horní lísce, kde ještě probíhá tzv. dolušťování. Na horní lísce se slad zbavuje poměrně rychle vlhkosti a mírné rozluštění spolu s nižší tvorbou cukrů připouští dotahovací teploty až do 85 C, aniž barva sladu překročí požadovanou mez (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966). Odsouší se při teplotě do 60 C na vlhkost % (na prošlápnutí) a pak je z horní lísky sklopen na lísku spodní, kde je slad dosoušen na požadovanou hodnotu vlhkosti (kolem 4 %) při pozvolném růstu teploty, až do dotahovací teploty C. Podle MOŠTKA (1975) je základní podmínkou úspěšného hvozdění, při kterém se má dosáhnout co nejsvětlejších barev plzeňských sladů, co nejrychlejší snížení obsahu vody při předsoušení sladů, při teplotách do 60 C. Správný způsob hvozdění zeleného sladu ovlivňuje nejen barvu a vůni hotového sladu, ale také jeho enzymatickou aktivitu. Fáze sušení a hvozdění sladu, podle BASAŘOVÉ a ČEPIČKY (1985): 1. Růstová fáze obsah vody nad 20 %, teplota do 40 C, zrno je schopné dále klíčit (růst kořínků a střelky). 2. Enzymová fáze obsah vody poklesl pod 20 %, teploty mezi C,

23 29 zastavení vegetačních procesů, ale pokračují enzymové reakce. 3. Chemická fáze - obsah vody pod 10 %, teploty nad 60 C, zastaveny enzymové reakce, probíhají chemické reakce vedoucí k tvorbě barevných a chuťových látek Typy hvozdů Jednolískový hvozd lze charakterizovat jako hvozd vysokovýkonný. Má jednoduché nastírání a vyklízení, jednoduchou regulaci a řízení umožňující plně automatizovaný provoz bez lidské obsluhy. Nevýhodou je odsoušení ve vysoké vrstvě, což způsobuje nehomogenitu hvozdění a sladu. Dvoulískové hvozdy patřily dříve k převládajícím typům hvozdů. Z technologického hlediska vyhovují k výrobě světlého sladu. Jsou vybaveny dvěma sklopnými lískami a dvěma sběrnými koši umístěnými v podlísčí. Teplota pod horní lískou se reguluje tak, aby nebyla vyšší než 60 C. Dvoulískový hvozd je výhodnější z hlediska menší spotřeby tepla a vyšší homogenity sladu. Hlavními nevýhodami jsou vysoká investiční náročnost, větší nároky na obsluhu hvozdu. Po sklopení horní lísky je nutno slad na spodní lísce urovnat, obtížnější je také regulace a automatizace hvozdícího procesu. Další typy hvozdů jsou skříňový, kruhový a kontinuální (KOSAŘ, PROCHÁZKA et al., 2000) Odkličování a skladování sladu Odhvozděný slad je horký a není skladovatelný. Proto musí být ochlazen. Slad se ochlazuje buď prouděním studeného vzduchu do dosažení C, chlazením ve zvláštním potrubí nebo v menších sladovnách pozvolna při odkličování (KUNZE, 1994). Po hvozdění se slad upravuje odkličováním na odkličovačkách, aby se odstranil sladový květ a často se slad před expedicí ještě leští na polírce, jejímž účelem je zbavit slad zbytků sladového květu, prachu a rozdrcených zrn (MOŠTEK, 1975). Čerstvé slady běžných typů při bezprostředním zpracování hůře zcukřují a zcezují, mohou vyvolat poruchy při kvašení, snižovat pěnivost piva a způsobovat zákaly. Jejich jakost se vyrovná odležením, které trvá podle podmínek při sladování několik týdnů až měsíců. Během odležení se regeneruje koloidně chemická rovnováha sladu narušená hvozděním, a oslabené enzymy se opět aktivují. Projeví se to nepatrným doluštěním sladu a zvýšením jeho diastatické mohutnosti. Za nejdůležitější změnu se však pokládá

