MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2016 TOMÁŠ STUCHLÍK

Mendlova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Moţnosti výroby piva technikami vysokokoncentrovaných mladin v prostředí malých pivovarů Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Tomáš Gregor, Ph.D Vypracoval: Tomáš Stuchlík Brno 2016

Čestné prohlášení Prohlašuji, ţe jsem práci:....vypracoval/a samostatně a veškeré pouţité prameny a informace uvádím v seznamu pouţité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom/a, ţe se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a ţe Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a uţití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, ţe před sepsáním licenční smlouvy o vyuţití díla jinou osobou (subjektem) si vyţádám písemné stanovisko univerzity, ţe předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to aţ do jejich skutečné výše. V Brně dne:.... podpis

PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval za odborné vedení, trpělivost a pevné nervy Ing. Tomáši Gregorovi, Ph.D., zúčastněným hodnotitelům senzorické analýzy, kteří mi poskytli výsledky pouţité v práci a dalším lidem, kteří mi byli nápomocni a podporovali mě.

ABSTRAKT V teoretické části bakalářské práce na téma Moţnosti výroby piva technikami vysokokoncentrovaných mladin v prostředí malých pivovarů je shrnuto základní rozdělení pivovarů dle velikosti, popis klasické výroby piva a následně způsob výroby vysokokoncentrovaných mladin s jeho výhodami i nevýhodami, včetně zkušeností několika sládků z praxe. Pro senzorické hodnocení bylo připraveno ředěním celkem osm vzorků vytvořených ze dvou piv uvařených v rámci předmětu Pivovarnictví. Hodnoceny byly pomocí formuláře pro bodové hodnocení piva. Nejlepších výsledků dosáhla piva neředěná, mezi ředěnými však nebyl výrazně znatelný rozdíl. Klíčová slova: HGB, minipivovar, výhody, nevýhody, pivo, vysokokoncentrovaná mladina, senzorická analýza ABSTRACT In the theoretical part of the bachelor thesis on the topic "Options for beer manufacture with methods of high gravity worts at the setting of small breweries" are basic division of breweries by the size, description of traditional manufacture of beer and the HGB methods with adventages and disadvenages including practical experiencies of several brewers. For the taste panel evaluation were prepared eight samples with diluting of two original beer which were brewed at the practical tutorial of Brewing Industry. Evaluation was done with form for beer point evaluation. The best results reached undiluted beer, but between diluted samples wasn't striking diffference. Key words: HGB, minibrewery, adventages, disadvanteges, beer, high gravity wort, sensory evaluation

OBSAH 1 ÚVOD... 9 2 CÍL PRÁCE... 10 3 LITERÁRNÍ ČÁST... 11 3.1 Rozdělení pivovarů... 11 3.1.1 Rozdělení pivovarů podle velikosti... 11 3.1.1.1 Homebrewing... 11 3.1.1.2 Minipivovar... 12 3.1.1.3 Restaurační pivovar... 12 3.1.1.4 Regionální pivovar... 12 3.1.1.5 Průmyslový pivovar... 13 3.2 Proces výroby piva... 13 3.2.1 Výrobu mladiny... 13 3.2.1.1 Čištění a šrotování sladu... 13 3.2.1.2 Vystírání... 14 3.2.1.3 Rmutování... 14 3.2.1.4 Scezování a vyslazování... 16 3.2.1.5 Chmelovar... 16 3.2.1.6 Odlučování kalů a chlazení mladiny... 17 3.2.2 Výroba piva... 17 3.2.2.1 Kvasinky... 17 3.2.2.2 Hlavní kvašení... 17 3.2.2.3 Dokvašování a zrání piva... 18 3.3 Techniky vysokokoncentrovaných mladin... 19 3.3.1 Výroba vysokoobsaţných mladin... 19 3.3.1.1Rmutování... 19 3.3.1.2 Scezování... 19 3.3.1.3 Chmelovar... 21 3.3.1.4 Kvašení... 21 3.3.1.5 Ředění... 26 3.3.2 Shrnutí HGB metody... 28 3.3.2.1 Kdo praktikuje tuto techniku?... 28 3.3.2.2 Výhody HGB... 28

3.3.2.3 Nevýhody HGB... 29 3.3.2.3 Praktické zkušenosti... 29 4 MATERIÁL A METODIKA... 31 4.1 Výroba piva vyuţitím techniky vysokokoncentrovaných mladin... 31 4.1.1 Výrobní postup... 31 4.1.2 Suroviny... 32 4.1.2.1 Voda... 32 4.1.2.2 Slad... 32 4.1.2.3 Chmel... 32 4.2 Senzorická analýza... 33 5 VÝSLEDKY A DISKUZE... 34 6 ZÁVĚR... 38 7 POUŢITÁ LITERATURA... 40 8 SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK... 43 8.1 Seznam obrázků... 43 8.2 Seznam tabulek... 43 9 SEZNAM ZKRATEK... 44 10 PŘÍLOHY... 45

1 ÚVOD Pivo je kulturní nápoj, který provází lidstvo od nepaměti. I kdyţ má pověst primitivního nápoje, je jeho výroba velmi sofistikovaným procesem. První zmínky jsou datovány do období Sumeru a Mezopotámie, velké oblibě se těšilo i v Egyptě, kde bylo dokonce častou součástí léčiv. Ve starém Babylonu bylo známo více neţ 20 druhů piv a pivo vyváţeli aţ do 1000 km vzdáleného Egypta. Velkého rozvoje se dočkalo pivovarnictví ve 13. století a zlepšování technologií probíhá dodnes. Právě díky získaným technologiím a znalostem mohou být v současnosti vyráběny rozličné druhy piv. Různé země mají své charakteristické druhy piv, které produkují. K světovým pivním velmocím patří kromě České republiky třeba Německo, USA nebo Belgie. Právě v Belgii jsou v oblibě především piva typu Ale, Tripel, Lambic nebo Quadrupel. Naproti tomu u nás dominují výrobě leţáky a další spodně kvašená piva. Moţnosti moderních technologií a tlak konkurenčního trhu na producenty způsobil, ţe se technika, původně vytvořená za účelem drobné korekce stupňovitosti, dnes vyuţívá k produkci piva vyráběného ředěním původního piva o vyšší stupňovitosti. Důvodem je zvýšení kapacity a sníţení výrobních nákladů. Technika HGB byla rychle přijata hlavně velkými pivovary, veřejnost na ni však často nahlíţí poměrně negativně. Vzhledem k tomu, ţe se pouţití této metody nemusí uvádět, pivovary tuto skutečnost nerady zveřejňují a často bývá zmiňována spíše konkurencí. 9

2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo: vypracovat z dostupných literárních zdrojů literární rešerši, zaměřit se na výhody a nevýhody výroby piva metodami vysokokoncentrovaných mladin, popsat techniku pro přípravu piva metodou vysokokoncentrovaných mladin, způsoby výroby rmutů, kvašení, dokvášení a ředění prokvašené mladiny na poţadovanou stupňovitost, provést senzorickou analýzu a vyhodnotit výsledky. 10

