INTERAKTIVNÍ PRŮVODCE · ŘÍJEN 2026

Pivovarnictví

Suroviny, varna, kvašení a styly –
věda za jedním z nejstarších řemesel

Kvasná káď v prvních dnech hlavního kvašení: kvasinky mění cukry mladiny na alkohol a oxid uhličitý, který stoupá v bublinkách. Ukazatele dole počítají modelové kvašení dvanáctistupňové mladiny spodními kvasinkami při 9 °C – den po dni, jak klesá extrakt a přibývá alkoholu. Po hlavním kvašení se mladé pivo zchladí na 2 °C a začne dozrávat.

den kvašení–

teplota v kádi–

zdánlivý extrakt–

alkohol–

ZačítKinetika kvašení Enzymy při rmutování

Úvodem

Jak průvodce používat

Pivo vzniká ze čtyř surovin – vody, sladu, chmele a kvasinek –, ale za jednoduchým receptem stojí biochemie enzymů, mikrobiologie kvašení, chemie vody, fyzika rozpouštění plynů i dlouhá historie řemesla. Průvodce začíná otázkami, které si může položit každý: co je stupňovitost, jak vzniká slad, proč se v Česku tradičně rmutuje dekokcí. Postupně vede k látce úvodních vysokoškolských kurzů pivovarské technologie: k teplotním optimům amyláz, k hořkosti podle Tinsetha, ke kinetice kvašení a diacetylu, k Ballingově bilanci, k Henryho zákonu, k pasterizačním jednotkám a k provozu pivovaru.

🌾

Tři patra každé kapitoly. Nahoře krátké vysvětlení a laboratoř nebo minihra, kde si model vyzkoušíte posuvníky. Pod ní mise za XP. Dole rozbalovací teorie pro ty, kdo chtějí jít do hloubky: definice, vzorce, řešené příklady a příklady k procvičení s úplným řešením. Teorie bývá o úroveň náročnější než úvodní text. Barevná tečka v obsahu ukazuje úroveň kapitoly. Postup se ukládá jen ve vašem prohlížeči.

Mapa průvodce

**Tab. 0.1**Kapitoly, úroveň a co se naučíte
Kapitola	Úroveň	Co se naučíte
1 Co je pivo	základy	suroviny, cesta od zrna ke sklenici, stupňovitost a skupiny piv podle vyhlášky, alkohol a zdraví
2 Slad a sladování	základy	sladovnický ječmen, máčení, klíčení, hvozdění, druhy sladů a jejich barva
3 Varna	základy	šrotování, vystírání, infuzní a dekokční rmutování, scezování, chmelovar, chlazení mladiny
4 Historie a tradice	základy	od Mezopotámie po rok 1842, české osobnosti oboru, chmelařské oblasti a chráněná označení
5 Chmel a hořkost	střední škola	hlávka a lupulin, alfa- a beta-kyseliny, izomerace, silice, výpočet hořkosti IBU
6 Kvasinky a kvašení	střední škola	svrchní a spodní kvasinky, hlavní kvašení a ležení, teplota, diacetyl, estery
7 Voda a její úprava	střední škola	tvrdost, alkalita, zbytková alkalita, pH rmutu, sírany a chloridy, vody pivovarských měst
8 Pivní styly a senzorika	střední škola	ležáky a ale, pšeničná, tmavá a kyselá piva, barva EBC, senzorické hodnocení
9 Biochemie rmutování	vysoká škola	škrob, amylázy a hraniční dextrináza, teplotní optima a inaktivace, zkvasitelnost mladiny
10 Výpočty pivovarníka	vysoká škola	°P a hustota, zdánlivý a skutečný extrakt, Ballingova bilance, výtěžnost varny, Henryho zákon a CO₂
11 Mikrobiologie a kvalita	vysoká škola	kontaminanty, sanitace a CIP, pasterační jednotky, filtrace, koloidní a chuťová stabilita, vady piva
12 Pivovar jako provoz	vysoká škola	minipivovar a průmysl, voda a energie na hektolitr, mláto a CO₂, daň z piva, domácí výroba a právo

Co budete potřebovat

Pro úvodní texty a laboratoře stačí procenta, jednotky (°C, l, hl, kg) a dosazení do vzorce. Rozbalovací teorie místy používá exponenciálu, logaritmus, chemické rovnováhy a jednoduché diferenciální rovnice; kdo je nezná, může odvození přeskočit a pracovat s výsledkem.

Chemie vykládá pH, rovnováhy, cukry a enzymy obecně, Biologie buňku a metabolismus, Biotechnologie fermentace a bioreaktory do hloubky. Zde je používáme jen v míře, kterou pivovarnictví potřebuje.
Zemědělství se věnuje pěstování ječmene a chmele, půdě a hnojení, Fyzika teplu a rozpouštění plynů obecně, Dějepis širším dějinám, Ekonomie trhům a daním.
Alkoholu a závislosti se do hloubky věnují průvodci Drogy a závislosti a Zdravý životní styl. Výčep, pivní sklo, pěnu, čepování a sanitaci výčepního zařízení podrobně vykládá průvodce Škola čepování piva; zde je jen shrnujeme.

Modelové předpoklady

Laboratoře pracují se zjednodušenými modely z odborné literatury (Ballingova bilance, převod °P na hustotu, Tinsethův model hořkosti, Kolbachova zbytková alkalita, pasterační jednotky podle Del Vecchia, rozpustnost CO₂ ve vodě) a s modelovými parametry enzymů, kvasinek a provozu. Jsou to výukové modely, ne receptury ani technologické předpisy. Předpisy, data a literatura mají v příloze C zdroj a datum ověření.

Čtyři druhy rámečků

Příklad Výpočet na číslech

Řešený příklad, který si můžete přepočítat. Všechna čísla v příkladech, laboratořích a procvičení jsou spočítaná skriptem.

Ve varně a ve sklepě

Jak se věc dělá v praxi, historie a souvislosti z českého i světového pivovarnictví.

Pomůcka

Pravidlo palce nebo způsob, jak si věc zapamatovat.

Pozor

Častá chyba, mýtus nebo bezpečnostní upozornění.

Bezpečnost Pro ty, kdo vaří doma nebo ve škole

Horká mladina a pára opaří, varné nádoby se nepřenášejí plné. Čisticí a sanitační prostředky bývají žíravé: pracujte s ochrannými brýlemi a rukavicemi, prostředky nemíchejte (chlornan s kyselinou uvolňuje jedovatý chlor) a větrejte. Při kvašení vzniká oxid uhličitý, který je těžší než vzduch a hromadí se ve sklepech a jámách – hrozí udušení, větrejte a nevstupujte do nevětraných prostor. Pivo nelahvujte před dokvašením: zbylý cukr vytvoří v láhvi přetlak, který ji může roztrhnout. Podrobnosti najdete v kapitolách 3, 6, 10 a 11, právní stránku domácí výroby v kapitole 12.

Studijní materiál, nenahrazuje učebnici ani výuku, technologický předpis ani právní poradenství. Pivo obsahuje alkohol. Prodej a podávání alkoholu osobám mladším 18 let je zakázán; alkohol a řízení nejdou dohromady (v Česku 0 ‰). Průvodce je určen dospělým a studentům oboru a nepropaguje pití alkoholu; zdravotní rizika shrnuje kapitola 1 a příloha C, pomoc při potížích s alkoholem nabízí bezplatná Národní linka pro odvykání 800 350 000. Průvodce nejmenuje konkrétní pivovary, značky ani komerční produkty. Předpisy a data mají v příloze C zdroj a datum ověření (17. 10. 2026).

Rozsahem odpovídá: kapitoly 1–4 tématům RVP ZV (Člověk a příroda – chemie a přírodopis: kvašení, směsi a roztoky; Člověk a společnost – dějepis; Člověk a svět práce – výživa a potraviny); kapitoly 5–8 maturitní úrovni RVP G v chemii a biologii a odborným předmětům středních škol potravinářských (obor Technologie potravin, zaměření pivovarství a sladařství); kapitoly 9–12 a rozbalovací teorie úvodním vysokoškolským kurzům technologie sladu a piva, kvasné chemie a technologie, potravinářské mikrobiologie a výpočtů v potravinářské technologii.

Část IZáklady

Co je pivo: suroviny, styly a stupňovitostzáklady

Pivo je kvašený nápoj z vody, sladu, chmele a kvasinek. Ze sladu se ve varně vyluhuje sladký roztok – mladina –, chmel jí dá hořkost a vůni a kvasinky z cukrů udělají alkohol a oxid uhličitý. Číslo na etiketě („desítka“, „dvanáctka“) neudává alkohol, ale kolik extraktu měla mladina před kvašením.

🍞

Pivo má k chlebu blíž, než se zdá: obojí vzniká z obilí, vody a kvasinek. Rozdíl je v tom, že pekař nechá kvasinky nadýchat těsto oxidem uhličitým a alkohol z pece vyprchá, kdežto sládek nejdřív nechá obilí naklíčit, aby se jeho škrob dal rozštěpit na cukry, a pak kvasinkám dopřeje celé dny, aby cukry proměnily na alkohol.

Stupňovitost, prokvašení a alkohol

Nastavte extrakt původní mladiny (stupňovitost) a zdánlivé prokvašení, tedy jakou část extraktu kvasinky „snědly“ podle hustoměru. Laboratoř spočítá obsah alkoholu, zbylý extrakt, skupinu piva podle vyhlášky a kolik gramů alkoholu obsahuje půllitr.

LABORATOŘ

Extrakt původní mladiny Zdánlivé prokvašení

Model: skutečný extrakt podle Ballinga (RE = 0,1808·OE + 0,8192·AE), alkohol hmotnostně (OE − RE)/(2,0665 − 0,010665·OE), převod na objemová procenta přes hustotu piva a hustotu ethanolu 0,789 g/ml. Energie: alkohol 29 kJ (7 kcal) a extrakt 17 kJ (4 kcal) na gram. Skupiny podle § 16 vyhlášky č. 248/2018 Sb. ve znění od 14. 6. 2026; extrakt se zaokrouhluje dolů na celé číslo. Gramy alkoholu nejsou „bezpečnou dávkou“ – taková podle WHO neexistuje.

Minihra: ze které suroviny to pochází?

Ke každé vlastnosti nebo látce v pivu přiřaďte surovinu, které za ni hlavně „může“. Za 6 správných odpovědí z 8 získáte bonus.

MINIHRA

0 / 8

+Teorie: definice piva, suroviny, výroba, stupňovitost, alkohol, styly a zdraví

1.1Co je pivo podle práva a podle technologa

Česká vyhláška č. 248/2018 Sb. definuje pivo jako pěnivý nápoj vyrobený zkvašením mladiny připravené ze sladu, vody a chmele nebo chmelových produktů pivovarskými kvasinkami; obsahuje ethanol, oxid uhličitý a nezkvašený zbytek extraktu. Až třetinu extraktu původní mladiny smí nahradit cukr, škrob, nesladované obiloviny nebo rýže. Pro daňové účely je pivem nápoj s více než 0,5 % obj. alkoholu (§ 81 zákona č. 353/2003 Sb.).beer, wort, original extract

Technolog dělí výrobu na tři velké kroky: sladování (z ječmene vzniká slad), varní proces (ze sladu, vody a chmele vzniká mladina) a kvašení s dokvašováním (z mladiny vzniká pivo). Následuje úprava – filtrace, případně pasterace – a stáčení do sudů, lahví a plechovek (Obr. 1.1).malting, brewing, fermentation, packaging

Obr. 1.1 Cesta od ječmene ke sklenici. Sladovna a pivovar bývají samostatné podniky; mnoho pivovarů slad nakupuje. Ve „studené“ části výroby už mladina nesmí přijít do styku s nečistotou, protože by ji osídlily nežádoucí mikroorganismy (kapitola 11).

1.2Čtyři suroviny

Voda tvoří přes 90 % hmotnosti piva. Její minerální složení ovlivňuje pH rmutu, extrakci a chuť (kapitola 7). Další voda se spotřebuje na mytí, chlazení a výrobu páry – v pivovaru několikanásobek objemu piva (kapitola 12).brewing liquor
Slad je naklíčené a usušené obilí, nejčastěji ječmen. Dodává škrob, ze kterého se při rmutování stanou cukry, enzymy, které to dokážou, bílkoviny pro pěnu i barvu a sladovou chuť (kapitoly 2 a 9).malt
Chmel – samičí hlávky rostliny Humulus lupulus – dodává hořkost, vůni a látky, které brzdí růst některých bakterií a pomáhají pěně (kapitola 5).hops
Pivovarské kvasinky (rod Saccharomyces) přeměňují zkvasitelné cukry na ethanol a CO₂ a tvoří stovky vedlejších látek, které dotvářejí chuť (kapitola 6).brewer's yeast

Ve varně a ve sklepě

Kvasinky nejsou „surovina“ v obvyklém smyslu: pivovar si je množí a po kvašení je z kádě sbírá a znovu používá (opakované nasazování, kapitola 6). Přebytečné kvasnice jsou vedlejším produktem, stejně jako mláto – vyluhované zbytky sladu, které se zkrmují nebo využívají jinak (kapitola 12).

1.3Stupňovitost: extrakt původní mladiny

Extrakt jsou všechny látky rozpuštěné v mladině – hlavně cukry, dextriny a bílkoviny. Extrakt původní mladiny (EPM, stupňovitost) udává, kolik procent hmotnosti mladiny tvořil extrakt před kvašením. Vyjadřuje se v hmotnostních procentech nebo ve stupních Plato (°P), které jsou totéž. „Dvanáctka“ tedy znamená, že 100 g mladiny obsahovalo 12 g extraktu – nikoli 12 % alkoholu.original extract, degree Plato

Podle stupňovitosti a způsobu kvašení dělí pivo vyhláška č. 248/2018 Sb. (§ 16, znění účinné od 14. 6. 2026). Extrakt se pro zařazení zaokrouhluje dolů na celé číslo, takže pivo s 11,9 % je „jedenáctka“ (Tab. 1.1).beer categories

**Tab. 1.1**Skupiny piva podle vyhlášky č. 248/2018 Sb. ve znění od 14. 6. 2026
Skupina	Extrakt původní mladiny (% hm.)	Poznámka
stolní	do 6	nejslabší skupina
výčepní	7–10	česká „desítka“
ležák	11–12	jen spodně kvašené pivo
plné	11–12	jen svrchně kvašené pivo
silné	13 a více	bez ohledu na způsob kvašení
nízkoalkoholické	–	alkohol nad 0,5 do 1,2 % obj.
nealkoholické	–	alkohol nejvýš 0,5 % obj.

Pozor

Vyhláška byla novelizována vyhláškou č. 36/2026 Sb. Dřívější znění znalo skupiny lehké, výčepní, ležák, speciální a porter. Podle přechodných ustanovení lze pivo podle dřívějšího znění vyrábět a označovat do 31. 12. 2026 a takto označené pivo doprodat. Na etiketách se proto ještě nějakou dobu potkáte s oběma soustavami.

1.4Kvašení: odkud se bere alkohol

Kvasinky štěpí zkvasitelné cukry (glukózu, fruktózu, sacharózu, maltózu a maltotriózu) na ethanol a oxid uhličitý. Pro glukózu platí Gay-Lussacova rovnice; z 1 g glukózy teoreticky vznikne 0,511 g ethanolu a 0,489 g CO₂.alcoholic fermentation

Alkoholové kvašení\[\mathrm{C_6H_{12}O_6 \longrightarrow 2\,C_2H_5OH + 2\,CO_2}\]

Ethanol má menší hustotu než voda, proto hustoměr v kvasícím pivu ukazuje méně, než kolik extraktu v něm skutečně zbývá. Odečtená hodnota je zdánlivý extrakt (AE), opravená o vliv alkoholu skutečný extrakt (RE). Poměr „snědeného“ extraktu k původnímu je prokvašení; zdánlivé prokvašení bývá u světlých ležáků 75–82 %. Přesné výpočty jsou v kapitole 10.apparent and real extract, attenuation

Příklad Dvanáctka prokvašená na 75 %

Mladina měla 12 °P, hustoměr v hotovém pivu ukazuje 3,0 °P (zdánlivé prokvašení 9/12 = 75 %). Skutečný extrakt \(RE = 0{,}1808\cdot 12 + 0{,}8192\cdot 3 = 4{,}63\) %, alkohol hmotnostně \((12 - 4{,}63)/(2{,}0665 - 0{,}128) = 3{,}80\) % hm. Při hustotě piva 1,0117 g/ml to je \(3{,}80\cdot 1{,}0117/0{,}7907 = 4{,}87\), tedy asi 4,9 % obj. Půllitr obsahuje \(500\cdot 0{,}0487\cdot 0{,}789 = 19{,}2\) g ethanolu.

Obr. 1.2 Hmotnostní složení modelové dvanáctky (12 °P, zdánlivý konečný extrakt 3,0 °P, CO₂ asi 5 g/l). Litr takového piva váží 1 011,7 g a obsahuje 38,5 g ethanolu a 46,8 g extraktu.

Pomůcka

U běžných piv vychází obsah alkoholu v % obj. zhruba jako 0,53–0,56násobek rozdílu mezi původní a zdánlivou konečnou stupňovitostí. Dvanáctka prokvašená na 3 °P: \(0{,}54\cdot 9 \approx 4{,}9\) % obj.

1.5Pivní styly v kostce

Hlavní dělení je podle kvašení. Spodně kvašená piva (ležáky) kvasí kvasinky S. pastorianus při nízké teplotě (asi 6–12 °C) a dlouho dozrávají v chladu; mají čistou, sladově-chmelovou chuť. Svrchně kvašená piva (ale, pšeničná piva, stout) kvasí kvasinky S. cerevisiae při 15–25 °C; bývají ovocnější a kořenitější. Spontánně kvašená piva kvasí směs divokých kvasinek a bakterií z prostředí a bývají kyselá.lager, ale, spontaneous fermentation

Podle barvy rozlišuje vyhláška pivo světlé (hlavně ze světlých sladů), polotmavé a tmavé (s podílem tmavých, karamelových nebo barvicích sladů) a řezané (smíchané ze světlého a tmavého piva při stáčení nebo čepování). Tmavé pivo se nesmí vyrábět dobarvením světlého. Kvasnicové pivo vzniká přídavkem kvasnic nebo kvasící mladiny do hotového piva. Podrobně o stylech a senzorice v kapitole 8.pale, dark, blended beer

Pozor

„Nealkoholické“ podle vyhlášky smí obsahovat až 0,5 % obj. alkoholu. Půllitr takového piva může obsahovat až 2 g ethanolu – málo, ale ne nula. Pro lidi, kteří alkohol nesmějí vůbec (léčba závislosti, některé léky), to může být podstatné.

1.6Alkohol a zdraví

Ethanol je návyková a toxická látka. Evropská kancelář WHO v lednu 2023 shrnula, že pro zdraví neexistuje bezpečná míra pití: riziko rakoviny roste už od malých dávek a nezáleží na druhu nápoje. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) řadí alkoholické nápoje do skupiny 1 prokázaných karcinogenů; alkohol přispívá nejméně k sedmi druhům rakoviny (mimo jiné dutiny ústní, hltanu, jícnu, jater, tlustého střeva a prsu). Dlouhodobé pití poškozuje játra, slinivku, srdce a mozek a vede k závislosti.alcohol-attributable harm, carcinogen

Těhotenství: žádné množství alkoholu v těhotenství nelze považovat za bezpečné. Alkohol prochází placentou a může plod poškodit v kterékoli fázi – i v prvních týdnech, kdy žena o těhotenství ještě neví (fetální alkoholový syndrom a poruchy jeho spektra).fetal alcohol spectrum disorders
Řízení: v Česku platí nulová tolerance – řidič nesmí řídit pod vlivem alkoholu (§ 5 odst. 2 písm. b) zákona č. 361/2000 Sb.). Alkohol zpomaluje reakce a zhoršuje odhad rychlosti a vzdálenosti už v malých dávkách.
Mladiství: prodávat nebo podávat alkoholický nápoj osobě mladší 18 let je zakázáno (§ 11 odst. 5 zákona č. 65/2017 Sb.). Dospívající mozek je k alkoholu zvlášť citlivý.
Energie: půllitr modelové dvanáctky má asi 955 kJ (228 kcal), z toho většinu dodá alkohol.

Kde hledat pomoc

Národní linka pro odvykání 800 350 000 – bezplatně, pro každého, kdo chce pití omezit nebo přestat, i pro blízké · praktický lékař a adiktologické ambulance · děti a dospívající Linka bezpečí 116 111 · při otravě alkoholem, bezvědomí nebo útlumu dýchání 155 / 112. Do hloubky se tématu věnují průvodci Drogy a závislosti a Zdravý životní styl.

1.7Procvičení

Desetistupňová mladina byla zdánlivě prokvašena na 78 %. Jaký je zdánlivý a skutečný konečný extrakt a kolik má pivo alkoholu v % obj. (hustota piva 1,0086 g/ml)?

Zdánlivý extrakt \(AE = 10\cdot (1 - 0{,}78) = \mathbf{2{,}2}\) °P. Skutečný \(RE = 1{,}808 + 0{,}8192\cdot 2{,}2 = \mathbf{3{,}61}\) %. Alkohol hmotnostně \((10 - 3{,}61)/(2{,}0665 - 0{,}10665) = 3{,}26\) % hm., objemově \(3{,}26\cdot 1{,}0086/0{,}7907 = \mathbf{4{,}16}\) % obj.

