Možnosti analýzy a senzorické vlastnosti piva s přídavkem alternativních surovin Bakalářská práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Možnosti analýzy a senzorické vlastnosti piva s přídavkem alternativních surovin Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Gregor, Ph.D. Vypracoval: Jiří Čejka Brno 2011

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Možnosti analýzy a senzorické vlastnosti piva s přídavkem alternativních surovin vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. v Brně, dne 29.4.2011 podpis autora

Poděkování Děkuji vedoucímu Ing. Tomáši Gregorovi, Ph.D. za rady, trefné připomínky a odborné vedení při senzorické analýze, Ing. Josefu Losovi, Ph.D. za odborné hodnocení vzorků a také všem ostatním, kteří mi s touto prací pomáhali.

Abstrakt V teoretické části bakalářské práce je stručně popsán proces výroby piva. Dále se zde pojednává o náhražkách ječného sladu, neboli surogátech, a také o alternativních surovinách, které jsou do piva přidávány ne jako náhražka sladu, ale jako zdroj látek ovlivňujících jeho senzorické vlastnosti. Následuje přehled metod, pomocí nichž je možno pivo analyzovat. Tyto metody jsou rozděleny na instrumentální a senzorickou analýzu. Praktická část sestává z instrumentální i senzorického hodnocení osmi různých vzorků piv s přídavkem alternativních surovin. Vzorky pocházejí jak z české, tak ze zahraniční produkce. Klíčová slova surogáty, speciální piva, přídatné látky Abstract In the theoretical part of the bachelor thesis, there is a description of the process of beer brewing. Further on substitutions of barley malt are described, as well as other alternative raw materials which are added into beer not as adjuncts but as sources of substances with an influence on its sensory atributes. Moreover, a summary of methods which can be used for beer analysis is mentioned. These are divided into instrumental and sensory analysis. The practical part consists of instrumental and sensory evaluation of eight different samples of beers with an addition of alternative raw materials. The samples come from Czech as well as foreign production. Key words adjuncts, special beers, additives

Obsah 1 ÚVOD... 8 2 CÍL... 9 3 LITERÁRNÍ REŠERŠE... 10 3.1 Pivo... 10 3.2 Postup výroby piva... 10 3.2.1 Výroba sladu... 10 3.2.1.1 Máčení ječmene... 10 3.2.1.2 Klíčení ječmene... 11 3.2.1.3 Hvozdění sladu... 11 3.2.2 Výroba mladiny... 11 3.2.2.1 Šrotování... 11 3.2.2.2 Vystírání a rmutování... 11 3.2.2.3 Scezování sladiny... 12 3.2.2.4 Chmelovar... 12 3.2.2.5 Separace hrubých kalů... 12 3.2.2.6 Chlazení mladiny... 13 3.2.2.7 Separace jemných kalů... 13 3.2.3 Výroba piva... 13 3.2.3.1 Kvašení mladiny... 13 3.3 Náhražky sladu... 14 3.3.1 Škrobnaté náhražky sladu... 15 3.3.1.1 Nesladované obiloviny... 15 3.3.1.2 Škrobnaté výluhy, sirupy a koncentráty... 19 3.3.1.3 Speciální sladové náhražky... 19 3.3.2 Cukernaté náhražky sladu... 19 3.4 Alternativní suroviny přidávané do piva... 20 3.4.1 Včelí med... 20 3.4.2 Zázvor (Zingiber oficinale)... 21 3.4.3 Opuncie (Opuncia spp.)... 21 2.4.4 Banány (Musa acuminata Colla)... 22 3.5 Senzorické vlastnosti piv s přídavkem alternativních surovin... 22

4 MOŽNOSTI ANALÝZY PIVA... 23 4.1 Instrumentální analýza... 23 4.1.1 Analýza piva běžně prováděná v pivovarské laboratoři... 23 4.1.1.1 Stanovení relativní hustoty piva... 23 4.1.1.2 Stanovení obsahu alkoholu v pivu destilací... 23 4.1.1.3 Stanovení extraktu původní mladiny... 24 4.1.1.4 Stanovení ph piva... 24 4.1.1.5 Stanovení barvy piva... 24 4.1.1.6 Stanovení čirosti piva... 24 4.1.1.7 Stanovení hořkosti piva... 24 4.1.1.8 Stanovení obsahu oxidu uhličitého v pivu... 25 4.1.1.9 Další stanovení... 25 4.1.1.10 Automatické analyzátory piva... 25 4.1.2 Speciální metody využívané při analýze piva... 25 4.1.2.1 Chromatografie... 26 4.1.2.2 Atomová absorpční spektrometrie... 27 4.1.2.3 Enzymatická analýza... 27 4.1.2.4 Turbidimetrie... 27 4.1.2.5 Superkritická extrakce... 27 4.2 Senzorické hodnocení piva... 28 4.2.1 Metodika při senzorické analýze piva... 28 4.2.2 Systémy senzorického hodnocení... 29 4.2.2.1 Rozdílové testy... 30 4.2.2.2 Senzorický profil vzorku... 30 4.2.3 Senzorické vlastnosti piva... 32 4.3 Faktory ovlivňující senzorické vlastnosti piva... 33 4.3.1 Faktory ovlivňující čirost piva... 33 4.3.1.1 Trvalý zákal... 33 4.3.1.2 Chladový zákal... 33 4.3.1.3 Biologický zákal... 33 4.3.2 Faktory ovlivňující vůni piva, cizí vůně a chutě... 33 4.3.3 Faktory ovlivňující hořkost piva... 35

4.3.4 Faktory ovlivňující plnost piva... 36 4.3.5 Faktory ovlivňující říz piva... 36 5 ANALÝZA PIV S PŘÍDAVKEM ALTERNATIVNÍCH SUROVIN... 37 5.1 Charakteristika materiálu... 37 5.2 Metodika... 39 5.2.1 Instrumentální analýza... 39 5.2.2 Senzorická analýza... 40 6 VÝSLEDKY A DISKUZE... 41 6.1 Statistické zpracování výsledků instrumentální analýzy... 41 6.2 Statistické zpracování výsledků senzorické analýzy... 43 6.3 Vyhodnocení výsledků... 45 7 ZÁVĚR... 46 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 47

1 ÚVOD Pivo je důležitou součástí výživy člověka po tisíce let a dodnes si zachovalo velkou oblibu po celém světě. Výroba piva má v Evropě velmi dlouhou tradici a v České republice je dokonce považováno za národní nápoj. V těchto zeměpisných šířkách je považována za standardní receptura sestávající pouze z vody, ječného sladu, chmele a pivovarských kvasinek. Ječmen má k výrobě piva ze všech obilnin nejlepší předpoklady, ale jeho cena je oproti ostatním obilninám, které mají podobné složení, vyšší. Navic pivo se dnes vaří i v zemích, kde není kvůli klimatickým podmínkám možné sladovnický ječmen pěstovat v dostatečném množství. Z těchto důvodů se jako zdroj škrobnatých látek využívají i jiné obilniny nebo i pseudocereálie. S jejich použitím jsou však spojeny určité komplikace při výrobě piva a mohou také negativně ovlivnit jeho chuť. Mimo tyto takzvané surogáty se do piva mohou přidávat ještě další látky, které nepatří mezi čtyři základní suroviny pro výrobu piva. Jedná se převážně o rostlinné produkty, které vynikají určitou specifickou chutí, vůní nebo obsahem barviv, kvůli kterým jsou zahrnuty do výrobní receptury. Některé mohou i zvyšovat nutriční hodnotu piva. 8

