Vliv podmínek rmutování na výtěžek extraktu při výrobě piva Tomáš Gregor Ústav technologie potravin Vliv podmínek rmutování na výtěžek extraktu při výrobě piva 21. 1. 2019

Osnova přednášky Odborná část Úvod do problematiky Jaké pivo vlastně chceme? Hmotová bilance při výrobě piva Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu II. Koncepce rozvoje pedagogiky a VaV v oboru Technologie potravin

Úvod do problematiky - extrakt Co je to extrakt? souhrn látek zrna (ječného sladu) přímo rozpustných ve vodě a látek převedených do roztoku enzymatickou hydrolýzou za podmínek metody (rmutování) → sladina tvoří ho především štěpné produkty škrobu, v menší míře pak N-látky, polyfenoly a další obsah obvykle kolem 78-82 % u ječmene lze stanovit pouze přibližně výpočtem podle Bishopa E = 83,6 - (0,85 x B) + (0,15 x G) E – extrakt, B – obsah bílkovin, G – HTZ

Úvod do problematiky - slad Výroba sladu suroviny pro výrobu sladu sladovnický ječmen (pšenice) technologie sladování máčení, klíčení a hvozdění odkličkování a čištění sladu diastatická mohutnost obsah enzymů v zrnu jednotky Windische a Kolbacha (200 – 500)

Úvod do problematiky - slad Rozbor ječného sladu - poskytne sladovna nebo vlastní.

Úvod do problematiky – co je pivo? Pivo je kvašený alkoholický nápoj hořké chuti, vyráběný v pivovaru z obilného sladu, vody a chmele pomocí pivovarských kvasinek. Suroviny pro výrobu piva – voda, slad, chmel, kvasinky. Jak si lze suroviny představit? - voda – tělo piva - slad – duše piva - chmel – koření piva - kvasinky – všechno spojí v celek – v koloidní systém piva   Koloidní systém piva – stovky látek (organické i anorganické) o různé molekulové hmotnosti (od jednotek po tisíce g.mol-1). Složité chování jako celku, závisí od něj pěnivost, stabilita, říz, kvalita pěny, trvanlivost, chuť, lahodnost a celkový dojem z piva. Vybrané látky v pivu: voda 18 g.mol-1 sodík 23 g.mol-1 CO2 44 g.mol-1 ethanol 46 g.mol-1 maltóza 190 g.mol-1 dextriny 800 g.mol-1 peptidy 1.000 g.mol-1 bílkoviny 3.000 g.mol-1

Úvod do problematiky - pivo Výroba piva vystírka rmutování scezování (sladina) chmelovar víření spílání (mladina) kvašení (cukry ethanol + CO2) dokvašování (pivo)

Jaké pivo vlastně chceme? Pivní styly – piva: spodně kvašená Pils, Lager… svrchně kvašená Ale, Porter, Weizen… spontánně kvašená Lambic hybridy Rauched, ovocná… Zdroj: pivni.info Výčepní pivo – 10,0 %hm. EPM (EPM – extrakt původní mladiny)

Hmotová bilance při výrobě piva slad, voda a chmel rmutování, chmelovar výčepní pivo 10 %hm. EPM: 10 g extraktu ve 100 g mladiny složení EPM: bílkoviny polypeptidy (100 AK) oligopeptidy (10 AK) volné aminokyseliny (1 AK) škrob je dokonale rozštěpen dextriny (15-100 glu) oligosacharidy (3-10 glu) jednoduché cukry (malt, glu, fru) ostatní polyfenoly, minerální látky… asimilace kvasinkami: volné AK a jednoduché cukry proteázy amylázy

Hmotová bilance při výrobě piva Máme výčepní pivo 10 %hm. EPM. Víme, že v 10° pivu je asi 4 %obj. alkoholu. Pracujeme ale celou dobu s hmotnostními %. Ethanol má hustotu 0,789 g.ml-1, tzn. 4 x 0,789 = 3,2 g = 3,2 %hm. Stejné množství vzniká i CO2, tzn. 3,2 %hm. Z původních 10 g extraktu nám zbývají 3,6 g, to jsou látky, které kvasinky nechaly nezměněné, říká se jim skutečný (zbytkový) extrakt.

