Fyziologické aspekty kvality sladovnického ječmene

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Fyziologické aspekty kvality sladovnického ječmene Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Jindřiška Kučerová, Ph.D. Vypracovala: Květoslava Effenbergerová Brno 2013

ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Fyziologické aspekty kvality sladovnického ječmene vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne... podpis

PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Jindřišce Kučerové, Ph.D. a konzultantovi Ing. Vratislavu Psotovi, CSc. za cenné rady, metodické a odborné vedení při řešení a vypracování bakalářské práce.

ABSTRAKT V průběhu tří let byla u sedmi odrůd sladovnického ječmene sledována kvalita klíčení a sladovnická kvalita. Pomocí energie klíčení, rychlosti klíčení, indexu klíčení a homogenity klíčení a vybraných technologických znaků (extrakt, relativní extrakt při 45 C, Kolbachovo číslo, diastatická mohutnost, dosažitelný stupeň prokvašení, friabilita, obsah beta-glukanů ve sladině). Bylo zjištěno, že rychlost, index a homogenita klíčení, byly výrazným způsobem ovlivněny vnějším prostředím, a to především stanovištěm. Vliv odrůd na tyto znaky byl u sledovaného souboru nízký. Dále bylo zjištěno, že energie klíčení neměla žádný vztah k sledovaným znakům. Rychlost, index i homogenita klíčení byly ve vzájemné silné korelaci. K technologickým znakům však výrazný vztah neměly. Rychlost a index klíčení byly ovlivněny velikostí zrna ječmene. Větší zrna jsou v záporné korelaci k energii a rychlosti klíčení. Pro zvýraznění vlivu odrůd na tyto znaky a vzájemné korelace by bylo třeba použít po kvalitativní stránce širší soubor odrůd. Klíčová slova: ječmen, odrůdy, klíčení, technologické znaky, sladařská jakost. ABSTRACT In the course of three years, with seven varieties of malting barley quality monitored germination and malting quality. Using germination energy, germination rate, germination index and germination homogeneity and selected technological characters (extract, relative extract at 45 C, Kolbach number Diastatic power, final attenuation, friability, the content of beta-glucan in wort). It was found that the rate and uniformity of germination index were significantly affected by the external environment, particularly habitat. Effect of varieties on these characters was the reference population is low. Furthermore, it was found that the germination energy have no relation to the reference signs. The speed of germination index and homogeneity were strong mutual correlation. The technological characteristics but not significant relationship. Speed and germination index were affected by the size of barley grain. Larger grains are in negative correlation to the energy and speed of germination. To highlight the influence of varieties on these characters and cross-correlations could be used for the qualitative broader set of varieties. Keywords: barley, variety, germination, technological characteristics, malting quality.

OBSAH 1 ÚVOD... 7 2 CÍL PRÁCE... 8 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED... 9 3.1 Anatomická stavba obilky ječmene........ 9 3.2 Látkové složení obilky...13 3.3 Odrůda jako základní prvek kvality...17 3.4 Agrekologické faktory...19 3.5 Sklizeň a posklizňová úprava zrna...20 3.6 Fyziologické aspekty kvality...21 3.6.1 Poškození zrn...21 3.6.2 Dormance...23 3.6.3 Posklizňové dozrávání...24 4 MATERIÁL A METODIKA... 29 4.1 Odrůdy...29 4.2 Popis zkušebních stanovišť...30 4.3 Sledované znaky...31 4.4 Statistické zpracování výsledků...35 5 VÝSLEDKY A DISKUZE........35 6 ZÁVĚR... 40 7 PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY... 41

1 ÚVOD Pěstování ječmene (Hordeum vulgare L.) je významnou součástí českého zemědělství. V České republice převažuje jarní forma ječmene, v západní Evropě se pěstuje ve větší míře i ozimý dvouřadý ječmen. Zpracovatelé mají na kvalitu ječmene řadu požadavků, které rozhodnou, zda se jedná o ječmen sladovnický nebo nesladovnický (PSOTA, 2006). Kvalita sladovnického ječmene se hodnotí pomocí několika desítek různých znaků. Hodnotí se samostatně kvalita nesladovaného zrna ječmene a kvalita z něho vyrobeného sladu. V případě kvality nesladovaného zrna ječmene se hodnotí chemické složení zejména obsah dusíkatých látek, případně i škrobu, poškození zrn ječmene (porostlost, zahnědlé špičky, rozprasky, zelená zrna, mechanicky poškozená zrna apod.) a fyziologické znaky (klíčivost, energie klíčení, rychlost klíčení apod.). Požadavky na sladovnický ječmen ze strany sladařského průmyslu neustále rostou. Pro výrobu kvalitního sladu potřebují sladaři kvalitní zrno, které je vyzrálé, a které snadno dosáhne maximální klíčivosti a klíčivé energie v nejkratší době. Na kvalitu zrna mají vliv povětrnostní podmínky, agroekologické opatření, ale také sklizeň a posklizňová úprava zrna (HŘIVNA, KUČEROVÁ, 2000). Základní vlastností zrna ječmene určeného pro sladování je schopnost klíčit. Sladařský průmysl potřebuje, aby zrno ječmene klíčilo ve sladované partii rychle a vyrovnaně. Z tohoto důvodu se znaky spojené se schopností klíčit u nakupovaného sladovnického ječmene pravidelně sledují. Nejednotné a pomalé klíčení se zákonitě projeví na kvalitě vyrobeného sladu. 7

2 CÍL PRÁCE Cílem této práce je zpracovat literární rešerši o fyziologických aspektech ovlivňující kvalitu sladovnického ječmene. Cílem práce bylo stanovit energii, rychlost, index a homogenitu klíčení u souboru sladovnických odrůd a zjistit vliv těchto znaků na sladovnickou kvalitu. 8

3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Anatomická stavba obilky ječmene Ječmen jarní (Hordeum vulgare) je obilovina patřící do skupiny Poaceae, kmen Triticeae a rod Hordeum. Následující text pojednávající o anatomické stavbě obilky ječmene je zpracován podle publikace PSOTY a ŠEBÁNKA (1999) s doplněním další literatury. Květenství Květenství ječmene je složený klas, složený ze tří jednokvětých zkrácených až zakrnělých klásků, které nasedají na vřeteno klasu v místě vřetenového kolénka. Ječmen dvouřadý má vždy plodný pouze jeden prostřední kvítek. Klásek objímají dva listeny na horním konci zakončené osinkou. Květ Květ je složen ze tří tyčinek a pestíku. Pestík je dále tvořen dvěma pérovitými bliznami a semeníkem, který je objímán z vnější strany dvěma, u ječmene je možné třemi lodikulami. Lodikuly jsou zodpovědné za otevření klásku v době květu (NOVÁK et al., 1987, LUXOVÁ, 1974 cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Květ je chráněn dalším podpůrným listenem - pluchou a dále pluškou. Pluchou probíhá pět cévních svazků, pluškou pouze dva. Na vrcholu pluchy vyrůstá draslavá osina, která může dosahovat délky až 150 mm. Pluška vznikla splynutím dvou okvětních lístků a kryje podélnou rýhu obilky. K rýze na vnější straně plušky nasedá tzv. bazální štětička, která je pokryta trichomy (NOVÁK et al. 1987, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Obilka Obilka je jednosemenný, suchý, nepukavý plod s tenkým oplodím, které srůstá s osemením. Obilka může být nahá nebo pluchatá. Nahá vypadává v době zralosti z pluchy, zatímco pluchatá obilka má pluchy těsně přilehlé k oplodí. Plucha kryje hřbetní část obilky, pluška břišní část obilky. 9