2 CÍL Cílem této práce je charakterizovat pojem alternativní suroviny přidávané do piva, tyto suroviny blíže specifikovat a uvést jejich konkrétní příklady. Dále určit metody, jak instrumentální, tak senzorické, kterými je možno tato piva analyzovat. V neposlední řadě práce obsahuje praktickou část, v níž je cílem zanalyzovat a zhodnotit kvalitu rozdílných vzorků piv s přídavkem alternativních surovin. 9

3 LITERÁRNÍ REŠERŠE 3.1 Pivo Pojmem pivo se rozumí nápoj s obvykle nízkým obsahem alkoholu, který vzniká řízeným kvašením cukerného roztoku, následného povaření s chmelem nebo chmelovým výrobkem a fermentací vybraným kmenem pivovarských kvasinek při určitých teplotách a dobách hlavního kvašení a ležení piva. Jako zdroj sacharidů se v České republice používá většinou škrob obsažený v ječném zrnu, výjimečně se nahrazuje jinou škrobnatou surovinou nebo přímo cukrem. Potom hovoříme o surogaci a použitou náhradu označujeme jako surogát (Chládek, 2007). K výrobě piva se mohou použít různé obiloviny, avšak především vysoký obsahu enzymů a dlouholetý intenzivní výzkum přinesly ječmeni unikátní postavení (Agu, 1995). 3.2 Postup výroby piva Cílem varního zpracování je převést pomocí enzymů extraktivní látky sladu do roztoku, získaný extraktivní roztok sladiny oddělit s minimálními ztrátami od nerozpustných zbytků sladového zrna, tj. od mláta a povařením sladiny s chmelem produkt ohořčit a tepelně stabilizovat. Získaná mladina je po odloučení kalů připravena pro kvasný proces. Výrobu můžeme rozdělit na výrobu sladu, mladiny a výrobu piva (Kosař et al., 2000). 3.2.1 Výroba sladu Cílem sladování je přeměnit ječmen na slad obsahující velké množství enzymů a extraktu, a to za minimálních nákladů a ztrát. Proces výroby sladu se provádí ve sladovnách a dá se rozdělit na tři výrobní fáze: máčení, klíčení a hvozdění. 3.2.1.1 Máčení ječmene Cílem máčení ječmene je řízeným způsobem zvýšit obsah vody v ječném zrnu, aby došlo k zahájení enzymatických reakcí a ke klíčení zrna. Zároveň se při máčení zrno myje, odstraňují se splavky, lehké nečistoty a ze zrna se vyluhují nežádoucí látky. Máčení dnes považujeme za nejdůležitější úsek výroby sladu, který rozhoduje o jeho budoucí kvalitě. V současné době se používá především technologie dvoudenního máčení se třemi vodami, se dvěma vzdušnými přestávkami. 10

3.2.1.2 Klíčení ječmene Před zahájením sladovacího procesu jsou rezervní látky obsažené v zrně ve stabilní, vysokomolekulární formě. Cílem klíčení je aktivace a syntéza enzymů, jejichž působením dojde k odbourání (rozluštění) těchto látek na nízkomolekulární produkty, a to při minimálních nákladech a únosných sladovacích ztrátách. 3.2.1.3 Hvozdění sladu Hvozdění je závěrečnou fází výroby sladu. Zelený slad je na hvozdě nejprve předsušen při teplotách do 60 C, následně pak vyhřát a dotažen při teplotách od 80 do 105 C. Cílem je převést zelený slad s vysokým obsahem vody do skladovatelného a stabilního stavu, zastavit životní a luštící pochody v zrně a vytvořit aromatické barevné látky, charakteristické pro dané druhy sladu, za minimálních nákladů a ztrát (Kosař et al., 2000). 3.2.2 Výroba mladiny Výroba mladiny sestává z těchto postupů: šrotování, vystírání, rmutování, scezování sladiny a chmelovaru. 3.2.2.1 Šrotování Ječný slad se rozemílá na válcových šrotovnících. Cílem je rozemlít endosperm tak, aby se při rmutování převedlo co nejvíce extraktivních látek do roztoku a dosáhlo se co nejvyššího varního výtěžku. Zároveň je žádoucí co nejméně narušit pluchu ječného zrna. Ta v dalších fázích výroby slouží jako přirozená filtrační vrstva (Kosař et al., 2000). 3.2.2.2 Vystírání a rmutování Sladový šrot se smíchá s vodou ve vystírací kádi nebo ve rmutovystírací pánvi. Tato směs se pak začne pomalu zahřívat (rmutovat). V důsledku zahřívání dochází k bobtnání škrobových zrn a při teplotě asi 52 C z nich vzniká škrobový maz. Ten se při dalším zvyšování teploty na hodnotu přibližně 65 C (nižší cukrotvorná teplota) ztekucuje a při dosažení teploty 72 75 C (vyšší cukrotvorná teplota) zcukřuje. Rozlišujeme infuzní a dekokční způsob rmutování. Infuzní rmutování probíhá pouze v jedné vyhřívané nádobě, zatímco při dekokčním způsobu je využíváno dvou nádob a provádí se na jeden, dva či tři rmuty. Při rmutování se do roztoku převádí kromě škrobu i vhodné množství bílkovin a jiných látek. 11

3.2.2.3 Scezování sladiny Scezování sladiny je rozdělením díla vzniklého ze rmutování na dvě fáze, kapalnou, tzv. sladinu, a pevnou fázi, tzv. mláto. Tento krok se většinou provádí na scezovací kádi. Mláto po určité době sedimentuje na tzv. jalové dno a plní funkci filtrační vrstvy. Zprvu kalná sladina protéká přes filtrační vrstvu a poté je znovu vracena nad vrstvu mláta. V momentě kdy dosáhne požadovanou čirost se přepnou ventily na potrubí a předek začne téct do mladinové pánve. Extrakt zachycený v mlátě se vyluhuje horkou vodou a tímto vyslazováním se získají tzv. výstřelky, které se spojí s předkem (sladina, která proteče filtrační vrstvou). Získá se tak celková sladina (Chládek, 2007). 3.2.2.4 Chmelovar Sladina získaná scezováním se povaří s chmelem v tzv. mladinové pánvi po dobu 90 120 minut, u modernějších systémů pouze 65 80 minut. Výsledným produktem je horká mladina. Při chmelovaru dochází k fyzikálně-chemickým změnám, které stabilizují koncentraci a složení mladiny. Technologicky významné pochody, které během chmelovaru probíhají: Odpaření přebytečné vody Inaktivace enzymů a sterilizace mladiny Pokles ph a zintenzivnění barvy Tvorba produktů tepelného rozkladu Tvorba redukujících látek Koagulace bílkovin a lom mladiny Reakce účinných složek chmele s mladinou 3.2.2.5 Separace hrubých kalů Hrubým kalem se rozumí vločky vysrážené při chmelovaru ve formě lomu. Obsahují především bílkoviny, hořké látky, polyfenoly, mastné kyseliny a minerální látky. Hrubý kal musí být z mladiny pokud možno úplně odstraněn, zanáší totiž povrch kvasničných buněk, zhoršují vyčiření a filtrovatelnost piva. Při jeho vyšším obsahu může pivo vykazovat hrubou hořkost, kalovou chuť a zhoršené pěnotvorné vlastnosti. Dnes se pro odstranění hrubých kalů používá převážně vířivá káď nebo odstředivky. 12