Kolik gramů ethanolu obsahuje a) láhev 0,33 l piva s 5 % obj., b) půllitr piva se 4 % obj.?

\(m = V\cdot \varphi\cdot 0{,}789\): a) \(330\cdot 0{,}05\cdot 0{,}789 = \mathbf{13{,}0}\) g, b) \(500\cdot 0{,}04\cdot 0{,}789 = \mathbf{15{,}8}\) g. I „slabší“ pivo ve větším objemu tedy může obsahovat víc alkoholu.

Zařaďte podle vyhlášky: a) svrchně kvašené pivo s 12,4 % EPM, b) spodně kvašené s 13,0 %, c) pivo s 6,8 %, d) spodně kvašené s 10,9 %.

Extrakt se zaokrouhluje dolů: a) 12 → plné (svrchně kvašené 11–12), b) 13 → silné, c) 6 → stolní, d) 10 → výčepní.

Litr modelové dvanáctky váží 1 011,7 g, obsahuje 3,80 % hm. ethanolu, 4,63 % hm. skutečného extraktu a 5 g CO₂. Kolik gramů vody obsahuje?

Ethanol \(1\,011{,}7\cdot 0{,}0380 = 38{,}5\) g, extrakt \(1\,011{,}7\cdot 0{,}0463 = 46{,}8\) g. Voda \(1\,011{,}7 - 38{,}5 - 46{,}8 - 5 = \mathbf{921{,}4}\) g, tedy asi 91 % hmotnosti.

Kolega tvrdí, že po jednom pivu „to nic není“ a může jet autem. Co mu odpovíte z hlediska práva i fyziologie?

V Česku platí nulová tolerance: řidič nesmí řídit pod vlivem alkoholu (§ 5 odst. 2 písm. b) zákona č. 361/2000 Sb.), naměřený alkohol je přestupkem a ve vyšších hladinách trestným činem. Půllitr běžného piva obsahuje kolem 20 g ethanolu; organismus ho odbourává pomalu a rychlost se liší podle hmotnosti, pohlaví, jídla i zdraví, takže „bezpečná doba“ se nedá spolehlivě odhadnout. Jediná jistá volba je nepít, nebo neřídit.

Co si odnést

Pivo vzniká ve třech krocích: sladování, varní proces a kvašení s dokvašováním.
Stupňovitost (°P) je extrakt původní mladiny v hmotnostních procentech, ne obsah alkoholu; alkohol vychází z rozdílu mezi původním a konečným extraktem.
Hlavní dělení stylů: spodně kvašené ležáky, svrchně kvašená piva a spontánně kvašená piva.
Alkohol je návyková a karcinogenní látka bez bezpečné dávky; v těhotenství, za volantem a pro mladší 18 let nepatří.

Část IZáklady

Slad a sladovánízáklady

Ječné zrno je plné škrobu, ale v syrovém stavu ho nemá čím rozštěpit. Sladovník nechá zrno nasát vodu a začít klíčit; zrno si přitom vytvoří enzymy a „rozluští“ své zásoby. Ve správnou chvíli se klíčení zastaví sušením na hvozdu – a teplota, při které se slad dosuší, rozhodne o jeho barvě, chuti i síle enzymů.

🌱

Klíčící zrno se chová jako dítě, které si na výlet rozbaluje svačinu: zárodek pošle signál a vrstvy pod slupkou začnou vyrábět „nůžky“ – enzymy, které rozstříhají obaly a zásoby. Sladovník svačinu nechá rozbalit, ale nedovolí ji sníst: klíčení zastaví dřív, než by mladá rostlinka zásobu spotřebovala.

Sladovací plán

Naplánujte máčení, klíčení a hvozdění. Graf ukazuje obsah vody v zrnu během celého sladování, dlaždice odhad rozluštění, sladovací ztráty, barvy a enzymové síly hotového sladu.

LABORATOŘ

Doba máčení Teplota máčecí vody

Doba klíčení Teplota klíčení Dotahovací teplota hvozdu

Model: příjem vody při máčení \(w(t) = 48 - 35\,e^{-k t}\) % (start 13 %, \(k = 0{,}05\cdot 1{,}06^{T-14}\) za hodinu, vzdušné přestávky zahrnuté), rozluštění roste exponenciálně s dobou klíčení a závisí na vlhkosti a teplotě, barva roste exponenciálně s dotahovací teplotou, enzymová síla s ní klesá. Hodnoty jsou modelové a zaokrouhlené; skutečný slad se posuzuje rozborem (oddíl 2.6).

+Teorie: sladovnický ječmen, máčení, klíčení, hvozdění, druhy a jakost sladu

2.1Sladovnický ječmen a stavba zrna

Ke sladování se nejčastěji používá dvouřadý jarní ječmen (Hordeum vulgare). Sladovník od něj chce vysokou a vyrovnanou klíčivost (přes 95 %), velké a vyrovnané zrno, hodně škrobu (asi 60–65 % sušiny) a přiměřený obsah bílkovin – zhruba 10 až 11,5 % v sušině. Málo bílkovin znamená slabou pěnu a výživu kvasinek, příliš mnoho méně extraktu a sklon k zákalům. Pěstování ječmene vykládá průvodce Zemědělství.two-row spring barley, germinative capacity

Obr. 2.1 Ječné zrno v řezu. Při klíčení vyšle klíček rostlinný hormon giberelin do aleuronové vrstvy; ta začne tvořit enzymy, které rozkládají buněčné stěny, bílkoviny a část škrobu endospermu. Pluchy zůstávají na zrnu a ve varně slouží jako filtrační vrstva (kapitola 3).

Ve varně a ve sklepě

Krajové ječmeny z Hané a na nich založená odrůda Hanna z přelomu 19. a 20. století stojí v rodokmenech mnoha evropských sladovnických odrůd. Dnešní odrůdy pro české pivo doporučuje Výzkumný ústav pivovarský a sladařský.

2.2Máčení

Suchý ječmen má asi 12–14 % vody a neklíčí. Při máčení se střídá ponoření ve vodě a vzdušné přestávky, kdy se odsává oxid uhličitý a zrno dýchá. Za jeden až dva dny při 12–16 °C stoupne obsah vody na 42–46 % (pro tmavé slady o něco víc). Příjem vody je zprvu rychlý a pak se zpomaluje, takže ho dobře popisuje exponenciální přiblížení k nasycení.steeping, air rest

Hmotnost zrna po změně vlhkosti (sušina se nemění)\[m_1 = m_0\,\frac{1 - w_0}{1 - w_1}\]

Příklad Kolik vody přijme tuna ječmene

Tuna ječmene se 14 % vody obsahuje 860 kg sušiny. Po domočení na 45 % váží \(1\,000\cdot 0{,}86/0{,}55 = 1\,563{,}6\) kg, přijala tedy 563,6 kg vody. Proto se náduvnice (máčecí nádoby) plní jen zčásti – zrno nabobtná.

2.3Klíčení a rozluštění

Domočené zrno klíčí 4 až 7 dní při 12–18 °C ve vlhkém, provzdušňovaném loži, které se obrací, aby se kořínky neprorůstaly a teplo z dýchání odcházelo. Zrno přitom vytváří enzymy a postupně rozkládá endosperm – tomu se říká rozluštění. Rozlišuje se cytolytické (štěpení β-glukanů a dalších látek buněčných stěn β-glukanázami), proteolytické (štěpení bílkovin proteázami na peptidy a aminokyseliny) a amylolytické (vznik α-amylázy a uvolnění β-amylázy).germination, modification

Sladovník sleduje délku střelky (zárodečného listu pod pluchou) – u světlého sladu dorůstá zhruba tří čtvrtin až celé délky zrna – a „roztíratelnost“ endospermu mezi prsty. Výsledkem je zelený slad: vlhký, sladce vonící a plný enzymů.acrospire, green malt

Pozor

Delší klíčení neznamená lepší slad. Přeluštěné zrno prodýchá víc vlastního škrobu (vyšší sladovací ztráta), dává tmavší slad a méně bílkovin pro pěnu. Nedoluštěné zrno zase zanechá v mladině β-glukany, které zhoršují scezování a filtraci.

2.4Hvozdění

Hvozdění je řízené sušení, které zastaví klíčení a zakonzervuje enzymy. Nejdřív se při 50–65 °C silným proudem vzduchu předsouší – vlhkost klesne asi na 10 %. Dokud je zrno vlhké, je citlivé na teplo, proto se teplota zvyšuje až potom. Následuje dotahování: světlý slad zhruba při 80–85 °C, tmavý při 100–105 °C. Hotový slad má asi 4–5 % vody, zbaví se kořínků (odklíčkování) a před použitím odleží.kilning, withering, curing

Při dotahování probíhají Maillardovy reakce redukujících cukrů s aminokyselinami: vznikají hnědé melanoidiny a aromatické látky s chutí chleba, sušenek a medu. Proto je slad dotahovaný při vyšší teplotě tmavší a voňavější, ale má méně enzymů, které teplo částečně zničí. Během hvozdění se také rozkládá S-methylmethionin, prekurzor dimethylsulfidu (DMS), který dává pivu vůni vařené zeleniny (kapitola 11).Maillard reaction, melanoidins, DMS

Příklad Kolik vody se odpaří na hvozdu

Tuna zeleného sladu se 45 % vody obsahuje 550 kg sušiny. Slad se 4 % vody bude vážit \(550/0{,}96 = 572{,}9\) kg; odpařit je tedy třeba 427,1 kg vody na každou tunu zeleného sladu. Hvozdění je proto energeticky nejnáročnější krok sladování.

2.5Druhy sladů

Základem většiny piv je světlý (plzeňský) slad. Vídeňský a mnichovský (bavorský) slad jsou dotahované při vyšších teplotách, mají víc barvy a sladového aroma a stále dost enzymů. Karamelové slady vznikají „dušením“ zeleného sladu při 60–75 °C, kdy se škrob uvnitř zrna zcukří, a následným sušením nebo pražením; dodávají plnost, barvu a karamelovou chuť, ale téměř žádné enzymy. Barvicí (pražené) slady se praží při 200 °C i více a stačí jich malé množství. Do pšeničných piv se používá pšeničný slad.pale, Vienna, Munich, caramel and roasted malt

Obr. 2.2 Orientační barva hlavních druhů sladů. Rozmezí se mezi sladovnami a normami liší; barva sladu se měří v kongresní sladině podle metod EBC. Přidáním několika procent tmavého sladu se barva piva mění výrazně, protože barvicí slady mají stokrát i vícekrát vyšší barvu než světlý.

2.6Jakost sladu

Slad se hodnotí laboratorním rozborem podle jednotných metod EBC (European Brewery Convention, sbírka Analytica-EBC) nebo ASBC. Pro výrobu se zkouší malé „laboratorní vaření“ – kongresní rmutování – a měří se mimo jiné:malt analysis, congress mash

vlhkost (u světlého sladu asi 4–5 %) a extrakt – kolik procent sušiny sladu přejde do roztoku (u světlých sladů zhruba 80–83 % v sušině),
barva v jednotkách EBC, diastatická mohutnost (souhrnná síla amyláz, jednotky Windisch-Kolbach),
Kolbachovo číslo – podíl rozpustného dusíku z celkového dusíku sladu, míra proteolytického rozluštění; friabilita (křehkost) a obsah β-glukanů jako míra cytolytického rozluštění.

Kolbachovo číslo a přepočet extraktu na původní slad\[KČ = \frac{N_{rozp}}{N_{celk}}\cdot 100,\qquad E_{pův} = E_{suš}\,(1 - w)\]

Příklad Extrakt v sušině a v sladu „jak je“

Slad má extrakt 81 % v sušině a 4,5 % vody. V původním sladu je extraktu \(81\cdot (1 - 0{,}045) = 77{,}4\) %. Ze 100 kg takového sladu lze v laboratoři získat 77,4 kg extraktu; ve varně se získá o něco méně (výtěžnost varny, kapitola 10).

2.7Procvičení

Kolik bude vážit 100 kg ječmene s 12 % vody po domočení na 45 % a kolik vody přijme?

Sušina 88 kg; \(m_1 = 88/0{,}55 = \mathbf{160{,}0}\) kg, zrno přijme 60 kg vody.

Ze 100 kg ječmene se 13 % vody vznikne slad se 4 % vody. Sladovací ztráta je 8 % sušiny. Kolik sladu získáme?

Sušina ječmene 87 kg, po ztrátě \(87\cdot 0{,}92 = 80{,}0\) kg sušiny. Slad \(80{,}04/0{,}96 = \mathbf{83{,}4}\) kg.

Slad obsahuje 1,75 % celkového dusíku, z toho 0,72 % rozpustného. Jaké je Kolbachovo číslo a co vypovídá?

\(KČ = 0{,}72/1{,}75\cdot 100 = \mathbf{41{,}1}\). Asi dvě pětiny dusíku přešly při sladování do rozpustné formy; jde o normálně až dobře proteolyticky rozluštěný světlý slad. Velmi nízké číslo znamená nedoluštění, velmi vysoké přeluštění se slabší pěnou.

Slad má extrakt 82 % v sušině a 4 % vody. Kolik extraktu je v 1 t sladu „jak je“?

\(82\cdot 0{,}96 = 78{,}7\) %, tedy 787 kg extraktu v tuně sladu (laboratorní hodnota).

Proč má mnichovský slad méně enzymů než plzeňský, i když je vyroben ze stejného ječmene?

Dotahuje se při vyšší teplotě (asi 100–105 °C místo 80–85 °C). Enzymy jsou bílkoviny a teplo je část denaturuje; zároveň vyšší teplota urychlí Maillardovy reakce, takže slad je tmavší a aromatičtější. Mnichovský slad proto obvykle stále zcukří sám sebe, ale k sladům bez enzymů (karamelovým) se volí s rezervou.

Co si odnést

Sladování = máčení (na 42–46 % vody), klíčení (tvorba enzymů a rozluštění) a hvozdění (zastavení klíčení, barva a aroma).
Teplota dotahování určuje typ sladu: světlý plzeňský, vídeňský, mnichovský; karamelové a barvicí slady se vyrábějí zvlášť.
Vyšší teplota hvozdění znamená víc barvy a aroma, ale méně enzymů.
Jakost sladu se ověřuje rozborem: extrakt, vlhkost, barva, Kolbachovo číslo, diastatická mohutnost, friabilita.

Část IZáklady

Varna: od šrotu k mladinězáklady

Ve varně se ze sladu a vody stane mladina. Šrot se smíchá s vodou a rmut se ohřívá po krocích – v každé teplotní prodlevě pracují jiné enzymy. Česká tradice je dekokce: část rmutu se odebere, povaří a vrátí, čímž se ohřeje celý rmut. Nakonec se mladina oddělí od mláta, povaří s chmelem a zchladí na teplotu, při které do ní lze nasadit kvasinky.

🛁

Dekokce funguje jako ohřívání vany konvicí: nemusíte topit pod celou vanou, stačí odebrat kus vody, uvařit ji a vlít zpátky – a celá vana se ohřeje o pár stupňů. Sládek odebere zhruba čtvrtinu až třetinu rmutu, povaří ji v rmutovací pánvi a po vrácení celý rmut „poskočí“ na další teplotní prodlevu.

Rmutovací křivka

Zvolte postup a nastavte maltózovou a cukrotvornou prodlevu. Plná čára je teplota hlavního rmutu, čárkovaná teplota odebraného rmutu při dekokci. Dlaždice ukazují dobu rmutování, podíly rmutů a odhad dosažitelného prokvašení podle enzymového modelu z kapitoly 9.

LABORATOŘ

Maltózová prodleva její doba Cukrotvorná prodleva její doba

Model: ohřev 1 °C za minutu, podíl rmutu \(x = (T_2 - T_1)/(100 - T_1)\) bez tepelných ztrát, odebraný rmut se zcukří při 72 °C (10 min) a vaří 15 min; povařením se v odebrané části zničí enzymy. Jednokroková infuze drží celou dobu teplotu maltózové prodlevy. Vystírací voda pro infuzi při teplotě šrotu 18 °C a hydromodulu 3,5 l/kg. Skutečné postupy se liší podle sladu, zařízení a stylu piva.

+Teorie: šrotování, vystírání, prodlevy, infuze a dekokce, scezování, chmelovar, chlazení a bezpečnost

3.1Zařízení varny

Klasická varna má šrotovník, vystírací a rmutovací kádě či pánve, scezovací káď, mladinovou pánev, vířivou káď a chladič mladiny (Obr. 3.1). V moderních varnách bývá rmutovací káď a pánev spojená do jedné nádoby s míchadlem a topnými plochami; malé varny (minipivovary) mívají dvě až tři nádoby, které plní více funkcí.brewhouse, mash tun, lauter tun, wort kettle, whirlpool

Obr. 3.1 Schéma varny. Přes rmutovací pánev putují při dekokci odebrané rmuty; ze scezovací kádě odchází mláto, z vířivé kádě horký kal (sražené bílkoviny a zbytky chmele). Kapalině před chmelovarem se říká sladina, po přidání chmele mladina.

3.2Šrotování a vystírání

Šrotování má rozdrtit endosperm sladu na krupici a mouku, ale zachovat co nejcelejší pluchy, protože ve scezovací kádi tvoří filtrační vrstvu. Používají se válcové šrotovníky (suché nebo s kondicionováním, kdy se pluchy předem navlhčí a jsou pružnější), případně mokré šrotování. Pro sladinové filtry se šrotuje jemně kladívkovým mlýnem.milling, conditioning

Při vystírání se šrot smíchá s vodou. Poměr vody a sypání se nazývá hydromodul – u dekokce asi 4–5 l vody na kilogram sladu, u infuze obvykle 3–4 l/kg. Teplotu vystírací vody určí jednoduchá tepelná bilance: voda předá teplo šrotu.mashing-in, liquor-to-grist ratio

Teplota vystírací vody (c_s ≈ 1,7 kJ/(kg·K), c_w = 4,18 kJ/(kg·K), R v l/kg)\[T_w = T + \frac{c_s}{c_w\,R}\,(T - T_s) \approx T + \frac{0{,}41}{R}\,(T - T_s)\]

Příklad Infuze na 66 °C

Šrot má 18 °C, hydromodul 3 l/kg, cílová teplota rmutu 66 °C. Vystírací voda: \(T_w = 66 + 0{,}407/3\cdot (66 - 18) = 72{,}5\) °C. V praxi se přidává jeden až dva stupně na ohřátí nádoby.

3.3Teplotní prodlevy

Rmut se ohřívá po krocích, protože enzymy sladu mají různá teplotní optima a různě rychle se teplem ničí (podrobně v kapitole 9). Zcukření se ověřuje jodovou zkouškou: jod barví škrob modře; rmut je „jodově normální“, když se kapka vzorku s jodem už nebarví.temperature rests, iodine test

**Tab. 3.1**Typické teplotní prodlevy
Prodleva	Teplota	Co se děje
bílkovinná (peptonizační)	45–52 °C	štěpení bílkovin a β-glukanů; aminokyseliny pro kvasinky, nižší viskozita
maltózová	62–65 °C	β-amyláza odštěpuje maltózu – víc zkvasitelných cukrů, vyšší prokvašení
cukrotvorná (zcukřovací)	70–75 °C	α-amyláza štěpí škrob na dextriny – zcukření, plnost piva
odrmutování	76–78 °C	zastavení většiny enzymů, nižší viskozita pro scezování

3.4Infuze a dekokce

Při infuzním postupu se celý rmut ohřívá najednou (topnými plochami nebo přídavkem horké vody), buď na jednu teplotu, nebo stupňovitě. Je rychlý a úsporný a dobře rozluštěným sladům stačí. Při dekokčním postupu se část rmutu – rmut – přečerpá do rmutovací pánve, tam se zcukří, povaří a vrátí; tím se zvýší teplota celku. Podle počtu vařených rmutů se mluví o jedno-, dvou- nebo třírmutovém postupu. Pro české ležáky je tradiční dvourmutový postup.infusion and decoction mashing

Podíl rmutu pro ohřev z T₁ na T₂ (vaření při T_v ≈ 100 °C, bez ztrát)\[x = \frac{T_2 - T_1}{T_v - T_1}\]

Příklad Dva rmuty

Z vystírací teploty 52 °C na maltózovou prodlevu 63 °C je třeba odebrat \(x_1 = 11/48 = 0{,}229\), tedy asi 23 % rmutu. Z 63 °C na 72 °C pak \(x_2 = 9/37 = 0{,}243\), asi 24 %. V praxi se kvůli tepelným ztrátám odebírá o něco víc, často kolem třetiny.

Dekokce lépe zpracuje hůře rozluštěný slad, povařením zmazovatí a zpřístupní zbylý škrob, extrahuje víc látek z pluch a Maillardovými reakcemi prohlubuje barvu a sladovou plnost. Daní je delší doba a vyšší spotřeba energie.

Ve varně a ve sklepě

Dekokce vznikla v dobách, kdy sládci neměli teploměr a slady byly méně rozluštěné. Povařená část rmutu dávala opakovatelný „skok“ teploty bez měření. Mnoho českých pivovarů ji drží jako součást charakteru piva.