Ječné zrno je složeno ze tří částí: obalů, endospermu a embrya. Do obalových částí zahrnujeme pluchu, plušku, oplodí a osemení, do embrya plumulu, radikulu, hypokotyl a štítek a v endospermu aleuronovou vrstvu a škrobový endosperm. Obr. 1 ŠEBÁNEK, 1999). Podélný řez obilkou (MACGREGOR, BHATTY, 1993: upraveno PSOTA Plucha a pluška Nepoškozená plucha, dokáže chránit obilku před fyzikálními vlivy a mikrobiální infekci. Její využití je i v procesu rmutování, kdy se pluchy a plušky využívají jako výborná scezovací vrstva. Plucha a pluška je tedy hlavní složkou mláta. Tvoří okolo 10 % hmotnosti obilky. Obsahují velké množství křemíku a celulózy, významné množství pentosanů a ligninu (PALMER, 1989, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Plucha a pluška obsahuje fenolické sloučeniny, u kterých je možnost předávat pivu nežádoucí svíravost (EASTMOND, GARDNER 1974, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Perikarp (oplodí) Perikarp představuje okolo 3 % hmotnosti obilky a rozlišujeme u něj dvě části. První část tvoří vnější perikarp, což je průsvitné pletivo, které obsahuje malá škrobová zrna a chlorofyl (COCHRANE, DUFFUS 1979, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). 10

Chlorofyl a škrob mizí během zrání obilky, chlorofyl z obou částí perikarpu, chlorofyl jen z vnitřní části. Perikarp v době zralosti je složen ze dvou až tří příčných buněk, rourovitých buněk a vrstva rozpadlých buněk. V plné zralosti je perikarp tvořen tenkou vrstvou mrtvých buněk. Testa (osemení) Testa je tenké pletivo tvořící 1,5 % celkové hmotnosti zralé obilky. Tvořena je z dvěma vrstvami buněk, mezi nimi leží kutikula (FREEMAN, PALMER, 1984, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Kromě oblasti rýhy a oblasti přisedající obilky ke stopce klásku objímá testa celé semeno. Pravděpodobně je polopropustná, protože je důležité, aby byla propustná pro kyslík, roztoky solí, oxid uhličitý i rostlinné hormony. Ovšem není zatím známo, zda klíčení má vliv na propustnost těchto pletiv (MACGREGOR, 1991, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Proatokyanidiny, které obsahuje testa, způsobují koloidní zákaly v pivu (WETTSTEIN et al., 1977, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Obr. 2 Příčný řez dorzální stranou obilky ječmene (MILLBORROW, 1973, převzato PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). 11

Embryo Embryo je umístěno ve spodní části obilky a je základem budoucí rostliny. Vnější částí přiléhá embryo k pluše. Mezi endospermem a embryem je štítek. Embryo tvoří hlavní pupenu (plumula) s vegetačním vrcholem. Při klíčení vychází z embrya podnět k aktivaci enzymů v aleuronové vrstvě a štítku prostřednictvím biologicky aktivních látek (ZIMOLKA, MILOTOVÁ, 2006). Buňky, které se nacházejí v embryu, obsahují 34 % bílkovin, 14 17 % tuku, cukry, minerální látky a vitamíny skupiny B. Buňky embrya výrazně metabolizují za přítomnosti kyslíku a vody. Při růstu a vývoji nové rostliny je sice embryo zpočátku soběstačné díky vysokému obsahu živin, ale záhy je nezbytný přístup k energetickým zásobám endospermu (MACGREGOR, 1991, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Štítek je jediná děloha trav, která se přeměnila na absorpční orgán. Jedná se o diploidní pletivo s vrstvou tenkostěnných, k povrchu kolmo protáhlých buněk. Při klíčení se jejich boční strany vychlipují, buňky připomínají kořenové vlásky. Absorbují mobilizované organické látky, zároveň je předávají embryu a současně vylučují enzymy zcukřují zásobní škrob uložený v buňkách endospermu (LUXOVÁ, 1974, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Endosperm Endosperm vyplňuje velkou část obilky. Dělí se na tři části: vrstvu stlačených buněk, aleuronovou vrstvu a škrobový endosperm (KOSAŘ et al., 2000). Vrstvu stlačených buněk a prázdných buněk tvoří endospermální buňky přiléhající ke štítku. Pohyb hydrolytických enzymů ze štítku do endospermu může ovlivnit tato vrstva, která je bohatá na β-glukany (MACGREGOR, 1991, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Buňky, které obsahuje aleuronová vrstva, jsou triploidní, živé, při klíčení metabolizují a respirují, ale nedělí se. Obsahují bílkoviny, minerální látky a cukry vyjma škrobu. Aleuronová zrna jsou uložena v buňkách aleuronové vrstvy, která vzniká vysycháním vakuol v endospermu, které obsahují proteiny, tuky, minerální látky (POMERANZ, 1973, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999), ale i polyfenoly, z nichž některé jsou zodpovědné za namodralou barvu této vrstvy (HOUGH et al., 1982, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). 12

Silné stěny buněk aleuronové vrstvy obsahují arabinoxylany, glukany a menší množství bílkovin a fenolů (BACIC, STONE, 1981, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999), tudíž aleuronová vrstva je i zásobním pletivem nejen zdrojem hydrolytických enzymů. Aleuronové buňky mají čtyřhranný tvar. Aleuronová vrstva představuje asi 10% hmotnosti obilky a obvykle má tři řady buněk. Pouze jedna vrstva tvarově deformovaných, ale funkčních aleuronových buněk se nachází v místě styku štítku a aleuronových buněk (PALMER, 1982, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Stěny buněk musí být propustné v průběhu klíčení, aby byl umožněn pohyb enzymů do endospermu. Ovšem není známo, do jaké míry ovlivňuje propustnost tloušťka buněčné stěny, její složení, pohyb enzymu a tím i modifikaci endospermu (MACGREGOR, 1991, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Buňky škrobového endospermu mají podobnost buněk triploidní aleuronové vrstvy. Představují 70% hmotnosti obilky, jsou tenkostenné, velké, v době zralosti mrtvé a obsahují 58 65 % škrobových zrn. Mají tvar nepravidelného čtyřúhelníku až mnohoúhelníku na příčném řezu. Od středu k okraji obilky ubývá velkých škrobových zrn, jinak je velikost těchto zrn nepravidelná. Další významnou složkou endospermu jsou bílkoviny (FINCHER, 1975, cit, podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Důležitý je také obsah β-glukanů, který se pohybuje v rozmezí 2 až 8 % hmotnosti obilky v závislosti na odrůdě a pěstebních podmínkách. Způsobují problémy při filtraci, díky tvorbě vysoce viskózních roztoků a tím narušují stabilitu skladovaného finálního výrobku (PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Pro zahájení klíčení je aleuronová vrstva aktivovaná fytohormony. Poměr dusíkatých látek a škrobu v obilce určuje charakter endospermu tj. moučnatost či sklovitost endospermu (KOSAŘ et al., 2000). 3.2 Látkové složení obilky Vyzrálá ječná obilka obsahuje 12 14 % vody, nižší obsah je nepřijatelný, protože voda tvoří součást buněčné protoplazmy a nižší obsah vody má negativní vliv na technologickou jakost. Vyšší obsah vody komplikuje skladování zrna (ZIMOLKA, MILOTOVÁ, 2006). 13

