MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2011 Bc. JAN NĚMEČEK
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Hodnocení senzorické kvality a vybraných ukazatelů jakosti piva z minipivovarů Diplomová práce Vedoucí práce: Dr. Ing. Luděk Hřivna Vypracoval: Bc. Jan Němeček Brno 2011
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Hodnocení senzorické kvality a vybraných ukazatelů jakosti piva z minipivovarů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis diplomanta.
PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu práce Dr. Ing. Luďku Hřivnovi za poskytnutí rad, připomínek a odborné vedení.
ABSTRAKT Diplomová práce se zabývá hodnocením senzorické kvality a vybraných ukazatelů jakosti piva z minipivovarů. V první části je uvedena charakteristika surovin k výrobě piva, druhy sladů, jejich náhražky a využití. Zmíněna je také technologie výroby piva v průmyslových a malých pivovarech. V práci je také rozebráno chemické složení piva a jeho vlastnosti. Cílem praktické části bylo senzoricky a analyticky vyhodnotit kvalitu piv a zejména se pokusit o srovnání několika vybraných vzorků z minipivovarů a vzorků z průmyslových pivovarů. Při vyhodnocování kvality piva extrakt původní mladiny ukázal, že u technologie výroby světlých výčepních, jedenáctistupňových světlých a třináctistupňových tmavých piv minipivovary dodržely technologii sypání. Při senzorickém hodnocení se ukázalo, že kvalitní pěna, říz a plnost byly při rozhodování degustátorů o celkovém dojmu nejdůležitější. KLÍČOVÁ SLOVA Minipivovary, slad, chmel, náhražky, technologie, senzorické hodnocení, analýza piva. ABSTRACT This thesis is aimed to evaluation of sensory quality and selected indicators of beer quality from microbreweries. In the first part are presented characteristics of primary commodities for brewing beer, types of malts, substitutes and their usage. Mentioned is also technology of brewing beer in industrial and small breweries. The paper also discusses the chemical composition of beer and its characteristics. The goal of practical part was to sensorially and analytically evaluate the quality of beer, and in particular to try to compare samples from several microbreweries with samples from industrial breweries. During evaluating the quality of beer the extract of original wort showed, that the production technology of small breweries respected pouring technology with light draught, light and dark lager beers. The sensory evaluation showed that the foam quality, flavor and fullness were for tasters most important, while they made decision of overall impression. KEY WORDS Microbreweries, malt, hop, substitutes, technology, sensory evaluation, analysis of beer.
OBSAH 1 ÚVOD... 9 2 CÍL PRÁCE... 11 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 12 3.1 Suroviny pro výrobu piva... 12 3.1.1 Slad... 12 3.1.1.1 Světlý slad... 12 3.1.1.2 Bavorský slad... 13 3.1.1.3 Vídeňský slad... 13 3.1.1.4 Speciální slady... 13 3.1.2 Náhražky sladu (surogáty)... 16 3.1.3 Chmel... 16 3.1.4 Chmelové výrobky... 18 3.1.5 Voda... 19 3.1.6 Kvasinky... 20 3.2 Technologie výroby piva v průmyslových pivovarech... 21 3.2.1 Výroba mladiny... 22 3.2.1.1 Čištění a šrotování sladu... 22 3.2.1.2 Vystírání a rmutování... 22 3.2.1.3 Scezování a vyslazování mláta... 23 3.2.1.4 Vaření sladiny s chmelem chmelovar... 24 3.2.1.5 Filtrace a chlazení mladiny... 24 3.2.2 Výroba piva... 25 3.2.2.1 Hlavní kvašení... 25 3.2.2.2 Dokvašování a zrání... 25 3.2.2.3 Filtrace... 27 3.2.2.4 Stabilizace... 27 3.2.2.5 Stáčení a expedice... 28 3.3 Technologie (specifika) výroby piva v minipivovarech... 29 3.3.1 Současné trendy v minipivovarnictví... 30 3.4 Minipivovary v České republice... 31 3.4.1 Charakteristika restauračního minipivovaru... 34 3.5 Hotové pivo... 35 3.5.1 Chemické složení piva... 35 3.5.1.1 Anorganické látky... 35 3.5.1.2 Těkavé složky piva... 36 3.5.1.3 Extraktové složky piva... 36 3.5.2 Vlastnosti piva... 37 3.5.2.1 Fyzikálně - chemické vlastnosti piva... 37 3.5.2.2 Oxidačně redukční vlastnosti piva... 38 3.5.2.3 Smyslové (organoleptické) vlastnosti piva... 38 3.5.3 Druhy piv... 40 3.5.4 Pivo českého typu a jeho výroba... 41 7
4 MATERIÁL A METODY... 43 4.1 Materiál... 43 4.1.1 Charakteristika jednotlivých druhů piv z průmyslových pivovarů... 43 4.1.2 Charakteristika jednotlivých druhů piv z minipivovarů a profily minipivovarů... 45 4.2 Metodika... 49 4.2.1 Analytická analýza piv... 49 4.2.1.1 Charakteristika sledovaných parametrů... 49 4.2.2 Senzorické hodnocení kvality piv... 49 4.2.3 Použitá metoda senzorického hodnocení... 50 4.2.4 Vyhodnocení výsledků... 50 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 52 5.1 Vyhodnocení analytických analýz... 52 5.1.1 Výčepní piva... 52 5.1.2 Jedenáctistupňová piva... 53 5.1.3 Dvanáctistupňová piva... 55 5.1.4 Třináctistupňová piva... 56 5.1.5 Patnáctistupňová piva... 58 5.2 Senzorické hodnocení piva... 59 5.2.1 Výčepní piva... 59 5.2.2 Jedenáctistupňová piva... 62 5.2.3 Dvanáctistupňová piva... 64 5.2.4 Třináctistupňová piva... 67 5.2.5 Patnáctistupňová piva... 69 6 ZÁVĚR... 73 7 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 75 8 PŘÍLOHY... 81 8
1 ÚVOD Na území České republiky má výroba piva velmi dlouhou tradici. První písemná zmínka o pivu je již v zakládací listině Vyšehradské kapituly z r. 1088, kterou vydal český král Vratislav II. Doklad o pěstování chmele v českých zemích je dokonce ještě starší a je jím nadační listina knížete Břetislava z r. 1039. V průběhu vývoje vaření piva a pivovarů, od právovárečných domů k průmyslovým pivovarům, docházelo ke zvětšování výrobních kapacit a koncentraci výroby, a tím i k postupnému zániku menších pivovarů, neschopných konkurence kvalitou či cenou svého výrobku. Jen na území Prahy vzniklo a postupně zaniklo od 15. století kolem 200 pivovarů. Ještě ve 2. polovině 19. století bylo v Praze asi 40 pivovarů. Na začátku 20. století jejich počet klesl na 16 a po roce 1918 na 9. Malé pivovary s nízkým výstavem, určeným převážně pro spotřebu kolem komína či ve vlastním pohostinství, postupně na území Československa zanikaly, až nakonec zůstal na začátku 90. let 20. století jen minipivovar U Fleků (zal. r. 1499). V porevolučním období zaznamenává pivovarství České republiky vlivy globalizace - zejména vstup nadnárodních společností