3.5Scezování

Scezování oddělí sladinu od nerozpustných zbytků – mláta. Ve scezovací kádi leží mláto na perforovaném (falešném) dně a samo funguje jako filtr (Obr. 3.2). Nejprve odteče předek, nejkoncentrovanější sladina, pak se mláto vyslazuje horkou vodou (76–78 °C) a odtékají výstřelky. Kypřicí nože udržují vrstvu propustnou. Scezování se ukončí, když výstřelky zředí sladinu na cílovou koncentraci, obvykle než klesnou pod zhruba 1 °P.lautering, first wort, sparging, spent grain

Obr. 3.2 Scezovací káď v řezu (schéma). Filtrem není síto, ale samotné mláto s pluchami. Proto se slad šrotuje tak, aby pluchy zůstaly celé, a proto zhoršují scezování nerozštěpené β-glukany, které zvyšují viskozitu.

3.6Chmelovar, vířivá káď a chlazení

Sladina se v mladinové pánvi vaří s chmelem obvykle 60–90 minut. Chmelovar plní několik úkolů najednou: izomeruje hořké látky chmele (kapitola 5), sráží bílkoviny s polyfenoly do vloček (lom, horký kal), mladinu sterilizuje a ničí enzymy, odpařuje vodu a nežádoucí těkavé látky (hlavně DMS) a prohlubuje barvu.wort boiling, hot break, evaporation

Příklad Odpar

Do pánve přiteklo 640 l sladiny s 10,8 °P, hotová mladina má mít 12,0 °P. Extrakt se varem nemění: \(640\cdot 1{,}0434\cdot 0{,}108 = 72{,}1\) kg. Mladina s 12 °P (hustota 1,0484) bude mít \(72{,}1/0{,}12/1{,}0484 = 573\) l; odpaří se asi 67 l, tedy 10,4 % objemu.

Ve vířivé kádi se mladina roztočí; horký kal se díky sekundárnímu proudění u dna nahrne do kužele uprostřed – stejně jako čajové lístky v zamíchaném hrnku. Pak se mladina zchladí v deskovém chladiči na zákvasnou teplotu (pro spodní kvašení asi 6–10 °C, pro svrchní 15–20 °C) a provzdušní, protože kvasinky potřebují na začátku kyslík k tvorbě buněčných membrán.whirlpool, wort cooling, aeration

Pozor Bezpečnost ve varně a doma

Vroucí mladina a pára způsobují těžká opaření; mladina při varu snadno překypí, zvlášť na začátku varu a po přidání chmele. Plné hrnce se nepřenášejí, hadice a ventily s horkou kapalinou se jistí. Do varných nádob a tanků se smí vstupovat jen po vypuštění, vychlazení, odvětrání a zajištění proti napuštění a zapnutí míchadla. Mytí varny používá žíravé louhy a kyseliny (kapitola 11).

3.7Procvičení

Šrot má 15 °C, hydromodul je 3,5 l/kg a cílová teplota rmutu 64 °C. Jak teplou vodou vystíráte?

\(T_w = 64 + 0{,}407/3{,}5\cdot (64 - 15) = 64 + 5{,}7 = \mathbf{69{,}7}\) °C.

Rmut o objemu 2 000 l má 50 °C a má se dekokcí dostat na 64 °C. Kolik litrů rmutu odeberete (bez ztrát)?

\(x = (64 - 50)/(100 - 50) = 0{,}28\), tedy \(0{,}28\cdot 2\,000 = \mathbf{560}\) l.

Ze 100 kg sladu se při výtěžnosti 76 % připraví mladina s 12 °P. Kolik kilogramů extraktu, kilogramů a litrů mladiny (při 20 °C) to je?

Extrakt \(100\cdot 0{,}76 = \mathbf{76}\) kg. Mladina \(76/0{,}12 = \mathbf{633{,}3}\) kg, objem \(633{,}3/1{,}0484 = \mathbf{604}\) l. Horká mladina má objem asi o 4 % větší (628 l).

Ze 110 l sladiny s 11 °P má po chmelovaru vzniknout mladina s 12 °P. Jaký bude objem a kolik procent se odpaří?

Extrakt \(110\cdot 1{,}0442\cdot 0{,}11 = 12{,}63\) kg. Mladina \(12{,}63/0{,}12/1{,}0484 = \mathbf{100{,}4}\) l, odpar 9,6 l, tedy 8,7 %.

Proč se mláto nevyslazuje vodou teplejší než asi 78 °C a proč se scezování nedotahuje do úplně „prázdných“ výstřelků?

Horká voda by zničila zbylou α-amylázu a vyluhovala nezcukřený škrob, který způsobí škrobový zákal. Slabé výstřelky už obsahují málo cukrů, ale poměrně hodně tříslovin (polyfenolů), silikátů a lipidů z pluch; ty dávají drsnou, svíravou chuť a zhoršují koloidní stabilitu piva. Navíc ředí mladinu a prodlužují chmelovar.

Co si odnést

Varna: šrotování, vystírání, rmutování, scezování, chmelovar, oddělení kalů a chlazení.
Teplotní prodlevy cílí na enzymy: 45–52 °C bílkovinná, 62–65 °C maltózová, 70–75 °C cukrotvorná, 76–78 °C odrmutování.
Dekokce ohřívá rmut vařením odebrané části; potřebný podíl je \(x = (T_2 - T_1)/(100 - T_1)\).
Chmelovar izomeruje hořké látky, sráží bílkoviny, sterilizuje, odpařuje vodu a DMS.

Část IZáklady

Historie a česká pivovarská tradicezáklady

Pivo provází lidstvo od prvních zemědělců. Ve středověku ho vařily kláštery a města s právem várečným, v 19. století se z řemesla stala věda – a jedna várka z října 1842 v Plzni dala světu nejrozšířenější pivní styl. Česko je dnes třetím největším pěstitelem chmele na světě a jeho pivo i chmel nesou chráněná označení EU.

📜

Dějiny piva jsou jako rodokmen: světlý ležák má „otce“ v bavorském spodním kvašení, „matku“ v anglickém světlém sladu, „kmotra“ v žateckém chmelu a „porodní bábu“ v měkké plzeňské vodě. A teprve v roce 2011 vědci zjistili, kdo byl druhým rodičem samotných ležákových kvasinek.

Časová osa pivovarnictví

Klepněte na kartu události a přečtěte si, co se stalo a proč na tom záleží. Na ose nahoře se událost zvýrazní; osa není lineární – starověk a středověk jsou zhuštěné.

LABORATOŘ

Vyberte událost.

Minihra: seřaďte události

Klepejte na události v pořadí od nejstarší po nejnovější. Roky se ukážou až po vyhodnocení. Za úplně správné pořadí získáte bonus.

MINIHRA

0 / 5

+Teorie: starověk a středověk, rok 1842, věda v pivovaru, chmelařské oblasti a chráněná označení

4.1Od Mezopotámie po středověká města

Nejstarší písemné a obrazové doklady o pivu pocházejí z Mezopotámie a Egypta ze 4. a 3. tisíciletí př. n. l.; pivo tam bylo běžnou potravinou i součástí mzdy. Vařilo se z obilí bez chmele a často se ochucovalo bylinami. V Evropě se ve středověku používala bylinná směs zvaná grut; chmel se prosazoval postupně od vrcholného středověku, protože pivo nejen ochutí, ale i lépe konzervuje.gruit, hopped beer

V českých zemích se k roku 1088 tradičně klade zmínka o chmelovém desátku v takzvané zakládací listině vyšehradské kapituly (listina se dochovala v pozdějším znění). Pivo vařily kláštery a hlavně města, kterým panovník udělil právo várečné, často spojené s mílovým právem – zákazem vařit a čepovat cizí pivo v okruhu jedné míle od města. Plzeň založil Václav II. roku 1295 a její měšťané právo várečné získali.brewing right, mile right

4.2Spodní kvašení a rok 1842

Spodní kvašení při nízké teplotě se rozvinulo v Bavorsku: pivo kvasilo a leželo v chladných sklepích chlazených ledem, proto se vařilo hlavně v zimě. Plzeňští měšťané, nespokojení s kolísavou kvalitou svrchně kvašeného piva, postavili nový společný pivovar a povolali bavorského sládka Josefa Grolla z Vilshofenu. Ten 5. října 1842 uvařil první várku světlého spodně kvašeného piva; čepovat se začalo v listopadu téhož roku.Pilsner, bottom fermentation

Úspěch stál na spojení čtyř věcí: bavorské technologie spodního kvašení, světlého sladu sušeného nepřímo horkým vzduchem (podle anglického vzoru), žateckého chmele a velmi měkké plzeňské vody, která podporuje jemnou hořkost (kapitola 7). Zlatavé čiré pivo se díky železnici rychle šířilo a „plzeňský typ“ se stal vzorem světlých ležáků po celém světě.

Ve varně a ve sklepě

Teprve chladicí stroje Carla von Lindeho ze 70. let 19. století osvobodily spodní kvašení od přírodního ledu. Do té doby si pivovary v zimě vysekávaly led z rybníků a skladovaly ho v lednicích.

4.3Z řemesla věda

Tadeáš Hájek z Hájku, lékař a astronom na dvoře Rudolfa II., vydal roku 1585 latinský spis De cerevisia – jedno z prvních odborných pojednání o vaření piva.
František Ondřej Poupě (1753–1805) prosazoval na přelomu 18. a 19. století měření teploty a hustoty, chmelení podle pravidel a vzdělávání sládků; v Brně vedl soukromou pivovarskou školu.
Karel Napoleon Balling (1805–1868), profesor pražské polytechniky, zavedl ve 40. letech 19. století sacharometrii – měření extraktu hustoměrem – a odvodil bilanci kvašení, ze které vychází i dnešní zákonný výpočet stupňovitosti (kapitola 10). Jeho tabulky později zpřesnil Fritz Plato; odtud stupně Plato.
Louis Pasteur v knize Études sur la bière (1876) ukázal, že kažení piva způsobují mikroorganismy. Emil Christian Hansen v Kodani roku 1883 izoloval čistou kulturu pivovarských kvasinek z jediné buňky.
V Praze zahájila 1. 10. 1887 činnost pivovarská výzkumná stanice; roku 1950 vznikl sloučením s brněnským Sladařským ústavem (založeným 1920) Výzkumný ústav pivovarský a sladařský. Pivovarství se dnes vyučuje mimo jiné na VŠCHT Praha, výzkumu chmele a ječmene se věnují i zemědělské univerzity.

Ve varně a ve sklepě

Ležákové kvasinky Saccharomyces pastorianus jsou kříženec. Jedním rodičem je běžná pivovarská kvasinka S. cerevisiae, druhého – chladnomilnou S. eubayanus – popsali vědci teprve roku 2011 z lesů v Patagonii (Libkind a kol.). Kde a kdy ke křížení došlo, se stále zkoumá; ležákové kvasinky se každopádně „zabydlely“ v chladných bavorských a českých pivovarech.

4.4Chmelařské oblasti

Chmel se v Česku pěstuje ve třech oblastech: Žatecké, Úštěcké a Tršické (Obr. 4.1). Podle Situační a výhledové zprávy Ministerstva zemědělství Chmel, pivo 2025 evidoval ÚKZÚZ k 20. 8. 2025 celkem 4 812 ha chmelnic, které obdělávalo 122 pěstitelů; 82,1 % plochy zaujímala odrůda Žatecký poloraný červeňák. Žatecká oblast měla 3 689 ha. V roce 2024 tvořila česká výměra 8,7 % světové plochy chmele, což znamenalo třetí místo na světě; sklizeň činila 6 494 t.Saaz hops, hop-growing regions

Obr. 4.1 Chmelařské oblasti Česka. Žatecká oblast (Žatecko, Lounsko, Rakovnicko) tvoří asi tři čtvrtiny plochy. Zdroj údajů: MZe, Situační a výhledová zpráva Chmel, pivo 2025 (podle ÚKZÚZ).

Ochrana původu chmele má dlouhou tradici: první patent o úředním pečetění chmele a listinu o jedinečnosti jeho původu vydala Marie Terezie roku 1769. Roku 2023 byly Žatec a krajina žateckého chmele zapsány na Seznam světového dědictví UNESCO.

4.5Chráněná označení

EU chrání názvy zemědělských produktů dvěma hlavními způsoby. Chráněné označení původu (CHOP) vyžaduje, aby všechny fáze výroby proběhly ve vymezené oblasti a vlastnosti produktu byly dány jejím prostředím. Chráněné zeměpisné označení (CHZO) vyžaduje, aby v oblasti proběhla alespoň jedna fáze výroby a kvalita nebo pověst produktu s oblastí souvisela. Dnes systém upravuje nařízení (EU) 2024/1143.PDO, PGI

Žatecký chmel (CHOP, nařízení Komise (ES) č. 503/2007 z 8. 5. 2007) – smí se tak označit jen jemný aromatický chmel Žatecký poloraný červeňák (jeho registrované klony) vypěstovaný v Žatecké chmelařské oblasti. Šlo o první chráněné označení chmele v EU.
České pivo (CHZO, nařízení Komise (ES) č. 1014/2008) – specifikace popisuje tradiční česká spodně kvašená piva, jejich suroviny, technologii a rozmezí analytických hodnot; pivo musí být vyrobeno v Česku. Dodržování specifikace kontroluje Státní zemědělská a potravinářská inspekce.
K tomu je registrováno několik dalších zeměpisných označení piv z jednotlivých měst a regionů.

Pomůcka

CHOP = „Od A do Z v oblasti“ (původ všeho), CHZO = „Založené na pověsti oblasti“ (stačí jedna fáze).

4.6Procvičení

Seřaďte chronologicky: Hansenova čistá kultura kvasinek, Grollova první várka v Plzni, Pasteurovy Études sur la bière, Hájkův spis De cerevisia, tereziánský patent o pečetění chmele.

Hájek (1585) → patent Marie Terezie (1769) → Groll (1842) → Pasteur (1876) → Hansen (1883).

Co bylo právo várečné a mílové právo a proč na nich městům záleželo?

Právo várečné opravňovalo město (a v něm jednotlivé domy) vařit pivo, mílové právo zakazovalo v okruhu jedné míle od města vařit a čepovat cizí pivo. Pivo bylo každodenní potravinou a jeho výroba a prodej byly velkým zdrojem příjmů, takže šlo o hospodářskou výsadu chráněnou před konkurencí.

Proč se spodně kvašené pivo před zavedením chladicích strojů vařilo hlavně v zimě?

Spodní kvasinky pracují při 6–10 °C a pivo potřebuje týdny ležet při teplotě kolem 0–2 °C. Takové teploty šlo udržet jen v hlubokých sklepích chlazených přírodním ledem, který se v zimě sekal na rybnících. Teprve chladicí stroje (od 70. let 19. století) umožnily vařit ležáky celý rok.

Jakou část plochy chmelnic zaujímala v roce 2025 Žatecká oblast a kolik hektarů bylo osázeno Žateckým poloraným červeňákem?

Žatecká oblast \(3\,689/4\,812 = \mathbf{76{,}7}\) % plochy. Žatecký poloraný červeňák \(0{,}821\cdot 4\,812 \approx \mathbf{3\,951}\) ha (pěstuje se ve všech třech oblastech, ale označení Žatecký chmel smí nést jen z Žatecké oblasti).

V čem se liší chráněné označení původu od chráněného zeměpisného označení? Uveďte český příklad každého.

CHOP: všechny fáze výroby ve vymezené oblasti a vlastnosti dané jejím prostředím – Žatecký chmel. CHZO: alespoň jedna fáze výroby v oblasti a kvalita nebo pověst s ní spojená – České pivo.

Co si odnést

Pivo je staré jako zemědělství; chmel se v Evropě prosadil ve středověku díky chuti i konzervaci.
5. 10. 1842 uvařil Josef Groll v Plzni první světlý spodně kvašený ležák – vzor stylu „pilsner“.
Vědecké základy oboru položili mimo jiné Balling, Pasteur a Hansen; v Česku výzkum od roku 1887 pokračuje ve VÚPS.
Žatecký chmel (CHOP, 2007) a České pivo (CHZO, 2008) jsou chráněná označení EU.

Část IIStřední škola

Chmel a hořkoststřední škola

Chmel dává pivu hořkost, vůni a pomáhá jeho stabilitě. Hořkost ale nepochází přímo z chmele: α-hořké kyseliny jsou ve studené mladině skoro nerozpustné a ve vroucí mladině se teprve mění – izomerují – na rozpustné a mnohem hořčejší izo-α-kyseliny. Čím déle se chmel vaří, tím víc hořkosti dá, ale tím víc jeho vůně se odpaří.

🫖

Chmel ve varu se chová jako čaj: krátké louhování dá vůni, dlouhé hořkost a trpkost. Sládek proto chmelí ve dvou až třech dávkách – první na začátku varu „na hořkost“, další ke konci „na vůni“ – a některá piva dostanou chmel ještě za studena, kdy se vyluhuje jen aroma.

Hořkost podle Tinsetha

Nastavte stupňovitost mladiny, obsah α-kyselin chmele a tři dávky chmele v gramech na hektolitr s dobou varu. Křivka ukazuje, jaká část α-kyselin se při dané době varu stane hořkostí v pivu; body jsou vaše dávky.

LABORATOŘ

Stupňovitost mladiny α-kyseliny 1. dávky α-kyseliny 2. a 3. dávky

1. dávka vaří se

2. dávka vaří se

3. dávka vaří se

Model: Tinseth (1997): využití \(U = 1{,}65\cdot 0{,}000125^{(SG-1)}\cdot (1 - e^{-0{,}04\,t})/4{,}15\), hořkost IBU = U · α · dávka v g/hl · 10. Model počítá s celým hlávkovým chmelem nebo granulátem ve varu a neuvažuje ztráty při kvašení a filtraci, chmelení za studena ani vliv tvaru nádoby. Skutečná hořkost se měří (oddíl 5.4).

+Teorie: rostlina a hlávka, chmelové pryskyřice a silice, izomerace, IBU, chmelení za studena

5.1Rostlina a hlávka

Chmel otáčivý (Humulus lupulus) je vytrvalá dvoudomá popínavá rostlina z čeledi konopovitých. Pro pivo se pěstují jen samičí rostliny, jejichž hlávky (šištice) se sklízejí koncem srpna a v září a suší. Na listenech hlávky sedí žluté lupulinové žlázky s pryskyřicemi a silicemi (Obr. 5.1). Na chmelnicích rostou rostliny po drátech na konstrukci vysoké asi 7 m; pěstování a ochranu chmele vykládá průvodce Zemědělství.hop cone, bract, lupulin gland

Obr. 5.1 Hlávka chmele v řezu (schéma). Pryskyřice a silice jsou soustředěny v lupulinu; jeho podíl a složení závisí na odrůdě, ročníku a době sklizně.

5.2Co je v chmelu

α-hořké kyseliny (humulon, kohumulon, adhumulon) – hlavní zdroj hořkosti po izomeraci. Jejich obsah se udává v % hmotnosti chmele: aromatické odrůdy mívají jednotky procent, hořké odrůdy i přes 10 %.alpha acids, humulone
β-hořké kyseliny (lupulon a příbuzné) – samy téměř neizomerují a jsou málo rozpustné, ale jejich oxidační produkty přispívají k hořkosti stárnoucího chmele.
Silice (asi 0,5–3 % hmotnosti) – těkavé látky vůně: myrcen, humulen, karyofylen, farnesen, linalool, geraniol a další. Většina se při dlouhém varu odpaří.hop essential oil
Polyfenoly (třísloviny) – při chmelovaru se sráží s bílkovinami (lom), v pivu přispívají k plnosti a ovlivňují koloidní stabilitu (kapitola 11).

Ve varně a ve sklepě

Žatecký poloraný červeňák je jemně aromatický chmel s nízkým obsahem α-kyselin. Podle Situační a výhledové zprávy MZe Chmel, pivo 2025 měl v ročníku 2024 průměrně 2,67 % α-kyselin na Žatecku, 2,99 % na Úštěcku a 2,10 % na Tršicku; přestože zaujímal 82,1 % plochy, dal jen 55 % české produkce α-kyselin. Sládek proto dávkuje chmel podle rozboru konkrétní šarže, ne podle hmotnosti.

5.3Izomerace

Ve vroucí mladině se α-kyseliny přeměňují na izo-α-kyseliny (cis a trans formy). Reakce je zhruba prvního řádu a s teplotou se zrychluje; za obvyklých 60–90 minut varu se do piva dostane jen asi čtvrtina až třetina α-kyselin – zbytek zůstane nezreagovaný, odejde s kalem, kvasnicemi a na stěnách. Izo-α-kyseliny jsou hořké, podporují stabilitu pěny a brzdí růst grampozitivních bakterií, ale na světle se z nich tvoří „světelná“ příchuť (kapitola 11). Co se při chmelovaru děje s jednotlivými složkami, shrnuje Obr. 5.2.isomerization, iso-alpha acids, hop utilization

Obr. 5.2 Osud hlavních složek chmele při chmelovaru (zjednodušeně). Proto se chmelí ve více dávkách: dávka na začátku varu dává hlavně hořkost, dávka ke konci hlavně vůni.

5.4Hořkost a jednotky IBU

Hořkost piva se měří spektrofotometricky: hořké látky se z okyseleného piva vytřepou do izooktanu a měří se absorbance při 275 nm (metody EBC a ASBC). Výsledek se udává v jednotkách hořkosti (BU, IBU); 1 IBU odpovídá přibližně 1 mg izo-α-kyselin v litru. Český světlý ležák má obvykle 30–45 IBU, světlé výčepní 20–35, pšeničné pivo jen 8–15.international bitterness units

Výpočet předem dělá sládek modelem. Rozšířený je Tinsethův model: využití α-kyselin (podíl, který skončí v pivu jako izo-α) je součinem faktoru stupňovitosti (hustší mladina izomeruje hůř) a faktoru doby varu.