3 LITERÁRNÍ ČÁST 3.1 Rozdělení pivovarů 3.1.1 Rozdělení pivovarů podle velikosti Rozdělení pivovarů, lze provádět podle mnoha kritérií, nejčastěji se dělí podle výstavu piva, který udává roční produkci pivovaru. Toto rozdělení není vymezeno zákonem. Tab. 1 Rozdělení minipivovarů (VERHOEF B., 2003) Název kategorie Roční výstav Charakteristika Homebrewer Do 200 l Vaří si doma pro vlastní potřebu Minipivovar Do 200 000 hl Dodrţuje tradiční postupy Restaurační pivovar Do 200 000 hl Zákazník vidí, jak se pivo vaří Regionální pivovar Do 500 000 hl Regionální charakter - značka piva Velkopivovar Nad 500 000 hl Velkovýroba, pivo je trvanlivé 3.1.1.1 Homebrewing Homebrewer neboli amatérský sládek je označení, které se uchytilo i u nás. Pod tímto označením si lze představit kohokoliv, kdo si doma vaří pivo, v hrncích, nebo menších zařízení. Trend homebrewingu se v dnešní době stává velmi populárním a získává si čím dál tím více příznivců. Převáţná většina se zaměřuje na svrchně kvašené pivo, jelikoţ je méně náročné na zchlazování mladiny. Vybavení na vaření piva je dnes dostupné na internetu i v kamenných obchodech. Tato kategorie je velmi důleţitá, protoţe mnoho amatérských sládků se později stalo zakladateli minipivovarů (Kozák et al., 2013). Tato činnost je v České republice regulována a proto, dle zákona 353/2003 Sb. o spotřebních daních, 80, je třeba zahájení výroby piva ohlásit na místně příslušnému celním úřadu. Je třeba dodrţovat omezení maximálního ročního vyrobeného objemu na 200 litrů, zákaz prodeje doma vyrobeného piva a určení tohoto piva pro vlastní spotřebu, pro spotřebu členů její domácnosti, osob jí blízkých nebo jejich hostů. 11

Při neprovedení oznámení by mimo jiné mohla být naúčtována spotřební či jiná daň za vyrobené pivo (pivnirecenze.cz). 3.1.1.2 Minipivovar Minipivovar je na pomezí mezi koníčkem a komerční výrobou piva. V dnešní době mají minipivovary pevné místo na českém trhu, které si vybudovaly díky speciální nabídce a dodrţování tradičních postupů. Vaří převáţně piva nefiltrovaná a nepasterizovaná, takţe piva obsahují více zdraví prospěšných látek, neţ piva z průmyslových pivovarů. Oproti těmto velkým pivovarům mají minipivovary výhodu v tom, ţe díky malému objemu výrobu se mohou rychleji přizpůsobovat aktuální poptávce trhu a velmi pruţně na ni reagovat, coţ jim dává konkurenční výhodu (Kozák et al., 2013). 3.1.1.3 Restaurační pivovar Hlavním znakem tohoto typu pivovaru je varna, která je součástí restaurace. Můţe to navozovat atmosféru dob, kdy pivo vařil přímo hostinský. Hlavním účelem je nalákání zákazníků, kteří tak mohou zblízka vidět varný proces. Objem piva odpovídá tomu, spotřebě daného podniku. Zásobovány lokálním pivem však případně mohou být i ostatní hospody. Jako příklad můţeme uvést pivovar Pegas v Brně (Kozák et al., 2013). 3.1.1.4 Regionální pivovar V současné době není snadné stanovit hranici mezi regionálním pivovarem a pivovarem průmyslovým. Všechny regionální pivovary si nedokáţou dlouhodobě udrţet nezávislost. Často se stává, ţe je regionální pivovar pohlcen větší společností. V lepším případě je zachována místní značka a charakter daného piva (na tomto principu vznikla např. skupina Pivovary Lobkowicz). V horším případě je pivovar pohlcen pro odstranění místní konkurence (přístup Heinekenu). Regionálním pivovary většinou spolupracují se smluvními hostinci. Mají tak zajištěn stálý odběr, díky kterému se jim daří přeţívat. I přes tuto snahu je většina však většina podniků zásobována průmyslovými pivovary, které konkurují nabízenými benefity, jako je široký servis, výčepy, lednice a také finanční dotace (Kozák et al., 2013). 12

3.1.1.5 Průmyslový pivovar Do této kategorie patří tzv. velkopivovary, které se rozvíjí jiţ od dob průmyslové revoluce. Díky technickému rozvoji si tyto pivovary mohly dovolit větší produkci piva. Objev umělého chlazení, rozvoj ţeleznic nebo automobilová doprava umoţnila rychlejší přepravu piva na větší vzdálenost. Průmyslové pivovary mají v České republice velké zastoupení. V současné době se snaţí zpestřit nabídku vařením různých speciálů, ovocných piv apod. Nejdůleţitější je u těchto pivovarů výtěţnost a trvanlivost, čímţ můţe utrpět chuť piva (Kozák et al., 2013). 3.2 Proces výroby piva Výrobu piva rozdělujeme na dvě hlavní fáze výroby: výrobu mladiny a samotný proces výroby piva z mladiny 3.2.1 Výrobu mladiny Hlavním cílem výroby mladiny je převod extraktivních látek sladu, které slouţí jako ţiviny pro kvasinky, do roztoku a oddělení získaného roztoku od nerozpustných zbytků sladového zrna tzv. mláta. Varem vzniklé sladiny s přidaným chmelem se zajistí poţadovaná hořkost finálního výrobku. Dosáhne se také teplotní stability. Před ochlazením se jako příprava na kvasný proces provádí u mladiny odloučení kalů (Kosař, 2000; Pelikán, 2004). 3.2.1.1 Čištění a šrotování sladu Čištěním sladu se rozumí odstranění organického prachu, vznikajícího při dopravě a manipulaci, či jiných nečistot. Šrotování sladu je mechanický proces, jehoţ cílem je dokonalé rozemletí endospermu sladového zrna na vhodné podíly jemných a hrubých frakcí pro fyzikálněchemické a enzymové reakce ve varně a současně zachovat obalové části - pluchy. Kvalita šrotu ovlivňuje průběh varného procesu, výtěţek extraktu a tím kvalitu mladiny a piva. Šrotování se provádí na dvouválcových, čtyřválcových, šestiválcových nebo kladívkových šrotovnících (Basařová et al., 2010; Pelikán, 2004). 13

3.2.1.2 Vystírání Cílem vystírání je dokonalé smíchání sypání s hlavním nálevem vody. Během této operace přejde do nálevu přímo rozpustná část extraktu, která tvoří cca 15 17 %, pouhým účinkem míchání a zvýšené teploty (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000). 3.2.1.3 Rmutování Cílem rmutování je převést optimální podíl extraktu surovin po rozštěpení vysokomolekulárních látek endospermu. Během rmutování probíhají mechanické, chemické, fyzikální a hlavně enzymové děje. Nejdůleţitější proces je rozštěpení polysacharidu škrobu na zkvasitelné sacharidy (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000). 3.2.1.3.1 Štěpení škrobů Štěpení škrobu pomocí enzymů probíhá ve třech stupních. Prvním stupněm je zmazovatění, ke kterému dojde zahřátím nativního škrobu ve vodě. Dále se rozpadají velké molekuly amylopektinu působením α-amylázy, coţ se projeví náhlým poklesem viskozity. Jedná se tedy o ztekucení. Následuje zcukření, během kterého dochází k odbourávání zkrácených molekul škrobu na dextriny se čtyřmi aţ šesti jednotkami (Pelikán, 2004). K enzymům účastnícím se štěpení škrobů řadíme β-amyláza a α-amyláza. β- amyláza štěpí rozpustný škrob na maltózu. Optimum pro její činnost je při teplotě 60 65 C a ph 5,6 5,8. α-amyláza štěpí škrob na dextriny a její optimum je při teplotě 70 75 C a ph 5,6 5,8. (Basařová et al., 2010; Pelikán, 2004) 3.2.1.3.2 Štěpení bílkovin Z vysokomolekulárních bílkovin jsou částečně štěpeny gluteliny a prolaminy, které jsou ve rmutu nerozpustné. Většina jich však při scezování odchází do mláta. Mezi přímo rozpustné bílkoviny patří albuminy, část albuminů a štěpné produkty bílkovin, které ovšem vypadávají z roztoku během varu. Obsah nízkomolekulárních a středněmolekulárních dusíkatých látek var neovlivňuje. K enzymům účastnícím se štěpení bílkovin patří endopeptidázy a exopeptidázy. Endopetidázy hydrolyzují peptidické vazby uvnitř řetězců s optimem při teplotě 40 60 C a ph 5. Exopeptidázy působí na peptidické řetězce zvenčí a odštěpují z konců 14