spojený s centralizací výroby, s tlakem na ekonomickou efektivitu výroby, s důrazem na využití nástrojů marketingu či s prodlužováním trvanlivosti výrobků. S tímto procesem souvisí i uzavírání řady pivovarů, určitá unifikace v chuťovém charakteru značek, snižování výrobních nákladů a naopak nárůst nákladů na marketingovou podporu. Čím tedy mohou regionální pivovary konkurovat velkým pivovarnickým obrům? Majitelů minipivovarů si tuto situaci uvědomují a tak se snaží navázat nejen na již pozapomenutou tradiční výrobu piva v místě dříve otevřeného pivovaru, ale také návštěvníky nalákat na dobré pivo, jídlo a nezvyklé zážitky. K osvědčeným lákadlům patří umístění varny přímo do prostoru, kde jsou hosté usazeni. Hosté tak mohou vychutnávat chuť oblíbeného nápoje a zároveň pozorovat proces jeho přípravy. Minipivovary si také mohou dovolit vařit piva různých chutí i stupňů a tak obměňovat svůj sortiment, aby vycházely svým konzumentům vstříc. Můžeme se setkat s příchutěmi od medového přes višňové či borůvkové třeba až po takové, které bylo připraveno s použitím pampeliškových listů, kopřivy či lopuchu. Návrat k tradici vaření a prodávání vlastního piva v České republice po roce 1989 postupoval pomalu, ale v současnosti zažívá v rodinných hostincích a minipivovarech největší rozkvět. 9
Je to především kvalita piva, čím si mohou minipivovary získat pozornost spotřebitelů. Záměrem práce proto bylo vyhodnotit senzorickou kvalitu a vybrané ukazatele jakosti piva z minipivovarů, a pokusit se je porovnat s průmyslově vyráběnými pivy. 10
2 CÍL PRÁCE Cílem první části práce bylo vypracovat literární přehled, který se zabývá technologií výroby piva v průmyslových pivovarech a minipivovarech. Cílem praktické části bylo senzorické a analytické vyhodnocení kvality piv, v jehož rámci bylo provedeno srovnání piv z minipivovarů s pivy z průmyslových pivovarů. 11
3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Suroviny pro výrobu piva Pivo je slabě alkoholický nápoj, který se po staletí vyrábí z obilních sladů, vody a chmele za účasti mikroorganismů pivovarských kvasinek. Slad je za specifických podmínek naklíčená a usušená obilovina. V některých zemích, především v období hospodářských krizí v době válek a po jejich ukončení, ale i v současnosti se pro snížení výrobních nákladů více či méně uplatňovaly a uplatňují cukernaté a škrobnaté náhražky sladu (Basařová, 2010a). 3.1.1 Slad Slad je typickou surovinou pro výrobu piva. Již 2000 let před naším letopočtem se ho používalo v podobě naklíčeného ječmene v Mezopotámii a Egyptě k výrobě kvašených nápojů. Ječmen zůstal pak až do dnešní doby základní surovinou pro výrobu sladu. 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. Vliv sladu na jakost piva je všeobecně známý. Některé vlastnosti sladu, jako barva, chuť a vůně (aróma), rozhodují přímo o typu piva, jiné, jako složení extraktivních látek, stupeň rozštěpení bílkovin, významně ovlivňují jakost piva. Slad nabývá svých charakteristických vlastností při sladování; některé jeho vlastnosti však závisejí na vlastnostech použitého ječmene (Hlaváček, Lhotský, 1972). Nejběžněji vyráběnými druhy sladů v České republice jsou světlý slad a bavorský slad. Ostatní druhy sladů jsou v našich zemích vyráběny pouze v malých množstvích pro speciální účely. Mezi speciální slady počítáme slady karamelové, barvicí, pšeničné, nakuřované, melanoidinové, diastatické, proteolytické (kyselé slady) a slady zvyšující redoxní kapacitu piva (Kamlar, 2007). 3.1.1.1 Světlý slad Světlý slad je charakteristický příznivým extraktem a dostatečnou enzymatickou silou, s nízkou barvou. Pro snadné zpracování ve varně je nutné dokonalé zcukření rmutu, snadné scezení sladiny a nízká barva po povaření. Obsah vody v hotovém sladu se pohybuje okolo 4 % (Kosař, Procházka et al., 2000). Světlý slad plzeňského typu se 12
používá pro výrobu světlých piv typu ležáků, konzumních piv a speciálních piv s různou koncentrací původní mladiny (Basařová et al., 2010). 3.1.1.2 Bavorský slad Bavorský slad je charakteristický vysokou barvou, výraznějším aromatem, čehož se dosáhne výrazně hlubším rozluštěním při klíčení. Ječmen pro výrobu bavorského sladu je klíčen (luštěn) o 1 2 dny déle s vyšším obsahem vody a při vyšší teplotě. Je odlišně hvozděn, s cílem ještě podpořit tvorbu melanoidinů a je dotahován při teplotách okolo 105 C. Obsah vody se pohybuje okolo 2 % (Kosař, Procházka et al., 2000). Slad se používá k výrobě piva extraktivnějšího (chlebnatějšího) s nižším obsahem alkoholu (Pelikán et al., 2004). 3.1.1.3 Vídeňský slad Má asi dvakrát vyšší hodnotu barvy než světlý plzeňský slad a je jakýmsi přechodným typem mezi světlými a tmavými (bavorskými) slady. Používal se pro zvýšení sytosti barvy světlého piva. V současnosti je jeho potřeba minimální, používá se většinou jen pro výrobu určitých speciálních piv (Basařová et al., 2010). 3.1.1.4 Speciální slady Speciální slady se používají k výrobě tmavých a speciálních piv, při použití náhražek sladu a k úpravě určitých kritérií sladiny z běžných sladů. Od běžných světlých a tmavých sladů se liší enzymovými aktivitami nebo redoxní kapacitou, kyselostí, barvou apod. Jejich přidáním k běžným sladům se dociluje např. úprava barvy, chuti či pěnivosti piva (Kamlar, 2007). Karamelový slad Karamelový slad je charakteristický vysokým obsahem cukrů, aromatických a barevných sloučenin. Slad je enzymaticky inaktivní, extraktivnost se pohybuje mezi 60 70 %. Vláha sladu je okolo 2 %. Používá se při výrobě tmavých a speciálních piv. Slady karamelové, které podle barvy rozdělujeme na světlý, polotmavý a tmavý karamel, se praží ve speciálním pražiči. Postup výroby karamelového sladu spočívá v tom, že zelený slad nebo navlhčený již odklíčený světlý slad se nejprve nechá v bubnu pražiče dokonale zcukřit. Zcukření v obilce se dosáhne tím, že se vsádka zapaří na 70 C a uzavřou se odtahy páry. Asi po 60 minutách, za stálého otáčení bubnu pražiče, kdy slad dokonale zcukří, se otevřou odtahy páry a zcukřený slad se zvolna vyhřeje na karamelizační teplotu. Pro světlý 13