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu Fáze rmutování: 35-38 °C vystírka, kyselinotvorná teplota, pokles pH, 5-15 min 45-52 °C proteolýza, rozklad bílkovin, proteázy, 5-30 min 60-62 °C nižší cukrotvorná teplota, rozklad škrobu, b-amyláza, 0-60 min 70-72 °C vyšší cukrotvorná teplota, rozklad škrobu, a-amyláza, 5-60 min 78-100 °C odrmutovací teplota, snížení viskozity, konec přeměn, 1-15 min

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu 35-39 °C vystírka, kyselinotvorná teplota, pokles pH, 5-15 min enzymy fosfatázy a fytázy (EC 3.1.3.2 a 3.1.3.8) štěpení nukleových kyselin a organických fosfátů vznik dihydrogenfosforečnanů pokles pH na hodnoty 4,5-5,5 příprava rmutu na další fáze aktivní až do 62 °C inaktivace nad 70 °C H2PO4-

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu 45-52 °C proteolýza, rozklad bílkovin, proteázy, 5-30 min enzymy endopeptidázy, exopeptidázy, karboxypeptidázy, dipeptidázy (EC 3.4.-.-) optimální doba působení snížení viskozity pěnivost plnost chuti di- a tri- peptid CH2NH2COOH makropeptid polypeptid oligopeptid výživa kvasinek

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu 60-62 °C nižší cukrotvorná teplota, rozklad škrobu, b-amyláza, 0-60 min enzym b-amyláza (EC 3.2.1.2) štěpí amylózu a amylopektin za vzniku maltózy a dále až glukózy, optimum pH 5,5 a teplota 60-65 °C optimální doba působení škrob maltóza glukóza

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu 70-72 °C vyšší cukrotvorná teplota, rozklad škrobu, a-amyláza, 5-60 min enzym a-amyláza (EC 3.2.1.1) štěpí amylózu na maltotriózu, maltózu a glukózu, amylopektin na dextriny, další snížení viskozity optimální pH 5,7 a teplota 72 °C optimální doba působení + maltóza glukóza + škrob dextriny

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu

Možnosti ovlivnění výtěžku extraktu Závěry co požadujeme uzpůsobení časových prodlev lze plně řídit výtěžek extraktu i jeho složení důležitá vystírací prodleva zpětná vazba pomocí analýzy HPLC

5 DO (udělej) Ing. Josef Prokeš, Ph.D. † DOmoč DOtáhni DOvař DOpij DOjdi

Rozvoj oboru technologie potravin Koncepce - počátek nutnost oslovit studenty propagace ústavu, fakulty, univerzity návštěva středních škol a gymnázií (jejich absolventi) kontakt s PR Mendelu populární články na vybrané téma exkurze, denní tisk, televize, rozhlas

Rozvoj oboru technologie potravin

Rozvoj oboru technologie potravin

Rozvoj oboru technologie potravin Koncepce - vývoj práce se studenty a jejich výchova: bakalář → diplomant → doktorand → (docent → profesor) zájmové kroužky pro základní školy a domy mládeže spoluúčast na chemických olympiádách SOČ - výchova budoucích studentů a kádrů zahraniční studenti - stáže a praxe (Erasmus, Erasmus-practice, Socrates) člověk by měl být vidět a oslovit okolí

Rozvoj oboru technologie potravin

Rozvoj oboru technologie potravin Koncepce - udržitelnost stálý kontakt s absolventy (diplomanti) spolupráce s praxí (závěrečné práce, praxe) poradenství experimentální výroba a vývoj receptur (VHČ) pracovní místa pro absolventy pořádání kurzů (68 sládků)

Rozvoj oboru technologie potravin

Rozvoj oboru technologie potravin Spolupracující firmy

Rozvoj oboru technologie potravin: V-V-V Koncepce - výuka garance, přednášky a cvičení tematické zaměření bakalářských diplomových a disertačních prací věda a výzkum - směry: sladovnictví a pivovarství biotechnologie tuky využití a zpracování odpadů a druhotných surovin

Rozvoj oboru technologie potravin: V-V-V Koncepce - věda a výzkum granty a projekty Newsletter VaV publikace výsledků ve vědeckých časopisech (IF), metodiky, užitné vzory mezinárodní vědecká spolupráce investiční celky (přístroje) předváděcí akce, zapůjčení přístrojů - 1M 0570 Výzkumné centrum pro studium obsahových látek ječmene a chmele (2005-2011) - TAČR TE 02000177 Centrum pro inovativní využití a posílení konkurenceschopnosti českých pivovarnických surovin a výrobků. - Užitný vzor číslo CZ 28152 U1 (2015) Bezlepkové rýžové těstoviny s přídavkem vlákniny a barviva z přírodních surovin Šottníková, V., Hřivna, L., Gregor, T., - TAČR TJ02000366 Využití méně obvyklých surovin v malých pivovarech za účelem zvýšení konkurenceschopnosti

Rozvoj oboru technologie potravin: V-V-V Další aktivity pavilon M - návrh, realizace, údržba, servis pavilon N – údržba, servis výroba vlastních výrobků - účast na regionálních soutěžích účast na kurzech

Závěr Děkuji za pozornost