LIHOVARNICTVÍ A VÝROBA LIHOVIN

Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
LIHOVARNICTVÍ A VÝROBA LIHOVIN
1. Úvod
Výroba kvasného lihu, destilátů a dalších lihovin patří k tradičním fermentačním výrobám.
Název líh nebo alkohol se v hovorovém jazyce vztahuje k nejčastěji se vyskytující sloučenině
ze skupiny primárních alkoholů - k ethanolu. Tato sloučenina se dá vyrobit čistě chemickým
způsobem, např. hydratací ethylenu, nebo daleko běžnější mikrobiologickou cestou - kvasným
způsobem. Prvé zmínky o alkoholové fermentaci pocházejí z Mezopotámie z doby cca 4200
př.n.l., technika destilace jako způsob izolace a zakoncentrování ethanolu přichází na scénu
mnohem později a historické prameny jsou, v otázce kdy a kde to bylo, nejednoznačné.
Některé zdroje připisují prvenství sestrojení a používání primitivní destilační aparatury
Číňanům cca 1 - 2 tisíce let př.n.l., jiné hovoří o egyptských alchymistech rovněž z éry před
Kristem. Do Evropy se znalosti o destilaci zkvašených surovin dostávají mnohem později
okolo 11. - 12. století našeho věku přes Španělsko, z této doby také pocházejí od mistra
Salerna prvé dochované písemné prameny. Ještě po další tři století byl získaný destilát
vzácnou a velice drahou medicínou nazývanou agua vitae a její výroba byla přísně střeženým
tajemstvím. K rozšíření umění destilace došlo v Evropě ve středověku, zejména díky činnosti
alchymistů a rozvoji řady řemesel.
Na území dnešní České republiky byla postavena první vinopalna za vlády Václava IV.
v Kutné Hoře a první lihovary vznikaly již v 16. století. Líh se vyráběl především z obilí,
zejména ze žita (odtud název "režná"). Brambory se začaly ve větším měřítku používat až
koncem 18. století. Výroba lihu se proto začala přesouvat z měst na venkov - k surovinovému
zdroji. Původní technologie byly primitivní, k rychlejšímu rozvoji přispělo zavádění
destilačních aparátů vyhřívaných parou a zavedení paření brambor pod tlakem v pařácích
(Henze, Hollefreund). Po první světové válce se využilo i nadprodukce cukrovky, při této
výrobě byl však pařákový způsob nahrazován způsobem difuzním. Po obilí a cukrovce se
objevuje melasa. Nejprve byla zpracovávána v cukrovarech, které si vybudovaly malé
lihovary. První samostatný melasový lihovar vznikl v r. 1838 v Praze. Průmyslové lihovary
vznikaly postupně v Kolíně (1860), v Praze-Libni (1873), v Mladé Boleslavi, Mostě,
Pardubicích, Smiřicích. Na Moravě vznikl ve 2. polovině 19. století průmyslový lihovar
v Rájci nad Svitavou, Olomouci, Kojetíně. V roce 1874 bylo v Čechách 284 zemědělských
lihovarů, 40 menších lihovarů melasových a 8 velkých průmyslových lihovarů. Tehdy tyto
závody vyrobily kolem 420 tis. hl ethanolu. Řada závodů přežila hospodářské krize, války 20.
století a tvoří část dnešního lihovarského průmyslu. V současné době (v roce 2002) jsou
v provozu 4 průmyslové lihovary (Kralupy nad Vltavou, Kolín, Chrudim a Kojetín) a cca 40
zemědělských lihovarů, některé z nich jsou rozšířeny o rafinaci a rektifikaci surového lihu.
V důsledku energetické krize, která postihla svět v 70. letech minulého století, dochází
k prudkému zvýšení zájmu o bioethanol jako obnovitelný zdroj energie, který by mohl
nahradit fosilní paliva. Ohromný nárůst výroby byl umožněn i využitím nových vědeckých
poznatků a moderních technologií. Rozsáhlé bioethanolové programy vznikly v Brazílii a
USA, kde ethanol tvoří až 20 % ze složení motorových paliv.
Cílem výroby je získat ethanol o různé kvalitě pro potravinářské, farmaceutické, chemické a
jiné účely. Jakost jednotlivých druhů a podmínky výroby lihu jsou vymezeny legislativními
předpisy - v České republice je to zákon č. 61/1997 Sb., o lihu. Výroba kvasného ethanolu
v ČR se pohybuje v posledních letech kolem 65 000 m3 (vyjádřeno v množství 100 %
ethanolu).