3.2.2.6 Chlazení mladiny Po separaci hrubých kalů je nutné mladinu z vířivé kádě o teplotě okolo 95 C ochladit na zákvasnou teplotu. To se provádí v chladičích různých konstrukcí, sprchových, deskových a jiných. 3.2.2.7 Separace jemných kalů Hlavní složkou jemného kalu jsou tříslobílkovinné komplexy. Velikost částeček se pohybuje v rozmezí 0,5-1 µm. Kvůli tomu velmi obtížně sedimentuje, spíše adheruje na povrch větších částic přítomných v mladině a důsledkem toho je zanášení i povrchu kvasničných buněk, čímž dochází k omezení jejich látkové výměny a rychlosti kvašení. To pak vede i ke zhoršení filtrovatelnosti piva. K separaci se využívá sedimentace, odstřeďování, filtrace či flotace (Kosař et al., 2000). 3.2.3 Výroba piva 3.2.3.1 Kvašení mladiny Cílem kvašení mladiny je řízená přeměna sacharidů na alkohol a CO 2 a současně vytváření vhodných senzorických vlastností piva. Při kvašení se vytváří chuťový charakter piva, který je ovlivňován hlavními produkty kvašení, ale i obsahem vyšších alkoholů, esterů, ketonů, aldehydů, sloučenin síry aj. Průběh fermentace je závislý na složení mladiny, druhu použitých kvasnic, zákvasné dávce, teplotě kvašení apod. Kvašení můžeme rozdělit na zakvašování, kdy je cílem distribuce kvasinek do celého objemu zchlazené mladiny a optimální nastartování metabolismu kvasinek. Další fází kvašení je tzv. hlavní kvašení, při kterém probíhá přeměna podstatné části extraktu působením metabolismu kvasnic. Celková doba hlavního kvašení je obvykle 6 až 10 dní a počet dnů by měl být stejný nebo nižší než původní extrakt mladiny. Na závěr hlavního kvašení se podstatná část kvasnic oddělí, u spodního kvašení flokulací a sedimentací na dně nádob, u svrchního kvašení vyplavením na hladinu kvasícího média. Poslední fází kvašení je dokvašování piva, jehož cílem je dosažení optimálních organoleptických vlastností, nasycení oxidem uhličitým a vyčeření. Při klasickém výrobním postupu probíhá v ležáckých sklepích při teplotách do 3 C a vždy pod mírným tlakem. Procesy probíhající při kvašení se realizují různými postupy, ve kterých se kromě odlišného zařízení používají rozdílné teploty, doby jednotlivých fází, tlaky při fermentaci a ležení, kmeny kvasinek, jejich dávky a řada dalších odlišných prvků, které 13

výrazně ovlivňují průběh kvašení a specifické vlastnosti vyráběného piva (Kosař et al., 2000). 3.3 Náhražky sladu Náhražky sladu jsou škrobnaté nebo cukernaté surogáty, které při výrobě piva v určité míře nahrazují ječný slad. Náhražky sladu se mohou používat z ekonomických důvodů, aby se snížily náklady na slad. Tradičně se používají v místech s nedostatkem sladu pro výrobu piva. V zemích s tradiční výrobou piva se používají především v období nedostatku potravin, tzn. v období válek, hospodářských krizí apod. Některé náhražky se také používají pro docílení specifických vlastností některých druhů speciálních piv, nebo pro výrobu bezlepkového piva např. z rýže, pohanky a čiroku. Ve světové produkci je dnes s použitím škrobu z jiných zdrojů než ze sladu vyráběno 80 až 90 % piv. V zemích střední Evropy s dlouho pivovarskou tradicí se však sladové náhražky používají jen velmi málo. V jednotlivých zemích je používání těchto náhražek různě omezeno legislativou. Podle způsobu zpracování můžeme sladové náhražky dělit na nepřímo zpracovatelné (škrobnaté) a přímo zpracovatelné (cukernaté). Dále je možné náhražky dělit na pevné, nebo kapalné viz Tabulka 1. Ke škrobnatým náhražkám pevným se řadí také přípravky upravených obilovin jako je šrot, vločky nebo extrudované výrobky (Basařová, 2010). Tabulka 1: Přehled pevných a tekutých náhražek sladu (upraveno, dle Basařové, 2010) Pevné náhražky sladu Tekuté náhražky sladu rýže krystalový cukr škrobový sirup z řepy, třtiny, rýže, obilovin pšenice surový cukr tekutý cukr z řepy, třtiny nebo škrobu žito zelený slad sladový sirup (extrakt) oves tritikale sirup z ječmene a jiných obilovin proso čirok invertní cukr brambory maniok škrobový cukr kukuřice proso pohanka quinoa 14

3.3.1 Škrobnaté náhražky sladu Škrobnatými náhražkami se rozumí všechny suroviny obsahující vysoký podíl škrobu nebo polysacharidů s obdobnými vlastnostmi a s možností praktického zpracování v pivovarnictví. Rozlišujeme tři typy škrobnatých náhražek: nesladované obiloviny škrobnaté výluhy, sirupy a koncentráty speciální sladové náhražky 3.3.1.1 Nesladované obiloviny Surové obiloviny jsou pro svůj vysoký obsah škrobu a relativně nižší cenu vhodnými náhražkami sladu. Míra použití v sypání je závislá na druhu obiloviny a enzymatickém potenciálu současně zpracovávaného sladu, protože surové obiloviny nemají dostatečně vyvinutý enzymatický aparát pro degradaci škrobu a dalších vysokomolekulárních látek v průběhu varného procesu. Při náhradě do 10 % množství sladu se tato surogace obvykle neprojeví problémy v technologii ani v kvalitě piva. Při náhradě sladu od 10 do 20 % jsou již nutné technologické úpravy a slad musí vykazovat optimální enzymovou aktivitu. Při dávce surogátu nad 30% se už musí počítat se změnou profilu piva a s nutností přidávat průmyslově vyrobené enzymy. To platí pro výrobu tradičních typů piva především v Evropě, kde se podíly náhražek pohybují nejvýše v rozmezí 10 až 30 % a to pouze výjimečně. Na rozdíl od Evropy patří v Africe a některých amerických zemích aplikace 50 až 75 % náhražek v sypání k běžnému technologickému postupu. Výjimkou je výroba piva bez použití sladu, vyvinutá v Africe (Basařová, 2010). V tabulce 2 jsou uvedena složení vybraných sladových náhražek. 15