karamel je tato teplota asi 120 až 130 C, pro polotmavý asi 160 C a pro tmavý karamel asi 180 C. Po vizuálním posouzení barvy se zkaramelizovaný slad vysype na síto, kde se za stálého míchání a provětrávání vzduchem zchladí (Kosař, Procházka et al., 2000). Barvicí slad Barvicí slady se používají při výrobě silně tmavých piv, jejichž barvy nelze docílit běžným tmavým sladem mnichovského typu. Připravují se z hotových, navlhčených sladů upražených s gradací teplot až na hranici 225 C. Technologický postup zajišťuje vysokou tvorbu melanoidinů a postupnou degradaci škrobu, ze kterého vznikají dextriny, karamel a nakonec hořký asamar. Hořkost se sníží po upražení mírným navlhčením. Barva endospermu je kakaově hnědá. Vlivem vysoké pražicí teploty mají barevné slady výrazně změněné fyzikálně-chemické, fyziologické i dietetické vlastnosti. Jejich drsnou a natrpklou chuť je třeba zmírnit nejméně dvoutýdenním odležením. Dávkují se pouze v množství 1 až 2 % sypání i do druhého rmutu nebo až po odrmutování (Basařová et al., 2010). Pšeničný slad Slady z pšenice seté se používají pro výrobu pšeničných piv, piv typu Lambic apod. V Německu je např. jejich výroba založena převážně na použití 50 až 80 % pšeničného sladu v sypání, zatímco v Belgii je časté sypání s 60 % ječného sladu a 40 % nesladované pšenice (Heisel, 2006). Pšeničný slad zajišťuje určité variace chuťových vjemů, obecně podporuje pěnivost, a proto se může malý přídavek využít u piv z ječného sladu se špatnou stabilitou pěny (Basařová et al., 2010). Pšeničné slady se vyrábějí obdobně jako slady z ječmene, ale klíčí kratší dobu a suší se při nižších teplotách (Moll, 1994, Narziss, 1985). Nakuřovaný slad Nakuřované slady se vyrábějí ve specializovaných sladovnách z ječného sladu sušeného přímými spalinami rašeliny. Mají typické aroma související s vysokým obsahem fenolů těkajících s vodní párou (Basařová et al., 2010). Jak uvádí Moravec (2006), nakuřovaný nebo kouřový slad je základní surovinou pro výrobu speciálních kouřových piv, piv typu Rauchbier. Jedná se však o slad světlý s obdobnou barvou jakou má světlý slad plzeňského typu. Slad se vyrábí i obdobně jako slad plzeňského typu. Po máčení 14
a klíčení, které je shodné s výrobou plzeňského sladu, následuje hvozdění. V první fázi hvozdění, při předsoušení sladu se do sušícího vzduchu přidává kouř, vzniklý spalováním bukového dřeva přímo ve sladovně. Pak následuje vyhřátí lísky na 80 C a dotahování sladu při 85 C. V dnešní době dochází k renesanci speciálních piv a především místních specialit, mezi které beze sporu kouřové pivo (Rauchbier) patří. Typů piva Rauchbier existuje mnoho druhů a začíná se vařit především v malých pivovarech po celém světě. Melanoidinové slady (melan-slady) Používají se při výrobě tmavých piv. Na rozdíl od karamelových sladů se při jejich výrobě docílí vyšší barva, charakteristická chuť a vůně nikoli zvýšenou teplotou, ale intenzivnějším průběhem Maillardovy reakce. Mají čistě sladovou vůni a chuť bez nahořklé příchutě typické pro barevné a karamelové slady. Extrakt je nejméně 74 % v sušině a barva 20 jednotek EBC. Diastatické slady Používají se při zpracování enzymově chudých sladů nebo při současném zpracování náhražek sladu a také při výrobě sladových výtažků. Pro jejich výrobu se používají ječmeny s vyšším obsahem dusíkatých látek. Studeným vedením a opatrným sušením při teplotě 50 C se zachovají vysoké hodnoty diastatické mohutnosti, alespoň okolo 300 jednotek podle Windische a Kolbacha. Proteolytické (kyselé) slady Slouží k úpravě (zvýšení) kyselosti. Vyrábějí se ze zeleného nebo hotového sladu skrápěním kulturou mléčných baktérií ve sladince. Tím se v hotovém sladu zajistí obsah mléčné kyseliny 0,7 až 4 %, mléčné bakterie se posléze zničí sušením sladu. Kyselé slady se přidávají v množství 2 až 10 % v sypání, přisuzuje se jim zlepšení varního výtěžku, pěnivosti a trvanlivosti piva. Slady zvyšující redoxní kapacitu piva Vyrábějí se podobně jako melan-slady z vysoce rozluštěných a při vyšších teplotách dotahovaných sladů. Vykazují výrazné redukční vlastnosti způsobené vyšší hladinou produktů Maillardovy reakce a karamelizačních reakcí. Mají přispívat k oddálení stárnutí chuti při skladování i ke zvýšení biologické trvanlivosti piv (Basařová et al., 2010). 15
3.1.2 Náhražky sladu (surogáty) Sladové náhražky (surogáty) jsou nesladované suroviny používané k částečné náhradě sladu z důvodů ekonomických, pro nedostatek či nedostupnost ječného sladu, případně z důvodů technologických či obchodních. V tradičních pivovarských zemích se používají omezeně, zpravidla pro výrobu speciálních piv. Používání surogátů je nejvíce rozšířeno v zemích s menší pivovarskou tradicí, především v Americe kukuřice, Africe čirok a Asii rýže. Sladové náhražky se rozdělují na škrobnaté a cukerné. Škrobnaté náhražky jsou představovány nesladovaným, případně tepelně opracovaným obilím (ječmen, triticale, pšenice aj.), obilnými vločkami (z ječmene, pšenice, ovsa), přečištěnými frakcemi obilných zrn (kukuřice, rýže, čirok), předvařenými obilnými vločkami (kukuřice, rýže), obilnými moukami a škroby (bramborový, tapiokový škrob). Cukerné náhražky zahrnují sacharosu (řepný, třtinový cukr), invertní cukr (po enzymové hydrolýze sacharosy), hydrolyzáty škrobů, hydrolyzáty sladových výtažků, cukerné sirupy a mladinové extrakty (koncentráty). V České republice se škrobnaté surogáty téměř nepoužívají, zřídka se používá sacharosa a škrobové sirupy v rozsahu maximálně do 20 % (Dostálek, 2009). Obecně platí, že použití běžných škrobových nebo cukernatých surogátů do 10% hmotnosti zpracovaného sladu výrazně neovlivní kvalitu piva. Další zvyšování podílu surogátů již vyžaduje změny v používané technologii, nebo více rozluštěný slad, ale maximálně do 40 % hmotnosti sypání sladu. Vyšší stupeň surogace bude mít menší negativní senzorický efekt u spodně kvašených piv. U spodně kvašených piv by procento surogace nemělo nikdy překročit 20 % sladového sypání. Surogace vyšší než 40 % na zpracovaný slad je neproveditelná bez aplikace enzymových preparátů. V případě, že v čisté sladové části sypání je část sladu vyrobena z ozimého ječmene, je nutno brát v úvahu, že slad vyrobený z jarního ječmene dvouřadého je kvalitnější. Slad vyrobený z ozimého ječmene dvouřadého je kvalitnější než slad vyrobený z ozimého ječmene víceřadého (Frančáková, Tóth, 2005). 3.1.3 Chmel Chmel a z této suroviny vyrobené přípravky jsou doposud nezastupitelnou surovinou dávající pivu typickou hořkost a aroma odlišující je od jiných alkoholických i nealkoholických nápojů, ale i ovlivňující rovněž technologii a další kvalitativní kritéria piva. Nejdůležitějšími složkami chmele jsou chmelové pryskyřice, silice a polyfenoly, 16