1
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
2. Produkční mikroorganismy a biochemismus lihového kvašení
Průběh kvašení byl znám již i pradávným národům naší planety. O přeměnách, ke kterým
dochází v průběhu kvašení, o jeho příčinách a původu neexistovaly až do 19. století jasné
představy. Před zhruba 130 lety byl objeven původ kvašení a tím i jeho nositelé - kvasinky.
C6H12O6
2 CO2
2 C2H5OH
+
glukosa
ethanol
oxid uhličitý
100 g
51,14 g
48,86 g
Kvasný neboli fermentační způsob výroby ethanolu je založen na působení enzymů
mikrobiální buňky (většinou buněk některých kvasinek) v procesu, kterému se říká lihové
kvašení. Jde o proces, který probíhá převážně bez přístupu vzduchu (anaerobně), i když nejde
v případě kvasinek o striktně anaerobní podmínky. Mírné provzdušnění kvasného média,
hlavně na začátku fermentace, je příznivé pro potřebný nárůst buněk a jejich aktivitu. Při
lihovém kvašení dochází k postupnému rozkladu sacharidů enzymy mikroorganismů a
uvolňování energie, její menší část je fixována ve formě ATP, zbytek je přeměňován na teplo.
Lihovou fermentaci je možné popsat Guy-Lussacovou rovnicí:
Hlavním produkčním mikroorganismem jsou kvasinky Saccharomyces cerevisiae, které se
vyznačují vysokou rychlostí tvorby ethanolu, vysokou tolerancí k ethanolu a nízkou produkcí
vedlejších metabolitů. Při lihové fermentaci za anaerobních podmínek je glukosa nejprve
odbourávána v procesu glykolýzy na pyruvát, který je dekarboxylován a vzniklý acetaldehyd
redukován na ethanol (tzv. Embden-Mayerhof-Parnasovo schéma). Kvasinky se předem
namnoží v propagační stanici nebo používáme pekařské droždí. Kvasinky se v kultivačních
médiích množí vegetativně tzv. pučením.
Producenty ethanolu mohou být i bakterie, slibnou bakterií je Zymomonas mobilis, která má
v porovnání s kvasinkami rychlejší metabolismus, nižší nutriční nároky, fermentace může
probíhat za vyšších teplot. Glukosa je metabolizována pomocí Entner-Doudorfovy cesty, kde
klíčovým meziproduktem je 2-keto-3-deoxy-6-fosfoglukonát (KDPG). Přes určité nesporné
výhody bakterií jako producentů ethanolu se stále v průmyslové praxi u nás a ve světě
používají kvasinky.
3. Výroba lihu
3.1 Suroviny pro výrobu lihu
Volba vhodné sacharidické suroviny závisí na enzymovém vybavení mikroorganismů, které
určuje tzv. zkvasitelnost sacharidů. V případě kvasinek jsou přímo zkvasitelné jen
monosacharidy - hexosy (hlavně glukosa, fruktosa, mannosa, méně již galaktosa) a
disacharidy - C12H22O11 (sacharosa, maltosa, méně laktosa a melibiosa). Složitější sacharidy
(oligosacharidy až polysacharidy (C6H10O5)n jako škrob, dextriny, celulosa, inulin, …) musí
být před zkvašením hydrolyzovány na jednoduché cukry a to buď působením vlastních
enzymů mikroorganismů (hydrolytické enzymy) nebo častěji za použití enzymových
preparátů či kyselin, pak hovoříme o enzymové nebo kyselé hydrolýze. Pentosy (xylosa,
arabinosa, ribosa…), jejichž zdrojem jsou hemicelulosy, nejsou prakticky zkvasitelné.
3.1.1
Suroviny obsahující jednoduché sacharidy
Nejdůležitější surovinou, kterou zpracovávají průmyslové lihovary, je melasa. V naší
republice se setkáme prakticky pouze s melasou řepnou. Hlavní složkou je sacharosa.
Z dalších cukrů jsou důležité invertní cukr a rafinosa. Necukerných látek je v melase kolem
2
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
30 %. Z pohledu lihové fermentace je sledován obsah dusíkatých látek (1,0 – 1,6 % N) ,
z nichž kyselina asparagová a glutamová jsou důležité pro výživu kvasinek, naopak betain je
pro kvasinky zcela bez užitku, a obsah fosforu, kterého bývá v melase jen asi 0,06 %. To
nestačí na výživu kvasinek a melasové zápary se musí proto přiživovat, většinou kyselinou
fosforečnou nebo diamonfosfátem. Dalšími surovinami cukrovarnickými produkty, které by
bylo možné využít k výrobě lihu jsou surový a rafinovaný cukr - do zápary je nutné doplnit
živiny potřebné pro činnost kvasinek jako jsou vitaminy, aminokyseliny, růstové látky,
minerály aj.. Cukrovary reálně uvažují o výrobě lihu z některého meziproduktu výroby cukru,
zejména tekutého cukru (sirupu), těžké šťávy, příp. lehké šťávy během kampaně.