Tabulka 2: Chemické složení vybraných sladových náhražek (Výňatek dle Basařové et al. 2010) Tuky Proteiny Škrob Náhražka H 2 O (%) (% v suš.) (% v suš.) (% suš.) kukuřičný šrot 11 13 0,8 1,3 9 11 71 74 kukuřičný škrob 8 12 < 0,1 0,2 0,3 71 74 rýžový šrot 10 13 0,2 0,7 6 9 57 88 čirokový šrot 10-12 0,5 0,8 6-10 70 74 pšeničný škrob 10-14 0,2 0,4 0,4 0,5 67 69 ječmen 12 16 2 3 9 14 54 65 tritikale 8 14 2 4 13 16 63 69 žito 10-15 1,5 2,0 8 16 58 62 oves 10 16 3 7 8 18 40 63 proso 10 13 3 7 10 14 61 70 bramborový škrob 10-12 < 0,1 0,05 65 85 Ječmen (Hordeum sativum) V nesladované formě se ječmen jako náhrada sladu používá už dlouhou dobu. Původně se v malém množství do 10 % přidával pro zlepšení pěnivosti i plnosti chuti piva. Ve větší míře se aplikace rozšířila až po uvedení průmyslově vyráběných enzymů s aktivitou α-amylázy, β-glukanázy a dalších proteáz, které umožnily zvýšit procentuální podíl nesladovaných obilnin v sypání várek se surogáty. V Evropě se pěstují a používají téměř výhradně dvouřadé ječmeny. Ty jsou bohatší na extrakt, zatímco v Americe převládají ječmeny šestiřadé, které oplývají bohatším enzymatickým aparátem, a tudíž jsou i k surogaci vhodnější. Ke zlepšení přístupnosti sladových a dávkovaných průmyslových enzymů se šrot nebo vločky ze surového ječmene předem upravují, hlavně při vyšších podílech v sypání. Jedná se především o tepelnou úpravu s přídavkem sladových či průmyslových enzymů. Cílem tohoto procesu je zpřístupnit škrob rozrušením obalových částí zrn, aby jej bylo možno následně degradovat na zkvasitelné sacharidy. Bez tohoto postupu lze očekávat výrazné snížení varního výtěžku. Kukuřice (Zea mays) Používá se ve formě krupice, rafinované krupice nebo zmazovatělých vloček a to především v Americe. Kukuřice se před použitím zbavuje klíčků, aby se snížil podíl lipidů. Výsledný produkt obsahuje méně než 1% tuků v sušině. Kukuřice se musí skladovat při teplotě pod 20 C, vyšší teploty napomáhají oxidaci lipidových složek, 16

které mohou následně negativně ovlivnit chuťové vlastnosti piva. Chemické složení kukuřičných surogátů kolísá podle druhu a původu, extraktivnost je podobná jako u sladu. Kukuřičné surogáty se používají hlavně při výrobě svrchně kvašených piv. Mohou se zpracovávat infuzním postupem se sladem v kotli na surogáty nebo dekokčním postupem a v tom případě s přídavkem enzymových preparátů (Basařová, 2010). Rýže (Oryza sativa) Zpracovává se rýže loupaná, zlomková, nebo ve formě vloček. Má ze všech náhražek nejvyšší obsah škrobu a velmi nízký obsah dusíkatých a minerálních látek. To způsobuje nižší intenzitu kvašení mladiny surogované rýží. Zlepšuje odolnost piva k tvorbě nebiologických zákalů, snižuje však barvu a plnost chuti a může způsobovat změny senzorických vlastností piva. Nejčastější cizí aroma piva, které může použití rýže způsobit, je fenolové či po kouři. Malá škrobová zrna jsou velmi obtížně degratovatelná sladovými amylázami, proto se musí rýžové rmuty déle povařovat, některé mazovatí až při použití tlakového varu (Basařová, 2010). V případě použití 100 % rýžového sladu je výsledný produkt vhodný pro celiaky. Má přijatelnou stabilitu pěny, ale chuť není příliš plná. To je zřejmě způsobeno nižším obsahem proteinů v rýžovém sladu, který se pohybuje okolo 7 % v sušině. Pro srovnání, plzeňský slad obsahuje zhruba 10 % bílkovin (Ceppi & Brenna, 2010). Pšenice (Triticum spp.) Používá se ve formě vloček, pelet, mouky aj. V porovnání s ječmenem je pšenice více extraktivní, ale na druhou stranu obsahuje vyšší množství dusíkatých látek, především lepku, což způsobuje potíže při scezování a snížení koloidní stability (Basařová, 2010). Čirok technický (Sorghum technikum) Používá se ve formě šrotu, extrudovaného výrobku nebo také jako slad. Další možností použití je extrakt z mladiny, vzniklý odpařením určitého procenta vody. To je výhodné především kvůli prodloužení trvanlivosti. Ovšem nedosahuje takových kvalit jako normální mladina. Především má tmavší barvu a vzniká z něj méně alkoholu, nejspíš jako důsledek Maillardovy reakce probíhající během odpařování (Odibo et al., 2002). K problémům při výrobě z nesladovaného čiroku patří vysoká viskozita mladiny, způsobená především přítomností nerozloženého škrobu a složek buněčných stěn, 17

především β-glukanů a arabinoxylanů (Goode et al., 2002). Koncentrace těchto látek je největší v perikarpu a v pluchách a dá se účinně snížit pomocí mletí, při kterém se oddělují jednotlivé frakce (Basařová, 2010). Dalším problémem při použití vyššího procenta surogace čirokem je nižší obsah rozpustných dusíkatých látek v mladině, což může vést k delšímu kvašení a pozměnění chuťového a aromatického profilu piva. Nedostatkem dusíku může být také negativně ovlivněna stabilita pěny, čemuž lze zabránit použitím stabilizátorů. (Goode et al., 2002). Pohanka (Fagopyrum esculentum) Kvůli absenci lepku je pohankový slad vhodnou alternativou pro výrobu piva vhodného pro celiaky. V tom případě se nahrazuje 100 % sladu ječného. Pohanka přirozeně obsahuje zdraví prospěšné látky, především antioxidant rutin, fagopyritoly látky používané při léčbě diabetu 2. stupně, nenasycené mastné kyseliny a minerální látky. Při výrobě je obtížnější především šrotování a stejně jako některé další surogáty použití pohankového sladu způsobuje potíže při filtraci. Je tedy nutné přidávat průmyslové enzymatické přípravky. Chuť piva vyrobeného ze 100 % pohankového sladu má přijatelnou chuť, srovnatelnou s pšeničnými pivy (Phiarais et al., 2010). Proso (Panicum miliaceum) Slad z prosa se stejně jako slad z pohanky může použít k výrobě bezlepkového piva. Mladina vyrobená z prosa je srovnatelná s mladinou vyrobenou z ječného sladu, ale technologii výroby je potřeba modifikovat kvůli odlišným vlastnostem prosa. V tomto ohledu je třeba dalšího výzkumu, především je potřeba objasnit enzymatickou aktivitu v průběhu sladování (Zarnkow et al., 2010). Porovnání některých jakostních ukazatelů sladu z prosa a ječného sladu je obsahem Tabulky 3. Tabulka 3: Porovnání jakostních ukazatelů sladu z prosa a ječného sladu (Zarnkow et al., 2010) Ukazatel Jednotka Slad z prosa Ječný slad extrakt % 64,1 76 85 barva EBC 5,2 2,0 8,0 obsah proteinů % 11,0 9,0 11,5 rozpustný dusík mg/100g 786 600 900 volný amino dusík mg/100g 219 85 237 teplota mazovatění škrobu C 67,1 58 66 18