Tab. 1 Chemické složení obilky ječmene (%) (MACGREGOR et. al., 1993, převzato PRUGAR a kol., 2008). Látka Procento v obilce Sacharidy Škrob 60 65 - z toho amylosa 17 24 - z toho amylopektin 76 83 Nízkomolekulární sacharidy Sacharosa 1 2 Ostatní cukry 1 Rafinosa 0,3 0,5 Maltosa 0,1 Glukosa 0,1 Fruktosa 0,1 Neškrobové polysacharidy Hemicelulosy: Beta-glukany 3,3 4,9 Pentosany 9 Celulosa 4 7 Tuky 3,5 Fosfáty Fytin 0,9 Polyfenoly 0,1 0,6 Dusíkaté látky 7 18 Rozpustné dusíkaté látky 1,9 Albuminy a globuliny 3,5 Hordeiny (prolaminy) 3 4 Gluteliny 3 4 Minerální látky 2 Sacharidy Největší podíl, tj. 80 % hmotnosti zrna ječmene tvoří sacharidy, z toho 65 % 14

představuje škrob, dále jsou důležité i polysacharidy buněčné stěny celulosa, beta-glukany a lignin. Škrob je zásobárnou energie a rezervním polysacharidem. Ve zralém zrnu je škrob nerovnoměrně rozmístěn výlučně v endospermu. Vzniká enzymaticky při fotosyntéze z jednoduchých sacharidů. Obsah neškrobnatých polysacharidů je 10 až 14 %. Mezi škrobnaté polysacharidy patří celulosa, hemicelulosa, lignin a gumovité látky. Hlavní stavební složkou pluchy je celulosa a tvoří 4 7 % zrna ječmene. Celulosa je složena z glukosových zbytků a hlavní stavební jednotkou je disacharid celobiosa. Celulosa se nemění v průběhu sladování a rmutování, ve vodě je nerozpustná a těžko štěpitelná (chemicky i enzymově). Hemicelulosy obsahují až 75 % beta-glukanů a 20 % pentosanů a podílejí se na stavbě a pevnosti buněčných stěn. V pluše zrna je tomu naopak. Plucha obsahuje z hemicelulos převážně pentosany, méně beta-glukany a malé množství glukuronové kyseliny. Vyšší obsah beta-glukanů je nežádoucí z důvodů tvorby viskózních vodních roztoků, což způsobí špatnou filtrovatelnost piva, dále neúplný rozklad buněčné stěny a z toho plynoucí slabá mobilizace škrobů a zásobních proteinů a také škodlivě působí na stabilitu piva během skladování produktů. Pentosany jsou dalšími podstatnými polysacharidy nacházející se zejména v buněčných stěnách aleuronových buněk a v buňkách endospermu. Arabinosy a xylosy jsou složeny z pentosových jednotek. Arabinoxylany sice tvoří jen 1,5 % hmotnosti endospermu, ale mají schopnost tvořit vysoce viskózní roztoky, a tak mohou ovlivnit technologické využití ječmene (KOSAŘ et al., 2000). Lignin je obsažen v buněčných stěnách, které vyztužuje a zpevňuje. Gumovité látky jsou tvořeny beta-glukany a arabinoxylany. S vodou tvoří vysoce koloidní roztoky. Obsah gumovitých látek v ječném zrnu je asi 2 % (ZIMOLKA, MILOTOVÁ, 2006). Lipidy Lipidy jsou zastoupeny v aleuronové vrstvě, pluchách, ale hlavně v klíčku. Celkový obsah lipidů se pohybuje v rozmezí 2 9 % a závisí na odrůdě a pěstebních podmínkách. Koncentrace tuků je nerovnoměrná a při sladování může ovlivnit pěnivost a vlastnosti piva. Hořké pryskyřice řadící se k lipidickým sloučeninám, které se vyskytují v pluchách, mají typickou svíravou chuť a antiseptické účinky (ZIMOLKA, MILOTOVÁ, 2006). 15

2012). Obsah lipidů má vliv na schopnost tvořit stabilní pěnu a kvalitu piva (BRAVI et al., Dusíkaté látky Další významnou složkou organických látek jsou dusíkaté látky. Obsah dusíkatých látek je velmi variabilní. Závisí na vnějších podmínkách na odrůdě, složení půdy, hnojení, předplodině, na klimatických podmínkách a době vegetace. Určují do jisté míry, zda je zrno vhodné pro sladovnické zpracování. Optimální obsah dusíkatých látek v obilce je 10 až 11,5 %. Bílkoviny jsou uloženy v aleuronové vrstvě (lepkové bílkoviny), pod aleuronovou vrstvou (rezervní bílkoviny) a v membránách buněk endospermu (tkáňové bílkoviny). Rezervní bílkoviny jsou při klíčení přednostně štěpeny a dodávají hlavní množství rozpustných bílkovin (KOSAŘ et al., 2000). Bílkoviny endospermu tvoří asi z 30 % hordein, z 30 % glutelin, z 10 % globulin, zbytek tvoří albuminy a volné aminokyseliny (PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Hordein je obsažen v aleuronové vrstvě jako zásobní bílkovina a během sladování se silně štěpí. Gluteliny se nacházejí v aleuronové vrstvě, odkud nezměněný přecházejí do mláta. Pokud je vyšší obsah glutelinů, dochází ke špatnému rozluštění sladu. U globulinů jsou významné beta-globuliny, kterým se přisuzují chladové zákaly piva. Albuminy jsou rozpustné ve vodě a během sladování se silně štěpí (KOSAŘ et al., 2000). Polyfenoly Polyfenoly se nacházejí v aleuronové vrstvě a obalových částech zrna. Množství polyfenolů se pohybuje od 0,1 do 0,6% sušiny. Dodávají sladu antioxidační schopnost, hrají důležitou roli v organoleptických vlastnostech piva (KOSAŘ et al., 2000). Minerální látky Obsah minerálních látek se pohybuje kolem 2 %. Nejvíce zastoupeny jsou v obalových vrstvách, nejméně v endospermu. Hojně zastoupeny jsou v obilce prvky fosfor, draslík, křemík a hořčík, menší koncentrace vápníku železa, hliníku, sodíku a molybdenu. Důležité jsou i mikroprvky bór, zinek, mangan, měď a selen (ZIMOLKA, MILOTOVÁ, 2006). 16

Fosfáty Fosfáty ječmene jsou z poloviny tvořeny fytinem (0,9 % sušiny obilky). Jsou zastoupeny v pluchách a mají důležitý fyziologický význam pro klíček. Fosfáty udržují ph při klíčení, v mladině i pivu (KOSAŘ et al., 2000). 3.3 Odrůda jako základní prvek kvality Základním nosným prvkem kvality jsou odrůdy ječmene. Obilka ječmene obsahuje spoustu významných látek, které umožňují její široké využití. Šlechtěním lze obsah a vzájemné poměry těchto látek do jisté míry pozměnit. Je vyhledáván úzký sortiment odrůd, pro konkrétní využití. V České republice je zaměřen výběr odrůd na poskytování kvalitní suroviny při výrobě sladu. Před vstupem České republiky do Evropské unie byly odrůdy ječmene registrovány výhradně pro pěstování na území republiky. Po vstupu naší republiky do Evropské unie se odrůdy všech členských zemí zapisují do Společného katalogu odrůd, a tak se mohou pěstovat ve všech členských zemích. Česká republika každoročně vydává Seznam doporučených odrůd, který má usnadnit pěstitelům a zpracovatelům zorientovat se v širokém spektru odrůd a poskytnout objektivní a nezávislé informace o odrůdách a jejich vhodnosti pro pěstební podmínky v České republice. Seznam doporučených odrůd obsahuje popisy odrůd, které vykázaly během let dobré výsledky v rámci zkoušení pro seznam doporučených odrůd, nebo o něj projevil zájem průmysl, který zpracovává ječmen. V mnoha případech je kvalita ječmene ovlivněna odrůdou, ovšem u znaků sladovnické jakosti i výnosu zrna je vliv odrůdy nižší a vliv prostředí vyšší (PSOTA, EHRENBERGEROVÁ, 2008). Ve druhé polovině 20. století byl tlak na informace o odrůdách tak velký, že si vynutil mikrosladovací zkoušky. Mikrosladovací zkoušky s sebou přinesly novou skupinu technologických parametrů, které hodnotí jakost vyrobeného sladu (KOSAŘ et al., 2000). V České republice je každý rok registrováno několik nových odrůd sladovnického ječmene (DVOŘÁČKOVÁ, 2013). Odrůdy ječmene jsou hodnoceny ÚKZÚZ v rámci registračního řízení. Pokud úspěšně ukončí tyto zkoušky může majitel přihlásit odrůdu do zkoušek pro Seznam 17