řetězců dipeptidy a aminokyseliny. Karboxypeptidázy odštěpují koncové aminokyseliny, které obsahují volnou karboxylovou skupinu. Optimum je pro jejich činnost při teplotě 50 C a ph 5,2. Aminopeptidázy odštěpují koncové aminokyseliny obsahující volnou aminoskupinu a jejich optimem je teplota 40 45 C a ph 7,2. Dipeptidázy štěpí dipeptidy na dvě aminokyseliny. Optimem pro jejich činnost je teplota 40-45 C a ph 8,2 (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000). 3.2.1.3.5 Technologicky nejdůležitější teploty Přehled technologicky nejdůleţitějších teplot při rmutování: 40 C dochází ke tvorbě kyselin 52 C nejvýraznější štěpení bílkovin 63 C tzv. niţší cukrotvorná teplota činnost β-amylázy 72 C tzv. vyšší cukrotvorná teplota činnost α-amylázy 85 C odrmutovací teplota dochází k inaktivaci enzymů (Basařová et al., 2010; Pohlová, 2015) 3.2.1.3.6 Rmutovací postupy Rmutovací postup ve velké míře ovlivňuje sloţení mladiny a tím určuje výsledný chuťový profil a typ finálního produktu. Jeho správným výběrem a úpravami můţeme reagovat na rozdílnou kvalitu základních varních surovin. Rozlišujeme infuzní a dekokční postupy a to dle toho, jak se zvyšuje teplota rmutu. Infuzní postup Při infuzním postupu se zahřívá celý objem vystírky aţ do odrmutovací teploty. Jedná se o nejjednodušší způsob, který vyuţívá pouze jednu rmutovací nádobu. Tento způsob je vhodný pro zpracování velmi dobře rozluštěných sladů. 15

Dekokční postup Zvyšování teploty se při tomto způsobu dosahuje oddělením části vystírky, samostatném zpracování a povařením před navrácením do vystírací pánve. Objem rmutu volíme dle poţadovaného navýšení teploty. Dekokční postup se dále dělí na jednormutový, dvourmutový a třírmutový. Jednormutový postup je podobný infuznímu postupu a volí se tedy také pro zpracování dobře rozluštěných sladů. Dvourmutový postup se volí při zpracování středně rozluštěných sladů. Třírmutový postup umoţňuje zpracovat hrubý a hůře rozluštěný slad. Je to proces zdlouhavý a velmi energeticky náročný (Pelikán, 2004). 3.2.1.4 Scezování a vyslazování Po ukončení rmutování se hustá suspenze mláta v roztoku vyextrahovaných látek musí rozdělit na dvě fáze tekutou sladinu a pevné mláto. To se provádí nejčastěji na scezovací kádi nebo na sladinovém filtru. Při pouţití scezovací kádě se vyuţívá filtračních vlastností mláta, přes které se po sedimentaci nechá protékat sladina, tím se vyčistí. První části vytáčené sladiny se říká předek, který se stahuje aţ do objevení mláta na hladině. V tomto okamţiku se začíná skrápět vodou o teplotě 78 C a dochází k vyslazování, tedy vymývání zbytků extraktu z mláta. Sladinové filtry se obvykle pouţívají při vysoké škrobnaté surogaci a vaření vysokoprocentních mladin technikou HGB (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000; Pelikán, 2004). 3.2.1.5 Chmelovar Jedná se o var scezením získané sladiny s chmelem. Tím vzniká mladina. Během tohoto procesu probíhají fyzikálně-chemické změny, které kvalitativně i kvantitativně stabilizují mladinu. K těmto změnám patří odpaření přebytečné vody, inaktivace enzymů a sterilizace mladiny, pokles hodnoty ph a nárůst barvy, tvorba produktů tepelného rozkladu, tvorba redukujících látek, koagulace bílkovin a tvorba lomu, reakce účinných sloţek chmele s mladinou a změny obsahu dimethylsulfidu a jeho prekurzorů (Kosař, 2000). Hlavní cílem chmelovaru je převod hořkých látek z chmele do mladiny, inaktivace enzymů vysokou teplotou a koagulce bílkovin s polyfenoly. K technologicky 16

významným chmelovým látkám řadíme α-hořké kyseliny, β-hořké kyseliny, polyfenoly a silice chmele (Kučerová et al., 2007). 3.2.1.6 Odlučování kalů a chlazení mladiny K odlučování kalů dochází v tzv. vířivé kádi, coţ je válcová nádoba, do které je mladina přiváděna tryskou umístěnou na stěně nádoby a tím dojde k vytvoření víru. Po chvíli, kdyţ se pohyb mladiny uklidní, zůstane na dně kádě nízký kalový kuţel. Tímto způsobem odkalená mladina se přečerpává k ochlazení. Chlazení horké mladiny na zákvasnou teplotu probíhá nejčastěji na deskových chladičích. Před zakvašením se mladina ještě provzdušňuje, aby byl obsaţen dostatek kyslíků pro pomnoţení a metabolismus kvasinek (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000). 3.2.2 Výroba piva 3.2.2.1 Kvasinky Druhy pivovarských kvasinek Spodní pivovarské kvasinky Sacharomyces cerevisiae (ssp. carlbergensis, případně uvarum) jsou kvasinky, které se klasicky pouţívají pro výrobu piva typu leţák. Sedimentují na dně kvasných nádob. Teplotní rozmezí těch kvasinek je 7 15 C. Oproti tomu svrchní pivovarské kvasinky Sacharomyces cerevisiae, které se pouţívají při výrobě piv typu Stout, Ale apod., kvasí při teplotě 18 22 C a jsou vynášeny na hladinu do deky. Jednotlivé druhy kvasinek se od sebe liší sloţením genetického materiálu a buněčných stěn, stupněm zkvašování α-rafinosy, rozdílných technologicky významných vlastností, vyšší maximální teplota růstu a vyšší tepelnou odolností svrchních kvasinek (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000). 3.2.2.2 Hlavní kvašení Během hlavního kvašení by měla proběhnout neúplná fermentace cukrů na ethanol, CO 2 a na vedlejší produkty, které jsou z pivovarského hlediska rovněţ důleţité. Identifikován jich byl velký počet, ale mezi nejdůleţitější patří vyšší alkoholy, estery, aldehydy, volné mastné kyseliny, vicinální diketony a sloučeniny síry. Všechny 17