Quinoa (Chenopodium quinoa) Pochází z hor Jižní Ameriky, dá se pěstovat i v skromných podmínkách. Semena obsahují 14 % proteinů s velmi dobrým složením aminokyselin, 3 8 procent tuku a minerálních látek. Nevýhodou je obsah antinutričních saponinů, které se však dají odstranit oddělením povrchových vrstev semen. V Evropě zatím není příliš rozšířena, hlavně kvůli malým výnosům, ale šlechtí se, a tak se dá očekávat nárůst pěstování (Chloupek, 2005). Používá se jako surogát při výrobě piva i jako hlavní surovina na výrobu kvašeného nápoje podobného pivu. Dále se okrajově využívají oves nebo žito. Triticale se skoro nepoužívá kvůli vysokému obsahu bílkovin, který způsobuje problémy s filtrací a změny oraganoleptických vlastností piva již při podílu nad 10% v sypání (Basařová, 2010). 3.3.1.2 Škrobnaté výluhy, sirupy a koncentráty Tyto produkty se vyrábějí ze škrobnatých surovin. Při jejich přípravě může obsah škrobu zůstat zachován, nebo se část štěpí na jednodušší sacharidy. Štěpení se provádí enzymaticky, nikoli chemicky, a to kvůli možnosti vzniku nežádoucích vedlejších produktů. Používají se především škroby z ječmene, tritikale, ovsa, kukuřice, čiroku, prosa a manioku. Bramborový škrob se kvůli vysoké ceně nepoužívá. 3.3.1.3 Speciální sladové náhražky Do této skupiny patří naklíčený ječmen a zelený slad. Jejich předností je hlavně úspora nákladů při hvozdění. Při náhradě sladu naklíčeným ječmenem do 10% ještě nedochází k závažným chuťovým změnám piva. Tyto nastávají při náhradě 15% a více. Zároveň ale dojde ke zlepšení pěnivosti. Naklíčený ječmen se dá používat také ve formě vloček, které se připravují mletím a sušením při 100 C, čímž dojde ke zmazovatění škrobu, koagulaci bílkovin a také k zastavení enzymatických pochodů. 3.3.2 Cukernaté náhražky sladu Cukernaté náhražky se většinou dávkují do mladiny až v průběhu chmelovaru, výjimečně při čerpání mladiny. Nahrazuje se množství sladu odpovídající 5 až 10%, výjimečně až 20%. Při použití cukernatých náhražek dojde v mladině ke snížení obsahu dusíkatých, polyfenolových a růstových látek, zvyšuje se stupeň prokvašení a obsah alkoholu v pivu. Zároveň se ale snižuje pěnivost piva a jeho chuť ztrácí na plnosti. Cukernaté náhražky se používají jak v pevném, tak v tekutém stavu (Basařová, 2010). 19

Krystalový cukr Používá se řepný nebo třtinový, rafinovaný i afinovaný. Pivo surogované krystalovým cukrem je světlejší a má zvýšený obsah alkoholu. Nadměrný podíl cukru však může způsobit potíže při hlavním kvašení. Surový cukr Je vhodný spíše pro výrobu tmavých a speciálních piv kvůli své světle hnědé barvě. Invertní cukr Připravuje se štěpením sacharózy a obsahuje stejný podíl glukózy a fruktózy. Dodává se ve formě sirupu jako tzv. umělý med a je dokonale zkvasitelný. Škrobový cukr Vyrábí se z obilného nebo bramborového škrobu enzymovou nebo chemickou hydrolýzou za zvýšeného tlaku a teploty. Vzniklý sirup se po neutralizaci a zahuštění rafinuje. Obsahuje glukózy, maltózy, obsah nižších oligosacharidů i dextrinů se různí v závislosti na výchozí surovině. Při výrobě se přidává během chmelovaru a má pozitivní vliv na plnější chuť piva (Basařová, 2010). 3.4 Alternativní suroviny přidávané do piva Tyto suroviny neslouží jako náhražka sladu, ale přidávají se do piva zpravidla kvůli dosažení specifické chuti nebo aroma. Patří sem např. včelí med, zázvor, čokoláda, různé ovocné sirupy, např. třešňový, jahodový, borůvkový atd. Kromě toho může pivo kvasit přímo s přídavkem ovoce, například s višněmi, kokosem nebo banány. Do piva se také přidávají bylinné extrakty (zeměžluč, heřmánek, lékořice, skořicová silice, koriandr, hořec, muškát a mnohé další), ale také pepř, konopí nebo opuncie (nopál). Za alternativní surovinu se dá také považovat alkohol, do piva přidávaný ve formě různých likérů apod. 3.4.1 Včelí med Včelí med při přídavku do mladiny před kvašením zvyšuje výsledné množství alkoholu, protože obsahuje významné množství zkvasitelných monosacharidů. Obsahuje asi 18 % vody, v sušině je z jednoduchých sacharidů nejvíce zastoupena fruktóza asi 38,2 %, další sacharidy viz Tabulka 4. Z vitamínů jsou v medu ve významném množství obsaženy B 1, B 2, B 3, B 5, B 6 a C. Obsahuje velmi malé procento 20

tuků, asi 0,015 %. Med má typické aroma, které je způsobeno především přítomností esterů alifatických a aromatických kyselin, aldehydů, ketonů a alkoholů. Nejvýznamnějšími sloučeninami jsou estery fenyloctové kyseliny a fenylacetaldehyd, které vykazují výrazné medové aroma. To v určité míře přechází i do piva. Dále jsou v medu obsažena pylová zrna (zdroj dusíkatých látek), aminokyseliny, barviva, aromatické látky a další. Procentuální zastoupení složek medu je jiné u různých druhů medů, markantní rozdíly jsou mezi medem květovým a medovicovým (Titěra, 2006). Je vhodnější, aby med během výroby nebyl vystaven vysokým teplotám. Tím se i ve výsledném produktu zachovají vitamíny, enzymy a další, zdraví prospěšné látky v aktivní formě a nutriční hodnota je tak vyšší. Tabulka 4: Průměrné zastoupení sacharidů v květovém medu (Titěra, 2006) 3.4.2 Zázvor (Zingiber oficinale) Složka Obsah (%) Fruktóza 38,2 Glukóza 31,3 Sacharóza 0,7 Ostatní složité sacharidy 9,5 Pro potravinářské účely se používají oddenky, které mají typickou, velmi výraznou a pálivou chuť. Ta je způsobena přítomností fenolových alkanonů, známých jako gingeroly a shogaoly, které patří mezi vysoce aktivní antioxidany. Jejich obsah se v čerstvém oddenku pohybuje okolo 0,7 0,9 %, v sušeném 1,1 1,6 %. Hlavní složkou těchto olejopryskyřic je 6-gingerol, který je zastoupen až ze 75% (Velíšek, 2007). Zázvor má baktericidní účinky, podporuje trávení a používá se také jako lék proti nevolnosti. 3.4.3 Opuncie (Opuncia spp.) Ke konzumaci se používají jak různě barevné plody, tak i zelené části stonku. Obě tyto části rostliny jsou z hlediska nutričního atraktivní jak pro potravinářské využití, tak i pro farmacii nebo kosmetiku. Opuncie snižuje hladinu cholesterolu a hladinu glukózy v krvi a obsahuje ve významné míře vitamíny C a E, řadu antioxidantů a je také dobrým zdrojem minerálních látek, obzvláště vápníku, draslíku a hořčíku (Feugang et al., 2006). Základní složení plodu a stonku je obsaženo v Tabulce 5. Do piva je možno opuncii přidávat sušenou v podobě prášku. 21