doporučených odrůd. Zkouška probíhá dle jednotné metodiky a pokusy jsou pravidelně kontrolovány pracovníky Národního odrůdového úřadu ÚKZÚZ. Základním hodnocením u sladovnických odrůd ječmene je sladovnická kvalita, výnos předního ječmene (nad sítem 2,5 mm) a zájem sladařského průmyslu (www.ukzuz.cz, 2013). Ukazatel sladovnické jakosti V současné době je v České republice sladovnická kvalita odrůd ječmene hodnocena podle,,ukazatele sladovnické jakosti, který vznikl na základě požadavků zpracovatelského průmyslu (KOSAŘ et al., 2000). Úroveň technologických znaků je výsledkem mezi interakcí genotypu a prostředím. Rozdíl je mezi jakostí konkrétní partie a jakostí odrůdy (ČERNÝ et al., 2007). Hodnoceny jsou znaky: Obsah dusíkatých látek optimální hodnoty se pohybují od 10,7 11,2 % v sušině. Nižší nebo vyšší hodnoty jsou nežádoucí z důvodu technologických problémů. Obsah extraktu v sušině sladu za optimální hodnoty se považují hodnoty vyšší než 82 %. Relativní extrakt při 45 C optimální hodnota je kolem 37 %. Vyšší hodnoty jsou nežádoucí. Kolbachovo číslo optimální hodnota se pohybuje kolem 40 %. Vyšší hodnoty jsou nežádoucí. Diastatická mohutnost sladovnické odrůdy dosahují optimálních hodnot nad 250 j.wk. Dosažitelný stupeň prokvašení za optimální jsou považovány hodnoty nad 82 %. Friabilita (křehkost) optimální hodnoty tohoto znaku se pohybují kolem 85 %. Obsah beta-glukanů ve sladině za optimální hodnoty se považují hodnoty do 150 mg/l. Hodnoty nad 200 mg/l jsou nežádoucí (KOSAŘ et al., 2000). Znaky jsou hodnoceny stupnicí od 1 9 bodů. Za sladovnickou odrůdu ječmene se považuje ječmen, který v bodovém hodnocení Ukazatele sladovnické jakosti má 4 18

a více bodů maximálně 9 bodů. Pokud má ječmen méně než 4 body považuje se za ječmen nesladovnický (ČERNÝ et al., 2007). 3.4 Agroekologické faktory Všechny pěstitelské zásahy pro sladovnický ječmen musejí být v rovnováze. Pokud dojde k výkyvu, negativně to ovlivní nejen výnos, ale i sladařskou kvalitu zrna. Z dlouhodobého hlediska je pěstování sladovnického ječmene perspektivní, avšak mezi jednotlivými ročníky dochází k výkyvům výnosů a kvality zrna (HONSOVÁ, 2012). V České republice má plocha jarního ječmene klesající tendenci. V roce 2011 klesla na 272 000 hektarů, v loňském roce pěstební plocha mírně vzrostla na 284 000 hektarů. V roce 2013 se nepředpokládá nárůst plochy sladovnického ječmene díky rozšíření pěstování kukuřice. Výnosy v roce 2012 byly v průměru 4,4 t/ha, v roce 2011 činil 5,06 t/ha. Výnosy souvisí i s poklesem produkce, kdy v roce 2012 dosáhla 1,26 milionů tun a v roce 2011 1,38 milionů tun (HONSOVÁ, 2013). Vegetační doba jarního ječmene v České republice průměrně trvá 100 až 120 dní. Na výnosu a kvalitě závisí především závěrečná fáze růstu, období tvorby a zrání obilek. Z důvodu zvyšování průměrné roční teploty na našem území se pěstování rozšiřuje z tradiční řepařské a obilnářské oblasti do oblasti bramborářské. Termín setí ovlivňuje délku vegetační doby. Pozitivně ovlivňuje výnos časné setí. Citlivě reaguje na výkyvy počasí, na agroekologické vlivy a zásahy, například volba předplodiny, termín setí, velikost výsevu, hnojení dusíkem, ale i na nedostatky a nevyrovnanosti půdy (PSOTA, EHRENBERGEROVÁ, 2008). Podle druhu půdy, vlhkosti a doby setí se pohybuje hloubka setí od 3 do 5 cm. Výsevek se pohybuje v rozmezí 3,5-5 milionů klíčivých zrn na hektar. U méně odnožujících odrůd, zaplevelených pozemcích nebo těžkých půdách se snižují výnosy zrna. Přehušťování porostů vede k negativnímu dopadu na technologickou kvalitu zrna (KOSAŘ et al., 2000). Homogenita je míra uniformity zrn ječmene v dané partii. Význam homogenity stoupá díky záměru sladoven vyrábět velké homogenní partie odrůdově čistého sladu. Pěstování odrůd vyšlechtěných ke konkrétnímu účelu zajišťuje technologickou jakost produkce. Homogenita partie je dána velikostí zrna, odrůdovou čistotou, strukturou 19

endospermu, množstvím poškozených zrn, obsahem dusíkatých látek a dalších faktorů, které dále ovlivňují klíčení partie zrna ječmene ve sladovně. Na zvyšování hmotnosti tisíce zrn se podílí snižování hustoty porostu, aplikace dusíkatého hnojení, případně i aplikace pesticidů. Obsah dusíkatých látek v zrnu ječmene ovlivňuje pozdní termín setí. Na zvětšování obilky se podílí hnojení dusíkatými hnojivy. Pěstitel musí najít rovnováhu mezi snahou získat homogenní partii a dosáhnout nejvyšších výnosů (PSOTA, EHRENBERGEROVÁ a kol., 2008). 3.5 Sklizeň a posklizňová úprava zrna Sklizeň ovlivňuje kvalitu zrna, a proto je třeba sklízet zrno v plné zralosti a z nepodtržených porostů, neboť podtržený porost snižuje klíčivou rychlost a tím i snížení klíčivé energie. Zrno má horší fermentabilitu a je extraktově chudší. Hůře na kvalitu zrna působí i přezrání porostů, což má za následek prodloužení posklizňového dozrávání a za nepříznivých klimatických podmínek mohou být zrna porostlá. Dalším parametrem, který ovlivňuje kvalitu zrna je vlhkost. Pokud vlhkost zrna přesahuje 20 %, jsou sníženy hodnoty klíčivosti a energie klíčení. Závažným problémem je poškození zrna, které může nastat při sklizni a má za následek problematické skladování zrna. Při skladování a posklizňové úpravě zrna je třeba dosáhnout co nejnižší ztráty na hmotnosti a jakostních škod, jelikož sklizený ječmen může obsahovat zrna různé velikosti, příměsi a nečistoty a může mít vyšší vlhkost, je třeba před uskladněním provést posklizňové úpravy. Zrno je třeba předčistit od hrubých nečistot, prachu, úlomků, kulatých příměsí a vytřídit dle velikostí (HŘIVNA, 2006). Vlhkost zrna je limitujícím parametrem u skladování. Pro zrna všech obilovin je nejvyšší hodnota vlhkosti zrna pro uskladnění 14 %. Čím má zrno vyšší vlhkost, tím intenzivněji dýchá. Suché zrno (vlhkost pod 14 %) má téměř nulovou energii dýchání. Středně suché zrno (vlhkost 14,5 15,5 %) dýchá dva až čtyřikrát více, vlhké zrno (vlhkost 15 17 %) čtyři až osmkrát více a mokré zrno (vlhkost nad 17 %) dýchá až dvacetkrát intenzivněji než zrno suché. Intenzita dýchání má za následek nárůst teploty. Při vlhkosti nad 16%, hlavně při vysokém navrstvení zrna je nárůst teploty za velmi krátkou dobu. Pokud se teplota zvýší až nad 30 C, je vhodná teplota pro 20