ostatní složky mají již menší technologický význam. Nositelem hořkosti chmele jsou obecně chmelové pryskyřice složené z řady chemicky podobných sloučenin, z nichž nejvýrazněji ovlivňují hořkost produkty izomerace α-hořkých kyselin. Celosvětově byl zaznamenán postupný pokles dávky α-hořkých kyselin v pivech (z průměrné hodnoty 9,0 g/hl piva v roce 1970 na 6,2 g/hl v roce 2000). Při výrobě českých piv je dávka α-hořkých kyselin nad světovým průměrem a pohybuje se okolo 9,0 g/hl (Basařová, 2010a). Pro pivovarské využití jsou klíčové tyto tři skupiny látek: chmelové pryskyřice, chmelové silice a polyfenoly. Nejdůležitější skupinou látek pivovarsky využitelných jsou chmelové pryskyřice, které můžeme rozlišit pomocí jejich rozdílné rozpustnosti v organických rozpouštědlech. Pryskyřice jsou tvořeny řadou látek, z nichž nejdůležitější jsou α-hořké kyseliny, které tvoří řadu kongenerů lišících se postranním řetězcem, z nichž nejdůležitější jsou humulon, kohumulon a adhumulon. Z dalších pryskyřic jsou již méně pivovarsky důležité β-hořké kyseliny (kongenery lupulon, kolupulon a adlupulon) a další nespecifické měkké pryskyřice a skupina tvrdých pryskyřic. Chmelové α-hořké kyseliny jsou jen velmi málo rozpustné v mladině a v pivu, ale při chmelovaru izomerují za vzniku cis- a trans- iso-α-hořkých kyselin, které jsou již rozpustnější a vykazují silnou hořkost. Tato izomerační reakce probíhá v mladině v mírně kyselém prostředí s dosti nízkým výtěžkem, protože optimum pro izomerační reakci je v alkalické oblasti (Dostálek, 2009). Další důležitou skupinou látek chmele pro pivovarství jsou chmelové silice. Ty sice během chmelovaru částečně vytěkají a částečně se zoxidují, ale přesto část, která zůstane v mladině a přejde až do hotového piva, vytváří jeho aróma. Pro česká piva je důležité jemné chmelové aroma. Polyfenoly chmele mají důležité technologické vlastnosti, jako je jejich srážecí účinek na vysoko a středně molekulární bílkoviny při chmelovaru, a přispívají též k plnosti a řízu piva. Polyfenoly zároveň působí jako antioxidanty během výroby a skladování piva a patří mezi látky prospěšné lidskému zdraví (Brányik, Dostálek, 2010). Do širší skupiny polyfenolů se řadí některé nejdůležitější fytoestrogeny jako jsou isoflavonoidy (daidzein, genistein a jejich prekurzory formononetin a biochanin A). Zastoupení fytoestrogenů v mladině závisí na použitých surovinách. Fytoestrogeny v pivu jsou zčásti vázány na cukry, pro míru sorpce je významné zastoupení glykosidů. Je známo, že obsah polyfenolových a fenolických látek klesá v průběhu kvasného procesu v důsledku snížení rozpustnosti s poklesem ph a reakcí s dalšími složkami 17
extraktu. Výrazný pokles byl zjištěn například i pro isoxanthohumol, isoflavonoid s protirakovinným účinkem (Mikyška, Hašková, Mikulíková, 2005). Polyfenolové látky chmele mají stejně jako sladové polyfenoly pozitivní i negativní význam v technologii a v kvalitě piva, mohou působit např. jako antioxidanty nebo prooxidanty (Fukumoto, Mazza, 2000). Polyfenoly mají redukční schopnosti, kterými chrání chmelové pryskyřice před oxidací. Díky své reaktivitě podporují tvorbu lomu při chmelovaru, ale hlavně čiření piva vylučováním kalů reakcemi s dusíkatými látkami v průběhu chlazení mladiny a kvašení, a to intenzivněji než sladové polyfenoly. Přisuzuje se jim i příznivý vliv na charakter hořkosti piva. Neoxidované polyfenoly, resp. fenolové sloučeniny s nižším stupněm kondenzace a vyšším počtem hydroxilových skupin, mají příznivý vliv na redoxní vlastnosti mladiny a piva (Lermusieau et al., 2001). Jsou přirozenými antioxidanty, podporují oddálení tvorby nebiologických zákalů (McMurrough et al., 1993, Forster et al., 2001) a stárnutí chuti stočeného piva (Kaneda et al., 1995). Podílejí se na plnosti chuti piva a jsou jim stejně jako dalším látkám chmele připisovány příznivé zdravotní vlastnosti. 3.1.4 Chmelové výrobky Nízký obsah a využití pivovarsky cenných látek při chmelení sladiny hlávkovým chmelem (3-12% α-hořkých kyselin, výtěžnost v průměru 30%, 0,2 až 2,0 % silic), jeho nízká chemická stabilita, nehomogenita suroviny, přítomnost dusičnanů reziduí postřikových látek a v neposlední řadě obtížná manipulace při balení žoků i jejich skladování vedly v polovině 20. století k dynamickému vývoji a praktickému využití různých chmelových přípravků, které uvedené nedostatky hlávkového chmele snižují (Basařová et al., 2010). Chmel lze zpracovat mechanickými úpravami, fyzikálními úpravami a chemickými postupy. Mechanickou úpravou se připravují granulované (peletované) chmele; rozeznáváme typ 90 a typ 45 (ze 100 kilogramů zpracovaného chmele obdržíme 90 nebo 45 kilogramů pelet). Nejdůležitější fyzikální úpravou je extrakce chmele. Prakticky veškerá produkce chmelových extraktů je založena na extrakci chmele ethanolem nebo oxidem uhličitým. U ethanolových extraktů přichází na trh buď čistý pryskyřičný extrakt, nebo na zvláštní přání zákazníka se dodává směs pryskyřičného a tříslovinného extraktu jako standardizovaný extrakt o určité koncentraci α-hořkých kyselin. Velmi moderní způsob výroby chmelového extraktu je extrakce super kritickým oxidem uhličítým za vysokého tlaku. Z charakteru rozpouštědla vyplývá, že 18
extrakt obsahuje pouze nepolární složky výchozího chmele, tedy především hořké kyseliny a silice. CO 2 extrakt prakticky neobsahuje polární složky chmele, jako polyfenolové látky a dusičnany (Čepička, 1999). Chemickými postupy se vyrábějí speciální izoextrakty, v nichž jsou již předem uskutečněny chemické přeměny, které jinak probíhají při chmelovaru. Izoextrakty lze použít k tzv. studenému chmelení až do hotového piva, neboť jsou zpravidla dokonale rozpustné. Katalytickou chemickou redukcí surových nebo přečištěných iso-α-hořkých kyselin do různých stupňů se připravují preparáty redukovaných iso-α-hořkých kyselin, nazývaných též ρ-iso-α-hořké kyseliny (nebo dihydro-iso-α-hořké kyseliny), tetrahydro-iso-α-hořké kyseliny a hexahydro-iso-α-hořké kyseliny (Brányik, Dostálek, 2010). 