Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/ B.Mieslerová (KB PřF UP v Olomouci)

Transkript

1 Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/ B.Mieslerová (KB PřF UP v Olomouci)

2 DALŠÍ ALKOHOLICKÉ NÁPOJE, LIHOVARNICTVÍ

3 LIHOVINY LIHOVINY jsou alkoholické nápoje, které obsahují vyšší či nižší obsah alkoholu nejméně 15 % a nejvýše 79,5 %. Výjimkou je PIVO A VÍNO. Nápoje obsahující 10-12% alkoholu jsou produkovány pomocí fermentace (ALKOHOLOVÉHO KVAŠENÍ). Při vyšších koncentracích alkoholu v roztoku, je metabolismus mnoha kmenů kvasinek částečně nebo úplně potlačen. LIHOVINY, tj. nápoje s velmi vysokými koncentracemi alkoholu, mohou být VYRÁBĚNY POUZE DESTILACÍ. LIHOVARNICTVÍ je tradiční fermentační technologie Vyrábí se kvasný lih, destiláty a lihoviny Výrobek = líh (ethanol) získaný kvasnou cestou

4 LIHOVINY - Historie Název líh nebo alkohol se v hovorovém jazyce vztahuje k nejčastěji se vyskytující sloučenině ze skupiny primárních alkoholů - k ETHANOLU. Tato sloučenina se dá vyrobit čistě CHEMICKÝM ZPŮSOBEM, např. hydratací ethylenu, nebo daleko BĚŽNĚJŠÍ MIKROBIOLOGICKOU CESTOU kvasným způsobem. Některé zdroje připisují prvenství sestrojení a používání PRIMITIVNÍ DESTILAČNÍ APARATURY Číňanům cca 1-2 tisíce let př.n.l., jiné hovoří o egyptských alchymistech rovněž z éry před Kristem. Do Evropy se znalosti o destilaci zkvašených surovin dostávají mnohem později okolo století. K rozšíření umění destilace došlo v EVROPĚ VE STŘEDOVĚKU Dnes: ČR 4 průmyslové lihovary (Kralupy, Kolín, Chrudim, Kojetín) a cca 40 zemědělských lihovarů

5 BIOCHEMISMUS LIHOVÉHO KVAŠENÍ Před zhruba 130 lety byl objeven původ kvašení a tím i jeho nositelé - kvasinky. KVASNÝ neboli FERMENTAČNÍ ZPŮSOB výroby ethanolu je založen na působení ENZYMŮ MIKROBIÁLNÍ BUŇKY (většinou buněk některých kvasinek) v procesu, kterému se říká ethanolové kvašení. Jde o proces, který probíhá převážně bez přístupu vzduchu (ANAEROBNĚ), i když nejde v případě kvasinek o striktně anaerobní podmínky. Mírné provzdušnění kvasného média, hlavně na začátku fermentace, je příznivé pro potřebný nárůst buněk a jejich aktivitu.

6 PRODUKČNÍ MIKROORGANISMY Hlavním produkčním mikroorganismem jsou kvasinky Saccharomyces cerevisiae, které se vyznačují vysokou rychlostí tvorby ethanolu, vysokou tolerancí k ethanolu a nízkou produkcí vedlejších metabolitů. Producenty ethanolu mohou být i bakterie, slibnou bakterií je Zymomonas mobilis, která má v porovnání s kvasinkami rychlejší metabolismus, nižší nutriční nároky, fermentace může probíhat za vyšších teplot. Přes určité nesporné výhody bakterií jako producentů ethanolu se stále v průmyslové praxi u nás a ve světě používají kvasinky. Zymomonas mobilis

7 SUROVINY K VÝROBĚ LIHOVIN 1. CUKERNATÉ SUROVINY melasa (řepná), řepa, cukernaté plody (jen pro ovocné destiláty, ne technický líh), v zahraničí cukrová třtina, čirok, palmové šťávy, sukulenty, kaktusy 2. ŠKROBNATÉ SUROVINY brambory (neutrální alkohol), obilí (hlavně kukuřice, pšenice, žito, triticale) V zahraničí rýže, čirok, kasava, sladké brambory Melasa 3. SUROVINY OBSAHUJÍCÍ DALŠÍ POLYSACHARIDY - inulin v topinamburech a čekance, lignocelulosový materiál (dřevo, sláma) Nutná hydrolýza a zvláknění Triticale