rozvoj mikroorganismů, plísní a skladištních škůdců. Důležitou roli hraje i relativní vlhkost vzduchu, která by měla být 75%. Při vyšší relativní vlhkosti vzduchu je nebezpečí rozvoje plísní (HŘIVNA, KUČEROVÁ, 2000). Vlhkost zrna lze snížit pomocí dvou metod. Pomocí horkého vzduchu nebo studeným vzduchem aktivním větráním. Při použití horkého vzduchu je třeba zajistit, aby nedocházelo k přehřátí zrna, denaturaci bílkovin, poškození klíčivosti zrna a překročení teploty média. Důležité je oddělit sušené a nesušené zrno, jelikož při máčení přijímají vodu jinou intenzitou a tím klíčení neprobíhá stejnoměrně. Použitím studeného vzduchu se nejen zpomalí fyziologické pochody probíhající v zrnu, omezí se rozvoj obilní mikroflóry a vysuší se určité množství vody ze zrna. Aktivní větrání je tedy významným faktorem zajišťující kvalitní šetrné posklizňové ošetření zrna zvláště v podnicích bez sušáren, nebo s nedostačující kapacitou (HŘIVNA, KUČEROVÁ, 2000). Ke skladování zrna sladovnického ječmene se přistupuje jako k uskladnění osiva, protože klíčivost je hlavní kritériem pro výkup zrna sladovnami. Z tohoto důvodu je nutné uskladnit zrno ječmene v nižších vrstvách a provzdušňovat jej. Čištění je další možností, jak lze ovlivnit kvalitu zrna jarního ječmene. Touto operací se nejen ovlivní obsah příměsí a nečistot, ale i přepad zrna a tím i obsah dusíkatých látek v zrnu. Zrna malé velikosti obsahují více dusíkatých látek, než zrna velká (ČERNÝ, 2011). 3.6 Fyziologické aspekty kvality 3.6.1 Poškození zrn Poškození zrna ječmene způsobuje technické problémy při zpracování a ovlivňuje kvalitu finálního výrobku. Jedná se o vady ve vzhledu zrna, závady vedoucí k ekonomickým ztrátám zpracovatelů gushing piva, nebo závady ohrožující život zvířat i lidí mykotoxiny (PSOTA, EHRENBERGEROVÁ, 2008). Množství jednotlivých typů poškození zrna může ovlivnit technologii zpracování ječmene ve sladovně a tím způsobit problémy při výrobě piva. Poškození je způsobeno faktory jednak ovlivnitelnými (seřízení sklízecích mlátiček, kvalita transportu 21

a skladování) tak i neovlivnitelnými (náchylnost odrůdy, průběh počasí) (PSOTA, 2006). Mechanické poškození zrn V průběhu sklizně, při transportu zrna z pole, při posklizňovém ošetření, skladování a vyskladňování zrna dochází k mechanickému poškození zrna. Výskyt mechanicky poškozených zrn je ovlivněn i fyzikálními vlastnostmi zrna a úrovni přilnavosti pluch, což je do jisté míry záležitost odrůdy. Tato zrna jsou např. zrna s vyraženým klíčkem, s klíčkem mechanicky poškozeným a zrna deformovaná. Takto poškozená zrna nejsou schopna vyklíčit, jsou živnou půdou pro plísně a tím sladařsky nevyužitelné. Nevyklíčená zrna snižují podíl moučnatých zrn, zvyšují obsah ß-glukanů, snižují friabilitu zrna a negativně ovlivňují filtraci. Poškozená zrna klíčí naprosto atypicky, části bez embrya se chovají jako zrna s vyraženým klíčkem, zlomky zrn jsou živnou půdou pro plísně. Zrna bez pluch znehodnocují klíčení, protože přijímají vodu rychleji než zdravá zrna a přispívají k nehomogenitě sladu z těchto zrn vyrobený (PSOTA, 2006). Obr. 3 Vizuální posouzení poškození zrn ječmene (EBC Analysis committee: Analytica EBC 3.11.2 Visual Examination of Damaged Barley Kernels, 2010). Biologicky poškozená zrna Nepříznivé povětrnostní podmínky během zrání zrna ovlivňují fyziologii, výskyt morfologických a anatomických změn zrna a výskyt mikrobiální kontaminace. Do biologicky poškozených zrn patří zrna s rozpraskanou pluchou a pluškou, zrna, 22

u kterých nepřekrývá plucha plušku, porostlá zrna, zelená zrna, zrna se zahnědlou špičkou a zrna s naplesnivělou nebo plesnivou pluchou. Zrna s rozpraskem pluchy přijímají vodu rychleji, zvyšuje podíl sklovitých zrn, snižují hodnotu friability, zvyšují obsah beta-glukanů a negativně ovlivňují filtraci. Zároveň jsou mikrobiálně kontaminována. Zrna s pluchou, která neúplně překrývá plušku, vykazují sníženou energii klíčení, která vede k nerovnoměrnosti klíčení a tím k nehomogenně rozluštěnému sladu s nízkou cytologickou aktivitou. Zelená zrna vznikají na pozdně vytvořených odnožích řídkého nebo polehlého porostu a na okraji kolejových řádků ječmene v klasech zrna nedozrají a mají zelenou nebo žlutozelenou barvu. Často se tato vada projeví až při operaci máčení, protože díky své velikosti se tato zrna dostanou do podílu nad sítem 2,5 mm. Tato zrna mají poškozený aktivní enzymatický aparát a vyšší podíl dusíkatých látek. Slad ze zelených zrn je nedostatečně rozluštěný, vykazuje nízkou friabilitu a vysoký obsah ß-glukanů. Zahnědlé špičky nemají poškozené klíčení, ale někteří sladaři popisují odlišné chování partií se zvýšeným obsahem takto poškozených zrn v průběhu sladování. Vyskytují se především v letech s vyšší relativní vlhkostí vzduchu a deštivým počasím v době zrání. Veškeré barevné změny na zrnu ječmene jsou považovány za potencionální riziko plísní a tím je takto poškozené zrno zpracovatelským odvětvím odmítáno. Zrna s naplesnivělou nebo plesnivou pluchou řadíme mezi nejzávažnější biologické poškození. Z hlediska hygienického spočívá nebezpečí v tvorbě mykotoxinů a z hlediska technologického v přepěnování piva. Výskyt plísní je ovlivněno odolností odrůdy a průběhem počasí během zrání zrna (PSOTA, 2006). 3.6.2 Dormance Dormance obilek je výsledkem přizpůsobení se ječmene klimatickým podmínkám, tj. přizpůsobení se pravidelnému střídání podmínek vhodných a nevhodných pro růst. Jedná se tedy o fyziologický jev (PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Ječmen v dormanci je nevhodný pro sladování z důvodu, že obilka v tomto období není schopná vyklíčit (MACGREGOR, 1993). 23