Cukrovka zatím není pro výrobu lihu u nás prakticky využívána.
Jako lihovarská surovina obsahující jednoduché sacharidy (fruktosu, glukosu, sacharosu)
přichází v úvahu ovoce, které se pro výrobu ovocného lihu používá jen ve výjimečných
případech - zpracování havarovaných plodů nebo ojediněle některé tropické, většinou sušené
plody (datle). Naopak pro výrobu ovocných destilátů je ovoce (švestky, jablka, meruňky,
hrušky,…) hlavní surovinou.
Zajímavým zdrojem jednoduchých sacharidů mohou být i odpady z potravinářského
průmyslu. Syrovátka, odpad z mlékáren z výroby sýru, obsahuje 4 – 5 % laktosy.
Z exotických surovin lze uvést cukrovou třtinu, čirok cukrový (rostlina ze skupiny trav,
jejíž stéblo obsahuje velké množství cukru), palmové šťávy, některé druhy sukulentů a
kaktusů, které se používají hlavně pro výrobu lihovin.
3.1.2
Škrobnaté suroviny
Mezi tyto suroviny patří rostliny poskytující jak hlízy, tak i zrno. Brambory jsou hlavním
představitelem prvé skupiny, lze z nich vyrobit kvalitní neutrální alkohol. Hlíza brambor
obsahuje průměrně 18 % škrobu v závislosti na odrůdě, jsou však problémy s jejich
skladováním.
Obiloviny jsou v řadě států hlavní lihovarskou surovinou. Nejvíce se zpracovává kukuřice a
žito. U nás v minulosti pro výrobu lihu bylo zpracováváno pouze "havarované" obilí (např.
znehodnocené houbou Claviceps purpurea, jejíž sklerocium se používá pro výrobu
námelových alkaloidů). V současné době je hlavní surovinou pšenice, která obsahuje
v závislosti na kultivačních podmínkách kolem 65 - 71 % škrobu, dále žito. Zápary ze žita
jsou však oproti pšenici viskóznější, což je způsobeno vyšším obsahem pentosanů (kolem 10
%). V posledních letech se s úspěchem používá kříženec žita a pšenice - tritikale. Jeho
odrůdy jsou snadněji zpracovatelné lihovarským způsobem a dávají dobré výtěžky lihu.
Ječmen a oves se k výrobě lihu používají poměrně zřídka. Jejich nevýhodou je vysoký podíl
pluch v zrnu, které způsobují problémy při kvašení - tvorba silných dek na povrchu kvasu.
Kukuřice se pěstuje hlavně v teplejších krajinách. Je jednou z nejvýkonnějších rostlin
z hlediska hektarových výnosů. Obsahuje až 5 % tuku, což příznivě ovlivňuje i vlastní
kvašení. Obsah škrobu je nad 65 %.
V některých státech se k výrobě lihu používá rýže, čirok, jehož semena obsahují až 70 %
škrobu, cassava a sladké brambory – ve formě hlíz nebo sušeného prášku. K výrobě lihu se
dají využít různé odpady ze zpracování obilí a brambor, např. kalové a zadní škroby,
bramborové zdrtky, zbytky z výroby hranolků a chipsů aj.
3.1.3
Suroviny obsahující další polysacharidy
Inulin je polysacharid obsahující fruktosu. Tato látka se vyskytuje v topinamburech a
v čekance. Hlízy topinamburů obsahují v průměru kolem 16 % inulinu, dále pak menší
3
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
množství D-fruktosy a levulinu. Štěpení inulinu zajišťuje enzym inulinasa obsažený přímo
v hlízách v době vegetace.
Nadějným a stále ne zcela doceněným zdrojem sacharidů je lignocelulosový materiál (dřevo,
sláma, …), který obsahuje celulosu a hemicelulosy. Vyžaduje razantnější předúpravu,
většinou tzv. rozvláknění a poté hydrolýzu jednotlivých složek. Hydrolýzou celulosy vzniká
glukosa, hemicelulosy při hydrolýze poskytují roztok hexos a pentos, které jsou pro kvasinky
téměř nevyužitelné. V severských státech Evropy jsou vysazovány z rychle rostoucích dřevin
tzv. energetické lesy, které slouží k těžbě biomasy pro energetické a biotechnologické účely.