produkty kvašení ovlivňují organoleptické vlastnosti piva. Kromě tvorby metabolitů kvasinek dochází současně i k jejich pomnoţení. Způsoby kvašení se mohou lišit v závislosti na různých faktorech ovlivňující jejich průběh. K těmto faktorům patří např. teplota a tlak, sloţení mladiny, kmen a mnoţství pouţitých kvasinek, obsah kyslíku v mladině a délka kvašení. Celý proces probíhá v kvasných kádích umístěných ve spilce. Výsledkem této fáze je meziprodukt, tzv. mladé pivo (Basařová et al., 2010; Kosař, 2000; Pelikán, 2004). 3.2.2.2.1 Fáze hlavního kvašení Mezi fáze hlavního kvašení patří zaprašování, bílé krouţky, vysoké hnědé krouţky a propadání deky. Při zaprašování dochází k tvorbě pěny od stěn kádě, způsobenou unikajícím CO 2. Teplota se mírně navyšuje. Dochází k poklesu ph i obsahu extraktu. Při bílých krouţcích dochází k maximální produkci CO 2, úbytku extraktu o 0,8 1,2 % za 24 h, výraznému pokles ph a zvyšování teploty. Při vysokých hnědých krouţcích dochází k vynášení vysráţených kalů na povrch krouţků, úbytku extraktu o 1,0 1,5 % za 24 h a dalšímu zvyšování teploty. K maximální sedimentaci kvasinek, pozvolnému úbytku extraktu o 0,2 0,3 % za 24 h, propadání krouţků a sběru deky dochází při poslední fázi, kterou je propadání deky (Pelikán, 2004). 3.2.2.3 Dokvašování a zrání piva Proces dokvašování a zrání piva následuje po hlavním kvašení. Jeho cílem je pomalé dokvašení zbylých cukrů v mladém pivu za nízkých teplot, nasycení a fixace CO 2, vyčeření a optimalizace zastoupení senzoricky významných látek (Basařová et al., 2010). Pivo dokvašuje a zraje v sudech nebo leţáckých tancích, umístěných v leţáckých sklepech. Ty musí být dobře odvětrávané a chlazené (Chládek, 2007). Dokvašování je třeba vést tak, aby zbylý extrakt mladého piva pokryl mnoţství CO 2, které je potřebné k optimálnímu nasycení a aby extrakt v hotovém pivu byl minimální. U světlých piv s EPM 10 % trvá dokvašování obvykle 21 dnů, u leţáků i 10 týdnů a u piv speciálních či silně chmelených i 4 měsíce (Pelikán, 2004). 18

3.3 Techniky vysokokoncentrovaných mladin High Gravity Brewing pochází z USA. Tato technika byla v Evropě poprvé pouţita v roce 1975. Jedná se o výrobu vysokoobsaţné nebo také vysokokoncentrované mladiny, kterou necháme prokvasit a takto vyrobené pivo ředíme vodou na poţadovanou stupňovitost. Tuto metodu můţeme také pouţít k dosaţení přesné stupňovitosti piva vyrobeného standardním postupem, kdy je úprava nutná pro dodrţení spotřebitelských, daňových a dalších poţadavků, které se odvíjí od extraktu původní mladiny. Mladinu je moţno ředit jiţ před kvašením. Tento způsob má řadu výhod, můţe však také vést ke zhoršení kvality konečného produktu. Zavedením této metody lze navýšit kapacitu pivovaru bez investic do rozšíření varny, kvasného a leţáckého sklepu o 20 30 % (Basařová et al., 2010; Chládek, 2007; Kosař, 2000). 3.3.1 Výroba vysokoobsaţných mladin Výroba vysokoobsaţných mladin je zaloţena na přípravě hustých rmutů, kterých dosáhneme zvýšením sypání na vystírku nebo navýšením koncentrace mladiny během chmelovaru a to přidáním cukerné surogace ve formě cukru či cukerného sirupu (Basařová et al., 2010; Briggs, 2004). 3.3.1.1Rmutování Během rmutování hustých vystírek je důleţité, oproti běţným koncentracím mladin, prodlouţit dobu v širším pásmu cukrotvorných teplot pro podporu činnosti α-amylázy (Briggs, 2004). 3.3.1.2 Scezování Během této fáze mohou vznikat první problémy vlivem zvýšené viskozity a většího objemu mláta. Při pomalém stékání předku můţeme stahovat část horem pomocí násosky neboli heveru. Tento způsob je nicméně lepší nepouţívat. Větší obsah kalů v předku získaných heverováním totiţ zhoršuje soudrţnost kalového koláče ve vířivé kádi. Dalším negativem je vyšší obsah zbytkových kalů, které mají vysoké mnoţství mastných kyselin, které mohou negativně ovlivňovat pěnu a chuť piva. Ovšem při pouţití moderní scezovací kádě nebo sladinového filtru by nemělo být scezování vysokokoncentrovaných sladin problémové. Moderní scezovací kádě vyuţívají spodní 19

nátok díla a uzavřený systém scezovaní s čerpadlem, coţ omezuje provzdušnění sladiny a poškození struktury mláta (Basařová et al., 2010). 3.3.1.2.5 Sladinový filtr Cílem pouţití moderních sladinových filtrů bylo zvýšit výtěţnost sladiny, sníţit spotřebu vyslazovací vody, získat sladinu s nízkým obsahem mastných kyselin a niţším provzdušněním a také moţnost zpracování různého sloţení sypání a sloţení šrotu. K moderním sladinovým filtrům patří např. filtr Meura. Průtočnost filtračního koláče je přímo úměrná ploše a tlaku, nepřímo úměrná dynamické viskozitě filtrátu. Tenký filtrační koláč ve sladinovém filtru sice filtrací zrychlí, ale obsah kalů ve sladině je při běţném sloţení šrotu vyšší. Ve scezovací kádi je naproti tomu vrstva mláta tlustší a uplatní se hloubková filtrace. Aby se tento jev kompenzoval, musí se při pouţití sladinových filtrů s tenkou vrstvou mláta zmenšit póry filtrační vrstvy, čehoţ lze docílit jemnějším mletím šrotu na kladivových mlýnech. Tento konkrétní filtr je sestaven z 35 modulů zasazených do dutého rámu, který je rozdělen na dvě části dvěma elastickými membránami. Ty jsou roztahovány stlačeným vzduchem. Dutý rám je zasazen mezi dvě desky potaţené filtrační plachetkou z polypropylenu. Ţivotnost plachetek by měla být vyšší neţ 3 000 várek. Tloušťka filtračního koláče je 4 cm. Díky nízké spotřebě vyslazovací vody je právě tento filtr dobře vyuţitelný pro vysokoobsaţné várky. Nově upravená konstrukce vyuţívá speciální desky, tzv. recessed plates. Při této úpravě se vyslazuje tenčí vrstva mláta díky niţšímu usazování. Výhodami úpravy jsou vyšší výtěţky, přívod rmutu spodem, přičemţ se vyloučí projevy sedimentace a nadměrného příjmu kyslíku, moţné pouţití jemných i hrubých šrotů a snadná sanitace (Basařová et al., 2010; Melis, 1994; meura.com). Analyticky se nevyskytuje ţádný rozdíl mezi pivy s výjimkou esterů, pro co je jednoduché vysvětlení a to rozdíl mastných kyselin. Jejich příliš nízký obsah, ale můţe zpomalit kvašení. Výhodami sladinového filtru je nenáročná šrotovací technologie, nízké tepelné ztráty, ţádní odpadní vody, kratší doba potřebná ke rmutování a tím sníţené energetické náklady, jednoduché HGB a vyšší varný výtěţek. 20