Tinsethův model (SG hustota mladiny, t doba varu v min, α v hmotnostním zlomku, m v g na hl)\[U = \underbrace{1{,}65\cdot 0{,}000125^{\,SG-1}}_{\text{stupňovitost}}\cdot\underbrace{\frac{1 - e^{-0{,}04\,t}}{4{,}15}}_{\text{doba varu}},\qquad IBU = U\cdot \alpha\cdot m\cdot 10\]

Příklad Tři dávky do dvanáctky

Mladina 12 °P (SG 1,0484), chmel s 3 % α: 350 g/hl vařeno 80 min (\(U = 0{,}247\)), 150 g/hl 30 min (\(U = 0{,}180\)) a 80 g/hl 5 min (\(U = 0{,}047\)). První dávka dodá \(0{,}247\cdot 0{,}03\cdot 350\cdot 10 = 25{,}9\) IBU, druhá 8,1 IBU, třetí 1,1 IBU, celkem 35,1 IBU – typická hořkost světlého ležáku. Poslední dávka hořkost skoro nezvýší, ale přinese vůni.

Poměr hořkosti a hustoty mladiny BU:GU (IBU děleno „body hustoty“ \((SG - 1)\cdot 1000\)) vyjadřuje, jak hořce pivo vyzní vzhledem ke sladové plnosti: kolem 0,5 je vyvážené až sladové, nad 0,7 výrazně hořké.

Pozor

Tinsethův a podobné modely jsou empirické a pro velké varny s jiným tvarem pánve, intenzitou varu a dobou ve vířivé kádi mohou chybovat o desítky procent. Hořkost se proto v hotovém pivu vždy měří a dávkování se podle ní ladí.

5.5Chmelové produkty, aroma a chmelení za studena

Chmel se používá jako sušené hlávky, lisovaný granulát (rozemletý a slisovaný chmel, stabilnější a lépe skladovatelný) nebo extrakt (pryskyřice vyluhované například kapalným CO₂). Všechny produkty stárnou: α-kyseliny oxidují, a proto se chmel skladuje v chladu a bez přístupu kyslíku.hop pellets, hop extract

Při chmelení za studena (dry hopping) se chmel přidává do kvasícího nebo dozrávajícího piva. Izomerace neprobíhá, do piva přejdou hlavně silice a část polyfenolů; vzniká výrazné chmelové aroma typické pro řadu svrchně kvašených stylů. Kvasinky přitom mohou některé terpenoidy chmele přeměnit (například geraniol na β-citronellol), takže aroma závisí i na kmeni kvasinek.dry hopping, biotransformation

5.6Procvičení

Do 20 l mladiny s 12 °P se přidá 60 g chmele s 3 % α-kyselin a vaří se 60 minut. Kolik IBU modelově vznikne?

\(U(60) = 1{,}0682\cdot 0{,}2191 = 0{,}234\). α-kyseliny \(0{,}03\cdot 60\,000/20 = 90\) mg/l. IBU \(= 0{,}234\cdot 90 = \mathbf{21{,}1}\).

Kolik gramů chmele s 3 % α-kyselin potřebujete na 100 l dvanáctistupňové mladiny, aby měla 30 IBU při 60 minutách varu?

\(m = IBU\cdot V/(U\cdot \alpha\cdot 1000) = 30\cdot 100/(0{,}234\cdot 0{,}03\cdot 1\,000) = \mathbf{427}\) g.

O kolik procent je při 60 minutách varu nižší využití chmele v mladině 16 °P než v mladině 8 °P?

\(U_{16} = 0{,}201\), \(U_{8} = 0{,}272\); poměr 0,739, využití je tedy asi o 26 % nižší. Silná piva potřebují na stejnou hořkost víc chmele.

Ležák má 35 IBU a mladina měla 12 °P (SG 1,0484). Jaký je poměr BU:GU a co vypovídá?

GU \(= 48{,}4\); BU:GU \(= 35/48{,}4 = \mathbf{0{,}72}\). Výrazně hořké pivo, typické pro český světlý ležák, kde chmel vyvažuje sladovou plnost.

Šarže chmele měla při sklizni 3,5 % α-kyselin a za půl roku nevhodného skladování ztratila 20 % z nich. S jakou hodnotou musí sládek počítat a co to udělá s dávkou?

\(3{,}5\cdot 0{,}8 = \mathbf{2{,}8}\) % α. Pro stejnou hořkost musí dávku zvýšit v poměru \(3{,}5/2{,}8 = 1{,}25\), tedy o 25 %. Starý chmel navíc mění vůni (oxidace silic).

Co si odnést

Hořkost dávají izo-α-kyseliny, které vznikají izomerací α-kyselin ve vroucí mladině.
Využití chmele roste s dobou varu (nasycuje se po 60–90 min) a klesá s hustotou mladiny; běžně je to 25–30 %.
Vůni dávají těkavé silice – proto pozdní dávky a chmelení za studena.
1 IBU ≈ 1 mg/l izo-α-kyselin; český světlý ležák má obvykle 30–45 IBU.

Část IIStřední škola

Kvasinky a kvašenístřední škola

Kvasinky jsou jednobuněčné houby, které v mladině nejdřív rostou a množí se a pak většinu cukrů přemění na ethanol a oxid uhličitý. Kromě nich tvoří stovky vedlejších látek – estery, vyšší alkoholy, diacetyl, sirné látky –, které rozhodují o chuti. Teplota kvašení je proto nejsilnější páka sládka: chladné kvašení dává čisté ležáky, teplé ovocná a kořenitá piva.

🫧

Kvašení je jako stavba domu: nejdřív přijede parta (zakvašení), chvíli se rozkoukává (zpožděná fáze), pak pracuje naplno a přibírá pomocníky (rychlý růst), a když dojde materiál, zpomalí a uklízí (dokvašování). Úklid je důležitý – kvasinky v něm „sbírají“ diacetyl, který by jinak dal pivu máslovou příchuť.

Kinetika kvašení

Zvolte typ kvasinek, teplotu hlavního kvašení, dávku kvasinek (zákvas) a stupňovitost. Horní graf ukazuje pokles zdánlivého extraktu, dolní celkový diacetyl (volný diacetyl i jeho prekurzor). Po hlavním kvašení spodně kvašené pivo leží při 2 °C; diacetylová pauza předtím na dva dny zvýší teplotu na 14 °C.

LABORATOŘ

Teplota hlavního kvašení Zákvas Stupňovitost mladiny

Model: logistický růst kvasinek s Monodovou závislostí na zkvasitelném extraktu, spotřeba extraktu úměrná biomase, teplotní závislost exponenciální (\(Q_{10} \approx 2\)); svrchní kvasinky pod 12 °C výrazně zpomalují. Prekurzor α-acetolaktát vzniká s růstem a mimo buňku se mění na diacetyl tím rychleji, čím je tepleji; kvasinky diacetyl redukují. Index esterů je relativní (spodní kvasinky, 9 °C, 15 mil./ml = 100). Hranice 0,1 mg/l je orientační práh chuti u ležáků. Výukový model, ne předpověď konkrétního kmene.

+Teorie: kvasinková buňka, metabolismus, průběh kvašení, vedlejší produkty, práce s kvasnicemi a CO₂

6.1Pivovarské kvasinky

Kvasinky jsou jednobuněčné eukaryotické houby. Buňka pivovarské kvasinky je oválná, velká asi 5–10 µm a množí se pučením: na mateřské buňce vyroste dceřiná a po oddělení zůstane jizva (Obr. 6.1). Stavbu eukaryotní buňky vykládá průvodce Biologie.yeast, budding, bud scar

Obr. 6.1 Kvasinková buňka (schéma). Počet jizev po pučení prozrazuje věk buňky; jedna buňka vytvoří řádově desítky dceřiných. Zásobní glykogen a lipidy jsou v cytoplazmě, mitochondrie pracují hlavně v počáteční fázi, kdy je v mladině kyslík.

Svrchní kvasinky Saccharomyces cerevisiae kvasí při 15–25 °C; během kvašení je CO₂ vynáší ke hladině. Používají se pro ale, pšeničná piva, stouty a portery.ale yeast
Spodní kvasinky S. pastorianus (kříženec S. cerevisiae a S. eubayanus, kapitola 4) kvasí při 6–12 °C a na konci kvašení sedimentují na dno. Na rozdíl od svrchních zkvasí i disacharid melibiózu, čehož se využívá k jejich laboratornímu rozlišení.lager yeast
Divoké kvasinky (například rod Brettanomyces) a mléčné bakterie se uplatňují v kyselých a spontánně kvašených pivech, v ostatních jsou kontaminací (kapitola 11).

6.2Metabolismus: hlavní produkty a vedlejší látky

Cukry vstupují do glykolýzy, kde se z glukózy stanou dvě molekuly pyruvátu. Pyruvát se dekarboxyluje na acetaldehyd a ten se redukuje na ethanol. I za přítomnosti kyslíku kvasinky při vysoké koncentraci cukru kvasí (Crabtreeho efekt). Cukry využívají postupně: nejdřív glukózu, fruktózu a sacharózu, pak maltózu a nakonec maltotriózu; dextriny nezkvasí a zůstanou v pivu jako součást plnosti.glycolysis, Crabtree effect, sugar uptake order

Kyslík, který dostane mladina při provzdušnění, kvasinky potřebují na začátku k tvorbě sterolů a nenasycených mastných kyselin do membrán; bez něj se dobře nemnoží a kvašení vázne. Hlavní vedlejší produkty ukazuje Obr. 6.2.

Obr. 6.2 Zjednodušená mapa metabolismu. Ethanol a CO₂ jsou hlavní produkty; diacetyl vzniká oklikou přes α-acetolaktát, který kvasinka vylučuje a který se mimo buňku pomalu mění na diacetyl – proto ho kvasinky musí při dokvašování „posbírat“. Vyšší alkoholy vznikají z aminokyselin (Ehrlichova dráha), estery z alkoholů a acetyl-CoA.

6.3Průběh kvašení

Zchlazená a provzdušněná mladina se zakvasí – u ležáků se obvykle dávkuje zhruba milion buněk na mililitr a stupeň Plato, tedy asi 12 milionů buněk na mililitr do dvanáctky. Po zpožděné fázi (adaptace) následuje exponenciální růst, kdy kvasinky spotřebovávají kyslík, aminokyseliny a cukry, a pak stacionární fáze, kdy už se nemnoží, ale dál kvasí. Růst limitovaný substrátem popisuje Monodova rovnice.pitching rate, lag phase, exponential growth, Monod

Růst kvasinek X a spotřeba substrátu S (Y výtěžnost biomasy, μ_max maximální specifická rychlost růstu)\[\frac{dX}{dt} = \mu_{max}\frac{S}{K_S + S}\,X,\qquad \frac{dS}{dt} = -\frac{1}{Y}\frac{dX}{dt},\qquad t_d = \frac{\ln 2}{\mu}\]

Hlavní kvašení spodně kvašeného piva trvá při 6–12 °C asi 6–12 dní; vznikne mladé pivo se zbytkem zkvasitelného extraktu. Následuje dokvašování (ležení) v ležáckých tancích při 0–3 °C pod mírným přetlakem: zbylý extrakt dokvasí, pivo se nasytí CO₂, vyčiří a dozraje – kvasinky odbourají diacetyl, acetaldehyd a část sirných látek. Tradiční české ležáky ležely mnoho týdnů. Moderní pivovary často kvasí i nechávají zrát pivo v jedné nádobě – cylindrokónickém tanku – a dozrávání zkracují diacetylovou pauzou, kdy se na konci hlavního kvašení teplota na několik dní zvýší.primary fermentation, lagering, cylindroconical tank, diacetyl rest

Příklad Kolik kvasnic na 100 hl

Do 100 hl dvanáctistupňové mladiny se podle pravidla „milion buněk na mililitr a °P“ nasadí \(12\cdot 10^{6}\cdot 10^{7}\ \text{ml} = 1{,}2\cdot 10^{14}\) buněk. Hustá kvasničná kaše má řádově \(10^{9}\) buněk v mililitru, takže je jí potřeba asi \(1{,}2\cdot 10^{14}/10^{9} = 1{,}2\cdot 10^{5}\) ml, tedy 120 l.

6.4Teplota a vedlejší produkty

S teplotou roste rychlost kvašení – zhruba dvojnásobně na 10 °C (\(Q_{10} \approx 2\)) –, ale také tvorba esterů a vyšších alkoholů. Diacetylu se při vyšší teplotě tvoří víc a rychleji, ale také se rychleji odbourá. Tab. 6.1 uvádí orientační prahy, nad kterými člověk látku v pivu obvykle rozpozná; skutečné prahy se mezi lidmi i pivy liší.flavour threshold, esters, higher alcohols

**Tab. 6.1**Vybrané vedlejší produkty kvašení a orientační prahy
Látka	Vůně a chuť	Orientační práh
diacetyl	máslo, máslové bonbony	asi 0,1 mg/l
acetaldehyd	zelené jablko, tráva	asi 10 mg/l
isoamylacetát	banán, hruška	asi 1 mg/l
ethylacetát	ovocné, ve vysoké koncentraci rozpouštědlo	asi 25–30 mg/l
sulfan (H₂S)	zkažená vejce	jednotky µg/l
4-vinylguajakol	hřebíček (žádoucí v pšeničných pivech)	asi 0,3 mg/l

Pomůcka

Při \(Q_{10} = 2\) zrychlí ohřátí o \(\Delta T\) kvašení \(2^{\Delta T/10}\)krát. Z 9 °C na 15 °C: \(2^{0{,}6} = 1{,}52\)krát – hlavní kvašení se zkrátí ze 7 dní asi na 4,6 dne, ale pivo bude ovocnější.

6.5Práce s kvasnicemi

Po hlavním kvašení se usazené kvasnice sbírají a mohou se znovu nasadit do další várky (opakované nasazování, obvykle několik generací). Sleduje se viabilita (podíl živých buněk; mrtvé se barví například methylenovou modří) a vitalita (fyziologická kondice). Čistá kultura se udržuje v laboratoři a pro výrobu se postupně namnoží v propagační stanici. Bioreaktory a řízení fermentace do hloubky vykládá průvodce Biotechnologie.yeast repitching, viability, propagation

Pozor Oxid uhličitý

Při kvašení vzniká na každý litr dvanáctky asi 37 g CO₂. Ze 100 l piva se uvolní asi 3,2 kg CO₂, tedy přes 1,7 m³ plynu. Ve sklepě o objemu 20 m³ by to při dokonalém promíchání znamenalo asi 8,6 % CO₂ ve vzduchu – a protože je CO₂ těžší než vzduch, hromadí se u podlahy a v jamách ještě víc. Už jednotky procent způsobují bolest hlavy a dušnost, kolem 10 % může během minut nastat bezvědomí. Spilky a sklepy se proto větrají a v pivovarech hlídají čidly; do nevětraných prostor a nádob se nevstupuje.

6.6Procvičení

Kolik gramů ethanolu a CO₂ vznikne teoreticky z 1 kg glukózy?

\(M(\mathrm{C_6H_{12}O_6}) = 180{,}16\) g/mol, \(M(\mathrm{C_2H_5OH}) = 46{,}07\), \(M(\mathrm{CO_2}) = 44{,}01\). Ethanol \(1\,000\cdot 2\cdot 46{,}07/180{,}16 = \mathbf{511}\) g, CO₂ \(1\,000\cdot 2\cdot 44{,}01/180{,}16 = \mathbf{489}\) g. Ve skutečnosti část cukru spotřebují kvasinky na růst, takže výtěžek je nižší (kapitola 10).

Kvasinky v mladině se zdvojnásobí za 20 hodin. Za jak dlouho vzroste koncentrace z 15 na 60 milionů buněk v mililitru, pokud se růst nezpomalí?

\(60/15 = 4 = 2^{2}\), tedy dvě zdvojnásobení: 40 hodin. Ve skutečnosti se růst s ubývajícím kyslíkem a živinami zpomaluje.

Hlavní kvašení trvá při 9 °C sedm dní. Jak dlouho by modelově trvalo při 15 °C, je-li \(Q_{10} = 2\)? Proč to nemusí být dobrý nápad?

Zrychlení \(2^{6/10} = 1{,}52\); \(7/1{,}52 = \mathbf{4{,}6}\) dne. Vyšší teplota ale zvýší tvorbu esterů a vyšších alkoholů – ležák ztratí čistý profil a může mít ovocné až „rozpouštědlové“ tóny.

Kolik buněk a kolik litrů husté kvasničné kaše (\(10^9\) buněk/ml) potřebujete na 50 hl mladiny s 11 °P při dávce milion buněk na ml a °P?

Buněk \(11\cdot 10^{6}\cdot 5\cdot 10^{6}\ \text{ml} = \mathbf{5{,}5\cdot 10^{13}}\); kaše \(5{,}5\cdot 10^{13}/10^{9} = 5{,}5\cdot 10^{4}\) ml = 55 l.

Ve dvoulitrové lahvi s neprokvašenou mladinou se zkvasí 20 g cukru (glukózy). Kolik litrů CO₂ (při 15 °C a normálním tlaku, hustota 1,86 g/l) se uvolní a co z toho plyne pro uzavřenou láhev?

CO₂ \(20\cdot 0{,}489 = 9{,}8\) g, to je \(9{,}8/1{,}86 = \mathbf{5{,}3}\) l plynu – více než dvojnásobek objemu láhve. V uzavřené láhvi se část rozpustí, zbytek vytvoří velký přetlak, který může láhev roztrhnout. Proto se pivo nelahvuje před dokvašením (kapitola 10).

Co si odnést

Svrchní kvasinky S. cerevisiae kvasí teple (15–25 °C), spodní S. pastorianus chladně (6–12 °C).
Kvašení: zpožděná fáze, rychlý růst, stacionární fáze; teplota zrychluje kvašení i tvorbu esterů a vyšších alkoholů.
Diacetyl vzniká z α-acetolaktátu a kvasinky ho při dokvašování redukují; proto ležení nebo diacetylová pauza.
CO₂ z kvašení je těžší než vzduch a ve sklepech hrozí udušením – větrat a nevstupovat do nevětraných prostor.

Část IIStřední škola

Voda a její úpravastřední škola

Voda není jen rozpouštědlo. Vápník a hořčík v ní okyselují rmut, hydrogenuhličitany ho naopak zásaditě „tlumí“, sírany zvýrazňují suchou hořkost a chloridy plnost. Slavné pivní styly vznikly tam, kde k nim voda „pasovala“: měkká plzeňská voda ke světlému ležáku, tvrdá uhličitanová k tmavým pivům, sádrovcová k hořkým ale.

💧

Hydrogenuhličitany ve vodě se chovají jako tlumič v autě: kyseliny ze sladu do nich „narazí“ a pH rmutu skoro neklesne. Tmavé slady jsou kyselejší, takže tvrdou uhličitanovou vodu přeperou. Světlé slady na to nemají sílu – proto se světlé ležáky vaří z měkké vody.

Voda, zbytková alkalita a pH rmutu

Zvolte modelovou vodu nebo nastavte ionty sami a přidejte podíl karamelových a pražených sladů. Graf ukazuje odhad pH rmutu v závislosti na zbytkové alkalitě; zelený pruh je obvyklý cíl 5,2–5,6.

LABORATOŘ

Vápník Ca²⁺ Hořčík Mg²⁺ Hydrogenuhličitany HCO₃⁻

Sírany SO₄²⁻ Chloridy Cl⁻ Karamelové a pražené slady

Model: celková tvrdost z Ca a Mg, uhličitanová tvrdost KH = HCO₃⁻/21,8 °dH, zbytková alkalita podle Kolbacha RA = KH − (Ca/3,5 + Mg/7) ve °dH, pH rmutu ≈ 5,68 + 0,03·RA − 0,04·(podíl tmavých sladů v %), měřeno při pokojové teplotě. Profily měst jsou orientační modely – rozbory vod se v literatuře liší i o desítky procent a pivovary vodu upravují.

+Teorie: tvrdost a alkalita, uhličitanová rovnováha, zbytková alkalita, sírany a chloridy, úprava vody

7.1Voda v pivovaru

Pivovar potřebuje vodu pitné jakosti (zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví, a prováděcí předpisy). Varní voda jde do rmutu a vyslazování a její složení ovlivňuje pH, extrakci i chuť. Provozní voda slouží k mytí, oplachům, chlazení a výrobě páry – a tvoří většinu spotřeby (kapitola 12). Pro varní vodu jsou nežádoucí železo a mangan (kovová chuť, zákaly), dusičnany, organické znečištění a zbytkový chlor, který s fenoly sladu dává „lékárnické“ chlorfenoly.brewing liquor, process water

7.2Tvrdost a alkalita

Tvrdost vody udává obsah vápníku a hořčíku. Vyjadřuje se v mmol/l nebo v německých stupních (1 °dH = 10 mg CaO v litru = 0,178 mmol/l, tedy 1 mmol/l = 5,6 °dH). Uhličitanová (přechodná) tvrdost je ta část, kterou vyvažují hydrogenuhličitany; varem se z ní vysráží uhličitan vápenatý (vodní kámen). Neuhličitanová (stálá) tvrdost připadá na sírany a chloridy. Alkalita (kyselinová neutralizační kapacita KNK_4,5) vyjadřuje, kolik kyseliny voda spotřebuje do pH 4,5; u běžných vod ji tvoří hlavně HCO₃⁻.water hardness, alkalinity

Tvrdost, uhličitanová tvrdost a alkalita (koncentrace iontů v mg/l)\[c_{Ca+Mg} = \frac{Ca}{40{,}08} + \frac{Mg}{24{,}31}\ \text{mmol/l},\quad °dH = 5{,}6\,c_{Ca+Mg},\quad KH = \frac{HCO_3^-}{21{,}8}\ °dH,\quad KNK_{4,5} \approx \frac{HCO_3^-}{61{,}0}\]

Příklad Středně tvrdá voda

Voda obsahuje 80 mg/l Ca, 15 mg/l Mg a 244 mg/l HCO₃⁻. Tvrdost \(80/40{,}08 + 15/24{,}31 = 1{,}996 + 0{,}617 = 2{,}61\) mmol/l, tedy 14,6 °dH. Uhličitanová tvrdost \(244/21{,}8 = 11{,}2\) °dH, alkalita \(244/61{,}0 = 4{,}0\) mmol/l. Většina tvrdosti je přechodná.