8 VÝROBA LIHU Z MELASY I. Průmyslový líh se nejčastěji získává z melasy. MELASA je vedlejší produkt výroby cukru z cukrové řepy, která obsahuje přibližně 50% řepného cukru - sacharózy. Tento cukr již běžnými postupy nelze z melasy získat v čisté formě PŘÍPRAVA ZÁPARY (naředění vodou, přídavek živin) PŘÍPRAVA KVASINEK laboratorní propagace kultury KVAŠENÍ - za anaerobních podmínek, ph 4-4,5, teplota do 32 C TYPY KVAŠENÍ vsádkový způsob, přítokový způsob, způsob s recyklací kvasinek, kontinuální způsob kvašení ETAPY - bouřlivého kvašení, dokvašování. Jakmile obsah cukru neklesá, fermentace je ukončena SEPARAČNÍ ODSTŘEDIVKY rozdělen na podíl obsahující hlavně kvasinky a na podíl bez kvasinek obsahující líh Kvasírna

9 REKTIFIKACE je opakovaná destilace, jejímž cílem je zkoncentrovat ethanol. RAFINACE je definována jako odstranění doprovodných látek z lihu. Vedlejším produktem výroby lihu z melasy jsou MELASOVÉ VÝPALKY. Melasové výpalky obsahují velké množství minerálních a bioorganických látek a jsou proto velice hodnotným hnojivem a přísadou do krmiv VÝROBA LIHU Z MELASY II. Na kvasný proces navazuje destilace a rafinace lihu Tato technologie se skládá z NĚKOLIKA KOLON, na kterých dochází postupně k dokonalému odstranění všech látek, jež mají vliv jak na chemické, tak zejména na senzorické vlastnosti vyrobeného lihu.

10 VÝROBA LIHU ZE ŠKROBNATÝCH SUROVIN 1. PŘÍPRAVA SLADKÉ ZÁPARY Oprané brambory nebo obilí se paří v kuželovitém pařáku 120 C, tlaku 0,2-0,5 MPa, x beztlaký způsob (pomletí, mokré mletí) Dnes se již výhradně používají enzymové preparáty. Používání sladu je již ojedinělé. Působením enzymů (α-amylasy) nejprve dochází ke ztekucení škrobu a poté účinkem amyloglukosidasy či β-amylasy ke zcukření. Stěny buněk popraskají a škrob v nich zmazovatí vytvoří se kaše. Kaše se přečerpá do zapařovacích kádí, kde se ochladí na teplotu 60 C. Asi po 1 hod je škrob zcukřen a zápara se chladí na C. 2. KVAŠENÍ ZÁPARY ZÁPARA se přečerpá do kvasných kádí, přidá se k ní zralý zákvas zvaný HOLOVICE a nechá se kvasit. Čisté lihovarské kvasinky adaptované na škrobnaté zápary Hlavní kvašení nastává asi po 20 hodinách a je dokončeno třetí den. doba hod při teplotě do 32 C 3. DESTILACE PROKVAŠENÉ ZÁPARY Po ukončení kvašení se kapalina destiluje na destilačním přístroji. Získává se surový líh a výpalky, které jsou dobrým krmivem pro dobytek.

11 Lihovarské kvasinky Saccharomyces cerevisiae kmen používaný v lihovarnictví

12 4. RAFINACE SUROVÉHO LIHU Surový líh obsahuje asi % etylalkoholu, vodu a nepříjemně páchnoucí vyšší alkoholy, které tvoří tzv. PŘIBOUDLINY, proto se surový líh dále rafinuje čistí. Hlavní složkou přiboudliny je tzv. opticky aktivní pentanol (2-methyl-1-butanol). Nejprve se zředí vodou asi na 50 % Poté se destiluje na destilačním přístroji, přičemž se rozdělí na tři frakce: - PŘEDEK, ČILI ÚKAP destilát, který se vydestiluje při nižší teplotě než je bod varu. Používá se k výrobě octa nebo denaturovaného lihu. - RAFINÁDA nejjemnější líh nejlepší část lihu - DOKAP dává se do lihu na pálení Úkap s dokapem se při rafinaci jímají společně a používají se jako technický líh. DENATURACE LIHU Do čistého lihu se přidají různé látky, které jej činí nepoživatelným - methanolem, benzenem či benzinem. Používá se pro technické účely.