Ovšem je třeba nutno myslet na ekonomické aspekty pouţívání filtru 2001 je třeba vycházet ze základní denní výrobní kapacity. Filtr 2001 je schopen přefiltrovat o 50 % vyšší sypání jako scezovací káď za stejné investiční náklady. Nicméně sypání pro tento filtr se pohybuje přibliţně v 10 t na várku s 12 várkami za den (Melis, 1994). Hydrofobní polypeptidy Hydrofobní polypeptidy u vysokoobsaţných mladin během varního procesu mají větší ztrátu neţ u nízkoobsaţných mladin, coţ negativně ovlivňuje pozdější stabilitu pivní pěny. Jako hlavní fakt se povaţuje, ţe HG mladiny mají těţkou nevýhodu v porovnání s LG mladinou, protoţe HG rmutování není schopné extrahovat polypeptidy s vysokomolekulární hmotností, které zahrnují pěnotvorné hydrofobní polypeptidy, tak účinně jako LG rmuty. Sladinový filtr můţe navýšit extrakci hydrofobních polypeptidů a tak mírně zlepšit tvorbu a stabilitu pěny. Navýšení pěnové stability díky filtru je závislé na několika faktorech. Např. pouţití kladívkového šrotovníku na přípravu šrotu vede ke zvýšené degradaci proteinů. Také skutečnost, ţe pouţitím sladinového filtru produkujeme velmi čistou mladinu v důsledku odstranění zákalových částic a sloţek, které negativně ovlivňují pěnu, zejména mastné kyseliny, bude mít příznivý vliv na udrţení pěnové vrstvy (Cooper, 1998). 3.3.1.3 Chmelovar Ke zvýšení koncentrace mladiny můţe být přidán cukr či cukerný sirup 10 15 minut před ukončením chmelovaru (Kosař, 2000). 3.3.1.4 Kvašení Zvýšení koncentrace mladiny bez změn jakýchkoliv jiných podmínek vede k prodlouţení doby kvašení. V dnešní době se velmi často pouţívají moderní kvasné nádoby pro kvašení tzv. CK tanky. 21

3.3.1.4.1 CKT Cylindrokónické tanky jsou uzavřené válcovité tlakové nádoby s kuţelovitým dnem, které se pouţívají v moderní technologii kvašení piva. Pro jejich výrobu se vyuţívá nerezavějící ocel. Ve většině případů jsou CK tanky vybaveny duplikátorovým chlazením ve dvou aţ třech zónách, včetně zóny kónusu, díky němuţ kvasnice v tanku lépe sedimentují. V horní části zůstává prázdný prostor, jako rezerva pro pěnu. Standardně jsou CK tanky vybaveny tlakovým vlezem, vzorkovacím kohoutkem, sanitačním potrubím ukončeným stacionární mycí hlavicí, podtlakovým ventilem, jímkou pro teploměr, hradící armaturou s přívodem vzduchu, pojistným ventilem a skleněným stavoznakem s nerezovým krytem. Válcová a kuţelová část CK tanků je izolovaná PU pěnou krytou nerezovým svařovaným opláštěním. CK tanky stojí na třech trubkových nohách se stavitelnými šrouby (nerezblucina.cz). Oproti klasickému kvašení v otevřených kvasných kádích má výroba piva v cylindrokónických tancích hned několik výhod. Mezi nejzásadnější patří kvalitní automatická sanitace, moţnost plné automatizace kvasného procesu (niţší personální náklady) a také menší půdorysná plocha, kterou technologie kvašení zabírá (CKT lze instalovat i mimo budovu pivovaru na volné prostranství). Kvašení pod mírným přetlakem urychluje kvasný proces. Uzavřená technologie zamezuje kontaminaci nápoje cizími organismy a neklade tak vysoké nároky na sterilitu prostředí jako otevřené kvašení v kvasných kádích (ceskeminipivovary.cz). 3.3.1.4.2 Kvasinky Vysokoobsaţné mladiny vytváří neoptimální prostředí pro kvasinky, protoţe se zvyšující se koncentrací mladiny se fyziologický stav zhoršuje. Kvasinky jsou vystavovány vysoké koncentraci sacharidů, ethanolu, potýkají se s nedostatkem ţivin, vyšší koncentrací rozpuštěného CO 2 a vyšší viskozitou prostředí. Všechny tyto vlivy mají na kvasinky negativní vliv, který se můţe projevit na jejich aktivitě, která ovlivní rychlost kvasného procesu a organoleptické vlastnosti (Pátková et al., 2001; Pohlová, 2015). Nedostatek živin Kvasinky jsou schopny vyuţít jen 30 % dusíkatých látek mladiny, které se označují zkratkou FAN (Free Amino Nitrogen) a jsou tvořeny volnými aminokyselinami 22

a niţšími peptidy (tripeptidy a dipeptidy). Tento ukazatel je důleţitý, protoţe rozhoduje o viabilitě a vitalitě buněk. Nedostatek volného aminodusíku se vyskytuje nejčastěji u vysokoobsaţných mladin, které jsou často připravovány přídavkem velkého mnoţství maltosového sirupu, jehoţ zdrojem jsou aminokyseliny. Metabolismus aminokyselin souvisí s tvorbou těkavých látek, aldehydů, alkoholů, sirných sloučenin a biacetylu. Vyuţívání FAN lze potlačit navýšením koncentrace oxidu uhličitého v mladině během kvašení, coţ se vyuţívá při kvašení v CKT (Basařová et al., 2010; Lekkas et al., 2007). Osmotický stres Tento stresový faktor je způsoben navýšením koncentrace cukrů a ostatních sloţek extraktu mladiny, které zapříčiní navýšení osmotického tlaku a tím negativně ovlivní vitalitu a aktivitu kvasinek (Kubizniaková, 2011). Etanolový stres Při HGB můţe koncentrace ethanolu přesáhnout i 10 %, coţ způsobuje zpomalení růstu, redukci velikosti buněk, sniţuje příjem glukózy, rychlost kvašení a neţádoucí chuťové změny, které jsou způsobené mutací mitochodriální DNA. Vlivem vysoké koncentrace etanolu dochází ke změnám v obsahu zastoupení sterolů a mastných kyselin, ke zvýšení syntézy trehalózy a proteinů. Na všechny tyto procesy vyţaduje buňka energii, a tak dojde k poklesu její růstové schopnosti (Kubizniaková, 2011; Pohlová, 2015). Hydrostatický stres Dalším stresovým faktorem je vysoký hydrostatický tlak, kterému jsou kvasinky vystaveny při kvašení v cylindrokónických tancích. Kvašením piva ve vysokých cylindrokónických tancích dochází ke zvýšení hydrostatického tlaku aţ na 200 kpa, čímţ dochází ke sníţení kvasničné viability (Sigler, 2011; Pohlová, 2015). Dalším stresům čelí kvasinky během propagace - oxidativní stres, před opakovaným zakvašením bývají kvasinky promývány kyselý stres. Chemický stres je způsoben některými látkami obsaţenými v chmelu (vyšší hořkost zhoršuje viabilitu) a sladu, a hromaděním toxických vedlejších produktů kvašení. Některé pivovary pouţívají centrifugaci pro shromáţdění neflokulentních kvasinek a vystavují je tak mechanickému stresu. Chladový šok prodělávají kvasinky na konci kvašení. Všechny tyto stresy ovlivňují metabolickou a reprodukční schopnost kvasinek a odráţejí se také v morfologických změnách (Basařová et al., 2010; Sigler, 2011). 23