Intenzita dormance je vysoce ovlivněná vnějšími podmínkami v době formování obilky, i když dormance je odrůdovou vlastností (SIMPSON, 1990; WOODS et al., 1994, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Vlhké a chladné počasí prohlubuje dormanci, sekundární dormanci může vyvolat vlhké počasí v období sklizně, což je vysvětlováno silným nárůstem mikroorganismů na povrchu zrna ( BRIGGS, 1995, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Dormance obilek je řízen odrůdou a podmínkami, kterými byli obilky vystaveny před sklizní a po ní. K faktorům které ovlivňují dormanci patří teplota, množství srážek v průběhu zrání, relativní vlhkost vzduchu a částečně vyvážená aplikace hnojiv. Pro kvalitní slad je důležitá jednotnost a rychlost klíčení. Dlouhá doba posklizňového dozrávání znamená pro sladovny ztráty, jelikož čerstvě sklizený ječmen neklíčí okamžitě. Pouze mrtvé nebo dormantní obilky neklíčí za podmínek vhodných pro klíčení. V průběhu posklizňového dozrávání za odeznívání dormance se klíčení zlepšuje. Obilky vystupují z dormance při dosažení fyziologické zralosti a je odrůdovou záležitostí (PSOTA. 2006). Dormanci nelze oddělit od růstu a zrání obilek. 3.6.3 Posklizňové dozrávání Po sklizni se rychlost a jednotnost ječmene postupně zlepšuje. Toto období po dormanci je označováno termínem posklizňové dozrávání. Na dormanci u ječmene se výrazně podílejí obalové materiály obilky: plucha, oplodí a osemení. Délka posklizňového dozrávání je odrůdovou vlastností, velký vliv má ovšem i pěstební podmínky a pěstební místo. Deštivé a chladné počasí prodlužují délku posklizňového dozrávání. Průměrná délka je obvykle 4 až 6 týdnů, ovšem může se prodloužit až na několik měsíců (KOSAŘ et al., 2000). 3.6.4 Klíčení Klíčení je fyziologický proces, který začíná příjmem vody do obilky a končí počátkem zvětšování kořínku. Do klíčení je zahrnovaná celá řada procesů jako hydrolýza škrobu, bílkovin a řady zásobních látek, dále strukturální změny, dělení buněk, respiraci, makromolekulární syntézy a zvětšování buněk. Zkombinujeme-li tyto změny, přemění 24

se dehydratované embryo se silně utlumeným metabolismem na embryo s mohutným metabolismem, které se promítne do jeho růstu a následně do celé rostliny. Klíčení ve fyziologickém smyslu slova nezahrnuje počáteční růst klíční rostliny (PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Při klíčení ve sladovně probíhají v obilce podobné pochody, jako při klíčení v půdě. Sladaři se však snaží uvést do souladu dva protichůdné životní projevy v klíčící obilce tj. vytvořit optimální podmínky pro aktivitu enzymů a zároveň omezit růst embrya a dýchání obilky. Kvalita sladu je tedy závislá na ovlivnění těchto protichůdných jevů v požadovaném směru. Klíčení ve sladovně končí dosažením velikosti střelky ve 2/3 délky obilky při sladování sladu plzeňského typu, při výrobě sladu bavorského typu dorůstá střelka po celé délce obilky a objevuje se na jejím apikálním konci (MOŠTEK, 1975). Zrno musí klíčit rychle a jednotně a mít maximální klíčivost. Podmínkou jednotného klíčení v určité partii je odrůdová čistota, stejná velikost obilek a ukončené posklizňové dozrávání (ŠOTTNÍKOVÁ et al., 2011). Po projití období výstupu z dormance za přítomnosti vody, kyslíku a tepla obilka plně klíčí (NOVÁK et al., 1987, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). Pod štítkem začíná degradace endospermu. Prostor, který vznikne díky vychlípení bočních stěn epitelových buněk směrem k endospermu, je vyplněn roztokem cukrů a dalších rozpustných látek. Prostor, naplněný koncentrovaným roztokem, s postupující degradací endospermu se rozšíří pod aleuronovou vrstvu (BRIGGS, MORRALL, 1984, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999), kterou napíná i s testou a perikarpem, svým zvětšujícím objemem při pokračováním degradací endospermu. Při klíčení se nejprve odbourají buněčné stěny endospermu, poté dochází k destrukci bílkovinné matrix. V matrix jsou uložena velká a malá škrobová zrna, která jsou po destrukci matrix odbourávána. Na konci klíčení je vnitřní prostor buněk zcela bez škrobu (BRIGGS, 1992, cit. podle PSOTA, ŠEBÁNEK, 1999). 3.6.5 Porůstání Šlechtěním a výběrem v průběhu celého procesu domestikace byly projevy dormance potlačovány. Tento proces v některých případech došel tak daleko, že byly vyšlechtěny odrůdy, které byli plně klíčivé již před sklizní. V deštivých podmínkách v době sklizně vede ke klíčení na mateřské rostlině, tzn. k porůstání. Pokud je hladina dormance mezi 25

sklizní a fyziologickou zralostí nízká, je nebezpečí vyvolání růstu zárodku po vystavení porostu dešti. Porůstání je vážným problémem zejména při teplém a suchém průběhu zrání a následným deštivým počasím, protože takový průběh počasí navodí v obilce nízkou úroveň dormance a krátkou dobu posklizňového dozrávání. Porůstání je ovlivněné z velké části odrůdou, méně vnějšími podmínkami. Negativní důsledky na sladovnickou kvalitu jsou odlišné u skrytého a zjevného porůstání. Skryté porůstání je zahájeno růstem embrya a následně přerušení růstu vyschnutím, než začne růst kořínek. Vizuálně nelze zjistit stopy klíčení, obilky jsou schopny opět vyklíčit, ale v jiném rytmu, než zdravé obilky. Je snížena životaschopnost obilek a je omezená jejich skladovatelnost. Zjevné porůstání vzniká, pokud přetrvávají vlhké podmínky déle, proces může pokračovat až k nevratnému bodu, kdy embryo ztrácí toleranci k opětovnému vyschnutí a embryo po vyschnutí umírá. Ze sladařského hlediska je tato obilka bezcenná (PSOTA, 2006). 3.7 Technologická jakost ječmene Zpracování a výslednou kvalitu finálního výrobku ovlivňuje kvalita zrna ječmene. U sladovnického typu ječmene kvalita ovlivňuje nejen senzorické vlastnosti piva, které musí být stabilní po dobu měsíců, ale i ekonomické aspekty jednotlivých fází výroby piva. Pomocí analytických znaků je definovaná kvalita vstupních surovin. V České republice se používají na hodnocení kvality sladovnického ječmene metody EBC (Evropan Brewery Convention Evropská pivovarská konvence) a MEBAK (Mitteleuropäische Brautechnische Analysenkommision Středoevropská pivovarskotechnická analytická komise) (PSOTA, EHRENBERGEROVÁ, 2008). Požadavky na jakost sladovnického ječmene se odvíjejí od normy ČSN 46 1100-5. Hlavním nosným kritériem, bez kterého nelze vyrobit slad, je klíčivost. Ostatní výkupní parametry se v různých letech výrazně liší (ČERNÝ et al., 2007). 26