13 Schéma lihovaru používající škrobnaté suroviny

14 Lihovar Kojetín výroba lihu z melasy Destilační kolony

15 Příprava zákvasu v malém Kvasné kádě

16 Senzorická kontrola velejemného lihu

17

18 VÝROBA LIHU Z OVOCE I. Ovoce určené k výrobě lihu se rozmačká. Měkké ovoce se nemačká. Jádrové ovoce výroba z moštů Menší plody se napěchují do kvasných kádí. Rmut se nechá samovolně kvasit v nádobách opatřených kvasnou zátkou. Kvašení nejčastěji způsobují divoké kvasinky, které žijí na ovoci. Pro rychlejší kvašení se přidávají kultury vinných kvasnic. Kvašení je skončeno, když se přestane vyvíjet CO 2. Pak se rmut destiluje v jednoduchém destilátoru, druhou destilací se získává užitný líh. Pěstitelská pálenice

19 Zbytek po první destilaci zůstávající v destilačním kotli se nazývá výpalky. Výpalky jsou silně kyselé (nutná neutralizace vápnem), vyžadují značné náklady na dopravu a udržování skládky ve vymezené lokalitě Nejde zde o získání maximálního množství čistého (rafinovaného) lihu, ale destilátu, který obsahuje kromě ethanolu určité optimální množství doprovodných látek. Tento SUROVÝ DESTILÁT se nazývá LUTR. Lutr není ještě hotovým výrobkem pro nízký obsah ethanolu, ale hlavně proto, že obsahuje všechny doprovodné těkavé vedlejší produkty lihového kvašení. Do "konzumovatelné" formy se musí lutr převést další destilací - rektifikací. Rektifikace probíhá pomaleji. VÝROBA LIHU Z OVOCE II. Na rozdíl od první destilace jde o frakční destilaci a jednotlivé frakce se jímají odděleně. Nejčastěji se dělí na 3 frakce: 1. ÚKAP 2. JÁDRO - PROKAP 3. DOKAP Pokud se nepovede úkap a dokap oddělit, přítomnost úkapových a dokapových složek se projeví ve zhoršení kvality pálenky.

20 Kvasná káď napěchovaná ovocem domácí produkce Distillery Land R. Jelínek Vizovice Kvasné kádě

21 Distillery Land R. Jelínek Vizovice Destilační aparatura

22 Distillery Land R. Jelínek Vizovice Destilační aparatura

23 Stáčírna

24

25 Exkurze Starorežná Prostějov

26 SKLADOVÁNÍ A ZRÁNÍ DESTILÁTŮ SUROVÉ DESTILÁTY jsou chuťově i z hlediska buketových složek NEVYROVNANÉ a u mnoha pálenek je čerstvý destilát přímo nepoživatelný (rum, whisky apod.). Aby destilát získal svou požadovanou jakost, musí se dále upravovat, filtrovat a vhodně uskladnit. PROCES ZRÁNÍ destilátu ve vhodných nádobách je jedním z nejdůležitějších činitelů ovlivňujících jakost konečného výrobku. Zkrácení doby zrání ovocných a obilných destilátů umělým stařením má velký ekonomický efekt. Mezi metody URYCHLENÉHO ZRÁNÍ DESTILÁTŮ patří: staření účinky tepla, účinky kyslíku a ozónu, ozařováním, ultrazvukem, účinky elektrického proudu apod.