Imobilizované kvasinky Jednou z metod na sníţení etanolového stresu je např. imobilizace. Ke zlepšení vlastností kvasinek přispívá vytvoření ochranné vrstvy okolo buněk. Tato vrstva sniţuje etanolový stres v prostředí, protoţe polymery pouţívané při imobilizaci napomáhají transportu etanolu dovnitř buňky a ven. Běţně pouţívaným nosičem je alginát sodný, ale mohou být pouţity i kvasinky imobilizované na nosičích jako je mláto a kukuřičné klasy, které rovněţ vykazují dobré výsledky - podstatně kratší doba fermentace, sníţení nákladů na nosiče a výsledný produkt s přijatelným a dostatečně vyváţeným aroma (Silva et al., 2008; Pelikán, 2004). Množství nasazovaných kvasinek v HGB Optimální mnoţství nasazovaných kvasinek ve vysokoobsaţných mladinách (12 16 % EPM) je okolo 0,3 g/l (2,3 x 10 6 napočítaných buněk/ml), ve velmi vysokoobsaţných mladinách (20 23 % EPM) je odpovídající mnoţství 0,4 g/l (2,9x10 6 buněk/ml). Přidání vyššího mnoţství kvasinek nezvýší rychlost kvašení, ale při pouţití menšího mnoţství kvasinek můţe dojít k nadměrné produkci acetátesterů (Suihko, 1993). 3.3.1.4.3 Provzdušnění Jak koncentrace rmutu stoupá, rozpustnost kyslíku klesá, a tak je ve vysokoobsaţných mladinách účinné provzdušnění nezbytné k zajištění dostatečného růstu kvasinek (Suihko, 1993). Pro HG kvašení (12 % EPM a více) je dnes běţné pouţívat kyslík namísto vzduchu. Můţe se provzdušňovat na koncentrace blíţící se aţ k 30 mg l -1, ale běţnější jsou 12 20 mg l -1. Nicméně nadbytek kyslíku můţe u některých kmenů kvasinek vést k nadměrnému růstu, coţ můţe způsobit niţší výtěţek ethanolu (Briggs, 2004). Při vaření limitních koncentrací HGB jsou kvasinky po prokvašení jiţ nepouţitelné. Proto se v některých případech nasazují kvasinky pouţité v nízkoobsaţných várkách (mooseheadbeeracademy.com). 24

3.3.1.4.4 Pomocné suroviny Přípravky ovlivňující pěnivost piva Přípravky ovlivňující pěnivost piva se řadí mezi pomocné suroviny, které se pouţívají kromě základních surovin. Jsou to například enzymové přípravny, barvící prostředky, sladidla, stabilizační přípravky a filtrační materiály. Některé pivovary pouţívají v případě zhoršené pěnivosti piv přípravky zvyšující stabilitu pěny. Dále jsou k dispozici přípravky, které naopak sniţují pěnivost meziproduktů, např. mladiny ve vířivé káni a na počátku kvašení. Pouţití těch přípravků je v některých zemích limitováno legislativními předpisy. Přípravky zvyšující pěnivost piva Přípravky pro zvýšení pěnivosti jsou většinou na bázi alginátů, např. propylenglykolalginátu, který je esterem alginové kyseliny. Jeho vlastnosti závisejí na podmínkách výrobního procesu, kdy je moţné esterifikovat aţ 90 % karboxylových skupiny. Přípravky omezující pěnění meziproduktů výroby piva Přípravky omezující pěnění jsou většinou silikonové preparáty. Byly publikovány výsledky zkoušek s CO 2 -extraktem lipidů ze sladového mláta. Tento extrakt má kromě protipěnících vlastností i inhibiční vliv na syntézu esterů octové kyseliny (acetátů), které dávají pivu ve vyšších koncentracích ovocnou vůni a příchuť. Byly vyvinuty protipěnící prostředky na bázi lipidové frakce chmele, tj. přirozeného materiálu, který můţe nahradit pouţívané silikonové prostředky. (Basařová et al., 2010) Suplementace mladiny Jiţ v mnohých studiích bylo zjištěno, ţe proteázová suplemetace vysokoobsaţných mladin má pozitivní vliv na průběh kvašení a vlastnosti finálního výrobku. Suplementace mladiny proteázami má vliv i na stabilitu pěny, která je důleţitým parametrem kvality, který vyvolává dojem čerstvého a dobře chutnajícího piva. Např. přidáním flavorzymu zlepšíme průběh kvašení, zkvasitelnost mladiny, vyšší výtěţek ethanolu a koncentraci těkavých senzoricky aktivních látek. Proteázová suplementace se zdá být efektivní strategií k překonání hlavních problémů spojených s omezením dusíku v případě HGB piv (Lei, 2013). 25

Značného zlepšení stability pěny lze dosáhnout suplementací L-leucinem. Bylo dokázáno, ţe přídavek 0,03 g/l měl pozitivní vliv na stabilitu, ale zvýšení přídavku na 0,12 g/l ZnSO 4 jiţ vedlo ke sníţení stability. Kromě toho suplementace ZnSO 4 měla za následek zvýšení celkového mnoţství acetát-esterů a ethylesterů (Hiralal, 2014). 3.3.1.5 Ředění Ředění můţe probíhat před hlavním kvašením, kdy je za chladičem umístěna směšovací jednotka a dochází ke sníţení stupňovitosti na poţadovanou hodnotu nebo aţ po kvašení, kdy je pivo ředěno před stáčením do obalů. (Chládek, 2007; Kosař, 2000) Požadavky na vodu Chemické sloţení vody k ředění musí odpovídat danému pivu a musejí mít i stejnou teplotu. Dále musí být voda sterilní, upravená deaerací bez kyslíku a musí být dosycena na stejný obsah CO 2 jako pivo. Úprava vody Odvzdušnění (deaerace) vody se musí provádět u vody pouţívané pro naředění vysokokoncentrovaných piv. Obvykle se v praxi pouţívá zařízení, ve kterém probíhá odvzdušnění i karbonizace vody. Voda s redukovaným obsahem kyslíku se doporučuje i pro vystírání sladu, rozptýlení křemeliny před dávkováním do filtru nebo na poslední proplachy tanků a stáčicích zařízení za účelem sníţení oxidačních reakcí při rmutování, ve filtrovaném a stáčeném pivu. K odplynění vody lze pouţívat zahřívání, vakuový odpar, membránovou techniku, stripování (odvětrávání) oxidem uhličitým nebo dusíkem či vodní parou aj. Při vakuové deaeraci i s pouţitím oxidu uhličitého jako "stripovacího" plynu se nedosáhne dnes poţadovaná velmi nízká hladina kyslíku ve vodě, pod 0,1 mg kg -1. Lepších výsledků je dosahováno u dvoufázové vakuové deaerace se sníţením na méně neţ 0,5 mg. Zatím nejlepší výsledky odvzdušnění poskytuje stripování vody dusíkem a oxidem uhličitým ve speciální nerezové koloně za atmosférického tlaku, Tímto způsobem, který je prakticky nejlevnější, se sníţí obsah kyslíku na 0,05 aţ 0,01 mg kg -1. Sníţení obsahu 26