3.1.5 Voda Voda je ve sladařském a pivovarském průmyslu jednou z nejdůležitějších surovin. Neboť přímo ovlivňuje kvalitu sladu a piva a také se jí objemově spotřebuje ze všech surovin nejvíce. Průměrná spotřeba vody v současných sladovnách v závislosti na jejich velikosti je okolo 3-5 hl na 100 kg vyrobeného sladu. Z uvedeného množství se asi 80 % spotřebuje při máčení ječmene. Pivovar je ještě větším spotřebitelem vody než sladovna. Spotřeba vody je rovněž závislá na velikosti pivovaru a činí od 4 do 12 hl vody na hektolitr vyrobeného piva. Varní voda představuje asi 20-30 % z celkové spotřeby vody. Největší část vody v pivovaru se spotřebovává k mytí a čištění, hlavně ve spilce, sklepě a stáčírnách, a dále k chlazení a v kotelnách (Dostálek, 2009). Voda má podstatný vliv na charakter a kvalitu piva. Svědčí o tom světově proslulý plzeňský Prazdroj, který vděčí za svou kvalitu a oblibu, kromě jiného, právě složení používaných vod (Drdák, 1996). Pro výrobu piva je voda jednou ze základních surovin, neboť představuje 88 96 % jeho hmotnosti. Pro výrobu sladu je voda důležitou pomocnou látkou (Frančáková, Tóth, 2005). V pivovarské technologii se musí nezbytně používat voda hygenicky nezávadná, především na úseku kvasného hospodářství, mytí nádob a výrobního zařízení. I když pro varné účely nejsou kladeny na vodu tak vysoké požadavky, neboť při varu rmutu a mladiny se prakticky sterilizuje, ovlivňuje ph, barvu, chuť a koloidní stabilitu piva. Voda nesmí být příliš tvrdá a nesmí obsahovat větší množství Fe,CaSO 4 a Na 2 SO 4, který způsobuje tvrdou chuť piva. NaCl přítomný v menším množství působí příznivě na zaokrouhlení chuti, zejména u tmavých piv (Pelikán et al., 2004). 19
Pivovarská voda musí vyhovovat zdravotním požadavkům na pitnou vodu, např. nesmí překračovat stanovená množství dusičnanů, iontů některých kovů nebo mikroorganismů (Šavel, 2010b). Kromě technologické vody se používá ve sladovnách a v pivovarech ve značném množství tzv. voda užitková, na níž nejsou kladeny tak přísné požadavky (voda k máčení ječmene, k mytí, k chlazení, k čištění, popř. k napájení kotlů). Z technologického hlediska nesmí užitková voda obsahovat mikroorganismy, které by mohly kontaminovat pivo, musí být hygienicky nezávadná a mít takové chemické složení, aby nezpůsobovala korozi a inkrustaci výrobního zařízení. V případě, že voda nevyhovuje po stránce chemické, musí se upravit. V praxi se nejčastěji provádí její dekarbonizace a odsolování. Dekarbonizace má za úkol odstranit přechodnou karbonátovou tvrdost vysrážením vápenatých a částečně hořečnatých iontů varem nebo chemicky (Pelikán et al., 2004). 3.1.6 Kvasinky Průmyslová i domácí výroba piva, vína i jiných alkoholických nápojů se opírá o cílené využívání kvasinek, převážně druhu Saccharomyces cerevisiae (Šavel, 2010a). Kvasinky jsou jednobuněčné houby, jež přeměňují cukry na alkohol a oxid uhličitý (Verhoef, 2003). V pivovarství jsou používány dva základní druhy kvasinek poskytující odlišné typy piv. Svrchní kvasinky (Saccharomyces cerevisiae) slouží hlavně pro výrobu piva typů ale, porter, stout a spodní (Saccharomyces pastorianus/carlsbergensis) pro piva plzeňského typu. Pivovarské kvasinky spodního a svrchního kvašení se liší v několika parametrech, z nichž technologicky nejvýznamnějšího je rozdílné složení buněčných stěn (spodní na konci kvašení sedimentují na dně kvasných nádob, svrchní jsou bublinkami CO 2 vynášeny na povrch mladiny), různé provozní teploty při kvašení (spodní 6 12 C, svrchní 18 24 C) a rozdílná tvorba senzoricky významných vedlejších produktů kvašení (svrchní produkují více) (Dostálek, 2009). Svrchní a spodní pivovarské kvasinky Taxonomicky kvasinky náležejí k houbám. Pivovarské kvasinky jsou pivovarské mikrobiologické společnosti European Brewery Convention (EBC) definovány jako kulturní kvasinky používané k produkci spodně nebo svrchně kvašených piv (Analytica Microbiologica EBC 2005). Do této široké definice lze zahrnout i některé kvasinky a kvasinkové mikroorganismy používané v menší míře k výrobě speciálních piv, jako 20
jsou Lambic, Krieg, Pombe aj. (Jackson, 1994). Spodní pivovarské kvasinky Saccharomyces cerevisiae (carlsbergensis), popř. (uvarum) se používají při výrobě piva typu ležáků v teplotním rozmězí 7 až 15 C se sedimentací kvasnic na dně kvasné nádoby. Svrchní pivovarské kvasinky Saccharomyces cerevisiae se používají při výrobě piv typu Ale i dalších druhů piv s teplotním rozmezím 18 22 C, často s vynášením kvasnic do kvasničné deky (Šavel, 2010a). Podle poslední taxonomické studie Kurtzmana náležejí spodní pivovarské kvasinky k Saccharomyces pastorianus s již neplatným synonymem Saccharomyces carlsbergensis (Kurtzman, 1998). V posledních letech se objevila nová fakta o původu spodních pivovarských kvasinek. Souviselo to s rozvojem molekulárních taxonomických metod, které prokázaly vzájemnou příbuznost několika kvasničných kmenů (Giusto et al., 2006, Matoulková, Šavel, 2007). Rozeznání příbuznosti jednotlivých druhů kvasinek silně závisí na taxonomických metodách, zpočátku tradičních, v současnosti molekulárně genetických (Šavel, 2010a). 3.2 Technologie výroby piva v průmyslových pivovarech Pro výrobu piva jsou zapotřebí tři základní suroviny voda, obilný slad a chmel a dále pivovarské kvasinky, které zajišťují kvasný proces. Slad se u nás vyrábí od druhé poloviny 18. století výhradně z ječmene, předtím převažovala pšenice a asi do r. 1550 se požíval i oves. Výroba piva začíná přípravou mladiny ve varně. Rozemletý slad se smíchá s vodou - tomuto procesu se říká vystírání. Podíly této směsi se postupně zahřívají k varu a povařují. Uvedený postup - dekokční rmutování je typický pro technologii českých piv. Pokud se rmuty nepovařují, mluvíme o infuzním rmutování. Hlavním cílem rmutování je rozštěpit sladovými enzymy škrob na zkvasitelné sacharidy. Scezováním se oddělí zbytky sladového šrotu mláta. Odseparovaný roztok sladina se vaří s chmelem (v procesu zvaném chmelovar) a získá se mladina. Po ochlazení začne hlavní kvašení, během nějž pivovarské kvasinky působí za běžného tlaku. Pak se pivo dokvašuje za mírného přetlaku, při tom se vyčeří a nasytí oxidem uhličitým. Závěrečné úpravy (filtrace, stabilizace, stáčení, pasterace) zajišťují biologickou trvanlivost a stabilizaci piva a oddalují nebiologické zákaly při skladování (Basařová, 2003). 21