27 PODLE OBSAHU CUKRU: ROZDĚLENÍ LIHOVIN ZÁKLADNÍ KATEGORIE LIHOVIN: Vyrobené studenou cestou = bez kvašení * smíchání jemného lihu s dalšími složkami cukr, ovoce, byliny, nejprve alkoholické tekutiny (líh kvasný rafinovaný, destiláty, maceráty apod.); silice, aromatické látky a tresti rozmíchané v lihu; potom vína, cukerné a ovocné sirupy a šťávy a na konec voda. Vyrobené teplou cestou = kvašením a destilací (destiláty, pálenky) * charakter určen původní surovinou pro kvašení 1. NESLAZENÉ (vodka, destiláty, aj.) 2. SLAZENÉ - likéry s obsahem cukru nejméně 100 g/l - krémy s obsahem cukru nad 250 g/l - krystalické likéry obsahují část cukru (sacharosy nebo laktosy) ve formě nerozpuštěných krystalků - emulzní lihoviny - krémovité konzistence (směsi žloutků, mléka, cukru a lihu (vaječný likér)

28 CHARAKTERISTIKA A TRŽNÍ DRUHY LIHOVIN 1. PRAVÉ ušlechtilé DESTILÁTY Tyto lihoviny obsahují líh jen z příslušného ovocného destilátu ušlechtilé destiláty. VÍNOVICE PRAVÁ je destilát z vybraných dovážených hroznů révy vinné, bohatých na buketní látky (Slovinec Brandy) SLIVOVICE vyrábí se ze švestkového destilátu JABLKOVICE, HRUŠKOVICE 2. ŘEZANÉ DESTILÁTY Základní surovina se mísí řeže se lihem. Ovocné řezané destiláty HRUŠKA, MERUŇKA mfp4nre

29 Vinné řezané destiláty VÍNOVICE jsou vyráběny z vinných destilátů s přídavkem vonných a chuťových příměsí Cognac, Armagnac, Brandy, Vinjak, Metaxa Ostatní řezané destiláty BOROVIČKA vyrábí se řezem borovičkového destilátu (jalovec) a lihu GIN - pšenice, ječmen + koření jalovec, koriandr + tajné přísady redestilace + možno mírně přisladit

30 ZNAČKOVÉ DESTILÁTY Vyrábějí se podle zvláštních receptur. Slazené KARLOVARSKÁ BECHEROVKA obsahuje asi 20 druhů bylin, vyrábí se v Karlových Varech v různých druzích FERNET STOCK žaludeční likér; receptura přísně tajná, směs bylin GRIOTTE JELÍNEK z višňové šťávy, rumu, borůvkové šťávy a chuťových látek LEMON CURACAO s vinným destilátem, přísadou citrónové, pomerančové tresti a chuťových látek PRAVÝ RUM - Vyrábí se z třtinové melasy, cukrové pěny, sirobu, bagasy a dalších odpadů vznikajících při zpracování cukrové třtiny, zrání v sudech.

31 Neslazené STARÁ MYSLIVECKÁ destilát z vínovice s aromatickými látkami PROSTĚJOVSKÁ STAROREŽNÁ z obilného lihu s výtažky bylin a koření TEQUILA - Weberova modrá agave pulque Do Mezcalu dáván červený červ (gusano rojo)

32 SLIVOVICE Čisté zralé plody slivoně se uloží do sudů (dřevěných, nebo dnes většinou plastových) a nechají se zhruba 6 až 8 týdnů kvasit. Doba kvašení je závislá na teplotě, cukernatosti plodů a množství v jednom sudu. Vykvašené ovoce se vaří (pálí) při teplotě do 100 C, kdy se odpařuje jen alkohol a v kvasu zůstávají silice, které jinak způsobují pachy a pachutě v konečném výrobku. Výpary se ochlazují a kondenzát vytéká do připravené nádoby. Tento postup se opakuje dvakrát, přičemž teprve při druhém pálení teče čistý nápoj, který je možno ochutnat. Destilát má v závislosti na počáteční cukernatosti kvasu a stavu při dokvašení přibližně 60 až 80 objemových procent alkoholu. V tomto stavu se neprojeví chuť ovoce a slivovice je dobrá jen do čaje. Ideální je ředit na procent, kdy je nápoj lahodný a voňavý. Čerstvá slivovice mívá ostřejší chuť a je lepší nechat ji uležet několik měsíců, až let. Přitom první čtyři týdny se ponechá bez zátky, chráněná je před hmyzem a prachem. Někdy se do destilátu přidávají sušené švestky, aby slivovice dostala nazlátlou barvu a více voněla. Je třeba ji ale sledovat a po zhruba třech týdnech scedit a uložit. Zlatá slivovice je slivovice, která dlouhodobým zráním (stařením) v dubových sudech získala zlatou barvu a lahodnou chuť podobající se koňaku. Někteří výrobci ovšem dobarvují svoje destiláty uměle (kulérem např. karamelizovaným cukrem, barvivem nebo sušenou švestkou)