kyslíku lze také zajistit deaerací při vyšší teplotě, coţ je ale energeticky náročnější. Membránová deaerace je zaloţena na paralelním či sériovém uspořádání modulů s dutými vlákny s velkým povrchem membrán, které jsou semipermeabilní. Propouštějí plyny, ale ne vodu. Jako stripovací plyny se pouţívají oxid uhličitý nebo dusík a dosáhne se aţ kompletního odstranění kyslíku při běţné okolní teplotě. Nevýhodou membránové deaerace je to, ţe upravovaná voda musí být dokonale čirá a nesmí obsahovat částečky, které by mohly zalepovat póry membrán a rychle sniţovat výkon zařízení. K zajištění mikrobiální čistoty upravené vody se zařízení pro deaeraci doplňují zařízeními pro pasteraci a následné ochlazení vody sterilizací UV- zářením (Basařová et al., 2010; Briggs, 2004). V dnešní době nabízí výrobci širokou škálu zařízení pro deaeraci vody, sycení CO 2 a ředění či kompletní sestavy HGB jednotek. Firma Haffmans nabízí automatické zařízení pro dosycování CO2, kompletní systémy HGB a odplynění vody. Společnost s ručením omezeným Invensys automation systems divize APV má ve své nabídce samostatné jednotky určené k odplynění vody, sycení CO 2 a HGB. Další významný výrobce Centec, nabízí HGB/CDS jednotku pro kontinuální úpravu stupňovitosti a online karbonizaci nápojů. Toto zařízení pro směšování a sycení CO 2 pro optimalizaci vyráběných nápojů a řízení jakosti přesným nastavením původní stupňovitosti/obsahu alkoholu a CO 2, umoţňuje přímé směšování a sycení HG-piv v jenom kroku a také nastavení hodnoty původní stupňovitosti s přesností 0,1 P s výkonem 10 2000 hl h -1. Rozsah měření a kontrol se pro původní stupňovitost pohybuje v rozmezí 0 20 P s přesností ±0,05 P, pro alkohol v rozmezí 0 10 % s přesností ±0,03 % a pro obsah CO 2 je rozsah měření 0 10 g l -1 s přesností ±0,05 g l -1. Volitelně můţe být k zařízení přidán systém pro odvzdušnění vody, in-line senzory O 2, zákalu, atd. Deaerační zařízení od tohoto výrobce se nazývá DeGas a funguje na principu odplynění pomocí stripovací kolony. Je to automatický systém pro odplynění vody pomocí stripování jiným plynem, obvykle CO 2 či N 2. Pro zvýšení efektivity odstranění kyslíku je voda předehřáta před stripováním plynem na 72 106 C. Jeho výkon je 50 1500 hl h -1 při zbytkovém kyslíku < 10 ppb za spotřeby CO 2 /N 2 0,07 kg CO 2 na 1 hl vody (centec.cz). 27

Obrázek č. 1: Mísící a sytící jednotka HGB/CDS (http://www.centec.cz/files/system_miseni_a_syceni/cds_hgb_2.png) 3.3.2 Shrnutí HGB metody 3.3.2.1 Kdo praktikuje tuto techniku? I kdyţ je HGB metoda vyuţívána i některými minipivovary, jde především o techniku vyuţívanou velkými pivovary. Minipivovary vyuţívají HG mladiny k výrobě vysokoalkoholických piv, většinou před prodejem ale piva neředí. 3.3.2.2 Výhody HGB V rámci konkurenceschopnosti můţe HGB výrazně zvýšit výrobní kapacitu pivovaru a sníţit pořizovací a provozní náklady s úsporou energií - elektřiny, vody a chlazení. Uvádí se, ţe HGB můţe zlepšit koloidní stabilitu piva, důsledkem vyšší koncentrace proteinů a taninů, coţ způsobí vyšší míru vysráţení. Dále lze z jedné várky vytvořit několik konečných produktů o různé koncentraci. Moţné je tedy např. naředit část "mateřské" várky na pivo s 11% stupňovitostí, část na 12% stupňovitost a část jen lehce naředit či neředit vůbec a mít z něj pivo speciální. 28

3.3.2.3 Nevýhody HGB Mezi nevýhody metody HGB patří delší doba kvašení, limit tolerance kvasinek, sníţení stability pěny, změna senzorických vlastností, poměrně delší čas na scezování a cena HGB vybavení. Právě cena HGB vybavení je jeden z hlavních důvodů, proč je tato metoda pouţívána většinou velkými pivovary. Zaprvé je potřeba deaerační zařízení k vytvoření ředící vody. Vysoce kvalitní voda k ředění je jeden z rozhodujících faktorů pro úspěšné HGB. Kromě výroby se musí provádět testovaní nejen vody, ale také piva. Obojí musí splňovat několik parametrů - mikrobiální čistotu, bez zákalů, stejnou teplotu, ph a stejné nasycení CO 2. Dále je potřeba systém pro monitorování alkoholu a ředící systém. Velké pivovary obecně vyuţívají kontinuální ředění, které má propojené ředící vybavení s monitory alkoholu. Zařízení, která jsou předpokladem pro kvalitní HGB pivo, jsou vyráběna pro výrazně větší výrobní kapacity, neţ minipivovarů a malých pivovarů. Některé menší pivovary proto mohou ředit várky tak, ţe vodu určenou k ředění přemístí před filtrací do leţáckého tanku. Nicméně tento způsob nese riziko nedostatečného promíchání a nemusí se dosáhnout plného profitu z pozdního ředění. 3.3.2.3 Praktické zkušenosti V encyklopedii českého a slovenského piva s názvem Pivopedie jsou uvedeny pivovary včetně seznamu piv, které pravidelně nebo jen příleţitostně vaří. Vybráno a osloveno bylo 40 pivovarů, které vaří pivo se stupňovitostí 16 a výše. Pivovary byly poţádány o sdělení případných problémů při výrobě těchto piv a jejich popis. Ochotné sdělit své zkušenosti byly pivovary Břevnovský, Roţnovský a Šumavský pivovar Vimperk. Břevnovský pivovar V Břevnovském pivovaru, při výrobě s vysokou koncentrací, tj. Porter 18%, Imperial lager 20% a Imperial stout 21% nepouţívají ţádné speciální, např. alkoholtolerantní kvasinky nebo kvasinky imobilizované. Pouţívané kmeny kvasnic jsou běţné druhy, které pouţívají i pro piva s niţší koncentrací. Pouze doba hlavního kvašení i dokvašování je o něco delší. Potýkají se s delší dobou scezování u koncentrovanějších piv, ale větší vliv neţ koncentrace mají na tuto skutečnost pouţité druhy sladů. Např. při pouţití praţeného sladu, ţitného slad nebo nesladovaného ječmene se scezování 29

výrazně prodluţují. U Stoutu a Porteru, proto často pouţívají pro scezení předku tzv. "hever" tj. odčerpání vrstvy sladiny předku nad mlátem do mladinového kotle. Postup vyslazování provádí stejným způsobem jako u jiných piv. Rožnovský pivovar U vysokoobsaţných várek se potýkají s delší dobou scezování, která je způsobená viskozitou rmutu, kterou podmiňuje způsob rmutování. Od 16 stupňových piv pouţívají dvourmutový způsob. Při předchozí spolupráci s určitou sladovnou sladina nestékala tak dobře, jako při pouţívání sladu od nynějšího dodavatele. Problém se scezováním a průtočností sladiny byl úspěšně odstraněn pouţitím dvourmutového způsobu a změnou sladovny. Kvasinky pouţívají klasické pro spodní kvašení W95 a pro svrchní US05 a kvašení probíhá bez problému. V pivovaru vyzkoušeli i kmen EBI na belgická svrchně kvašená piva, ale vrátili se opět k US05, které prokváší piva i s více jak 20 % EPM velmi dobře. Šumavský pivovar Vimperk V tomto pivovaru se při výrobě vysokostupňové mladiny setkali s pomalým scezováním. Vyřešili ho úpravou postupu vaření a s jinými problémy např. u kvašení se nesetkali. 30