3.2.1 Výroba mladiny Cílem přípravy mladiny je převést optimální množtsví extraktivní (rozpustné) látky ze sladu a chmele do roztoku, zajistit dostatek živin pro kvasinky a požadovanou hořkost finálního výrobku. Technologicky nejdůležitější pochody jsou štěpení škrobu a bílkovin, které navazují na hydrolytické pochody při sladování. Zatímco při klíčení probíhaly enzymové reakce v prostředí jen s nezbytnou vegetační vodou, při nízkých teplotách pomalu a částečně, při rmutování ve vodním prostředí a za optimálních teplot, probíhají velmi rychle a jsou v jistém smyslu úplné, hlavně pokud jde o štěpení škrobu (Pelikán et al., 2004). 3.2.1.1 Čištění a šrotování sladu Samotnému šrotování předchází příjmová linka sladu, během které se slad kromě dopravy a skladování také zbavuje prachu (aspirátor), ostatních nežádoucích nečistot a nakonec se váží. Šrotování je mechanický proces desintegrace sladového zrna s cílem dokonale vymlít endosperm sladu na vhodný poměr částic, jenž se od nejjemnějších po nejhrubší nazývají: moučka, mouka, jemná krupice, hrubá krupice, pluchy. Poměr jednotlivých frakcí šrotu totiž ovlivňuje rychlost následujících dílčích procesů jako rmutování a scezování (Brányik, 2009). Při nadměrném rozdrcení se vyluhují do roztoku nežádoucí látky z pluch, které ovlivňují nepříznivě chuť, barvu a koloidní stabilitu piva. Naopak při nedostatečném rozdrcení endospermu se snižuje výtěžek extraktu (Pelikán et al., 2004). Čím jemnější je šrot, tím je působení enzymů sladu během rmutování účinnější. Naopak ovšem příliš jemný šrot může zpomalit scezování sladiny přes vrstvu mláta ucpáváním filtračních kanálků (Brányik, 2009). 3.2.1.2 Vystírání a rmutování Cílem vystírání je dobře smíchat sladový šrot (event. škrobnaté náhražky sladu) s nálevem varní vody. Výběr surovin, jejich dávky, způsob vystírání a rmutování jsou prvním předpokladem docílení složení sladiny důležitého pro určitý typ piva. K zajištění potřebné kvality je třeba mechanické a fyzikální procesy při šrotování a vystírání optimálně regulovat pro chemické a biochemické reakce, které probíhají při rmutování, scezování a chmelovaru. Cílem rmutování je rozštěpit a převést optimální podíl extraktu surovin (sladu even. sladových náhražek) do roztoku v potřebném zastoupení jednotlivých látek důležitých 22
pro další technologický postup a kvalitu piva. Především se to týká zkvasitelných cukrů. (Basařová, 2010b) Jak již bylo uvedeno rmut se vyrábí dvěma různými metodami infuzní a dekokční. Infuzní metoda při této metodě se používá pouze jediná rmutovací pánev a rmut se zahřívá na teplotu 50-55 C. Této fázi, která trvá přibližně půl hodiny, se říká bílkovinný odpočinek. Při zmíněném teplotním rozmezí umožňují enzymy uvolňování bílkovin. Dalším zahříváním rmutu nebo přiléváním horké vody se teplota zvyšuje zhruba na 65 C. To aktivuje enzymy β-amylázy, jež mění škrob na maltózu. Následně se teplota zvýší na 70 C při níž začne α-amyláza měnit škrob na nezkvasitelné dextriny. To znamená, že množství nezkvašeného cukru závisí na teplotě a délce jednotlivých fází. Vysoký obsah maltózy dává řídké, vysokoalkoholické pivo, zatímco dextrin propůjčuje pivu naopak sladkost a plnost. Poslední fází je vyhřátí rmutu na odrmutovací teplotu 78 C (Verhoef, 2003). Dekokční metoda pracovní proces (teplotní režim) je stejný jako v případě infuzní metody, ale liší se postupem. Při dekokčním procesu sa teplota zvyšuje přesouváním části rmutu z vystírací nádoby do rmutovacího kotle, kde je povařen. Jeho přečerpáním do zbytku rmutu, který je ve vystírací nádobě je teplota celého rmutu zvýšená na požadovanou hodnotu. V závislosti na počtu povařovaných rmutů mohou být dekokční metody klasifikovány jako jedno-, dvou- a třírmutové. V současnosti jsou nejčastěji používané jen jedno- nebo dvourmutové procesy. Třírmutový proces spotřebovává velké množství energie a je používaný jen pro výrobu určitých speciálních piv (Willaert, 2007). 3.2.1.3 Scezování a vyslazování mláta Po odrmutování následuje v procesu přípravy mladiny scezování (Sarx, 2003). Je to v zásadě fyzikální proces, filtrace, při kterém se nejdříve oddělí předek (roztok obsahující extraktivní látky sladu) od zbytku sladového šrotu neboli mláta. Následuje vyluhování extraktu zachyceného v mlátě horkou vodou vyslazování. Získané vodní výluhy, výstřelky, po spojení s předkem dávají celkový objem sladiny pohromadě. Cílem scezování je získat čirou sladinu a maximum extraktu, který do procesu přinesly suroviny. Na docílené čirosti je závislý i podíl lipidů, který zůstane ve sladině (Dufour et al., 1986). 23
3.2.1.4 Vaření sladiny s chmelem chmelovar Scezená tekutina se nazývá sladina. Ta se poté přečerpá do mladinové pánve, kde začíná vlastní varní proces. Sladina se vaří z několika důvodů mimo jiné proto, že se vařením ničí všechny bakterie a zastavuje se působení enzymů. Navíc bílkoviny přítomné ve sladině udělí výslednému pivu silnější plnost. Během scezování se sladina může nadměrně zředit, nic méně při vaření se voda vypaří, a pivo tak získá požadovaný obsah extraktu. Ten se na etiketách uvádí jako extrakt původní mladiny a je následován údajem ve stupních ( ), a nebo v objemových procentech (%). Extrakt původní mladiny určuje finální plnost piva a do určité míry i obsah alkoholu. Ke chmelení se dnes nejčastěji používá chmelový granulát a chmelový extrakt. Chmelové preparáty se dávkují nejčastěji na dvakrát nebo na třikrát. Chmelení se provádí nejméně hodinu před koncem varného procesu, což je minimální doba, než se z chmele vylouží hořké látky. Jelikož se varem zároveň ztrácejí aromatické látky, přisypává se čtvrt hodiny před koncem chmelovaru další dávka chmele, který pivu propůjčí aroma. Celková doba, po kterou se sladina vesměs vaří, činí přibližně 1 1,5 hodiny (Verhoef, 2003). 3.2.1.5 Filtrace a chlazení mladiny Cílem chlazení je vysrážet z mladiny hrubé a jemné kaly, mladinu provzdušnit a zchladit na zákvasnou teplotu (Pelikán et al., 2004). Hrubý kal (často, ale méně správně se používá pojem horký kal) je tvořen vločkami vysráženými při chmelovaru ve formě lomu. Hrubý kal musí být z mladiny pokud možno úplně oddělen. Jeho vločky zanášejí povrch kvasničných buněk, zhoršují vyčiření a filtrovatelnost piva. Při jeho větším obsahu může stočené pivo vykazovat hrubou hořkost, kalovou chuť a zhoršené pěnotvorné vlastnosti. Zbytkový obsah hrubého kalu by měl být v mladině za vířivou kádí nižší než 100 mg/l (Kosař, Procházka et al., 2000). Rozpouštění kyslíku v mladině, který je důležitý pro množení kvasnic, začíná teprve při teplotě kolem 40 C. Nejprve se vylučuje z mladiny hrubý kal a pak teprve při teplotě kolem 60 C jemný kal. Při chlazení se musí postupovat tak, aby jemného kalu přešlo do kvasných kádí co nejméně (Pelikán et al., 2004). Původní vybavení pro ochlazení mladiny, tj. chladící stok a sprchový chladič, bylo ve větších pivovarech prakticky bez výjimky nahrazeno vířivou kádí a deskovým chladičem. Pouze v některých malých nebo hostinských pivovarech se můžeme dodnes setkat s fungujícím chladícím stokem. Při použití stoků 24