33

34 TEQUILA Vyrábí se výhradně z jedné rostliny, která nese botanický název Agave Tequilana Weber. Její známější jméno je blue agave-modrá agáve. Tequila může být vyrobena výhradně jen v pěti vyčleněných oblastech Mexika. Aby se nápoj mohl jmenovat tequila musí obsahovat minimálně 51% zkvašené šťávy z modré agáve. Ostatních 49% se může skládat z cizích cukrů, které jsou přidávány během procesu kvašení. Z agáve se odříznou kopinaté ostré listy a sklidí srdce rostliny. Této centrální části rostliny se španělsky říká corazon. Ty jsou odvezeny do továrny, kde jsou rozsekány na poloviny a pak jsou přibližně 72 hodin praženy v pecích. Při tomto procesu pražení v pecích se škroby rostliny mění na cukry. Vychladlé piñas jsou poté tradičně roztlučeny pomocí velkého kamene. Zcezená tekutina, tzv. agua miel, je nalita do kádí, kde probíhá fermentace. Po 2-5denní fermentaci je tekutina filtrována a naplněna do velkých měděných anebo nerezových destilačních kotlů destilace probíhá 2 x. Tato tekutina se nechává zrát, nebo je po naředění na přibližně 70-80%, tj. 40% alkoholu, plněna do lahví. Zrání sudy z francouzských nebo amerických dubů.

35 wufm

36 LEGENDA O ČERVU Lahve mezcalu (pálenka z agáve, ale jiný druh agáve, jiná oblast Mexika, agáve se před pálením udí) často obsahují červa, občas i několik kusů na lahev. Tento červ je larvou jednoho ze dvou druhů hmyzu žijících uvnitř rostlin agáve. Nejčastěji se jedná o larvu nosatce (Scyphophorus acupunctatus), místně nazývaného picudo del agave. Druhým typem červa v mezcalu je gusano rojo, anebo červený červ chinicuiles, který je housenkou můry Hypopta agavis

37 WHISKEY Na světě existuje několik základních druhů whisky. Zatímco ve Skotsku, Walesu, a Kanadě se používá označení whisky, v Irsku a Spojených státech je to whiskey. SKOTSKÁ WHISKY, nejčastěji dvakrát destilovaná z ječmene, který byl vysušen nad rašelinou (Johny Walker) Výsledný dojem z whisky velmi ovlivní, zda byla při sušení sladu použita rašelina, či nikoliv. Např. některé palírny na Islay používají slad, který byl sušen nad rašelinou a má silnou rašelinnou příchuť. Některé jiné skotské palírny, ale zase používají slad, který nad rašelinou nebyl sušen vůbec. Každá rašelina je jiná a dodává whisky jiné vlastnosti, proto se palírny snaží sušit na stále stejné rašelině. Obvyklá doba sušení sladu je 18 hodin a odborník hlídá charakter kouře, kterým se suší IRSKÁ WHISKEY, třikrát destilovaná a po tři roky skladovaná v dubových sudech. AMERICKÁ WHISKEY je nejčastěji destilovaná z kukuřice. Bourbon je americká whisky pocházející ze státu Kentucky obsahující nejméně 51 % kukuřice (např. Jim Beam). Whisky z jiných amerických států se většinou neoznačuje jako bourbon i když podle amerických potravinářských norem bourbonem je, nejznámější je Tennessee whiskey (např. Jack Daniel s). KANADSKÁ WHISKY, většinou jemnější a z více druhů zrn, převážně však obsahuje žito. Další důležitou rozlišovací vlastností je to, jestli se jedná o jednodruhovou (single malt) nebo směsnou whisky (blend).