Tabulka 5: Chemické složení stonku a plodu Opuncie spp. (Feugang et al., 2006) Složka Stonek sušený [%] Stonek čerstvý [%] Plod čerstvý [%] Voda - 88 95 84 90 Sacharidy 64 71 3-7 12 17 Minerální 19 23 1 2 0,3 1 látky Vláknina 18 1 2 0,02-3,15 Proteiny 4 10 0,5 1 0,21 1,6 Lipidy 1 4 0,2 0,09 0,7 2.4.4 Banány (Musa acuminata Colla) Plody banánovníku, bobule podélného tvaru, se po oloupání používají jak k přímé konzumaci, tak i k přípravě pokrmů. Je třeba rozlišovat tzv. zeleninové odrůdy, které se sklízejí zelené a obsahují méně cukrů a více škrobu. Tyto se v tropických zemích vaří, smaží, fritují nebo pečou, používají se jako příloha, nebo se sušené melou na mouku. V Evropě jsou více známou skupinou banánů tzv. ovocné banány, které se konzumují v plné zralosti (Nowak & Schulz, 2006). Jsou také velmi vhodné jako alternativní surovina při výrobě piva, protože obsahují vysoké procento sacharidů a minerálních látek při nízké kyselosti a jsou navíc dobře cenově dostupné. Do piva se mohou přidávat ve formě banánového džusu. Kromě ovlivnění chuti a vůně finálního produktu banánový džus také významně zvyšuje výsledný obsah alkoholu (Carvalho et al., 2008). 3.5 Senzorické vlastnosti piv s přídavkem alternativních surovin U náhražek sladu hrozí při větším dávkování negativní ovlivnění senzorických vlastností piva, jak již bylo uvedeno v kapitole 2.4 u konkrétních surogátů. Jde především o riziko zhoršení koloidní stability piva, a to vlivem příliš vysokého obsahu dusíkatých látek. Tak je tomu např. u pšenice. Pokud je dusíkatých látek v surogátu naopak málo, je tím ohrožena stabilita pěny a může se snížit plnost piva. Také existuje riziko vzniku cizích vůní nebo chutí, např. při použití rýže. V případě alternativních surovin, které nejsou do piva přidávány jako náhražka sladu, může jít o příliš intenzivní, nebo naopak nevýraznou požadovanou vůni či chuť. V obou případech způsobenou přídavkem nepřiměřeného množství suroviny. Pro dosažení požadovaných senzorických vlastností je tedy důležité dodržovat optimální dávkování. 22

4 MOŽNOSTI ANALÝZY PIVA Pivo, stejně jako i jiné potraviny, je možno hodnotit analyticky pomocí instrumentálních metod, nebo prostřednictvím senzorické analýzy, jejíž výsledek se největší měrou podílí na celkové jakosti piva. 4.1 Instrumentální analýza 4.1.1 Analýza piva běžně prováděná v pivovarské laboratoři K nejdůležitějším stanovením patří určení obsahu původního extraktu, vyjádřeného v hmotnostních procentech a obsah alkoholu, uváděný v hmotnostních nebo objemových procentech. Využívá se závislosti obsahu extraktu a alkoholu na hustotě vzorku. 4.1.1.1 Stanovení relativní hustoty piva Relativní hustota je poměr hustoty vzorku k hustotě referenční látky, většinou destilované vodě. Hovoříme o ní také jako o měrné hmotnosti (SG specific gravity). Jedná se o veličinu bezrozměrnou a je třeba uvést také teplotu vzorku i vody. Za standardní údaj se považuje SG20/20, tedy vzorek i voda mají teplotu 20 C. Starší metodou stanovení relativní hustoty je pyknometrické stanovení, založené na měření hmotnosti stejného objemu vzorku a vody. To bylo nahrazeno číslicovými denzitometry, které pracují na principu měření frekvence kmitů. Metoda pyknometrická a metoda s využitím denzitometru jsou jediné dvě referenční metody pro stanovení měrné hustoty. 4.1.1.2 Stanovení obsahu alkoholu v pivu destilací Obsah alkoholu je u piva spolu s měrnou hmotností nejčastější měřenou veličinou. Dá se měřit pomocí různých metod, např. destilací. Po ní získáme dvě frakce, destilát a zbytek. Změříme hustotu destilátu a z tabulek hustot vodných roztoků ethanolu odečteme procentní obsah alkoholu. Z hustoty zbytku zase můžeme stanovit skutečný neboli zbytkový extrakt ve vzorku. K dalším možnostem stanovení alkoholu v pivu patří použití alkoholového spalovacího senzoru, spektrometrie v blízké infračervené oblasti, refraktometrie, plynová chromatografie a další. 23

4.1.1.3 Stanovení extraktu původní mladiny Při výpočtu extraktu původní mladiny neboli původní stupňovitosti mladiny se vychází z obsahu alkoholu a skutečného extraktu, dosazených do tzv. Ballingova vzorce: 100(2,0665A + Es) Ep = 100 + 1,0665 A 1,0665... množství látek v g vzniklých při kvašení na 1 g EtOH 2,0665... extrakt v g nutný k vytvoření 1g EtOH Es... skutečný (zbytkový) extrakt A... obsah alkoholu 4.1.1.4 Stanovení ph piva Měří se běžným ph metrem se skleněnou elektrodou. Běžné hodnoty ph se pohybují okolo 4,3 až 4,7. Hodnoty mimo tuto oblast poukazují na vadu piva. 4.1.1.5 Stanovení barvy piva Měří se spektrofotometricky při vlnové délce 430 nm. Barva se udává v jednotkách EBC (European brewing convention). Běžné hodnoty u světlého piva se pohybují mezi 8 až 12 j. EBC, polotmavá piva mívají 20 až 40 j. EBC a tmavá piva mohou dosahovat 60 120 j (Kosař et al., 2000). 4.1.1.6 Stanovení čirosti piva Měří se pomocí turbidimetru nebo hazemetru. Stejně jako barva se udává v jednotkách EBC. Čirost čerstvě stočeného piva se pohybuje v rozmezí cca 0,3 0,6 j. EBC a neměla by překročit hranici 1,0 j. EBC ani u déle skladovaného piva. 4.1.1.7 Stanovení hořkosti piva Stanovuje se spektrofotometricky jako obsah izosloučenin. Udává se v jednotkách EBU (Europe bitterness unit) nebo IBU (International biterness unit). 1 mg hořkých látek v 1 l piva odpovídá jedné jednotce EBU. U 10 % piv se hořkost pohybuje v rozmezí cca 20-25 j. EBU, u ležáků mezi 25 40 j. EBU. 24

4.1.1.8 Stanovení obsahu oxidu uhličitého v pivu Ke stanovení CO 2 je možné použít více metod, často používanou a snadnou je např. titrační metoda. Obsah CO 2 se vyjadřuje v hmotnostních procentech nebo v g.l -1. Méně sycená piva obsahují méně než 0,35% CO 2, více sycená piva obsahují více než 0,45% CO 2. 4.1.1.9 Další stanovení Dále se provádí stanovení obsahu rozpuštěného kyslíku v pivu pomocí speciální Clarckovy elektrody a stanovení pěnivosti pomocí speciálních přístrojů (Kosař et al., 2007). 4.1.1.10 Automatické analyzátory piva Z důvodů pracnosti a zdlouhavosti výše uvedených manuálních postupů došlo k zavedení automatických analyzátorů, které jsou schopny během několika minut provést z jednoho vzorku několik analýz najednou. Tyto analyzátory jsou systémy složené z více přístrojů, které využívají odlišné fyzikálně-chemické principy. U některých je nutné vzorek před měřením odplynit, některé jsou schopny stanovení provést i bez tohoto úkonu. Na trhu existuje řada přístrojů, k zástupcům patří např. analyzátor SCABA firmy Foss, který měří hustotu piva denzitometrem, obsah alkoholu spalovacím senzorem a současně měří i barvu, ph a další. Dalším je analyzátor firmy Anton Paar, který měří hustotu vzorku a obsah alkoholu pomocí spektrometrie v blízké infračervené oblasti a z těchto údajů vypočítává extrakt v původní mladině, stupeň prokvašení a další (Anton Paar, 2010). Přístroj FermentoStar firmy Funke-Gerber používá turbidimetr, pomocí něhož stanovuje obsah nerozpustných složek vzorku a dále pomocí termální části měří fyzikální veličiny jako tepelnou vodivost, koeficient teplotní roztažnosti a další, k určení hustoty, obsahu alkoholu a extraktu (Funke-Gerber, 2007). Automatické analyzátory mohou měřit také intenzitu barvy piva a jeho čirost, obojí vyjádřené v jednotkách EBC. K dalším stanovením patří obsah biacetylu, hořkých látek, aminodusíku a oxidu siřičitého. 4.1.2 Speciální metody využívané při analýze piva Využívá se celá řada instrumentálních metod, mezi nimi můžeme rozlišit takové, jejíchž použitím získáme hodnoty pouze pro jednu sledovanou složku a takové, které při 25