Tab. 2 Hodnoty jakostních ukazatelů ječmene sladovnického ČSN 46 1100-5 Jakostní ukazatele Základní jakost (%) Závazná jakost (%) Vlhkost 15,0 Nejvýše 16,0 Přepad zrna nad sítem 2,5 x 2,2 mm 90,0 Nejméně 70,0 Zrna poškozená 2,0 Nejvýše 5,0 Zrna se zahnědlými špičkami 2,0 Nejvýše 6,0 Celkový odpad, z toho: Neodstranitelná příměs Zelená zrna 3,0 - - Nejvýše 7,0 Nejvýše 1,0 Nejvýše 1,0 Klíčivost 98,0 Nejméně 92,0 Obsah N-látek (N x 6,25) 11,0 Nejvýše 12,5 Barva zrna Světle žlutá Žlutá, i méně vyrovnaná Plucha Jemně vrásčitá I méně jemně vrásčitá Zrna porostlá 0,0 nejvýše 0,5 V pivovarsko-sladařských podmínkách výroby je nezbytné dodržovat technologické postupy, hygienické předpisy a požadavky na homogenitu partie, klíčivost, energii a rychlost klíčení, obsah dusíkatých látek, podíl předních zrn, hmotnost 1000 zrn, sklovitost, obsah škrobu, objemovou hmotnost, barvu a jemnost pluchy a biologické poškození zrn (KOSAŘ et al., 2000). Objemová hmotnost Velikost objemové hmotnosti ovlivňují parametry: hmotnost, tvar obilky, obsah škrobu. U ječmene se průměrná hodnota pohybuje od 72 do 74 kg. Čím je rozdíl hodnot ječmene a sladu větší, tím větší je předpoklad degradace vysokomolekulárních látek v obilce během sladování a tím větší zpřístupnění škrobu pro štěpení sladovými enzymy při rmutování (BASAŘOVÁ, 2010). 27

Podíl předních zrn Podíl zrna nad sítem 2,5 mm je významným jakostním kritériem, který charakterizuje vyrovnanost a plnost zrn v partii ječmene. Pouze velikostně vyrovnané zrno přijímá stejnoměrně vodu při máčení, rovnoměrně klíčí a dosáhne požadovaného stupně rozluštění. Vysoký podíl tzv. zadního zrna, tj. zrna, která propadnou sítem 2,2 mm, souvisí se snížením výtěžnosti sladu a negativně ovlivňuje do určité míry obsah bílkovin i extraktivnost sladu (KOSAŘ et al., 2000). Hmotnost tisíce zrn Hmotnost tisíce zrn je ovlivňována tvarem a hustotou obilek. Vyjadřuje se v gramech sušiny. U ječmene je průměrná hodnota 38 až 42 g, u ječných sladů je průměrná hodnota 30 až 38 g v sušině. Čím tato hodnota je nižší, tím předpokládáme, že je slad lépe rozluštěn (BASAŘOVÁ, 2010). Barva a jemnost pluchy Posuzování barvy a jemnosti pluchy je spíše subjektivního charakteru. Vzhled pluchy ječmene je důležitý pro posouzení kvality, protože signalizuje průběh závěrečné fáze zrání a podmínky sklizně, posklizňového ošetření a uskladnění (KOSAŘ et al., 2000). Moučnatost, sklovitost Sklovitost zrna je vlastností endospermu, která odpovídá jeho kyprosti. Je závislá na texturních vlastnostech, které jsou vytvořeny během enzymových degradací při skladování, míře kompaktnosti nebo volnosti složek, hlavně bílkovin a škrobu v endospermu. Moučnatost je silně ovlivněná podmínkami pěstování, sklizně a posklizňové úpravy, do značné míry je ovlivňovaná genetickými vlastnostmi odrůdy (BASAŘOVÁ et al., 2010). Obsah škrobu a dusíkatých látek byly popsány v kapitole 3.2 Látkové složení obilky, homogenita partie v kapitole 3.4 Agroekologické faktory, biologické poškození zrna v kapitole 3.6.1 Poškození zrn, klíčivá energie a rychlost klíčení byla popsána v kapitole 4.3 Sledované znaky. 28

4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Odrůdy Hodnoceno bylo sedm sladovnických odrůd ječmene ze sklizňového roku 2010, 2011 a 2012. Kapitola je zpracována podle publikace HORÁKOVÁ et al. 2012. Aksamit Sladovnická odrůda doporučená Výzkumným ústavem pivovarským a sladařským pro výrobu piva s chráněným zeměpisným označením,,české pivo. Rostliny jsou méně odolné proti poléhání, střední velikosti. Podíl předního zrna je středně vysoký, zrno je středně velké až malé. Výhodou je odolnost proti napadení rhynchosporiovou skvrnitostí. Sebastian Sladovnická odrůda, která je preferovaná většinou sladoven díky výběrové sladovnické jakosti. Rostliny jsou méně odolné proti poléhání, jsou nízkého vzrůstu. Podíl předního zrna je středně vysoký až vysoký, zrno středně velké až malé. Blaník Sladovnická odrůda doporučená Výzkumným ústavem pivovarským a sladařským pro výrobu piva s chráněným zeměpisným označením,,české pivo. Rostliny jsou méně odolné proti poléhání a jsou středně vysoké až vysoké. Podíl předního zrna je vysoký, zrno středně velké až velké. Xanadu Sladovnická odrůda, která je preferovaná některými sladovnami díky výběrové sladovnické jakosti. Rostliny jsou méně odolné vůči poléhání a jsou středně vysoké. Podíl předního zrna je vysoký, zrno středně velké. 29

Kangoo Sladovnická odrůda, která je požadovaná některými sladovnami. Rostliny jsou méně odolné vůči poléhání a jsou středně vysokého vzrůstu. Podíl předního zrna je vysoký, zrno středně velké až velké. Bojos Sladovnická odrůda, která je požadovaná téměř všemi sladovnami. Odrůda je doporučená Výzkumným ústavem pivovarským a sladařským pro výrobu piva s chráněným zeměpisným označením,,české pivo. Rostliny jsou odolné proti poléhání, středně vysokého vzrůstu. Podíl předního zrna je vysoký, zrno středně velké. Aktiv Jedná se o sladovnickou odrůdu. Rostliny jsou méně odolné vůči poléhání a jsou středně vysoké až vysoké. Podíl předního zrna je vysoký, zrno velké velikosti. 4.2 Popis zkušebních stanovišť V tab. 3 je uveden popis jednotlivých stanovišť, na kterých bylo v letech 2010, 2011 a 2012 pěstováno sedm sladovnických odrůd ječmene. Tab. 3 Popisy pokusných lokalit Zkušební stanice Dlouhodobá Dlouhodobý Kód Výrobní Nadmořská Půdní typ a průměrná teplota t30 průměrný úhrn lokality oblast výška (m) druh ( C) srážek s30 (mm) Brno-Chrlice CHR K 190 9,0 451 FMm - h Čáslav - Filipov CAS Ř 260 8,9 555 ČMh - h Jaroměřice nad Rok. JAR O 425 8,0 481 HMm - jh Lednice na Moravě LED K 171 9,6 461 ČMm - h Lípa LIP B 505 7,5 594 KMg - ph Staňkov STV O 370 8,1 537 HMm - h Vysoká VYS B 585 7,1 611 LMg - h Znojmo - Oblekovice OBL K 242 9,3 435 ČMm - h 30

Vysvětlivky: Půdní druh (dle zrnitosti, skeletovitosti a hloubky) Zkratka Nezkrácený výklad (Novák) ph písčitohlinitá půda (střední) h hlinitá půda (střední) jh jílovitohlinitá půda (těžká) Genetický půdní typ a subtyp Zkratka Nezkrácený výklad (morfogenetický klasifikační systém půd 1991) ČMm Černozem typická ČMh Černozem hnědozemní HMm Hnědozem typická KMg Kambizem pseudoglejová LMg Luvizem pseudoglejová FMm Fluvizem typická Výrobní oblasti K kukuřičná Ř řepařská O obilnářská B bramborářská 4.3 Sledované znaky Kvalita klíčení byla sledována pomocí energie klíčení, indexu klíčení, rychlosti klíčení a homogenity klíčení (EBC 2009, Riis, Bang-Olsen 1991). Energie klíčení Klíčivá energie je procento vyklíčených zrn v určitém čase (BASAŘOVÁ et al., 1992; EBC 2009). 31