7.3Uhličitanová rovnováha

Rozpuštěný oxid uhličitý, hydrogenuhličitan a uhličitan jsou spojeny dvěma acidobazickými rovnováhami s \(\mathrm{p}K_1 \approx 6{,}35\) a \(\mathrm{p}K_2 \approx 10{,}33\) (při 25 °C). Při pH rmutu kolem 5,4 je asi 90 % uhličitanů ve formě CO₂ – každý hydrogenuhličitan, který se změnil na CO₂, přitom spotřeboval jeden vodíkový ion. Proto alkalita vody pH rmutu zvyšuje (Obr. 7.1). Výpočty acidobazických rovnováh vykládá průvodce Chemie.carbonate equilibrium

Rovnováhy a podíl hydrogenuhličitanu (Hendersonova–Hasselbalchova rovnice)\[\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^- \rightleftharpoons 2\,H^+ + CO_3^{2-}},\qquad \mathrm{pH} = \mathrm{p}K_1 + \log\frac{[\mathrm{HCO_3^-}]}{[\mathrm{CO_2}]}\]

Obr. 7.1 Rozdělení uhličitanových forem podle pH (výpočet z pK₁ = 6,35 a pK₂ = 10,33). V pásmu pH rmutu převažuje rozpuštěný CO₂; hydrogenuhličitany z vody se v rmutu mění na CO₂ a přitom vážou vodíkové ionty.

7.4Zbytková alkalita a pH rmutu

Vápník a hořčík pH rmutu naopak snižují: reagují s fosforečnany sladu za vzniku málo rozpustných fosforečnanů a uvolňují vodíkové ionty. Paul Kolbach shrnul oba vlivy do zbytkové alkality RA: přibližně 3,5 °dH vápníkové tvrdosti (nebo 7 °dH hořčíkové) vyrovná 1 °dH uhličitanové tvrdosti. Každý °dH zbytkové alkality zvýší pH sladiny zhruba o 0,03.residual alkalinity, Kolbach

Zbytková alkalita podle Kolbacha (vše ve °dH)\[RA = KH - \left(\frac{Ca_{°dH}}{3{,}5} + \frac{Mg_{°dH}}{7}\right),\qquad Ca_{°dH} = \frac{Ca}{7{,}15},\quad Mg_{°dH} = \frac{Mg}{4{,}34}\]

Cílem bývá pH rmutu asi 5,2–5,6 (měřeno za pokojové teploty). Při vyšším pH hůř pracují amylázy (kapitola 9), extrahuje se víc tříslovin z pluch, hořkost vyzní drsněji a pivo tmavne. Tmavé, karamelové a pražené slady jsou kyselejší a pH snižují – proto se z tvrdé uhličitanové vody historicky vařila tmavá piva a z měkké vody světlé.

**Tab. 7.1**Modelové vody pivovarských měst (orientační, mg/l) a vypočtené ukazatele
Voda	Ca	Mg	HCO₃⁻	SO₄²⁻	Cl⁻	tvrdost °dH	RA °dH	styl
Plzeň	7	2	15	5	5	1,4	0,3	světlý ležák
Mnichov	75	18	250	10	2	14,6	7,9	tmavý ležák
Dublin	118	4	319	55	19	17,4	9,8	stout
Burton	300	45	300	650	35	52,4	0,3	pale ale, IPA

Ve varně a ve sklepě

Plzeňská voda je tak měkká, že ani nedokáže pH rmutu světlého sladu snížit na ideální hodnotu. Sládci si historicky pomáhali kyselinotvornou prodlevou nebo biologickým okyselením (mléčné bakterie ze sladu vytvoří kyselinu mléčnou); dnes se používá i kyselý slad nebo kyselina mléčná.

7.5Sírany a chloridy

Sírany zdůrazňují suchou, „čistou“ hořkost, chloridy plnost a sladovou kulatost. Pivovarníci proto sledují poměr SO₄²⁻ : Cl⁻: hodnoty kolem 1 se považují za vyvážené, nad 2 za hořce zaměřené (sádrovcová voda Burtonu má poměr kolem 18), pod 0,5 za sladově zaměřené. Je to pomůcka, ne zákon – vnímání závisí i na absolutních koncentracích.sulfate to chloride ratio

7.6Úprava vody

Pivovar vodu upravuje podle zdroje a stylu piva (Obr. 7.2): mechanická filtrace, aktivní uhlí (chlor a organické látky), odželeznění a odmanganování, dekarbonizace (odstranění uhličitanové tvrdosti vápnem, varem, kyselinou nebo iontoměničem), reverzní osmóza (téměř demineralizovaná voda, která se pak řízeně namíchá nebo domineralizuje) a přídavky vápenatých solí – sádrovce CaSO₄·2H₂O nebo chloridu vápenatého – či úprava pH kyselinou mléčnou.water treatment, decarbonation, reverse osmosis

Obr. 7.2 Možné kroky úpravy varní vody (schéma). Ne každý pivovar potřebuje všechny; měkká voda se třeba jen filtruje a dochucuje solemi, tvrdá se dekarbonizuje nebo míchá s osmotickou vodou.

Příklad Kolik přidá sádrovec

Do 20 l vody se přidá 5 g sádrovce (M = 172,17 g/mol). To je 0,029 mol, který přidá \(0{,}029\cdot 40{,}08/20 = 58\) mg/l Ca²⁺ a \(0{,}029\cdot 96{,}06/20 = 140\) mg/l SO₄²⁻ (přesně 58,2 a 139,5 mg/l).

7.7Procvičení

Voda má 40 mg/l Ca a 10 mg/l Mg. Jaká je tvrdost v mmol/l a °dH?

\(40/40{,}08 + 10/24{,}31 = 0{,}998 + 0{,}411 = \mathbf{1{,}41}\) mmol/l, tedy \(5{,}6\cdot 1{,}41 = \mathbf{7{,}9}\) °dH (měkká až středně tvrdá voda).

Táž voda obsahuje 122 mg/l HCO₃⁻. Jaká je uhličitanová tvrdost a zbytková alkalita a jak modelově změní pH rmutu?

KH \(= 122/21{,}8 = 5{,}6\) °dH. Ca \(= 40/7{,}15 = 5{,}6\) °dH, Mg \(= 10/4{,}34 = 2{,}3\) °dH. RA \(= 5{,}6 - (5{,}6/3{,}5 + 2{,}3/7) = 5{,}6 - 1{,}93 = \mathbf{3{,}7}\) °dH; pH stoupne asi o \(0{,}03\cdot 3{,}7 = \mathbf{0{,}11}\).

Kolik procent uhličitanových forem je ve formě HCO₃⁻ při pH 5,35 (pK₁ = 6,35, CO₃²⁻ zanedbejte)?

\(\log([\mathrm{HCO_3^-}]/[\mathrm{CO_2}]) = 5{,}35 - 6{,}35 = -1\), poměr 1 : 10, podíl HCO₃⁻ \(= 1/11 = \mathbf{9{,}1}\) %.

Do 100 l vody přidáte 10 g sádrovce CaSO₄·2H₂O. O kolik vzroste obsah Ca²⁺ a SO₄²⁻?

\(n = 10/172{,}17 = 0{,}0581\) mol. Ca²⁺ \(0{,}0581\cdot 40{,}08\cdot 1\,000/100 = \mathbf{23{,}3}\) mg/l, SO₄²⁻ \(0{,}0581\cdot 96{,}06\cdot 1\,000/100 = \mathbf{55{,}8}\) mg/l.

Proč by světlý ležák z modelové mnichovské vody (RA 7,9 °dH) nedopadl dobře a co s tím lze udělat?

Modelové pH rmutu \(5{,}68 + 0{,}03\cdot 7{,}9 = 5{,}92\) je nad cílem 5,2–5,6: amylázy pracují hůř, extrahuje se víc tříslovin, hořkost je drsná a barva tmavší. Vodu lze dekarbonizovat nebo naředit osmotickou vodou, přidat vápenaté soli (sníží RA) nebo okyselit rmut kyselinou mléčnou či kyselým sladem. Tradičně se z takové vody vařila tmavá piva, jejichž kyselé slady pH srazí samy.

Co si odnést

Tvrdost tvoří Ca a Mg, alkalitu hlavně hydrogenuhličitany; 1 mmol/l = 5,6 °dH.
Hydrogenuhličitany pH rmutu zvyšují, vápník a hořčík ho snižují – bilanci vyjadřuje zbytková alkalita RA.
Cílové pH rmutu je asi 5,2–5,6; měkká voda sedí světlým pivům, uhličitanová tmavým, sádrovcová hořkým.
Moderní pivovar vodu upravuje: filtrace, aktivní uhlí, dekarbonizace, reverzní osmóza, soli a kyselina.

Část IIStřední škola

Pivní styly a senzorikastřední škola

Pivní styl je „rodný list“ piva: způsob kvašení, stupňovitost, alkohol, barva, hořkost a typické vůně a chutě. Senzorické hodnocení učí tyto znaky rozpoznat systematicky – od vzhledu přes vůni a chuť po doznívání – a odhalit vady dřív, než se pivo dostane ke spotřebiteli.

🔎

Senzorik pracuje jako detektiv: nejdřív si prohlédne „místo činu“ (barvu, čirost, pěnu), pak čichá stopy (estery, chmel, slad, vady) a nakonec vyslechne svědky na jazyku (sladkost, hořkost, kyselost, plnost). Podle souhrnu stop určí, o jaký styl jde – a jestli se něco nepovedlo.

Minihra: poznejte styl podle parametrů

V každém kole uvidíte parametry jednoho piva – stupňovitost, alkohol, barvu, hořkost, kvašení a stručný senzorický popis. Vyberte styl. Správná odpověď se ukáže až po vašem výběru. Za 6 správných z 8 získáte bonus.

MINIHRA

0 / 0

Barva piva v jednotkách EBC

Posuňte barvu v jednotkách EBC a podívejte se na orientační odstín ve sklenici, přepočet na americké SRM a styly, do jejichž rozmezí barva spadá.

LABORATOŘ

Barva

Model: EBC ≈ 1,97 · SRM; odstín podle běžně používané převodní tabulky SRM → barva displeje. Barva na obrazovce je jen orientační – skutečný odstín závisí na průměru sklenice, osvětlení a zákalu. Rozmezí stylů podle BJCP 2021.

+Teorie: co je styl, spodně a svrchně kvašená piva, kyselá piva, barva, senzorické hodnocení a servírování

8.1Co je pivní styl

Pivní styl je skupina piv se společným původem, technologií a senzorickým profilem. Mezinárodně nejpoužívanější popis stylů vydává BJCP (Beer Judge Certification Program, verze 2021); pro soutěže je vydává i americká Brewers Association. V Česku platí pro označování skupiny podle vyhlášky (kapitola 1) a pro „České pivo“ specifikace chráněného zeměpisného označení (kapitola 4). Styly se vyvíjejí a jejich hranice jsou dohodou, ne přírodním zákonem.beer style, style guidelines

**Tab. 8.1**Vybrané styly – orientační rozmezí podle BJCP 2021 (přepočteno na °P a EBC)
Styl	Kvašení	°P	% obj.	EBC	IBU
české světlé výčepní	spodní	7–11	3,0–4,1	6–12	20–35
český světlý ležák	spodní	11–14,7	4,2–5,8	7–12	30–45
český polotmavý ležák	spodní	11–14,7	4,4–5,8	20–32	20–35
český tmavý ležák	spodní	11–14,7	4,4–5,8	33–69	18–34
baltský porter	spodní	14,7–21,6	6,5–9,5	33–59	20–40
doppelbock	spodní	17,5–26,4	7–10	12–49	16–26
pšeničné (bavorské)	svrchní	11–13,1	4,3–5,6	4–12	8–15
belgické bílé (witbier)	svrchní	11–12,9	4,5–5,5	4–8	8–20
americká IPA	svrchní	13,8–17,1	5,5–7,5	12–28	40–70
irský stout	svrchní	9–11	3,8–5,0	49–79	25–45
berlínská bílá	svrchní + mléčné bakterie	7,1–8	2,8–3,8	4–6	3–8

Obr. 8.1 Mapa stylů podle barvy a hořkosti (rozmezí BJCP 2021). Styly se překrývají; rozlišuje je teprve kombinace dalších znaků – kvašení, stupňovitost, vůně kvasinek a chmele.

8.2Spodně kvašená piva

Český světlý ležák spojuje zlatou barvu, sladovou plnost s chlebovými tóny, výraznou, ale jemnou hořkost žateckého chmele a nízké nasycení oproti mnoha světovým ležákům; často je vařen dekokcí a v chuti smí mít náznak diacetylu. Do skupiny spodně kvašených patří i výčepní piva, polotmavé a tmavé ležáky s karamelovými a praženými tóny, silné bocky a doppelbocky a baltský porter. Společná je čistota: málo esterů, žádné fenoly kvasinek.Czech premium pale lager, dark lager, bock

8.3Svrchně kvašená piva

Ale (pale ale, IPA, hořké anglické styly) mají ovocné estery a často výrazný chmel. Bavorská pšeničná piva (s podílem pšeničného sladu obvykle přes 50 %) voní po banánu (isoamylacetát) a hřebíčku (4-vinylguajakol, který tvoří kvasinky s aktivní dekarboxylázou fenolových kyselin) a jsou zakalená kvasinkami. Belgická piva stojí na charakteru kvasinek a někdy na koření. Stout a porter dostávají kávové a čokoládové tóny od praženého ječmene a sladů.ale, wheat beer, stout

8.4Kyselá a spontánně kvašená piva

Kyselost dodávají mléčné bakterie (Lactobacillus, Pediococcus) a divoké kvasinky (Brettanomyces). Spontánně kvašená piva kvasí mikroorganismy z prostředí – mladina se nechá vychladnout v otevřené nádobě a zraje měsíce až roky, často v dřevěných sudech. Berlínská bílá je lehké kyselé pšeničné pivo, kde vedle kvasinek pracují mléčné bakterie. To, co je v kyselém pivu žádoucí, by v ležáku byla vada (kapitola 11).sour beer, spontaneous fermentation

8.5Barva piva

Barva se měří spektrofotometricky při 430 nm. EBC = 25 · A₄₃₀ v kyvetě 1 cm, americké SRM = 12,7 · A₄₃₀ (historicky v kyvetě ½ palce). Platí Lambertův–Beerův zákon – absorbance je úměrná koncentraci barviv i tloušťce vrstvy –, proto vypadá totéž pivo ve široké sklenici tmavší než v úzké.beer colour, EBC, SRM, Beer–Lambert law

Barva piva (A₄₃₀ absorbance při 430 nm, f faktor ředění, l v cm)\[EBC = 25\cdot A_{430}\cdot f,\qquad SRM = 12{,}7\cdot A_{430}\cdot f,\qquad EBC \approx 1{,}97\cdot SRM,\qquad A = \varepsilon\, c\, l\]

Příklad Z absorbance na barvu

Neředěné pivo má v kyvetě 1 cm absorbanci 0,48 při 430 nm. Barva \(25\cdot 0{,}48 = 12\) EBC, tedy \(12{,}7\cdot 0{,}48 = 6{,}1\) SRM – zlatavý světlý ležák.

8.6Senzorické hodnocení

Pivo se hodnotí v klidné místnosti bez pachů, v čistém skle a při stálé teplotě. Pořadí je pevné: vzhled (barva, čirost, pěna a její stálost), vůně (nosem: slad, chmel, estery, fenoly, případné vady), chuť (sladkost, hořkost, kyselost, slanost, umami), plnost a říz (tělo, nasycení CO₂, svíravost) a doznívání (vůně z úst do nosu, délka hořkosti). Pro popis vůní a chutí se používá kolo chutí (Meilgaard a kol., 1979; dnes v revidovaných verzích; Obr. 8.2).sensory evaluation, flavour wheel

Obr. 8.2 Zjednodušené kolo chutí. Skutečná kola mají tři úrovně – od obecných skupin přes podskupiny ke konkrétním látkám – a každá vada má svůj chemický standard, na kterém se hodnotitelé školí.

Pro rozhodování se používají standardizované testy (normy ISO a metody EBC). V trojúhelníkovém testu dostane hodnotitel tři vzorky, z nichž dva jsou stejné, a má určit odlišný; náhodou se trefí s pravděpodobností 1/3. Z binomického rozdělení plyne, kolik správných odpovědí je třeba, aby rozdíl nebyl náhodný. Popisná analýza hodnotí intenzity jednotlivých znaků na stupnici, hedonické testy oblibu.triangle test, descriptive analysis

Pozor

Profesionální senzorické hodnocení není pití. Hodnotí se malé vzorky (desítky mililitrů), mezi vzorky se chuť neutralizuje vodou a pečivem a při delších sezeních se vzorky nepolykají. Hodnotitelé po hodnocení neřídí.

8.7Servírování v kostce

O tom, jak pivo vyzní, rozhoduje i výčep a sklenice: čistota skla (mastnota ničí pěnu), teplota (ležáky obvykle kolem 6–8 °C, silná a svrchně kvašená piva tepleji), správně nastavený tlak a hustá pěna, která chrání pivo před oxidací a únikem CO₂. Výčepní zařízení, pivní sklo, pěnu, způsoby čepování a sanitaci výčepu podrobně vykládá průvodce Škola čepování piva.beer dispense, serving temperature

8.8Procvičení

Pivo má 12,5 °P, 5,0 % obj., 9 EBC, 38 IBU, je spodně kvašené a voní kořenitým chmelem a chlebovým sladem. Jaký je to styl?

Všechny parametry padnou do rozmezí českého světlého ležáku (11–14,7 °P, 4,2–5,8 %, 7–12 EBC, 30–45 IBU). Výčepní pivo by mělo méně extraktu i alkoholu.

Pivo má 20 °P, 8,5 % obj., 45 EBC a 30 IBU a je spodně kvašené. Doppelbock, nebo baltský porter?

Barva i síla sedí oběma, ale hořkost 30 IBU je nad rozmezím doppelbocku (16–26) a uvnitř rozmezí baltského porteru (20–40): spíš baltský porter. Rozhodla by i vůně – porter má pražené a čokoládové tóny, doppelbock hlavně sladové.

V trojúhelníkovém testu bylo 12 hodnotitelů. Kolik jich musí správně určit odlišný vzorek, aby byl rozdíl prokázán na hladině 5 %?

Při náhodném hádání je \(X \sim Bi(12;\ 1/3)\). \(P(X \ge 7) = 0{,}066\), \(P(X \ge 8) = 0{,}019\). Je tedy třeba alespoň 8 správných odpovědí. (Pro 24 hodnotitelů je to 13.)

Pivo má v kyvetě 1 cm absorbanci 0,48 a je ředěné vodou 1 : 1 (f = 2). Jakou má barvu?

\(EBC = 25\cdot 0{,}48\cdot 2 = \mathbf{24}\) EBC (asi 12 SRM) – polotmavé pivo. Tmavá piva se před měřením ředí, aby absorbance byla v přesném rozsahu přístroje.

Proč se ležák nehodnotí velmi vychlazený, například při 2 °C?

Při nízké teplotě se těkavé látky málo uvolňují, takže vůně (i vady) jsou potlačené a chuťové receptory méně citlivé. Chlad navíc může vyvolat chladový zákal. Hodnotí se proto při standardní teplotě, kterou předepisuje použitá metodika a která bývá vyšší než běžná teplota servírování.

Co si odnést

Styl určuje kombinace znaků: kvašení, stupňovitost, alkohol, barva, hořkost a senzorický profil.
Spodně kvašená piva jsou čistá a sladově-chmelová, svrchně kvašená ovocnější a kořenitější, kyselá piva pracují s mléčnými bakteriemi a divokými kvasinkami.
Barva: EBC ≈ 1,97 · SRM; měří se absorbance při 430 nm.
Senzorika má pevné pořadí (vzhled, vůně, chuť, plnost, doznívání) a statistické testy; není to pití.

Část IIIVysoká škola

Biochemie rmutovánívysoká škola

Rmutování je řízená enzymová reakce v kaši sladu a vody. Škrob se nejdřív musí zmazovatět, pak ho α-amyláza rozseká na dextriny a β-amyláza z nich odštěpuje maltózu. Obě se ale teplem ničí – každá jinak rychle. Teplota a délka prodlev proto určují, kolik cukrů bude zkvasitelných, a tím i to, jak suché nebo plné pivo bude.