38 atch?v=zne4zrfx9oy

39 RUM Základem pro výrobu tzv. pravého rumu je melasa, vedlejší produkt vznikající při výrobě cukru z CUKROVÉ TŘTINY. Rostliny se tedy rychle rozřežou a lisováním získaná sladká šťáva se jímá. Tato šťáva se následně několikrát povaří a nakonec rychle vychladí. Tato melasa je následně zředěna vodou a prochází filtračními procesy dokud není směs dostatečně čistá a dokud není dosaženo požadované hustoty a kyselosti. Poté se PŘIDÁ KVASNIČNÁ KULTURA a začíná fermentace. Lehké bílé rumy kvasí přibližně 24 hodin, těžké tmavé rumy až 12 dní. Produkt fermentace se ihned destiluje. Destiláty vypálené kteroukoli technikou jsou bezbarvé, BARVA JE ZÍSKÁNA AŽ ZRÁNÍM V DUBOVÝCH SUDECH (tradiční postup, právě dřevo dodá rumu kromě barvy také charakteristické aroma) nebo přidáním lihovarnického karamelu (lacinější varianta). Lehké bílé rumy nezrají buď vůbec, nebo maximálně 3 léta, těžší rumy minimálně 3 roky. Horní hranice zrání je různá, nejčastěji let.

40

41 RUM TUZEMSKÝ TUZEMÁK vyrábí se z lihu, cukru, tresti a kuléru VODKA kvalitní rafinovaný obilný líh + speciálně změkčená voda, filtrace přes aktivní uhlí Za domovinu vodky bychom pravděpodobně bez delší úvahy označili Rusko, Finsko nebo Švédsko. Pravda je ta, že není přesně známo, kde se vodka objevila poprvé. Každý z národů obývajících tyto země samozřejmě označuje za domovinu vodky svou zemi. K nim se ještě přidávají Poláci, a určit tedy, kde se vodka skutečně vzala, není snadné. První historicky doložené zmínky o vodce však umisťujeme do Ruska s datací někdy ve 14. století. Je to rovněž carské Rusko, kde se vodka stala velmi důležitou součástí ekonomiky a občas také politiky. Stejně tak zde užívala nesmírně vysokého společenského postavení, neboť se účastnila důležitých večírků a dalších společenských akcí včetně těch, které pořádal carský dvůr. Zajímavé je, že až do 18. století měly vodky kolem 20% alkoholu, což se oproti dnešním běžným 40% zdá poněkud málo. I původ názvu vodka bychom hledali mezi slovanskými národy. Slovo vodka totiž pochází ze slovanského jazyka a označuje vodu. Zajímavé, že? Zkusíte-li vypít půl litru voda a půl litru vodky, zřejmě odhalíte podstatný rozdíl, který našim předkům zřejmě nepřišel podstatný.

42

43 ARAK nebo ARRACK Podle jedné z variant pochází z arabského slova araq, jež znamená zkondenzovaný a představuje tedy vlastně termín pro kořalku. Druhá interpretace odkazuje na staroindické arak, jež znamená pití. V případě araku hovoříme o středně silném až silném destilátu čirého charakteru aromatizovaném anýzovým výtažkem. Podobá se francouzským anýzovkám stejně jako ony se ředí vodou a jejím přidáním na pohled zmléční. Jedná se o tradiční pálenku zemí Blízkého východu, zejména Libanonu, Sýrie a Iráku. Prvotní surovina, jíž je obvykle víno z révy vinné (v Iráku se používá rovněž datlové víno), se dvakrát destiluje, anýz se přidává až při druhé destilaci. Arrack je ušlechtilá lihovina vyrobená destilací zakvašených palmových šťáv nebo třtinové melasy. Někdy bývá nesprávně považována za rýžovou pálenku, rýže se však používá pouze na zákvas. Teprve potom se přidává palmová šťáva nebo melasa, a jakmile společně zkvasí, přikročí se k destilaci. Arrack se vůní i chemickým složením podobá rumu, mívá však o něco méně esterů a volných kyselin. Barva arracku je slabě žlutá, může být i bezbarvý. Vyrábí se v Indii, Indonésii, ale také například na Srí Lance.

44 5gPCrclI

45 ZDROJE biochemie.upol.cz/doc/skripta/btc/2_fermentace4_lih_destilaty.ppt