jednom měření poskytují informace o několika složkách piva najednou. Dají se použít metody fyzikální, chemické i biologické. 4.1.2.1 Chromatografie Jde o metodu fyzikálně-chemickou a patří k nejvýznamnějším separačním metodám. Principem je dělení látek na dvě fáze fázi mobilní a fázi stacionární (sorbent). Chromatografie můžeme dělit dle různých hledisek. Např. podle povahy skupenství jednotlivých fází, kdy rozlišujeme chromatografii plynovou nebo kapalinovou. Dalším kritériem pro dělení může být forma, ve které se fáze vyskytují, nebo děj, který při chromatografii probíhá. Obecný princip chromatografie: Složky vzorku jsou unášeny kolonou proudem mobilní fáze, všechny se pohybují pomaleji než mobilní fáze a vůči sobě se některé pohybují rychleji než ostatní. Během průchodu kolonou každá molekula vzorku přejde opakovaně z proudu mobilní fáze na povrch sorbentu a zpět. Dobu, kterou molekula stráví na sorbentu, určuje míra interakce se sorbentem. Když složka opouští kolonu, je to zaznamenáno detektorem a výsledkem chromatografické separace je tzv. eluční křivka neboli pík. Plynová chromatografie: Používá se k dělení a následnému stanovení plynů, kapalin i pevných látek s bodem varu do cca 400 C. Látky jsou separovány v plynné fázi, a proto musí být definovaným způsobem vypařovány. Teplota však nesmí být tak vysoká, aby se rozkládaly. Pomocí plynové chromatografie se stanovují především organické látky, v případě piva může sloužit ke stanovení obsahu senzoricky aktivních látek, obsahu alkoholu a dalším. Kapalinová chromatografie: Pro kapalinovou chromatografii platí, že mobilní fází je kapalina a sorbent je umístěn plošně nebo v koloně. Podle toho také rozlišujeme kapalinovou chromatografii plošnou nebo kolonovou. V plošném uspořádání můžeme metody rozdělit na tenkovrstvé a papírové, v kolonové chromatografii hovoříme o sloupcové chromatografii a vysokoúčinné kapalinové chromatografii (HPLC high performance liquid chromatography). Kapalinová chromatografie se může použít pro stanovení širokého spektra netěkavých organických látek, v pivu např. sacharidů aj. 26

4.1.2.2 Atomová absorpční spektrometrie Je založena na absorpci elektromagnetického záření volnými atomy vzorku. Množství absorbovaného záření závisí na celkovém počtu absorbujících částic (atomů), které interagují se svazkem záření a na tloušťce absorbujícího prostředí. Většina atomů je za běžných experimentálních podmínek v základním elektronovém stavu. Přechod elektronu volného atomu ze základní do vyšší elektronové hladiny se projevuje v UV VIS oblasti a je základem AAS. Využívá se hlavně ke kvantitativnímu stanovení kovových prvků. 4.1.2.3 Enzymatická analýza Patří mezi biologické metody, využívá se vysoké specifičnosti enzymu pro danou látku a jeho schopnosti katalyzovat stechiometrickou reakci. Následně se kvantita reakce měří spektrofotometricky. Pomocí enzymatické analýzy lze v pivu stanovit obsah D-glukózy, D-fruktózy, maltózy, škrobu, ethanolu, glycerolu, řady organických kyselin, siřičitanů, dusičnanů, vitaminů a dalších látek. Často používanou metodou je heterogenní kompetitivní enzymová imunoanalýza neboli ELISA (z anglického enzyme-linked immunosorbent-assay). Jde o metodu imunochemickou, využívá se vzniku vazby antigen + protilátka. Principem je kompetice (soutěž) antigenu značeného enzymem s antigenem obsaženém ve vzorku o vazebná místa při vazbě na specifickou protilátku. 4.1.2.4 Turbidimetrie Využívá se rozptylu záření, který doprovází absorpci elektromagnetického záření vzorkem s koloidní povahou (emulze, suspenze). Tím, že dojde k rozptylu záření do jiných směrů než jen do směru postupujícího svazku paprsků, dojde k zeslabení původní intenzity záření. Této metody se při analýze piva využívá především k měření jeho čirosti (Jančářová & Jančář, 2003). 4.1.2.5 Superkritická extrakce Jedná se o extrakční metodu, která využívá plyny nebo kapaliny v superkritickém stavu. Ten nastává, když je teplota a tlak vyšší než jejich superkritická hodnota. V tomto stavu plyn vykazuje hustotu podobnou tekutině, ale přitom si zachovává viskozitu podobnou plynům v normálním stavu (Brunner G., 2005). Jeho rozpouštěcí schopnost a tím i selektivita se dá různě modifikovat použitím různě velkých teplot a tlaků. Jako rozpouštědlo je možné použít velké množství sloučenin jako např. hexan, pentan, oxid 27

dusný aj., ale kvůli své nízké ceně, dobré dostupnosti a bezpečnosti je nejvíce používaný oxidu uhličitý (Reverchon E. & De Marcoa I., 2006). Superkritickou extrakci je možné využít pro stanovení obsahu lipidů, barviv, antioxidantů aj. Např. u sladu je možno touto metodou zjistit složení mastných kyselin a do jisté míry tak kontrolovat kvalitu z nich vyrobeného piva. Dá se použít i ke speciálním účelům využitelným k výrobě piva, jako je produkce chmelových extraktů, separace aromat a chutí z koření a bylin a další (Brunner G., 2005). 4.2 Senzorické hodnocení piva I když mohou analytické metody do určité míry vypovídat o senzorickém charakteru piva, zůstává přímé smyslové hodnocení stále jedinou možností jak pivo senzoricky ohodnotit. Senzorické hodnocení je výsledkem toho, co je člověk při pití piva schopen zaznamenat svými smysly. Uplatňuje se především chuť, čich, ale i zrak a hmat. Hodnocení je určeno jak pro školené odborníky, tak pro laiky - spotřebitele. V případě odborníků se provádí objektivní senzorické hodnocení, tzn. podle určité metodiky se, co nejpřesněji určuje charakter vzorku. U spotřebitele se jedná o hodnocení subjektivní, neboli hedonické, kterým hodnotitel vyjadřuje, zda mu hodnocený vzorek chutná nebo nechutná, zda je pro něj přijatelný či nikoli. V současné době se projevuje trend senzorickým hodnocením postihnout spíše celkový dojem na konzumenta, než nalézt chuť definovaných sloučenin (Basařová, 2010). 4.2.1 Metodika při senzorické analýze piva Doporučení k metodice při senzorickém hodnocení piva jsou podrobně popsána v ČSN 56 0186 - Metody zkoušení piva, v části 2, Senzorické zkoušení. Pro správné senzorické hodnocení je třeba mimo jiné: aby senzorické hodnocení prováděla senzorická komise o minimálně 3 členech, aby byl počet členů lichý a aby členové měli odpovídající senzorické schopnosti, příslušné znalosti a zkušenosti členové nesmí být unavení, nesmí mít hlad, žízeň, nemají min. jednu hodinu před analýzou kouřit nebo požívat alkoholické nápoje, členové se v průběhu analýzy nesmí navzájem ovlivňovat používat místnost určenou k senzorickému zkoušení předkládat vzorky při teplotě 10 C až 15 C, dodržet jejich anonymitu 28