✂️

Představte si škrob jako keř s mnoha větvemi. α-amyláza je zahradník s nůžkami, který stříhá kdekoli uprostřed větví – rychle a hrubě. β-amyláza je pečlivý pomocník, který od konce každé větvičky odstřihává po dvou lístcích (maltózu), ale k rozvětvení se nedostane. A hraniční dextrináza umí rozvětvení rozpojit, jenže je to nejcitlivější z party – v horku skončí první.

Enzymy při rmutování

Nastavte dvě prodlevy a pH rmutu; po nich následuje odrmutování při 78 °C. Graf ukazuje, kolik aktivity zbývá β-amyláze, α-amyláze a hraniční dextrináze a jak přibývá zkvasitelných cukrů. Ohřev mezi prodlevami 1 °C za minutu.

LABORATOŘ

1. prodleva její doba 2. prodleva její doba pH rmutu

β-amylázaα-amylázahraniční dextrinázazkvasitelné cukry (% extraktu)

Model: škrob mazovatí podle logistické křivky kolem 62 °C; α-amyláza štěpí zmazovatělý škrob na dextriny (část rovnou na zkvasitelné cukry), β-amyláza mění dextriny na maltózu a β-limitní dextriny, hraniční dextrináza limitní dextriny zpřístupňuje. Rychlosti rostou s teplotou exponenciálně, inaktivace je prvního řádu s konstantou rostoucí exponenciálně nad prahem (β asi od 63 °C, α od 75 °C); pH působí gaussovsky kolem optim (β 5,4, α 5,7). Prokvašení ≈ 1,18 × podíl zkvasitelných cukrů. Parametry jsou zvolené tak, aby model kvalitativně odpovídal literatuře; nejde o data konkrétního sladu.

+Teorie: škrob a mazovatění, amylázy, zkvasitelnost, kinetika a inaktivace enzymů, proteolýza a cytolýza

9.1Škrob a jeho mazovatění

Škrob je směs dvou polysacharidů glukózy. Amylóza (asi 20–30 %) je převážně lineární řetězec spojený vazbami α-1,4. Amylopektin (asi 70–80 %) je větvený: na lineární řetězce α-1,4 nasedají přes vazby α-1,6 postranní řetězce zhruba každých 20–25 glukózových jednotek (Obr. 9.1). V zrnu je škrob uložen v semikrystalických škrobových zrnech, na která enzymy působí jen pomalu. Teprve mazovatění (želatinace) – rozpad krystalické struktury za tepla a ve vodě – škrob zpřístupní. Sladový škrob mazovatí zhruba v rozmezí 60–65 °C; rýže a kukuřice při vyšších teplotách, proto se nesladované suroviny před přidáním do rmutu povařují zvlášť.amylose, amylopectin, gelatinization

Obr. 9.1 Amylopektin a místa působení enzymů (schéma, kroužek = glukóza). α-amyláza štěpí vazby α-1,4 uvnitř řetězců, β-amyláza odštěpuje maltózu od neredukujících konců a zastaví se dvě až tři jednotky před větvením; vazbu α-1,6 rozštěpí hraniční dextrináza.

9.2Amylolytické enzymy

α-amyláza je endoenzym: štěpí vazby α-1,4 náhodně uvnitř řetězců, rychle snižuje viskozitu (zkapalnění) a vytváří dextriny a menší cukry. Je poměrně termostabilní (stabilizuje ji vápník), optimum má zhruba při 70–75 °C a pH 5,6–5,8.alpha-amylase, endo-acting
β-amyláza je exoenzym: od neredukujících konců odštěpuje maltózu. Před místem větvení se zastaví a zanechá β-limitní dextriny. Optimum má zhruba při 60–65 °C a pH 5,4–5,6 a nad 65 °C se rychle inaktivuje.beta-amylase, exo-acting, limit dextrins
Hraniční (limitní) dextrináza štěpí vazby α-1,6. Optimum má asi při 55–60 °C, je velmi citlivá na teplo a ve sladu je zčásti vázaná na inhibitor; proto zůstává v pivu podstatná část nezkvasitelných větvených dextrinů.limit dextrinase
α-glukosidáza (maltáza) odštěpuje glukózu; ve rmutu se uplatní jen málo.

Obr. 9.2 Orientační teplotní optima enzymů sladu (podle učebnic pivovarské technologie; hodnoty se mezi zdroji liší o několik stupňů). „Optimum“ závisí na době působení: při delší prodlevě se vyplatí nižší teplota, protože enzym méně rychle umírá.

9.3Zkvasitelnost mladiny

Ze sacharidů světlé mladiny bývá zhruba polovina maltózy, kolem desetiny až patnáctiny maltotriózy, menší podíly glukózy, fruktózy a sacharózy a asi pětina až čtvrtina nezkvasitelných dextrinů (přesné složení závisí na sladu a rmutování). Podíl zkvasitelných cukrů určuje dosažitelné (konečné) prokvašení – kolik extraktu mohou kvasinky nejvýš zkvasit. Rmutování blízko optima β-amylázy (62–65 °C) dává vysoké prokvašení a suché pivo, rmutování kolem 70–72 °C nižší prokvašení a plné pivo.fermentability, attenuation limit

Odhad zdánlivého prokvašení z podílu zkvasitelných cukrů f (asi 3 % cukrů jde do biomasy, převod skutečného na zdánlivé)\[RDA \approx 0{,}97\,f,\qquad ADA \approx \frac{RDA}{0{,}8192} \approx 1{,}18\,f\]

Příklad Od cukrů k hustoměru

Mladina 12 °P má 70 % zkvasitelných cukrů. Skutečné prokvašení \(0{,}97\cdot 0{,}70 = 0{,}679\), zdánlivé \(0{,}679/0{,}8192 = 0{,}829\). Hustoměr na konci kvašení ukáže asi \(12\cdot (1 - 0{,}829) = 2{,}05\) °P.

9.4Kinetika a inaktivace enzymů

Rychlost enzymové reakce popisuje Michaelisova–Mentenové rovnice; s teplotou roste podle Arrheniovy rovnice. Současně se enzym jako bílkovina teplem denaturuje, obvykle kineticky prvního řádu. Výsledkem je, že „teplotní optimum“ není pevné číslo: za krátkou dobu se vyplatí vyšší teplota, za dlouhou nižší.Michaelis–Menten, Arrhenius, thermal inactivation

Michaelis–Menten, Arrhenius a inaktivace prvního řádu\[v = \frac{V_{max}[S]}{K_M + [S]},\qquad k = A\,e^{-E_a/RT},\qquad E(t) = E_0\,e^{-k_d t},\quad t_{1/2} = \frac{\ln 2}{k_d}\]

Příklad Poločas β-amylázy v modelu laboratoře

Model používá \(k_d = 0{,}02\,e^{(T-64)/2}\) min⁻¹. Při 63 °C je \(k_d = 0{,}0121\) a poločas 57 min, při 65 °C 21 min, při 67 °C jen 7,7 min a při 70 °C 1,7 min. Proto se maltózová prodleva drží spíš při 62–64 °C a cukrotvorná prodleva při 72 °C už pracuje hlavně s α-amylázou (v modelu má při 72 °C poločas přes 3,5 hodiny).

Pozor

Pokud rmut dlouho stojí nad 65 °C bez předchozí maltózové prodlevy, β-amyláza zanikne dřív, než stihne škrob zcukřit na maltózu. Pivo pak bude málo prokvašené, sladké a plné – i když je jodová zkouška v pořádku (α-amyláza škrob rozštěpila na dextriny).

9.5Proteolýza, cytolýza a další enzymy

β-glukanázy štěpí β-glukany buněčných stěn endospermu; mají optimum kolem 45–50 °C a rychle se ničí nad 55 °C. Zbylé β-glukany zvyšují viskozitu a zhoršují scezování a filtraci. Proteázy (endopeptidázy a karboxypeptidázy, asi 45–55 °C) uvolňují peptidy a aminokyseliny – volný aminodusík (FAN) potřebný pro výživu kvasinek. Příliš intenzivní proteolýza ale oslabí pěnu, která potřebuje střední bílkoviny. Lipoxygenáza oxiduje lipidy už při vystírání a připravuje prekurzory papírové příchuti stárnoucího piva (trans-2-nonenal, kapitola 11); teplem se ničí nad zhruba 65 °C. Fytáza uvolňuje z kyseliny fytové fosforečnany a mírně okyseluje rmut, čehož využívala historická kyselinotvorná prodleva kolem 35 °C.beta-glucanase, protease, FAN, lipoxygenase, phytase

9.6Procvičení

Jakou částí maximální rychlosti pracuje enzym při koncentraci substrátu rovné \(K_M\) a při čtyřnásobku \(K_M\)?

\(v = V_{max}\cdot [S]/(K_M + [S])\): při \([S] = K_M\) je \(v = \mathbf{0{,}5}\,V_{max}\), při \([S] = 4K_M\) je \(v = 4/5 = \mathbf{0{,}8}\,V_{max}\).

Enzym má při 67 °C poločas 8 minut. Kolik jeho aktivity zbude po 30 minutách?

\(E/E_0 = 2^{-30/8} = 0{,}074\), tedy asi 7,4 %.

Aktivační energie reakce je 50 kJ/mol. Kolikrát se reakce zrychlí při ohřátí z 55 na 65 °C (bez inaktivace)?

\(k_{65}/k_{55} = \exp\left[-\frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{338{,}15} - \frac{1}{328{,}15}\right)\right] = \mathbf{1{,}72}\). Současně ale roste rychlost inaktivace, často mnohem strměji.

Proč se kukuřičná nebo rýžová krupice před přidáním do rmutu povařuje zvlášť?

Jejich škrob mazovatí při vyšší teplotě než sladový. Při běžných teplotách rmutu by zůstal krystalický a enzymy by ho nerozštěpily; navíc by enzymy sladu teploty potřebné k jeho mazovatění nepřežily. Povařená surovina (s trochou sladu kvůli zkapalnění) se proto přidá do rmutu už zmazovatělá.

Laboratorní rozbor ukázal, že mladina 11 °P má 65 % zkvasitelných cukrů. Jaký bude přibližně zdánlivý konečný extrakt?

\(ADA \approx 1{,}18\cdot 0{,}65 = 0{,}77\); \(AE \approx 11\cdot (1 - 0{,}77) = \mathbf{2{,}5}\) °P (přesněji 0,97·0,65/0,8192 = 0,770; 11·0,230 = 2,53 °P).

Co si odnést

Škrob (amylóza a větvený amylopektin) musí nejdřív zmazovatět; sladový asi při 60–65 °C.
α-amyláza štěpí uvnitř řetězců (zkapalnění, dextriny), β-amyláza odštěpuje maltózu od konců, hraniční dextrináza rozpojuje větvení.
Teplotní optimum závisí na čase: rychlost roste s teplotou, ale enzym se rychleji ničí; β-amyláza je citlivější než α-amyláza.
Podíl zkvasitelných cukrů určuje dosažitelné prokvašení a tím suchost či plnost piva.

Část IIIVysoká škola

Výpočty pivovarníkavysoká škola

Pivovarník neustále přepočítává: stupně Plato na hustotu, zdánlivý extrakt na skutečný, rozdíl extraktů na alkohol, sypání na výtěžnost a tlak v tanku na obsah CO₂. Základem je Ballingova bilance kvašení z 19. století, na níž dodnes stojí i daňový výpočet stupňovitosti, a Henryho zákon pro rozpustnost plynů.

🧮

Hustoměr v pivu „lže“: alkohol je lehčí než voda, takže plovák se ponoří hlouběji a ukáže méně extraktu, než v pivu skutečně je. Ballingova bilance je jako účetní kniha kvašení – ví, že ze 2,0665 g extraktu vznikne 1 g alkoholu, 0,9565 g CO₂ a 0,11 g kvasinek –, a proto dokáže z hustoměru a alkoholu zpětně spočítat, jaká byla mladina.

Kalkulačka pivovarníka

Zadejte extrakt původní mladiny, zdánlivý extrakt hotového piva, sypání sladu na hektolitr mladiny a teplotu a přetlak v tanku. Kalkulačka spočítá hustoty, skutečný extrakt, alkohol, prokvašení, výtěžnost varny a rovnovážný obsah CO₂; graf ukazuje rozpustnost CO₂ v závislosti na teplotě.

LABORATOŘ

Extrakt původní mladiny Zdánlivý extrakt piva Sypání na 1 hl mladiny

Teplota piva Přetlak CO₂ v tanku

Model: hustota z °P podle \(SG = 1 + P/(258{,}6 - 227{,}1\,P/258{,}2)\); skutečný extrakt, alkohol a prokvašení podle Ballinga; výtěžnost = extrakt v 1 hl studené mladiny / sypání. Rozpustnost CO₂ podle tabelovaných hodnot pro vodu (0 °C 3,35, 10 °C 2,32, 20 °C 1,69 g/kg při 1 atm), exponenciálně interpolovaná; pivo rozpouští CO₂ o něco méně. Tlak je absolutní tlak CO₂ = přetlak + 1,013 bar. Zelený pás: běžné nasycení ležáků asi 4–5,5 g/l; tenké čáry jiné přetlaky.

+Teorie: °P a hustota, zdánlivý a skutečný extrakt, Ballingova bilance, výtěžnost varny, Henryho zákon, přetlak v láhvi

10.1Extrakt a hustota

Stupně Plato (°P) udávají hmotnostní procenta extraktu – roztoku, který se chová jako roztok sacharózy stejné hustoty. Měří se hustoměrem (sacharometrem), pyknometrem nebo oscilačním hustoměrem a převádějí tabulkami; mezi °P a relativní hustotou SG (20/20 °C) se v praxi používají empirické vztahy.degree Plato, specific gravity, saccharometer

Převody °P ↔ SG (empirické aproximace)\[SG = 1 + \frac{P}{258{,}6 - \frac{P}{258{,}2}\cdot 227{,}1},\qquad P = -616{,}868 + 1111{,}14\,SG - 630{,}272\,SG^2 + 135{,}997\,SG^3\]

Příklad Dvanáctka a „padesátka“

Mladina 12 °P má hustotu \(SG = 1 + 12/(258{,}6 - 10{,}55) = 1{,}0484\). Naopak mladina s SG 1,050 (v anglické praxi „OG 1050“) má 12,39 °P.

10.2Zdánlivý a skutečný extrakt

Zdánlivý extrakt AE je hodnota odečtená hustoměrem v pivu, kde alkohol hustotu snižuje. Skutečný extrakt RE je obsah extraktu po odstranění alkoholu (destilací vzorku v laboratoři). Balling zjistil, že mezi nimi platí přibližně lineární vztah. Z něj plynou zdánlivé a skutečné prokvašení.apparent and real extract, degree of fermentation

Skutečný extrakt a prokvašení\[RE = 0{,}1808\,OE + 0{,}8192\,AE,\qquad ADA = \frac{OE - AE}{OE},\qquad RDA = \frac{OE - RE}{OE}\]

10.3Ballingova bilance a alkohol

Balling odvodil, že ze 2,0665 g extraktu vznikne 1 g ethanolu, 0,9565 g CO₂ a 0,11 g kvasničné biomasy (Obr. 10.1). Ze 100 g piva s A % hm. alkoholu a RE % skutečného extraktu tedy pocházelo \(100 + 1{,}0665A\) g mladiny, která obsahovala \(RE + 2{,}0665A\) g extraktu. Odtud velký Ballingův vzorec pro extrakt původní mladiny, který podle § 81 odst. 2 zákona č. 353/2003 Sb. slouží i k výpočtu stupňovitosti pro daň z piva.Balling formula, original extract

Velký Ballingův vzorec a z něj alkohol v % hm. a % obj.\[p = \frac{(2{,}0665\,A + RE)\cdot 100}{100 + 1{,}0665\,A},\qquad A = \frac{OE - RE}{2{,}0665 - 0{,}010665\,OE},\qquad ABV = \frac{A\cdot SG_{piva}}{0{,}7907}\]

Obr. 10.1 Ballingova bilance pro modelovou dvanáctku (zdánlivý konečný extrakt 3,0 °P). V hotovém pivu to odpovídá 3,80 % hm. alkoholu a 4,63 % hm. skutečného extraktu – procenta se vztahují ke 96,1 g piva, ne ke 100 g mladiny.

Příklad Zpětný výpočet stupňovitosti z rozboru

Laboratoř naměřila v pivu 3,80 % hm. alkoholu a 4,63 % skutečného extraktu. Extrakt původní mladiny: \(p = (2{,}0665\cdot 3{,}80 + 4{,}63)\cdot 100/(100 + 1{,}0665\cdot 3{,}80) = 12{,}48\cdot 100/104{,}05 = 12{,}0\) % hm. Pro daň se zlomky procenta nezapočítávají (§ 85 odst. 2), pivo se daní jako dvanáctka.

Pomůcka

V anglosaské praxi se alkohol odhaduje ze hustot: \(ABV \approx (OG - FG)\cdot 131{,}25\). Pro dvanáctku prokvašenou na 3 °P vychází \((1{,}0484 - 1{,}0117)\cdot 131{,}25 = 4{,}81\) % obj., Ballingův postup dává 4,87 %.

10.4Výtěžnost varny

Výtěžnost varny udává, kolik procent hmotnosti sypání (sladu a dalších surovin) přešlo do mladiny jako extrakt. Počítá se z objemu, hustoty a stupňovitosti mladiny; při měření objemu horké mladiny se objem násobí koeficientem asi 0,96 (teplotní roztažnost a objem chmele a kalů). Porovnáním s laboratorním extraktem sladu vychází účinnost varny.brewhouse yield, brewhouse efficiency

Výtěžnost varny (V v l, ρ v kg/l, p v % hm., m sypání v kg)\[V_{\%} = \frac{V\cdot 0{,}96\cdot \rho\cdot p}{m},\qquad \text{účinnost} = \frac{V_{\%}}{E_{lab}}\]

Příklad Výtěžnost a účinnost

Ze 100 kg sladu se vyrazí 630 l horké mladiny s 12 °P. Výtěžnost \(630\cdot 0{,}96\cdot 1{,}0484\cdot 12/100 = 76{,}1\) %. Slad má laboratorní extrakt 78,0 % (v původním stavu), účinnost varny tedy \(76{,}1/78{,}0 = 97{,}6\) %.

10.5CO₂ a Henryho zákon

Podle Henryho zákona je koncentrace rozpuštěného plynu úměrná jeho parciálnímu tlaku nad kapalinou; konstanta úměrnosti s teplotou klesá. Studené pivo proto pod stejným tlakem udrží víc CO₂ než teplé. Obsah CO₂ se udává v g/l nebo v „objemech“ (litrech plynu za normálních podmínek na litr piva; 1 objem ≈ 1,98 g/l). Fyziku rozpouštění plynů obecně vykládá průvodce Fyzika.Henry's law, carbonation, volumes of CO₂

Henryho zákon (S(T) rozpustnost při 1 bar, p absolutní tlak CO₂)\[c_{CO_2} = S(T)\cdot p_{CO_2}\]

Příklad Kolik CO₂ udrží tank

Při 4 °C je rozpustnost CO₂ ve vodě asi 2,84 g/l na bar. Při absolutním tlaku 2,0 bar (asi 1 bar přetlaku) se v rovnováze rozpustí \(2{,}84\cdot 2{,}0 = 5{,}7\) g/l, tedy 2,9 objemu. Na 5 g/l stačí při 4 °C asi 1,76 bar absolutně (0,75 bar přetlaku), při 20 °C by bylo třeba 3,0 bar absolutně (asi 2 bar přetlaku) – proto teplé pivo při čepování pění.

10.6Přetlak v láhvi

Pivo, které se stočí před dokvašením, kvasí v uzavřené láhvi dál. Každý stupeň Plato zkvasitelného extraktu navíc znamená asi \(10{,}1\cdot 0{,}9565/2{,}0665 = 4{,}7\) g/l CO₂. Rovnovážný tlak spočítá Henryho zákon (horní odhad, bez vlivu hrdla).bottle conditioning, overpressure

**Tab. 10.1**Modelový rovnovážný tlak v láhvi, když pivo dokvasí až po stočení (výchozí 1,7 g/l CO₂)
Nezkvašený extrakt při stáčení	CO₂ celkem	při 20 °C	při 30 °C
0,5 °P	4,0 g/l	1,4 bar přetlaku	–
1,0 °P	6,4 g/l	2,8 bar přetlaku	–
1,5 °P	8,7 g/l	4,2 bar přetlaku	6,0 bar přetlaku
3,0 °P (stočeno během hlavního kvašení)	15,7 g/l	8,4 bar přetlaku	11,6 bar přetlaku

Pozor Láhve mohou explodovat

Láhve na pivo nejsou tlakové nádoby; při vysokém přetlaku, vadě skla, nárazu nebo zahřátí mohou prasknout a střepy zraňují jako střely. Pivo se proto stáčí až po dokvašení – když hustoměr ukazuje stejnou hodnotu několik dní po sobě a odpovídá dosažitelnému prokvašení. Přeplněné nebo vypouklé lahve a plechovky se nechávají vychladit a otevírají se jen s ochranou obličeje a rukou, nebo se bezpečně zlikvidují; teplo tlak dál zvyšuje.

10.7Procvičení

Mladina má relativní hustotu 1,050. Kolik je to °P? A jaká je hustota mladiny s 10 °P?