Do Petriho misky jsou vloženy dva filtrační papíry a 100 obilek a nepipetuje se 4 ml kultivačního roztoku. Po 24, 48 a 72 hodinách byly odstraněny obilky, které vyklíčily. Výsledek je průměrem čtyř stanovení. KE4ml (%) = n24 + n48 + n72 n24, n48, n72 počet vyklíčených obilek po 24, 48 a 72 hodin Index klíčení Index klíčení je vypočten z výsledků získaných při stanovení klíčivé energie dle vzorce. Index klíčení je bezrozměrné číslo (BASAŘOVÁ et al., 1992; EBC 2009). 10 (n24 + n48 + n72) IK = n24 + 2n48 + 3n72 IK index klíčení n24, n48, n72 počet vyklíčených obilek po 24, 48 a 72 hodin. Rychlost klíčení Rychlost klíčení vypočtena z výsledků získaných při stanovení klíčivé energie dle vzorce (ČSN 46 1011-14, 2012). 5n24 + 3n48 + n72 RK (%) = 20 RK rychlost klíčení n24, n48, n72 počet vyklíčených obilek po 24, 48 a 72 hodin. 32

Homogenita klíčení Partie ječmene mnohdy vykazují různou životnost (danou KE). Pro dosažení optimální hodnoty energie klíčení jsou partie ječmene míchány. To však může vést k nepřijatelně nízké hodnotě homogenity klíčení (EBC 2010, RIIS, BANG-OLSEN 1991). Homogenita klíčení je definovaná jako: SD GH (%) = 100 (1 - ) SDmax SD je směrodatná odchylka průměrného času klíčení a je vypočtena následovně: 5 ni (i - MGT) i = 1 SD = 5 i = 1 ni počet vyklíčených obilek v jednotlivých dnech sledování (v tomto případě po 24, 48 a 72 hodinách). i dny klíčení (v tomto případě 1, 2, 3). n24 + 2n48 +3n72 MGT = n24 + n48 + n72 n24, n48, n72 počet vyklíčených obilek po 24, 48 a 72 hodin imax imin 3-1 SDmax = = = 1 2 2 33

imax počet dní klíčení (v tomto případě 3) imin nejmenší počet dní klíčení (1) Stanovení obsahu vody v ječmeni Princip: Rozemletý zvážený ječmen se suší za stanovených podmínek, obsah vody odpovídá hmotnostnímu úbytku (BASAŘOVÁ et al., 1992,EBC, 2009). Stanovení extraktu v sušině sladu Princip: Rmutováním jemně rozemletého sladu standardním rmutovacím, tzv. kongresním postupem se získá sladina, ve které se stanoví relativní hustoty a vypočtou se procenta extraktu (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). Stanovení relativního extraktu při 45 C Princip: Jemně rozemletý slad (90 % moučky) se jednotlivě rmutuje při teplotě 20, 45, 65 a 80 C. V příslušných sladinách se stanoví extrakty a vyjádří se v procentech extraktu stanoveného u zkoušeného sladu kongresní metodou, tj. jako relativní extrakt (BASAŘOVÁ, 2012, MEBAK 2011). Výpočet Kolbachova čísla Princip: Kolbachovo číslo vyjadřuje poměr rozpustných dusíkatých látek k celkovému obsahu dusíkatých látek ve sladu (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). Stanovení diastatické mohutnosti Princip: Připraví se extrakt sladu v destilované vodě při 40 C. Hydrolyzuje se standardní škrobový roztok sladovými enzymy obsaženými v připraveném extraktu. Uvolněné množství redukujících cukrů působením amylolytických enzymů se stanoví jodometricky. Výsledek se vyjadřuje v gramech maltosy, která vzniká za specifických podmínek za 100 g sladu (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). Stanovení dosažitelného stupně prokvašení Princip: sladina (mladina, pivo) se zkvasí pivovarskými kvasinkami a nechá se prokvasit způsobem předepsaným pro danou metodu. V procentech se vyjádří rozdíl mezi extraktem původní sladiny (mladiny, piva) a extraktem po prokvašení (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). 34

Stanovení křehkosti sladu friabilimetrem Princip: Slad se protlačuje sítem za standardních podmínek ve friabilimetru. Moučná zrna se rozdrtí, sklovitá zrna a jejich částice zůstanou na sítě (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). Fluorometrické stanovení obsahu ß glukanů ve sladině Princip: Fluorochrom Calcofluor vytváří v roztoku s vysokomolekulárními beta-glukany komplexy, které vykazují zvýšení fluorescenční intenzity tohoto barviva. Fluorescence je velmi nestabilní, reprodukovatelné hodnoty se získají metodou FIA (Flow Injection Analysis). Převedení beta glukanů ječmene do roztoku se provádí parciální degradací se středně kyselou hydrolýzou sítě (BASAŘOVÁ et al., 1992, EBC, 2009). 4.4 Statistické zpracování výsledků Získané údaje byly hodnoceny analýzou rozptylu s následným testováním významnosti jednoduchých kontrastů. Homogenní skupiny jednotlivých faktorů jsou označeny písmeny a, b, c, d, e. Dále byla vypracovaná korelační analýza vztahu mezi jednotlivými sledovanými znaky. Jako zdroje proměnlivosti byly hodnoceny pokusné roky, lokality a odrůdy. Podíl variability jednotlivých faktorů v rámci hodnocených znaků byl vyjádřen komponenty rozptylu. Na hodnocení byl použitý statistický software REML 3.5. Statistické vyhodnocení bylo provedeno v ÚKZÚZ. 35

5 VÝSLEDKY A DISKUSE V práci byl sledován vliv kvality klíčení na vybrané technologické znaky sladu. V tab. 4 jsou uvedeny výsledky analýzy variance a odhady komponent rozptylu sledovaných znaků kvality zrna ječmene. Tab. 4 Analýza variance a odhady komponent rozptylu sledovaných znaků kvality zrna ječmene Odhad komponent Zdroj Průměrný Hladina F rozptylu proměnlivosti čtverec Významnosti hodnota abs. rel. (%) s.e. Energie klíčení (%) Stanoviště 7 4.29 NS 2.021 0.2646 0.26 0.2646 Ročník 2 0.87 NS 0.407 0.0002 0.01 0.1009 Odrůda 6 3.15 NS 1.484 0.0894 3.67 0.1545 Reziduál 68 2.13 2.0788 85.44 0.3535 Rychlost klíčení (%) Stanoviště 7 328.13 *** 11.588 41.6976 54.79 24.3219 Ročník 2 94.34 * 3.332 1.9120 2.51 3.8469 Odrůda 6 70.80 * 2.501 3.4822 4.58 3.4316 Reziduál 68 28.32 29.0173 38.13 4.9694 Index klíčení (%) Stanoviště 7 5.70 *** 25.926 0.9262 69.59 0.5125 Ročník 2 3.03 *** 13.759 0.1575 11.83 0.1736 Odrůda 6 0.53 * 2.430 0.0261 1.96 0.0259 Reziduál 68 0.22 0.2212 16.62 0.0379 Homogenita klíčení (%) Stanoviště 7 283.92 *** 13.986 54.5629 60.98 30.7403 Ročník 2 261.83 *** 12.898 14.0312 15.68 15.4781 Odrůda 6 24.47 NS 1.206 0.3260 0.36 1.2134 Reziduál 68 20.30 20.5617 22.98 3.5256 Pomocí analýzy variance a odhadu komponent rozptylu bylo zjištěno (tab. 4), že energie klíčení nebyla ovlivněna ani ročníkem ani stanovištěm. Odrůdy ovlivnily 36