24 30 enzymatické štěpení bílkovin. Odležením se stává slad křehčím, lépe se zpracovává a celkově se zlepšují jeho vlastnosti (PELIKÁN et al., 1996). Sladový květ je nejcennějším odpadem při výrobě sladu. Tvoří ho suché kořínky a přerostlé střelky. Má být světlý a prostý prachu. Sladový květ rychle přijímá vlhkost, a proto se musí uchovávat v suchém a chladném prostředí, jinak se brzy kazí, plesniví a hnije. Je vyhledávanou surovinou jak v krmivářském průmyslu, tak i v různých odvětvích průmyslové fermentační výroby (MOŠTEK, 1975) Požadavky na hotový slad Jakost sladu se posuzuje smyslovými a mechanickými zkouškami a chemickými, fyzikálními a fyziologickými metodami (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966). Barva sladu představovaná barvou pluch má být stejnoměrná, u světlých sladů blízká původnímu ječmeni. Matná barva povrchu zrn, šedé, bílé či tmavé skvrny svědčí o povrchových nečistotách, plísních, použití železité vody, převápnění máčecí vody, či jiných anomálií v technologii. Tvar a velikost zrna má u dobře rozluštěného sladu odpovídat výchozímu ječmeni a má být stejnoměrná. Malá a scvrklá zrna bývají sklovitá nebo špatně hvozděná a zvyšují rozdíly v extraktivnosti jemného a hrubého šrotu. Vůně sladu musí být čistá, sladová u světlých sladů, výrazná a aromatická u sladů pražených (DUDÁŠ, PELIKÁN, 1992). Moučnatost, sklovitost a barva endospermu jsou běžně sledovaná kritéria a orientují o rozluštění a správném hvozdění sladu. Moučnatá a křehká zrna se snadno šrotují, při rmutování usnadňují činnost enzymů a extraktivní látky přecházejí snadněji do roztoku. Barva endospermu světlých sladů má být na řezu bílá, bez zahnědlých zrn (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966). Chemický rozbor provedený konvenční metodou umožňuje stanovit další znaky jakosti sladu. Vlhkost sladu má význam hospodářský a jakostní. Obsah vláhy snižuje extraktivnost sladu a zvýšená vlhkost způsobuje potíže při skladování. Vlhkost skladovaného sladu nemá přesáhnout 6 %. Ve vlhkém sladu se obnovuje enzymatická činnost, slad ztrácí aroma a své charakteristické vlastnosti. Extraktivnost sladu je jedním z nejdůležitějších kritérií sladu. Je to procentní podíl zrna sladu, který přejde za podmínek kongresního rmutování do sladiny. Je závislá na

25 31 odrůdě ječmene, provenienci, ročníku, dále na obsahu dusíku, podílu pluch, třídění a stupni rozluštění (BASAŘOVÁ, ČEPIČKA, 1985). Tento podíl je u světlých sladů % vztaženo na sušinu. Při běžné analýze se stanoví extraktivnost sladu obvykle ve šrotu s 90 %ním podílem mouka + moučka. Jestliže se souběžně stanoví extraktivnost v hrubém šrotu (podíl mouka + moučka pouze 25 %), lze z rozdílu extraktivnosti jemného a hrubého šrotu usuzovat na stupeň rozluštění zrna (MOŠTEK, 1975). Při kongresním rmutování posuzujeme ještě další vlastnosti sladu. Doba zcukření rmutu svědčí o amylolytické aktivitě a rozluštění sladu. Krátce vedené a špatně rozluštěné slady zcukřují pomaleji. Rychle zcukřují slady přeluštěné nebo nízko dotažené. Světlé slady zcukřují normálně za minut. Doba stékání a čirost sladiny. U správně rozluštěného sladu stéká sladina rychle a je čirá. Čím nedokonaleji je slad rozluštěn a čím níže je slad odhvozděn, tím pomaleji sladina stéká a tím je kalnější. Barva sladiny není znakem jakosti, musí však odpovídat typu sladu a požadavkům na jeho barvu. Běžný obchodní rozbor podle konvenční metody se často ještě doplňuje o stanovení diastatické mohutnosti sladu a stanovením Kolbachova (poměr rozpustného dusíku ve sladině k celkovému obsahu dusíku ve sladu) a Hartongova čísla (posouzení enzymových vlastností a rozluštění sladu) (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966). Výsledky rozborů se musí hodnotit vcelku. K tomu, aby byl slad označen za dobrý, nestačí pouze vysoká extraktivnost nebo čirost a rychlé stékání sladiny. Vždy musí vyhovovat i ostatní znaky Druhy sladů Plzeňský slad Převážnou část výroby sladu tvoří světlý slad. Světlý slad plzeňského typu je studeně vedený slad s mírným rozluštěním a kratším vývinem střelky. Vyrábí se z nejkvalitnějších ječmenů s nízkým nebo středním obsahem bílkovin. Světlý slad musí být dokonale odhvozděn, nejméně po dobu 3 hodiny při 80 C, aby měl vhodné vlastnosti pro skladování i pro další zpracování. Je známo, že slady dobře dotažené dávají mnohdy i při vyšší barvě mladiny světlejší piva než slady nedotažené. Tento slad se zvlášť dobře hodí pro výrobu typických, dobře chmelených českých piv s plnou chutí,vyšším obsahem zbytkového extraktu a dobrou pěnivostí (HLAVÁČEK, LHOTSKÝ, 1966).