\(P = -616{,}868 + 1111{,}14\cdot 1{,}05 - 630{,}272\cdot 1{,}05^2 + 135{,}997\cdot 1{,}05^3 = \mathbf{12{,}39}\) °P. Mladina 10 °P: \(SG = 1 + 10/(258{,}6 - 8{,}80) = \mathbf{1{,}0400}\).

Jedenáctka byla prokvašena na zdánlivý extrakt 2,6 °P. Spočítejte skutečný extrakt, alkohol v % hm. a % obj. (SG piva 1,0101) a obě prokvašení.

\(RE = 0{,}1808\cdot 11 + 0{,}8192\cdot 2{,}6 = \mathbf{4{,}12}\) %. \(A = (11 - 4{,}12)/(2{,}0665 - 0{,}1173) = \mathbf{3{,}53}\) % hm., \(ABV = 3{,}53\cdot 1{,}0101/0{,}7907 = \mathbf{4{,}51}\) % obj. Zdánlivé prokvašení \(8{,}4/11 = \mathbf{76{,}4}\) %, skutečné \(6{,}88/11 = \mathbf{62{,}6}\) %.

Ověřte velkým Ballingovým vzorcem, že pivo z předchozí úlohy pochází z jedenáctistupňové mladiny.

\(p = (2{,}0665\cdot 3{,}53 + 4{,}12)\cdot 100/(100 + 1{,}0665\cdot 3{,}53) = 11{,}415\cdot 100/103{,}765 = \mathbf{11{,}0}\) % hm.

Z 1 000 kg sladu se vyrazilo 6 450 l horké mladiny s 12 °P. Jaká je výtěžnost varny?

\(6\,450\cdot 0{,}96\cdot 1{,}0484\cdot 12/1\,000 = \mathbf{77{,}9}\) %.

Ležák se v tanku drží při 2 °C pod přetlakem 1,0 bar. Kolik CO₂ se v něm modelově rozpustí (rozpustnost při 2 °C 3,06 g/l na bar)?

Absolutní tlak \(1{,}0 + 1{,}013 = 2{,}013\) bar; \(c = 3{,}06\cdot 2{,}013 = \mathbf{6{,}2}\) g/l. Pro typický ležák je to hodně – sládek by tlak snížil, nebo pivo nechal mírně ohřát.

Pivo s dosažitelným konečným extraktem 2,5 °P bylo stočeno do lahví už při 4,0 °P. Kolik CO₂ navíc vznikne a jaký tlak se modelově ustaví při 20 °C (rozpustnost 1,67 g/l na bar, výchozí obsah 1,7 g/l)?

Zbývá zkvasit 1,5 °P, tedy asi 15,2 g/l extraktu: CO₂ navíc \(15{,}15\cdot 0{,}9565/2{,}0665 = \mathbf{7{,}0}\) g/l. Celkem 8,7 g/l, rovnovážný tlak \(8{,}71/1{,}668 = \mathbf{5{,}2}\) bar absolutně, tedy přes 4 bar přetlaku – nebezpečné pro láhve, zvlášť v teple.

Co si odnést

°P = hmotnostní procenta extraktu; převod na hustotu dělají empirické vztahy a tabulky.
Hustoměr v pivu ukazuje zdánlivý extrakt; skutečný je \(RE = 0{,}1808\,OE + 0{,}8192\,AE\).
Ballingova bilance 2,0665 : 1 : 0,9565 : 0,11 vede k výpočtu alkoholu i k zákonnému výpočtu stupňovitosti.
Henryho zákon: studené pivo pod tlakem udrží víc CO₂; pivo stočené před dokvašením může láhev roztrhnout.

Část IIIVysoká škola

Mikrobiologie, kvalita a stabilitavysoká škola

Pivo je pro většinu mikroorganismů nehostinné – má alkohol, nízké pH, chmelové hořké látky, CO₂ a málo kyslíku. Několik specialistů si s tím ale poradí. Pivovar se proti nim brání sanitací, uzavřenými procesy, filtrací a pasterací a hlídá i „nemikrobiální“ stárnutí: koloidní zákal, oxidaci a světlo.

🧫

Pivovar je jako operační sál: dokud je mladina horká, je „sterilní“ sama od sebe. Od chvíle, kdy se zchladí, musí být každá trubka, hadice a tank čistý jako nástroj chirurga – stačí pár buněk mléčných bakterií v nevymytém koleni potrubí a za několik týdnů je celá várka kyselá a zakalená.

Pasterační jednotky

Zvolte tunelovou pasteraci lahví a plechovek (ohřev, výdrž, chlazení) nebo průtokovou pasteraci piva v potrubí a nastavte teplotu a dobu výdrže. Graf ukazuje, jak se pasterační jednotky sčítají v čase; zelené pásmo je orientační rozmezí 15–25 PU, s nímž se často počítá u ležáků.

LABORATOŘ

Teplota výdrže Doba výdrže

Model: PU = ∑ Δt · 1,393^(T − 60) (Δt v minutách; 1 PU = 1 minuta při 60 °C, z ≈ 6,94 °C podle Del Vecchia a kol., 1951). Tunel: lineární ohřev z 20 °C na teplotu výdrže za 10 min, výdrž, chlazení za 10 min; průtok: výdrž bez náběhu. Potřebná dávka PU závisí na pivu (pH, alkohol, hořkost), mikrobiální zátěži a předpisu pivovaru.

Minihra: odkud se vzala vada?

Ke každému popisu vady přiřaďte nejpravděpodobnější příčinu. Vysvětlení se ukáže po odpovědi. Za 7 správných z 9 získáte bonus.

MINIHRA

0 / 9

+Teorie: kontaminanty, sanitace a CIP, pasterace, filtrace a koloidní stabilita, stárnutí, vady piva a řízení kvality

11.1Mikrobiologická stabilita a kontaminanty

Pivo chrání několik překážek najednou (překážkový efekt): ethanol, pH asi 4,0–4,6, izo-α-kyseliny chmele (působí hlavně na grampozitivní bakterie), vysoký obsah CO₂ a málo kyslíku i živin. Přesto existují pivní škůdci:hurdle effect, beer spoilage organisms

Mléčné bakterie (Lactobacillus, Pediococcus) – některé kmeny mají geny odolnosti vůči chmelu; způsobují kyselost, zákal, sliz a pediokoky i diacetyl.
Striktně anaerobní bakterie (Pectinatus, Megasphaera) – nebezpečné hlavně pro nepasterovaná piva s velmi nízkým kyslíkem; tvoří sirné a „zkažené“ pachy.
Octové bakterie – potřebují kyslík, uplatní se ve výčepech a otevřených sudech.
Divoké kvasinky – například S. cerevisiae var. diastaticus štěpí dextriny, takže pivo v láhvi dokvašuje (přetlak) a mívá fenolové tóny; Brettanomyces dávají „stájové“ tóny.
V mladině se mohou množit enterobakterie, pokud se kvašení rozběhne pomalu.

Kontrolní body jsou chlazená mladina, provzdušňovací vzduch, kvasnice, tanky, potrubí, plnicí linka a výčep. Kontaminace se zjišťují kultivací na selektivních půdách a stále častěji metodami PCR.

11.2Sanitace a CIP

Mytí a dezinfekce uzavřených okruhů probíhá bez rozebírání – CIP (cleaning in place). Mycí roztoky se z nádrží čerpají potrubím a sprchovými hlavicemi v tancích a vracejí se zpět (Obr. 11.1). Typický cyklus: předoplach vodou, mytí zásaditým roztokem (odstraní bílkoviny, cukry a tuky), mezioplach, kyselé mytí (odstraní minerální usazeniny – pivní kámen), oplach, dezinfekce a konečný oplach. Účinnost závisí na čtyřech faktorech Sinnerova kruhu: chemii, teplotě, čase a mechanickém působení (rychlost proudění).cleaning in place, Sinner's circle

Obr. 11.1 Princip CIP okruhu (schéma). Roztoky se po použití vracejí do nádrží a znovu používají, dokud jsou účinné; pravidelně se kontroluje jejich koncentrace a teplota a po mytí čistota povrchů.

Pozor Čisticí chemie

Zásadité i kyselé mycí prostředky jsou žíravé; nejvíc ohrožují oči. Pracuje se s ochrannými brýlemi nebo štítem, rukavicemi a zástěrou a podle bezpečnostního listu. Prostředky se nemíchají – chlornan s kyselinou uvolňuje jedovatý chlor – a ředí se přidáváním do vody, ne naopak. Prostory se větrají. Tank naplněný CO₂ se nesmí mýt zásaditým roztokem: hydroxid CO₂ pohltí, v tanku vznikne podtlak a tank se může zbortit (úloha 5).

Sanitaci výčepního zařízení – pivních vedení, kohoutů a narážecích hlav – podrobně vykládá průvodce Škola čepování piva.

11.3Pasterace

Pasterace ničí mikroorganismy teplem, aniž by pivo „uvařila“. Účinek se vyjadřuje v pasteračních jednotkách (PU): 1 PU odpovídá působení 60 °C po dobu 1 minuty; s každým zvýšením teploty o asi 6,94 °C (hodnota z) se účinek zdesateronásobí. Tunelová pasterace prohřívá plné láhve a plechovky sprchami vody v pásmech, průtoková (krátkodobá) ohřeje pivo v deskovém výměníku na několik desítek sekund před plněním do sudů nebo sterilním stáčením.pasteurization unit, tunnel and flash pasteurization

Pasterační jednotky (t v minutách, T v °C)\[PU = \int 1{,}393^{\,T(t) - 60}\,dt,\qquad 1{,}393 = 10^{1/6{,}94}\]

Příklad Tunel a průtok

Výdrž 10 min při 62 °C dá \(10\cdot 1{,}393^{2} = 19{,}4\) PU, výdrž 30 s při 72 °C \(0{,}5\cdot 1{,}393^{12} = 26{,}7\) PU. Na 20 PU stačí při 72 °C asi 22,5 s. Příliš vysoká dávka (přepasterace) dává pivu chuť pečiva a urychluje jeho stárnutí.

Alternativou je mikrobiologická (sterilní) filtrace membránami nebo nepasterované pivo s nepřerušeným chladovým řetězcem a krátkou trvanlivostí.

11.4Filtrace a koloidní stabilita

Filtrace odstraní kvasinky a částice zákalu. Používá se naplavovací filtrace přes křemelinu (při práci se suchou křemelinou je nutná ochrana dýchacích cest) nebo membránová filtrace s tangenciálním tokem. Koloidní zákal vzniká, když se bílkoviny a polyfenoly spojují do komplexů: nejdřív vratný chladový zákal, který se při ohřátí rozpustí, později trvalý zákal (Obr. 11.2). Proti němu se pivo stabilizuje – polyfenoly se vážou na polyvinylpolypyrrolidon (PVPP), bílkoviny na silikagel nebo se štěpí enzymem. Odolnost se ověřuje urychlenými testy střídání tepla a chladu.colloidal haze, chill haze, PVPP, silica gel

Obr. 11.2 Vznik koloidního zákalu (schéma). Polyfenoly pocházejí ze sladu a chmele, bílkoviny ze sladu; oxidace polyfenolů vazbu zesiluje, proto s kyslíkem roste i sklon k zákalu.

11.5Chuťová stabilita a stárnutí

Hlavním nepřítelem chuti je kyslík, který se do piva dostane hlavně při stáčení. Oxidací lipidů (s přispěním lipoxygenázy už ve rmutu, kapitola 9) vzniká trans-2-nonenal s vůní papíru a lepenky, jehož práh je řádově desetiny mikrogramu na litr; Streckerovou degradací aminokyselin vznikají aldehydy s tóny vařených brambor, medu a sherry; hořkost postupně slábne. Stárnutí zrychluje teplo: podle pravidla palce zhruba dvojnásobně na každých 10 °C.flavour stability, staling, trans-2-nonenal

Pomůcka

Pokud by pivo při 20 °C vydrželo v dobré kondici 6 měsíců, při 30 °C by to podle pravidla „dvakrát rychleji na 10 °C“ byly asi 3 měsíce a při 10 °C asi 12 měsíců. Proto se pivo skladuje v chladu – a v létě ho nenechávejte v autě.

Světlo o vlnových délkách asi 350–500 nm za účasti riboflavinu rozkládá izo-α-kyseliny; vzniká 3-methyl-2-buten-1-thiol s „liščím“ až skunkovým pachem a prahem v řádu nanogramů na litr. Hnědé sklo pohltí většinu účinného světla, zelené a čiré jen málo; plechovka světlo nepropustí vůbec.lightstruck flavour, MBT

11.6Vady piva a řízení kvality

**Tab. 11.1**Časté vady piva
Vada	Látka	Typická příčina
máslová	diacetyl	krátké dozrávání, pediokoky
vařená zelenina, kukuřice	dimethylsulfid (DMS)	slabý nebo krátký chmelovar, pomalé chlazení mladiny, kontaminace mladiny
zelené jablko	acetaldehyd	nedokvašené, předčasně stočené pivo
papír, lepenka	trans-2-nonenal	kyslík, teplo, stárnutí
„skunk“, spálená guma	3-methyl-2-buten-1-thiol	světlo (čiré a zelené sklo)
lékárnická, plastová	chlorfenoly	chlor ve vodě, zbytky sanitace
kyselá, octová, zákal	kyselina mléčná a octová	bakteriální kontaminace
zkažená vejce	sulfan (H₂S)	stres kvasinek, kontaminace

Pivovar jako výrobce potravin uplatňuje systém HACCP (analýza nebezpečí a kritické kontrolní body) podle nařízení (ES) č. 852/2004 o hygieně potravin a sleduje suroviny, meziprodukty a hotové pivo laboratorně (fyzikálně-chemické a mikrobiologické rozbory) i senzoricky. Postupy rozboru jednotí metody EBC (Analytica-EBC) a ASBC.HACCP, quality control

11.7Procvičení

Kolik PU dá výdrž 5 minut při 64 °C a jak dlouho je třeba držet 62 °C, aby pivo dostalo 20 PU?

\(5\cdot 1{,}393^{4} = \mathbf{18{,}8}\) PU. Pro 20 PU při 62 °C: \(t = 20/1{,}393^{2} = \mathbf{10{,}3}\) min.

Ukažte, že základ 1,393 odpovídá hodnotě z = 6,94 °C.

Hodnota z je zvýšení teploty, při kterém se účinek zdesateronásobí: \(1{,}393^{z} = 10\), tedy \(z = 1/\log_{10} 1{,}393 = \mathbf{6{,}95}\) °C (zaokrouhlení základu; přesně \(10^{1/6{,}94} = 1{,}3935\)).

Podle pravidla „stárnutí dvakrát rychleji na každých 10 °C“: kolik měsíců při 5 °C odpovídá šesti měsícům při 20 °C?

Rychlost při 5 °C je \(2^{(5-20)/10} = 0{,}354\)násobná; \(6/0{,}354 = \mathbf{17}\) měsíců. Jde o hrubé pravidlo, ne o přesnou předpověď.

Proč chmelové hořké látky chrání pivo před mléčnými bakteriemi jen zčásti?

Izo-α-kyseliny působí jako ionofory, které narušují gradient protonů na membráně grampozitivních bakterií. Některé kmeny mléčných bakterií ale mají geny odolnosti (například membránové pumpy, které hořké látky vyčerpávají z buňky), a gramnegativní bakterie chrání vnější membrána. Proto je sanitace nezbytná i u silně chmelených piv.

Tank o objemu 10 m³ je naplněný CO₂ při atmosférickém tlaku a 20 °C (hustota 1,83 kg/m³). Kolik hydroxidu sodného by CO₂ v tanku pohltilo a proč je to nebezpečné?

CO₂ \(10\cdot 1{,}83 = 18{,}3\) kg, tedy \(18{,}3/44{,}01 = 0{,}416\) kmol. Reakce \(\mathrm{2\,NaOH + CO_2 \to Na_2CO_3 + H_2O}\) spotřebuje \(0{,}832\) kmol NaOH, tedy asi 33 kg. Plyn v tanku by se „ztratil“, vznikl by velký podtlak a tenkostěnný tank by se mohl zbortit. Proto se CO₂ z tanku nejdřív vytlačí vzduchem, nebo se tank myje kyselými prostředky.

Co si odnést

Pivo chrání překážkový efekt (alkohol, pH, chmel, CO₂, málo kyslíku), ale mléčné bakterie, anaeroby a divoké kvasinky ho mohou zkazit.
CIP: oplach, zásaditý a kyselý roztok, dezinfekce; chemie je žíravá, nemíchat, větrat, nemýt louhem tank s CO₂.
PU = minuty při 60 °C; každých 6,94 °C desetkrát větší účinek.
Koloidní zákal tvoří bílkoviny s polyfenoly, chuť kazí kyslík, teplo a světlo.

Část IIIVysoká škola

Pivovar jako provozvysoká škola

Pivovar je potravinářský závod, který přeměňuje slad, chmel, vodu a energii na pivo – a k tomu na mláto, kvasnice, CO₂ a odpadní vodu. Na hektolitr piva spotřebuje několik hektolitrů vody a desítky až stovky megajoulů energie, zaplatí spotřební daň podle stupňovitosti a musí splnit hygienická, daňová a živnostenská pravidla. Domácí vaření pro vlastní potřebu má v zákoně vlastní, úzce vymezenou výjimku.

🏭

Pivovar připomíná kuchyni restaurace, jen v měřítku tisíců hektolitrů: nakupuje suroviny, vaří, chladí, myje nádobí – a mytí spotřebuje víc vody než samotné pivo. Zbytky z kuchyně (mláto) jdou ke zvířatům nebo do bioplynky a účet za energii rozhoduje o zisku stejně jako cena piva.

Pivovar v číslech

Nastavte roční výrobu, stupňovitost a měrnou spotřebu vody, tepla a elektřiny. Graf ukazuje spotřební daň na hektolitr podle velikosti pivovaru (pro malé nezávislé pivovary platí snížené sazby); dlaždice roční spotřeby, vedlejší produkty a daň.

LABORATOŘ

Roční výroba Stupňovitost

Voda na hl piva Teplo na hl Elektřina na hl

Model: sazby daně podle § 85 odst. 1 zákona č. 353/2003 Sb. (znění od 1. 1. 2026) za hl a každé celé procento EPM; snížené sazby předpokládají, že pivovar splňuje podmínky malého nezávislého pivovaru (§ 82). Mláto 20 kg/hl (mokré), CO₂ z kvašení podle Ballingovy bilance, emise z tepla jako ze zemního plynu (56,1 kg CO₂/GJ). Měrné spotřeby jsou modelové; skutečné závisí na velikosti a vybavení pivovaru.

+Teorie: pivovarský sektor, materiálové toky, energie a voda, vedlejší produkty, daň z piva, domácí výroba a právo, udržitelnost

12.1Pivovary a trh

Vedle velkých průmyslových pivovarů s výstavem stovek tisíc až milionů hektolitrů ročně působí v Česku regionální pivovary a stovky minipivovarů, často spojených s restaurací. Podle Situační a výhledové zprávy MZe Chmel, pivo 2025 (údaje Českého svazu pivovarů a sladoven a ČSÚ) vzrostl výstav piva v roce 2024 o 4,2 % na 20,9 mil. hl, vývoz dosáhl rekordních 5,9 mil. hl (asi 28 % výstavu) a dovoz 0,46 mil. hl. Ležáky o stupňovitosti 11–12 tvořily 58,3 % prodeje, výstav nealkoholických piv a jejich ochucených variant přesáhl 1,6 mil. hl a 71 % piva se prodalo v obchodech, ne v hospodách (Obr. 12.1).brewing sector, microbrewery

Obr. 12.1 Výstav piva v Česku (vlevo, Český svaz pivovarů a sladoven) a průměrná spotřeba piva na obyvatele (vpravo, ČSÚ; rok 2024 kvalifikovaný odhad ČSPaS). Zdroj: MZe, Situační a výhledová zpráva Chmel, pivo 2025. Spotřeba klesá mimo jiné proto, že mladší generace pije pivo méně.

Pozor

Průměr 126 l piva na obyvatele odpovídá při obsahu asi 4,5 % obj. zhruba 5,7 l čistého alkoholu ročně jen z piva – a to se průměr počítá na všechny obyvatele včetně dětí a abstinentů, takže pijáci vypijí víc. Zdravotní souvislosti shrnuje kapitola 1, do hloubky průvodci Drogy a závislosti a Zdravý životní styl.

12.2Materiálové toky

Na hektolitr dvanáctistupňového piva je potřeba asi 16–18 kg sladu (podle výtěžnosti varny), stovky gramů chmele a několik hektolitrů vody. Vedle piva vzniká asi 20 kg mokrého mláta (Mussatto a kol., 2006), přebytečné kvasnice, horký kal, asi 3,7 kg CO₂ z kvašení a odpadní voda (Obr. 12.2).mass balance, spent grain

Obr. 12.2 Materiálové toky na hektolitr piva (schéma, orientační hodnoty). Většina vody neskončí v pivu, ale v mytí, chlazení a výrobě páry a odchází jako odpadní voda.