4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Výroba piva vyuţitím techniky vysokokoncentrovaných mladin Piva, která byla pouţita pro ředění a následnou senzorickou analýzu, byla uvařena v rámci předmětu Pivovarnictví. Výroby obou piv jsem se účastnil. Piva byla uvařena ve školním minipivovaru, jehoţ varna je sloţena z rmutomladinové pánve a scezovací kádě (Příloha 1), které jsou vyhřívány prostřednictvím oleje, výrobníku horké vody a ovládacího panelu várenského bloku (Příloha 2). V další místnosti se nachází kvasná káď, CK tank, dva leţácké tanky a jeden tank přetlačný (Příloha 3), jejichţ chlazení je prováděno glykolem a řízeno automaticky (Příloha 4). Ke šrotování sladu je pouţíván dvouválcový šrotovník (Příloha 5). 4.1.1 Výrobní postup Pivo o koncentraci EPM 14,6 % bylo vařeno 23. 2. 2016 následujícím způsobem. Na dvouválcovém šrotovníku bylo pošrotováno 22 kg světlého sladu plzeňského typu a 0,1 kg sladu barvícího. Takto připravený slad byl nasypán do vody ve vystírací kádi o teplotě 45 C. Po vystírce, která trvala 15 minut, byla zvyšována teplota na 52 C, zvyšování teploty probíhalo přibliţně rychlostí 1 C za 1 minutu, na které prodleva trvala 15 minut, dále následovala teplota 62 C s výdrţí 35 minut, 72 C po dobu 40 minut a na závěr na odrmutovací teplotu 85 C po dobu 5 minut. Následovalo přečerpání do scezovací kádě a 20 minutová sedimentace. Podraţená a čirá sladina byla přečerpána zpět do nádoby, která byla pouţita k vystírání i rmutování a také v ní byl proveden chmelovar. Chmelení proběhlo natřikrát a byl pouţit pouze chmel Premiant. První dávka byla 60 g na počátku chmelovaru, druhá o hmotnosti 70 g byla přidána po 30 minutách a závěrečných 100 g 15 minut před koncem chmelovaru. Vzniklá mladina bez kalů byla přečerpána přes deskový chladič do tanku, kde byly při zákvasné teplotě přidány kvasinky spodního kvašení kmene W 95. Pivo o koncentraci EPM 17 % bylo vařeno 24. 2. 2016 z našrotovaného světlého sladu plzeňského typu o hmotnosti 30,5 kg, 1 kg karamelového a 0,1 kg barvícího sladu. Tyto slady byly vystřeny při 45 C ve vystírací kádi. Po vystírce, která trvala 15 minut, 31

byla zvyšována teplota na 52 C, zvyšování teploty probíhalo přibliţně rychlostí 1 C za 1 minutu, na které prodleva trvala 15 minut, dále následovala teplota 62 C s výdrţí 35 minut, 72 C po dobu 40 minut a na závěr na odrmutovací teplotu 85 C po dobu 5 minut. Následovalo přečerpání do scezovací kádě a 20 minutová sedimentace. Podraţená a čirá sladina byla přečerpána zpět do nádoby, která byla pouţita k vystírání i rmutování a také v ní byl proveden chmelovar. Chmelení proběhlo natřikrát a byly poţity chmele Citra, Cascade a Amarillo. První dávka byla 100 g na počátku chmelovaru a jednalo se o Citru, druhá o hmotnosti 80 g chmele Cascade byla přidána po 30 minutách a závěrečných 20 g Amarilla 15 minut před koncem chmelovaru. Vzniklá mladina bez kalů byla přečerpána přes deskový chladič do tanku, kde byly při zákvasné teplotě přidány kvasinky spodního kvašení kmene W 95. 4.1.2 Suroviny 4.1.2.1 Voda Zdrojem vody byl městský vodovodní řád, který v dané lokalitě poskytuje vodu o dobré jakosti (Příloha 6). 4.1.2.2 Slad Pouţitý slad byl vyroben ve sladovně v Rajhradu, kterou vlastní pivovar Bernard. Slad byl světlý plzeňského typu. Dále byl pouţit slad karamelový, a barvící. 4.1.2.3 Chmel Pouţitými odrůdami chmele byly Citra, Cascade, Amarillo, Premiant. 32

4.2 Senzorická analýza Během senzorického hodnocení bylo hodnoceno 8 vzorků, které byly připraveny ze dvou kmenových piv. Z kaţdého piva jsem vytvořil celkem 4 vzorky o koncentraci původního extraktu mladiny 11 %, 12%, dále poměr HGB piva 1 : 0,3 dílu vody a poslední byl vzorek mateřského, neředěného piva. Poměr 1 díl HGB piva : 0,3 dílu vody, jsem zvolil, protoţe bývá často v literatuře uváděn jako hraniční. Ředění bylo provedeno sycenou vodou Korunní přírodní s koncentrací oxidu uhličitého 5,5 g l -1 a dalšími parametry charakterizovanými v Příloze 7. Hodnocení probíhalo v učebně u školního minipivovaru a celkem se ho účastnilo 15 hodnotitelů 1 vyučující a 14 studentů předmětu Pivovarnictví. Zdravotní stav všech byl aţ na 1, který byl nachlazený, dobrý. Bodové hodnocení piva bylo zaznamenáváno do formulářů (Příloha 8). Jako neutralizátor byla pouţita voda z městského vodního řádu. Hodnoty z formulářů byly zpracovány pomocí programu MS Excel a výsledky znázorněny pomocí grafů. Příklad výpočtu mnoţství vody pro ředění: 14,6 %... 1 l 11 %... x l x : 1 = 14,6 : 11 x = 1,327 => pro naředění 1 l piva se stupňovitostí 14,6 % na 11 % musíme přidat 0,327 l vody. 33

5 VÝSLEDKY A DISKUZE Tab. 2: Průměry bodového hodnocení jednotlivých znaků piv z kmenového piva s 14,6 % EPM Znak jakosti 11% 11,20% 12% 14,60% Vůně 3,29 2,9 2,45 3,19 Chuť 3,39 3,02 2,9 3,97 Plnost 3,6 3,41 3,77 3,82 Říz 3,43 3,03 3,57 3,8 Intenzita hořkosti 2,59 2,52 2,24 3,24 Charakter hořkosti - doznívání 2,57 2,2 2,15 3,11 Celkový dojem 6,39 6,21 6,37 7,15 Obr. 2: Srovnání jednotlivých znaků jakosti piv vyrobených z kmenového piva s 14,6 % EPM 34

Obr. 3: Srovnání celkového subjektivního dojmu piv vyrobených z kmenového piva s 14,6 % EPM Z výsledků znázorněných grafech vyplývá, ţe hodnotitelé nezaznamenali výrazné rozdíly mezi hodnocenými pivy a často bodovali niţším počtem bodů i silnější pivo, i kdyţ by se dalo předpokládat vzestupné hodnocení s narůstající koncentrací. U plnosti a řízu, coţ jsou vlastnosti, které ředěním nejvíce trpí, byly rozdíly hodnoceny jako minimální. Pivo o koncentraci 14,6 % EPM, z kterého ředěním vznikly zbylé tři vzorky, dosáhlo kromě vůně, vţdy nejlepšího hodnocení. Např. chuť byla u ředěných piv hodnocena jako dobrá a u piva původního dokonce jako silná. I u celkového subjektivního hodnocení piv nebyly rozdíly výrazné u ředěných piv, ale pivo neředěné bylo hodnoceno výrazně lépe. Byla zaznamenána jedna cizí chuť a to kyselost u vzorku s koncentrací 14,6 %, protoţe toho hodnocení bylo ojedinělé, dá se povaţovat za chybné. 35

Tab. 3: Průměry bodového hodnocení jednotlivých znaků piv z kmenového piva s 17 % EPM Znak jakosti 11% 12% 13% 17% Vůně 3,41 3,21 3,33 3,36 Chuť 3,43 3,38 3,53 3,86 Plnost 3,3 3,39 3,81 3,82 Říz 3,23 3,11 3,15 3,56 Intenzita hořkosti 2,64 2,52 2,61 3,14 Charakter hořkosti - doznívání 2,08 2,43 2,46 3,04 Celkový dojem 5,49 5,29 5,4 5,89 Obr 4: Srovnání jednotlivých znaků jakosti piv vyrobených z kmenového piva s 17 % EPM. 36