nebo usazovacích kádí se mladina dochlazovala z teplot 50 60 C na zákvasnou teplotu na sprchových chladičích (Kosař, Procházka et al., 2000). Jak uvádí Brányik (2009) čirá mladina čerpaná z vířivé kádě přibližně o teplotě 95 C je zchlazována za zákvasnou teplotu 5-10 C. 3.2.2 Výroba piva 3.2.2.1 Hlavní kvašení Cílem hlavního kvašení je neúplné kvašení cukernatých látek extraktu mladiny pivovarskými kvasinkami za tvorby ethanolu, oxidu uhličitého a vedlejších metabolitů se současným pomnožením kvasničného zákvasu. Existuje mnoho technologických variant a zařízení pro provedení hlavního kvašení a získání tzv. mladého piva (Basařová, Basař, 2010). Klasický výrobní postup piva je rozdělen na hlavní kvašení, probíhající nejčastěji v otevřených kádích, a dokvašování v uzavřených tlakových nádobách. Od 70. let (u nás od 90. let) se velkoobjemové kvašení provádí v uzavřených tzv. cylindrokonických tancích (CKT) umožňujících beztlakový i tlakový provoz. Tradiční hlavní kvašení probíhá v kádích umístěných ve větraných (aby se nehromadilo CO 2 ) a chlazených místnostech (5-10 C) zvaných spilka. Podle vzhledu povrchu kvasící mladiny se rozlišují jednotlivá stádia kvašení na: zaprašování a odrážení (po 12-24 hodin od zakvašení, objevuje se bílá pěna), vzniklé bílé kroužky (po 24-36 hodin, hustá bílá pěna, nejintenzivnější kvašení), vysoké hnědé kroužky (po 72-96 hodinách, kaly obarvují pěnu) a propadání deky (sedimentace kvasnic, snižování výšky pěny). Tmavá vrstva pěny (deka) se z hladiny sbírá a pak je mladé pivo připraveno k sudování tj. přečerpání do ležáckého tanku. Po odčerpání mladého piva se kvasinky usazené na dno kádě sbírají, propírají studenou vodou a mohou se opakovaně (optimálně 3-4 krát) použít (nasadit) na zakvašení mladiny. Celková doba hlavního kvašení je zpravidla 6 až 10 dní podle hodnoty původního extraktu mladiny (Brányik, 2009). 3.2.2.2 Dokvašování a zrání Cílem dokvašování a zrání piva je pomalé zkvašování sacharidů při nízkých teplotách, sycení a fixace oxidu uhličitého se současným vyčiřením a zajištěním organoleptické zralosti piva. 25
Dokvašování a zrání piva při tradičním postupu probíhá v ležáckých nádobách v podzemních sklepích nebo v izolovaných chlazených budovách, v moderních postupech ve velkoobjemových izolovaných nádobách (CKT tanky) umístěných na volném prostranství nebo v tzv. odlehčených budovách. Specifické je zrání a staření svrchně kvašených piv v lahvích. V průběhu dokvašování a zrání piva probíhá řada změn původního složení zeleného sudového piva, a to v závislosti na teplotě, hradicím tlaku, době dokvašování a zrání piva a v neposlední řadě na fyzikálně chemickém stavu zeleného piva a vlastnostech použitého kmene kvasinek. Dokvašování a zrání piva probíhá při nízké teplotě a mírném přetlaku. Nejdůležitějšími reakcemi jsou pozvolné zkvašování zbylého extraktu zajišťující sycení piva oxidem uhličitým, zrání chutě a vůně piva způsobené změnou složení koloidních a těkavých látek a přirozené čiření vylučováním vysokomolekulárních látek z roztoku. Složení piva se optimalizuje a pivo získává přirozenou koloidní stabilitu. Podmínky dokvašování se liší podle technologického postupu, v němž hrají roli teplota, míra provzdušňování, v této fázi výroby již nežádoucího, a složení zeleného piva včetně obsahu kvasničných buněk. Při klasickém dokvašování klesá teplota postupně z 5 C na 2 až 0 C. Prokvašování zbylého extraktu je v prvých třech dnech rychlejší vzhledem k promíchání a mírnému provzdušnění piva při sudování. V této době se hodnota zbylého zkvasitelného extraktu, který tvoří asi z 80 % maltosa a z 20 % hůře zkvasitelná maltotriosa, sníží přibližně na polovinu. V dalším období pokračuje stále velmi pozvolný pokles extraktu (Basařová, Basař, 2010). Celková doba dokvašování a zrání kolísá v závislosti na typu piva. U běžných piv do koncentrace mladiny 10 % bývá 3 týdny, pro speciální exportní piva se zvyšuje až na několik měsíců (Kolektiv, 2011). Kvašení a dokvašování v cylindrokónických tancích (CKT) Kvašení a dokvašování piva v CKT je v současné době nejpoužívanějším technologických způsobem výroby, zejména ve velkých pivovarech. Cylindrokónické tanky jsou uzavřené válcové nádoby s kuželovitým dnem, vyrobené z nerezavějící oceli o objemu až 5000 hl. CKT jsou vybaveny plášťovým chlazením rozděleným na 2 4 chladících zón. Hlavní výhodou této technologie je jednoduchá automatizace procesu (plnění, mytí a sanitace, chlazení) možnost kvalitní sanitace (uzavřené nádoby vybavené 26
mycí sprejovou hlavicí), výroba velkého objemu piva o stejné kvalitě, menší potřeba půdorysné plochy a zvýšení produktivity práce. Také v případě kvašení piva v CKT rozeznáváme dvě fáze, tj. hlavní kvašení a dokvašování. Nicméně v případě těchto fermentorů může kvašení i dokvašování probíhat v jednom tanku (jednofázové kvašení), nebo se stejně jako v tradičním postupu po hlavním kvašení CKT přečerpá mladé pivo do jiného dokvašovacího CKT (dvoufázové kvašení). Jednofázové kvašení sice vyžaduje zvýšené nároky na hygienu, ale má své ekonomické přednosti (Brányik, 2009). 3.2.2.3 Filtrace Cílem filtrace je odstranit zbytky neusazených mikroorganismů a koloidních částic tak, aby pivo získalo jiskrnou čirost. Filtrace piva se dnes nejčastěji provádí na deskových (svíčkových) naplavovacích filtrech, ve kterých se na filtrační přepážku (síta plachetky) naplaví křemelina (jemný prášek SiO 2 ), jenž má filtrační účinek. Dále se používají deskové filtry, které filtrují přes filtrační desky vyrobené ze směsi celulosy a křemeliny. Nejmodernější technologií je membránová filtrace (vysokoúčinná), pomocí které lze nahradit pasteraci, a tím negativní působení tepla na chuťovou a koloidní stabilitu piva. Po ukončení fáze dokvašování a zrání se pivo z hlediska organoleptických vlastností považuje za hotové. Následující tzv. závěrečné úpravy se provádí s cílem vyhovět spotřebitelským a komerčním požadavkům na vzhled, trvanlivost a obchodovatelnost (např. export) výrobku. V případě restauračních minipivovarů, které hostům nabízejí čerstvé pivo z ležáckých tanků (sudů), nejsou závěrečné úpravy piva nutné (Dostálek, Fiala, 2010). 