12.3Energie a voda

Teplo spotřebuje hlavně varna (rmutování a chmelovar), mytí a pasterace, elektřinu chlazení, stlačený vzduch, čerpadla a plnicí linky. Referenční dokument EU o nejlepších dostupných technikách pro potravinářství (BREF 2006) uváděl pro pivovary jako dosažitelnou spotřebu vody 0,35–1 m³ na hl piva, tedy 3,5–10 hl/hl. Britská srovnávací studie Campden BRI (2012) uvádí u velkých pivovarů jako nejlepší praxi asi 141 MJ energie a 3,3 hl vody na hl piva; malé pivovary mívají měrné spotřeby vyšší. Úspory přináší rekuperace tepla z par chmelovaru, využití teplé vody z chlazení mladiny, řízené CIP s opakovaným použitím roztoků a jímání CO₂ z kvašení.specific energy and water consumption, BAT

Příklad Minipivovar a velký pivovar

Minipivovar s výstavem 2 000 hl, spotřebou vody 8 hl/hl a tepla 250 MJ/hl spotřebuje za rok 1 600 m³ vody a 500 GJ tepla (139 MWh) a vyprodukuje asi 40 t mláta. Pivovar s výstavem 1 mil. hl při 3,5 hl/hl a 141 MJ/hl spotřebuje 350 000 m³ vody a 141 000 GJ tepla (39 167 MWh) a vyprodukuje asi 18 000–20 000 t mláta. Měrné spotřeby se liší víc než dvojnásobně – velikost a technologie rozhodují.

12.4Vedlejší produkty a odpady

Mláto je bohaté na vlákninu a bílkoviny; nejčastěji se zkrmuje (průvodce Zemědělství), dále slouží k výrobě bioplynu, kompostu nebo potravinových surovin. Kvůli vysoké vlhkosti se rychle kazí.
Přebytečné kvasnice se využívají jako krmivo nebo surovina pro kvasničné extrakty; nesmějí se ve velkém vypouštět do kanalizace.
CO₂ z kvašení lze jímat, čistit a použít ke karbonizaci a stáčení.
Odpadní vody obsahují cukry, kvasnice a zbytky mycích prostředků (vysoká CHSK, kolísavé pH); velké pivovary je předčišťují, často anaerobně s výrobou bioplynu.

12.5Daň z piva

Pivo podléhá spotřební dani podle zákona č. 353/2003 Sb. Základem daně je množství piva v hektolitrech (§ 84), sazba se uplatní za každé celé procento extraktu původní mladiny; zlomky procenta se nezapočítávají (§ 85). Základní sazba 32 Kč se podle MZe nezměnila od roku 2010. Malým nezávislým pivovarem je podle § 82 pivovar s roční výrobou do 200 000 hl, který je právně i hospodářsky nezávislý na jiných pivovarech a splňuje další podmínky; platí pro něj snížené sazby (Tab. 12.1). Z prodeje se navíc odvádí DPH.excise duty on beer, small independent brewery

**Tab. 12.1**Sazby daně z piva v Kč za hl a každé celé % EPM (§ 85 odst. 1, znění od 1. 1. 2026)
Pivovar	Sazba	Dvanáctka: Kč/hl	Kč na 0,5 l
základní sazba	32,00	384,00	1,92
malý nezávislý do 10 000 hl	16,00	192,00	0,96
10 000–50 000 hl	19,20	230,40	1,15
50 000–100 000 hl	22,40	268,80	1,34
100 000–150 000 hl	25,60	307,20	1,54
150 000–200 000 hl	28,80	345,60	1,73

Kdo chce pivo vyrábět a prodávat, potřebuje mimo jiné povolení k provozování daňového skladu (pivovaru) od celního úřadu, řemeslnou živnost „Pivovarnictví a sladovnictví“ (příloha č. 1 živnostenského zákona č. 455/1991 Sb.) a musí plnit předpisy o hygieně a označování potravin (mimo jiné nařízení (ES) č. 852/2004, zákon č. 110/1997 Sb. a vyhláška č. 248/2018 Sb.).

12.6Domácí výroba piva a právo

Zákon o spotřebních daních (znění od 1. 1. 2026) obsahuje pro domácí výrobu úzkou výjimku. Fyzická osoba, která sama nebo se členy domácnosti vyrábí pivo v zařízení pro domácí výrobu piva pro vlastní spotřebu, spotřebu členů domácnosti, blízkých osob nebo hostů, není plátcem daně, pokud za kalendářní rok nevyrobí víc než 2 000 l a pivo neprodá (§ 80 odst. 1). Takové pivo je od daně osvobozeno (§ 86 odst. 3) a nesmí být vyráběno v pivovaru (§ 89 odst. 3). Výrobce musí bezodkladně oznámit správci daně (celnímu úřadu) datum zahájení výroby, místo výroby a předpokládané množství piva za kalendářní rok (§ 80 odst. 2). Při porušení podmínek vzniká daňová povinnost (§ 83 odst. 1).home brewing, excise exemption

Pozor

Domácí pivo se nesmí prodávat – ani „levně sousedům“ nebo na akci se vstupným. I doma platí, že alkohol se nepodává osobám mladším 18 let. Destilace (pálení) se piva netýká a bez oprávnění je zakázaná. Bezpečnost domácího vaření shrnuje úvod průvodce a kapitoly 3 (opaření), 6 (CO₂), 10 (přetlak v láhvích) a 11 (čisticí chemie).

12.7Udržitelnost

Studie životního cyklu (LCA) piva obvykle ukazují, že velkou část dopadů tvoří pěstování ječmene a výroba obalů – zejména jednocestného skla –, menší část samotný pivovar a distribuce. K úsporám proto patří vratné lahve a sudy, regionální suroviny, úspory energie a vody v pivovaru a využití vedlejších produktů. Spojení s pěstováním plodin, krmivy a bioplynem rozebírá průvodce Zemědělství, chemii odpadních vod průvodce Chemie.life cycle assessment, returnable bottles

12.8Procvičení

Malý nezávislý pivovar vyrobí za rok 5 000 hl piva s extraktem původní mladiny 11,6 %. Kolik zaplatí na dani?

Zlomky procenta se nezapočítávají: 11 %. Sazba 16 Kč, daň \(16\cdot 11 = 176\) Kč/hl, ročně \(176\cdot 5\,000 = \mathbf{880\,000}\) Kč.

Velký pivovar (základní sazba) vyrobí 1 mil. hl desetistupňového piva. Jaká je daň celkem a na půllitr?

\(32\cdot 10 = 320\) Kč/hl; celkem \(\mathbf{320}\) mil. Kč, na půllitr \(320/200 = \mathbf{1{,}60}\) Kč.

Pivovar vyrábí 10 000 hl ročně se spotřebou 6 hl vody na hl piva. Kolik je to kubíků vody a kolik by ušetřil při snížení na 4,5 hl/hl?

\(10\,000\cdot 6 = 60\,000\) hl = 6 000 m³; při 4,5 hl/hl 4 500 m³, úspora 1 500 m³ ročně.

Kolik CO₂ vznikne za rok kvašením v pivovaru s výstavem 1 mil. hl dvanáctky (3,68 kg na hl)? Kolik CO₂ vypustí jeho kotelna, spotřebuje-li 141 MJ/hl tepla ze zemního plynu (56,1 kg CO₂/GJ)?

Kvašení \(3{,}68\cdot 10^{6}\) kg = 3 681 t CO₂ (biogenního – uhlík pochází z ječmene, lze ho jímat). Kotelna \(141\cdot 10^{6}\ \text{MJ} = 141\,000\) GJ, \(141\,000\cdot 0{,}0561 = \mathbf{7\,910}\) t CO₂ z fosilního plynu.

Domácí sládek uvaří za rok 25 várek po 60 l a část piva chce prodat kamarádům. Splňuje podmínky výjimky?

\(25\cdot 60 = 1\,500\) l je pod limitem 2 000 l, ale prodej podmínky porušuje (§ 80 odst. 1, § 86 odst. 3): vznikla by daňová povinnost a prodej piva bez povolení a živnosti by byl protiprávní. Pivo smí jen sám spotřebovat, s domácností, blízkými osobami nebo hosty – a výrobu musí předem oznámit celnímu úřadu.

Co si odnést

Na hektolitr piva padne asi 16–18 kg sladu, několik hl vody, desítky až stovky MJ energie; vzniká asi 20 kg mláta a 3,7 kg CO₂.
Daň z piva: 32 Kč za hl a každé celé % EPM, pro malé nezávislé pivovary 16–28,80 Kč.
Domácí výroba: do 2 000 l ročně, jen pro vlastní spotřebu, domácnost, blízké a hosty, s oznámením celnímu úřadu a bez prodeje.
Udržitelnost pivovaru stojí na vodě, energii, obalech a využití vedlejších produktů.

PřílohaA

Slovníček

PřílohaB

Vzorce a hodnoty na jednom místě

Základy (kapitoly 1–4)

Alkoholové kvašení, gramy alkoholu v nápoji (V v ml, φ objemový zlomek)\[\mathrm{C_6H_{12}O_6 \to 2\,C_2H_5OH + 2\,CO_2},\qquad m = V\cdot \varphi\cdot 0{,}789\ \text{g}\]

Změna hmotnosti při máčení a sušení (sušina konstantní); Kolbachovo číslo\[m_1 = m_0\,\frac{1 - w_0}{1 - w_1},\qquad KČ = \frac{N_{rozp}}{N_{celk}}\cdot 100\]

Vystírací voda a podíl rmutu při dekokci\[T_w = T + \frac{0{,}41}{R}\,(T - T_s),\qquad x = \frac{T_2 - T_1}{T_v - T_1}\]

Střední škola (kapitoly 5–8)

Tinsethův model hořkosti (m v g/hl, α jako zlomek)\[U = 1{,}65\cdot 0{,}000125^{\,SG-1}\cdot \frac{1 - e^{-0{,}04\,t}}{4{,}15},\qquad IBU = U\cdot \alpha\cdot m\cdot 10\]

Monodův růst, doba zdvojení, teplotní koeficient\[\frac{dX}{dt} = \mu_{max}\frac{S}{K_S + S}X,\qquad t_d = \frac{\ln 2}{\mu},\qquad \frac{r_2}{r_1} = Q_{10}^{(T_2 - T_1)/10}\]

Tvrdost, uhličitanová tvrdost a zbytková alkalita\[°dH = 5{,}6\left(\frac{Ca}{40{,}08} + \frac{Mg}{24{,}31}\right),\qquad KH = \frac{HCO_3^-}{21{,}8},\qquad RA = KH - \frac{Ca_{°dH}}{3{,}5} - \frac{Mg_{°dH}}{7}\]

Barva piva\[EBC = 25\cdot A_{430}\cdot f,\qquad SRM = 12{,}7\cdot A_{430}\cdot f,\qquad EBC \approx 1{,}97\,SRM\]

Vysoká škola (kapitoly 9–12)

Michaelis–Menten, Arrhenius, tepelná inaktivace\[v = \frac{V_{max}[S]}{K_M + [S]},\qquad k = A\,e^{-E_a/RT},\qquad E = E_0\,e^{-k_d t}\]

°P a hustota; skutečný extrakt; prokvašení\[SG = 1 + \frac{P}{258{,}6 - 227{,}1\,P/258{,}2},\qquad RE = 0{,}1808\,OE + 0{,}8192\,AE,\qquad ADA = \frac{OE - AE}{OE}\]

Velký Ballingův vzorec, alkohol v % hm. a % obj.\[p = \frac{(2{,}0665\,A + RE)\cdot 100}{100 + 1{,}0665\,A},\qquad A = \frac{OE - RE}{2{,}0665 - 0{,}010665\,OE},\qquad ABV = \frac{A\cdot SG}{0{,}7907}\]

Výtěžnost varny, Henryho zákon, pasterační jednotky\[V_{\%} = \frac{V\cdot 0{,}96\cdot \rho\cdot p}{m},\qquad c = S(T)\,p_{CO_2},\qquad PU = \int 1{,}393^{\,T - 60}\,dt\]

**Tab. B.1**Hodnoty, které se hodí znát
Veličina	Hodnota
hustota ethanolu (20 °C)	0,789 g/ml; v Ballingově převodu 0,7907
Ballingova bilance	2,0665 g extraktu → 1 g ethanolu + 0,9565 g CO₂ + 0,11 g kvasnic
dvanáctka 12 °P	SG 1,0484; prokvašená na 3 °P má 4,9 % obj.
prodlevy	45–52 °C bílkovinná, 62–65 °C maltózová, 70–75 °C cukrotvorná, 76–78 °C odrmutování
cílové pH rmutu	asi 5,2–5,6 (pokojová teplota)
rozpustnost CO₂ ve vodě (1 atm)	0 °C 3,35 g/kg · 10 °C 2,32 · 20 °C 1,69
pasterační jednotka	1 PU = 1 min při 60 °C, z ≈ 6,94 °C
daň z piva	32 Kč za hl a každé celé % EPM; malé nezávislé pivovary 16–28,80 Kč
domácí výroba bez daně	do 2 000 l za rok, oznámit správci daně, bez prodeje
řízení	0 ‰ – nulová tolerance

PřílohaC

Zdroje a předpoklady

Právní předpisy (ověřeno 17. 10. 2026)

Zákon č. 353/2003 Sb., o spotřebních daních, znění od 1. 1. 2026: § 80 odst. 1 a 2 (domácí výroba piva do 2 000 l za kalendářní rok bez prodeje, oznamovací povinnost vůči správci daně), § 81 (pivo nad 0,5 % obj.; stupňovitost podle velkého Ballingova vzorce), § 82 (malý nezávislý pivovar do 200 000 hl), § 83 odst. 1, § 84 (základ daně v hl), § 85 (sazby 32 Kč a 16,00–28,80 Kč za hl a celé % EPM; zlomky procenta se nezapočítávají), § 86 odst. 3 (osvobození domácí výroby), § 89 odst. 3. Pozn.: Situační a výhledová zpráva MZe Chmel, pivo 2025 uvádí u osvobození domácí výroby 200 l; platné znění zákona a vyjádření Generálního ředitelství cel (2023) uvádějí 2 000 l.
Vyhláška č. 248/2018 Sb., o požadavcích na nápoje, kvasný ocet a droždí, ve znění vyhlášky č. 36/2026 Sb. (znění od 14. 6. 2026): § 16 (definice a skupiny piva), § 18 (označování, kvasnicové pivo), § 19 odst. 2 (tmavé pivo nelze vyrobit dobarvením), příloha č. 8; čl. II vyhlášky č. 36/2026 Sb. (pivo podle dřívějšího znění lze vyrábět a označovat do 31. 12. 2026).
Zákon č. 65/2017 Sb., o ochraně zdraví před škodlivými účinky návykových látek, znění od 1. 7. 2025: § 2 písm. f) (alkoholický nápoj nad 0,5 % obj.), § 11 odst. 5 (zákaz prodeje a podávání alkoholického nápoje osobě mladší 18 let).
Zákon č. 361/2000 Sb., o provozu na pozemních komunikacích, § 5 odst. 2 písm. b) (zákaz řízení pod vlivem alkoholu; nulová tolerance potvrzená judikaturou NSS).
Zákon č. 455/1991 Sb., živnostenský zákon, příloha č. 1 (řemeslná živnost Pivovarnictví a sladovnictví); nařízení (ES) č. 852/2004 o hygieně potravin (čl. 5, HACCP); zákon č. 110/1997 Sb., o potravinách; zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví.
Nařízení Komise (ES) č. 503/2007 ze dne 8. 5. 2007 (CHOP Žatecký chmel), nařízení Komise (ES) č. 1014/2008 (CHZO České pivo; specifikace Úř. věst. EU C 16, 23. 1. 2008); nařízení (EU) 2024/1143 o zeměpisných označeních.

Data a doporučení institucí

Ministerstvo zemědělství: Situační a výhledová zpráva Chmel, pivo 2025. Praha: MZe, 2025, ISBN 978-80-7434-835-8 (podklady do 20. 10. 2025; data ÚKZÚZ, ČSÚ, Českého svazu pivovarů a sladoven a Chmelařského institutu) – plochy chmelnic 2025, produkce chmele 2024, obsah α-kyselin ŽPČ 2024, výstav, vývoz, dovoz a spotřeba piva, tereziánský patent 1769, zeměpisná označení.
Výzkumný ústav pivovarský a sladařský: historie ústavu (pražská výzkumná stanice od 1. 10. 1887, brněnský Sladařský ústav 1920, sloučení 1950), web ústavu, ověřeno 17. 10. 2026.
WHO Regional Office for Europe: No level of alcohol consumption is safe for our health. Tisková zpráva, 4. 1. 2023; Anderson, B. O. a kol.: Health and cancer risks associated with low levels of alcohol consumption. The Lancet Public Health 8 (2023), e6–e7. IARC Monographs sv. 96 (2010) a 100E (2012).
Státní zdravotní ústav: Zpravodaj Drogového informačního centra 45 (červen 2005) – alkohol v těhotenství („v těhotenství nelze žádné množství alkoholu považovat za bezpečné“); SZÚ dále pravidelně sleduje užívání alkoholu v populaci (studie NAUTA). Podrobná data o alkoholu v ČR shrnují průvodci Drogy a závislosti a Zdravý životní styl.
Národní linka pro odvykání 800 350 000 (bezplatná, provozuje Česká koalice proti tabáku, z. s.; zprávy o rozšíření služeb z listopadu 2025), Linka bezpečí 116 111, záchranná služba 155, tísňová linka 112.
BJCP: 2021 Style Guidelines. Beer Judge Certification Program, 2021 (styly 3A, 3B, 3C, 3D, 9A, 9C, 10A, 15B, 21A, 23A, 24A).
Evropská komise: Reference Document on Best Available Techniques in the Food, Drink and Milk Industries (2006), BAT pro pivovary (spotřeba vody 0,35–1 m³/hl). Campden BRI: Benchmarking energy and water use at individual steps of the brewing processes (2012) – nejlepší praxe asi 141 MJ/hl a 3,3 hl/hl.

Literatura

Basařová, G.; Šavel, J.; Basař, P.; Lejsek, T.: Pivovarství. Teorie a praxe výroby piva. Praha: VŠCHT Praha, 2010.
Kunze, W.: Technology Brewing and Malting. 6. vyd. Berlin: VLB, 2019.
Briggs, D. E.; Boulton, C. A.; Brookes, P. A.; Stevens, R.: Brewing: Science and Practice. Cambridge: Woodhead Publishing, 2004.
Bamforth, C. W.: Scientific Principles of Malting and Brewing. St. Paul: American Society of Brewing Chemists, 2006.
Palmer, J.; Kaminski, C.: Water: A Comprehensive Guide for Brewers. Boulder: Brewers Publications, 2013.
European Brewery Convention: Analytica-EBC; American Society of Brewing Chemists: Methods of Analysis (metody rozboru sladu, piva, barvy a hořkosti).
Tinseth, G.: Glenn's Hop Utilization Numbers (1997, online) – model využití chmele.
Del Vecchio, H. W.; Dayharsh, C. A.; Baselt, F. C.: Thermal death time studies on beer spoilage organisms. Proceedings of the American Society of Brewing Chemists, 1951 – základ pasteračních jednotek.
Kolbach, P.: Der Einfluss des Brauwassers auf das pH von Würze und Bier. Monatsschrift für Brauerei 6 (1953) – zbytková alkalita.
Libkind, D. a kol.: Microbe domestication and the identification of the wild genetic stock of lager-brewing yeast. PNAS 108 (2011), s. 14539–14544.
Mussatto, S. I.; Dragone, G.; Roberto, I. C.: Brewers' spent grain: generation, characteristics and potential applications. Journal of Cereal Science 43 (2006), s. 1–14.
Meilgaard, M. C.: Flavor chemistry of beer. Part II: Flavor and threshold of 239 aroma volatiles. MBAA Technical Quarterly 12 (1975), s. 151–168. Meilgaard, M. C.; Dalgliesh, C. E.; Clapperton, J. F.: Beer flavour terminology. Journal of the Institute of Brewing 85 (1979), s. 38–42.
Pasteur, L.: Études sur la bière. Paris: Gauthier-Villars, 1876. Hájek z Hájku, T.: De cerevisia. Frankfurt, 1585.

Modelové předpoklady

Laboratoře jsou výukové modely se zaokrouhlenými parametry; nejsou recepturou, technologickým předpisem ani podkladem pro výrobu.
Modely sladování (kapitola 2), enzymů při rmutování (kapitoly 3 a 9), kinetiky kvašení a diacetylu (kapitola 6) a pH rmutu (kapitola 7) mají parametry zvolené tak, aby kvalitativně odpovídaly literatuře; konkrétní slad, kmen kvasinek a voda se mohou chovat jinak.
Profily vod pivovarských měst (kapitola 7) jsou orientační modely; rozbory se v literatuře liší. Rozmezí stylů (kapitola 8) podle BJCP 2021 jsou přepočtena na °P a EBC.
Výpočty CO₂ používají rozpustnost ve vodě; pivo rozpouští CO₂ o něco méně. Tlaky v láhvích (kapitola 10) jsou horní odhady bez vlivu hrdla.
Měrné spotřeby vody a energie a mláto (kapitola 12) jsou modelové hodnoty v rozmezí uváděném literaturou.

Studijní materiál, nenahrazuje učebnici, výuku, technologický předpis ani právní poradenství. Pivo obsahuje alkohol; prodej a podávání alkoholu osobám mladším 18 let je zakázán, řízení po požití alkoholu také. Průvodce nejmenuje konkrétní pivovary, značky ani komerční produkty. Stav předpisů a dat k 17. 10. 2026.

Pivovarnictví – interaktivní průvodce · VzdělávAI · říjen 2026