při analýze vzorků s různými koncentracemi původní mladiny seřadit vzorky dle stoupající koncentrace původní mladiny a barvy používat nádoby určené pro senzorickou analýzu piva, dokonale vymyté a prosté pachů 4.2.2 Systémy senzorického hodnocení Je-li cílem hodnocení nalézt ve vzorku konkrétní vůně nebo chutě, je možné použít tzv. kolo vůní a chutí (viz Obr. 1). Pro ověření skutečné přítomnosti těchto vůní a chutí ve Obr. 1: Kolo vůní a chutí (Basařová, 2010) vzorku nebo ke školení k jejich správnému rozpoznání je možno použít chemické standardy, dodávané již v navážených množstvích. Např. společnost FlavoractiV je nabízí ve formě kapslí, jejichž rozpuštěním v určitém objemu piva lze získat vzorek 29

s několikanásobně překročenou prahovou hodnotou dané chuti nebo vůně (FloractiV Limited, 2002). 4.2.2.1 Rozdílové testy Jestliže porovnáváme jednotlivé vzorky mezi sebou, můžeme použít statistické metody, u kterých hodnotitel určuje, zda jsou jednotlivé vzorky shodné nebo odlišné, případně určuje jejich pořadí dle intenzity daného znaku. Párový test u tohoto testu hodnotitel určuje, který z dvojice vzorků se vyznačuje vyšší či nižší intenzitou daného znaku. Např. se určuje, který ze dvou vzorků je více hořký. Trojúhelníkový test u tohoto testu jsou dva vzorky totožné a jeden se odlišuje. Hodnotitel má za úkol určit, který vzorek je od zbývajících dvou odlišný. Duo-trio test - hodnotitel obdrží tři vzorky, z nichž první je standard, a dva jsou neznámé. Jednotlivé vzorky porovnává se standardem a má rozhodnout, který z páru neznámých vzorků je shodný se standardem a který je rozdílný. Tetrádový test hodnotitel má k dispozici čtyři vzorky, první je standard a tři další jsou neznámé. Z těchto vzorků jsou jeden nebo dva shodné se standardem a jeden nebo dva odlišné. Hodnotitel má za úkol určit, které vzorky jsou shodné se standardem a které odlišné. Pořadový test hodnotitel obdrží určité množství vzorků a má rozhodnout o jejich pořadí podle intenzity určitého znaku. Např. seřadit vzorky podle intenzity hořkosti. 4.2.2.2 Senzorický profil vzorku Tento způsob hodnocení používáme v případě, kdy chceme komplexně popsat všechny senzorické vlastnosti daného vzorku. Tento typ hodnocení je určen pro odborné hodnotitele. V ČR se již od roku 1970 stále často používá různě modifikovaný degustační formulář podle Cuřína (viz Obr. 2). Jeho součástí je zhodnocení jednotlivých deskriptorů na bodové stupnici a také celkový subjektivní dojem, který se vyjadřuje pomocí bodové stupnice, která obsahuje i slovní popis jednotlivých stupňů (Basařová, 2010). Tato metoda byla zvolena pro hodnocení vzorků v praktické části této bakalářské práce. 30

Obr. 2: Degustační formulář dle Cuřína Další možností záznamu je formulář s grafickými stupnicemi namísto bodového hodnocení. 31

4.2.3 Senzorické vlastnosti piva Soubor těchto vlastností utváří celkovou jakost piva a určuje jeho kvalitu. Jejich zhodnocení je obsahem senzorické analýzy. Čirost piva/zákal rozlišujeme zákaly trvalé, chladové a biologické, jejich přítomnost v pivu je nežádoucí, u některých produktů je však charakteristickým znakem, např. u pšeničných nebo kvasnicových piv. Vůně každé pivo má svou charakteristickou vůni, její jednotlivé složky by měly být sladěny v jeden celek tak, aby žádná příliš nevyčnívala. Cizí vůně neměla by být v pivu obsažena, poukazuje na určitou vadu piva. Výjimku tvoří piva s charakteristickou cizí vůní, která není chápána jako vada. Jedná se např. o některá piva s přídavkem alternativních surovin. Hořkost u hořkosti rozlišujeme její intenzitu a charakter. Intenzita charakterizuje intenzitu prvního vjemu po napití. Charakter hořkosti popisuje dobu, po kterou hodnotitel pociťuje hořkou chuť v ústech. Plnost je dána pocitem hutnosti, uplatňují se taktilní (hmatové) receptory v dutině ústní. Pivo s nízkou plností označujeme jako prázdné. Říz je způsoben uvolňováním bublinek oxidu uhličitého v dutině ústní, což způsobuje osvěžující účinek. Cizí chuť u cizích chutí platí to stejné jako u cizích vůní. Pokud nejsou pro daný výrobek charakteristické, poukazuje jejich přítomnost na určitou vadu piva. Celkové subjektivní hodnocení jde o čistě osobní hodnocení posuzovatele, vychází z jednotlivých senzorických vlastností piva. 32

4.3 Faktory ovlivňující senzorické vlastnosti piva K faktorům ovlivňujícím senzorické vlastnosti piva patří správné nebo nesprávné provedení výrobních postupů a skladování, úroveň hygieny, obsah určitých látek a další faktory, které pozitivním či negativním způsobem ovlivňují senzorické vlastnosti piva zmíněné v předcházející části. 4.3.1 Faktory ovlivňující čirost piva 4.3.1.1 Trvalý zákal Za normálních okolností se jednotlivé složky piva nacházejí ve formě koloidního roztoku a tvoří stabilní koloidní soustavu. Během skladování však může dojít k narušení rovnováhy, a to především působením oxidace, vyšší teploty, pohybu nebo světla. V důsledku toho se začnou jednotlivé koloidní částice shlukovat, zvětšovat a stávat viditelnými. V pivu se vytvoří zákal, o kterém hovoříme jako o trvalém zákalu. Schopnost piva udržet co nejdéle čirost se nazývá koloidní stabilita a dá se prodloužit až na rok pomocí stabilizace. 4.3.1.2 Chladový zákal U chladového zákalu se také jedná o porušení koloidní stability, ale příčinou je vystavení piva nízkým teplotám cca pod 2 C. Tento zákal je reverzibilní, při přemístění piva do prostředí o vyšší teplotě se zákal rozpustí. Vzniku chladových zákalů se dá předejít ochlazením piva před filtrací na 0 až 1 C. 4.3.1.3 Biologický zákal V souvislosti s biologickým zákalem hovoříme o tzv. biologické trvanlivosti piva. Jejím porušením dojde k pomnožení určitého mikroorganismu a následně k vytvoření biologického zákalu v pivu. Rozlišujeme kvasničné zákaly a bakteriální zákaly. Biologická trvanlivost se dá zajistit pomocí pasterace nebo účinné filtrace. 4.3.2 Faktory ovlivňující vůni piva, cizí vůně a chutě Vůně jako celek se skládá z mnoha dílčích vůní, které mohou být pro hodnotitele více či méně příjemné. Příjemnou vůní může být slabá ovocná nebo esterová vůně, velmi slabá kvasničná vůně může být svěží. Pro některé spotřebitele je také atraktivní jemná chmelová vůně (Kosař et al., 2000). Cizí vůně a chutě jsou chápány jako méně příjemné až vyloženě nepříjemné, které by se v pivu neměly přirozeně vyskytovat. Příčina jejich přítomnosti v pivu je různá, může 33