3.2.2.4 Stabilizace Pro zásobování vzdálených míst, ale hlavně pro export je požadována několikaměsíční až roční trvanlivost, chuťová a koloidní stabilita piva, které lze dosáhnout pouze snížením obsahu koloidních látek, pomocí stabilizačních prostředků (Pelikán et al., 2004). Principem koloidní stabilizace je odstranění prekurzorů zákalů piva, především vysokomolekulárních dusíkatých složek, polyfenolů, kovových iontů a rozpuštěného kyslíku. Používají se hlavně stabilizátory adsorpční (různé typy křemičitých gelů na odstranění dusíkatých látek, a vysokomolekulární polyamidy, např. polyvinylpolypyrolidon pro částečné odstranění polyfenolových prekurzorů) a antioxidační (kyselina askorbová) pro eliminaci vlivu kyslíku. Od používání srážecích stabilizátorů 27
(tannin) a enzymových stabilizátorů (papain) se postupně upouští. Použití stabilizátorů je v některých zemích omezeno zákonnými předpisy. Stabilizátory se do piva přidávají nejčastěji před koncem dokvašování, aby se případně vyloučené látky odstranily při filtraci (Kadlec, 2002). Biologická stabilita se zvyšuje u všech renomovaných pivovarů pasterizací, tj. zahřátím piva nejčastěji na 61 63 C po dobu 20 30 min., čímž se dosáhne umrtvení kvasinek (5 min, při 54 C) a laktobacilů (10 min, při 58 C ). Při vyšších teplotách se sice zkracuje pasterizační doba na 10 min., hrozí však nebezpečí vzniku varné příchuti, pivo se přibarvuje a má často menší říz (Pelikán et al., 2004). Průtokový pastér je deskový výměník tepla používající pasterační teploty 70-74 C. Při průtokové pasteraci se pasteruje pouze pivo před plněním, zatímco v tunelovém pasteru je tepelně ošetřena celá láhev nebo plechovka (Brányik, 2009). 3.2.2.5 Stáčení a expedice Stáčení má za cíl převést dokvašené, chuťově vyzrálé a sfiltrované pivo do transportních nádob, při minimálních ztrátách na hmotnosti a změnách na jakosti. Jako transportních nádob se používá sudů, láhví, plechovek a tanků. V současné době se již nepoužívají klasické sudy dřevěné a sudy s hliníkových slitin, které jsou nahrazeny nerezovými sudy typu,,keg se společnou čepovnicí a zátkovnicí; mají lepší stabilitu, šetří prostor, snadněji se myjí a sterilizují. U plechovek převažují plechovky s objemem 0,33 l. Jejich přednost spočívá v nepropustnosti světla, avšak často dochází k tzv. kovové příchuti (Pelikán et al., 2004). Z lahví dnes převládají lahve typu,,nrw s dlouhým hrdlem o obsahu 0,5 litru (Ricken, Braaková, 2002). Při stáčení je nutné zamezit ztrátám oxidu uhličitého, aby neutrpěla kvalita piva, proto jsou stáčecí stroje konstruovány na izobarickém principu. Dalším požadavkem je nutnost zamezení styku piva s kyslíkem, a proto se v moderním linkám stáčí pivo pod tlakem oxidu uhličitého a do obalů předplněných oxidem uhličitým nebo směsí oxidu uhličitého a dusíku. Dusík se stále více uplatňuje jako ochranný plyn při plnění piva do obalů. Důvodem je jeho příznivý vliv na tvorbu, trvanlivost a vzhled pivní pěny. V posledních letech se rozšiřuje plnění piva do plastových nevratných lahví. Jejich široké rozšíření má své stinné stránky jak z hlediska dodržení dlouhodobé kvality, tak zejména s ohledem na ekologické aspekty (Kadlec, 2002). 28
3.3 Technologie (specifika) výroby piva v minipivovarech Technologie výroby piva v minipivovarech je v přípravě sladového šrotu, výroby mladiny, kvašení a zrání piva v podstatě obdobná jako u velkých pivovarů, nicméně tyto malé pivovary vyrábějí nefiltrovaná a nepasterovaná piva, která jsou během krátké doby vypita přímo na místě nebo v nejbližším okolí. Potřebný slad se do minipivovaru dopravuje pytlovaný, protože pro varnu s objemem 5 hl je potřeba přibližně 100 kg, a chmel se dávkuje buď pouze ve formě pelet nebo v kombinaci s extraktem. Konstrukce strojního zařízení těchto minipivovarů, co se týče výroby mladiny, chlazení, kvašení a ležení, vychází z dodávek pro velké pivovary a bývá většinou zjednodušená, například šrotovníky jsou oproti víceválcovým zařízením ve velkých závodech prakticky vždy dvouválcové, a proto je i ztráta extraktu v odpadním mlátě vyšší, než je tomu v případě velkých pivovarů. Varna u minipivovarů je zpravidla dvounádobová, vyrobená z nerezavějící oceli, a pro zvýšení dekorativního účinku bývá potažena ještě mědí. Jistým problémem těchto varen jsou emise brýdových par, vznikajících při vaření rmutů nebo mladiny. Protože jsou často tyto restaurační minipivovary umístěny ve středu města a řadě lidí tyto páry nevoní, musí se ve zvláštní trubce, opatřené vodními tryskami, zkondenzovat a jako voda odvést do kanalizace. Tento způsob likvidace brýdových par však podstatně zvyšuje spotřebu vody. Vířivá káď a úsek chlazení mladiny je obdobný jako u velkých závodů, tj. vířivá káď a chladič jsou zmenšeninami velkých zařízení. Úsek řešení hlavního kvašení mladiny však závisí na architektu a majiteli. Je otázkou, zda mají nechat otevřené kvasné kádě, protože zejména mladina ve vysokých kroužcích skýtá návštěvníkům minipivovaru atraktivní pohled, ale na druhé straně je uzavřená kvasná káď bez možnosti pohledu na tyto kroužky z hlediska mikrobiologické čistoty a snadnosti sanitace jistě lepší řešení. Majitel budoucího minipivovaru též stojí před volbou typu ležáckých tanků zda investovat do levnějších netlakových, které jsou konstruovány pouze na tlak 0,07 MPa a nevyžadují všechny náležitosti z hlediska provozu tlakových nádob, nebo zda instalovat tlakové tanky na tlak 0,1 MPa, alternativně až 0,3 MPa, kde vyšší tlak umožní lepší rozpuštění oxidu uhličitého v pivu a tím podstatné zlepšení chuti, ale je spojen s pravidelnými tlakovými revizemi (Chládek, 2007). V restauračním minipivovaru se vyrábí pivo pro okamžitou spotřebu, proto není nutné tato piva pasterovat ani filtrovat. Protože si nefiltrované pivo ponechává všechny svoje chuťové látky, je konzumenty vyhledáváno právě pro svoji jedinečnou chuť. 29