3.2 Výroba lihu z melasy
Melasa jako surovina je využívána v průmyslových lihovarech, které mají výrobní kapacitu
kolem 100 m3 ethanolu denně. Z hlediska zpracování je melasa jednodušší surovinou než
obilí. Její předností je jednoduchá příprava zápary (naředění vodou, přídavek živin) a
skutečnost, že obsahuje přímo zkvasitelný cukr (sacharosu). Obvykle se pro kvašení
připravují dva typy zápary: slabší pro zahájení fermentace (např. 20 % hm.) a silnější pro
doplňování kádí během kvašení (30 - 60 % hm.). Kvašení s využitím produkčních kmenů
kvasinky Saccharomyces cerevisiae probíhá za anaerobních podmínek, pH je udržováno mezi
hodnotami 4,5 - 5,0 a teplota by neměla překročit 32 ºC. Dalším důležitým faktorem je
zákvasná koncentrace kvasinek v zápaře, čím je koncentrace buněk vyšší, tím je kratší doba
kvašení a vyšší produktivita fermentace. Kvasinky jsou postupně pomnožovány v laboratorní
a provozní propagaci do množství, které je potřebné k zakvašení zápary v bioreaktoru.
Propagační poměr mezi jednotlivými propagačními stupni je 1 : 5. Proces přípravy zákvasu je
tak zdlouhavý, velice náročný na udržení sterility a spotřebu substrátu a živin. Proto byla
vyvinuta celá řada způsobů fermentace pracujících od počátku s vysokou koncentrací
kvasinek, využívajících recirkulaci buněk z předchozí fermentace a umožňujících případnou
izolaci produktů (ethanolu) během fermentace.
3.2.1
Způsoby kvašení a jeho průběh
V literatuře existuje velké množství různých způsobů kvašení. Zde budou uvedeny jen zásady
těch hlavních. Bioreaktory nejsou konstrukčně nijak složité. Obvykle nejsou opatřeny
vzdušněním. Dnes se používají již jen bioreaktory uzavřené z nerezavějící oceli s možností
regulace teploty a pH.
Klasický vsádkový ("batch") proces je velmi jednoduchý, ale dosahuje jen nízkou
produktivitu a delší dobu kvašení. Charakteristické je, že probíhá při stejném objemu zápary
od začátku do konce.
Přítokový způsob ("fed-batch") je v celosvětovém měřítku stále často využíván. Limitujícím
faktorem je výsledná koncentrace ethanolu, která se pohybuje od 10 do 12 % obj. Při dobrém
vedení procesu může být produktivita systému kolem 5 kg ethanolu/m3/h. Jedna šarže trvá 17
- 18 h. Tento způsob se snadno převede na semikontinuální. Kvašení se začíná s poměrně
vysokou koncentrací buněk (kolem 107 buněk v 1 ml) na melasovém médiu o koncentraci
sušiny 35 - 38 % hm.. Další přítoky se realizují tak, aby zdánlivá koncentrace zápary nebyla
vyšší než 12 - 13 % hm. Nevýhodou tohoto způsobu je stálá nutnost přípravy zákvasu.
Způsob s recyklací kvasinek (se zvratnou separací buněk) je znám od r. 1932 jako "Melle
– Boinotův" způsob a patří mezi nejrozšířenější v melasovém lihovarství. Princip spočívá
v tom, že se kvasinky z prokvašené zápary opakovaně použijí jako inokulum do nové
fermentace, tím se ušetří cukr potřebný k syntéze biomasy a je možné pracovat od začátku
4
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
s vysokou koncentrací buněk, což celkově zrychlí kvašení. K separaci kvasinek se obvykle
používají drožďárenské odstředivky. Kvasničné mléko prochází preparační lázní, kde po
okyselení kyselinou sírovou na pH 2 – 3 dochází k aktivaci kvasinek a usmrcení
kontaminujících bakterií. Po skončení preparace (většinou po 1 – 2 h) se suspenze kvasinek
převede do bioreaktoru a začne se přítokovat melasová zápara. Koncentrace kvasinek
dosahuje až 4.108 buněk/ml. V poslední době se místo odstředivek začínají užívat
membránové mikrofiltrační jednotky (obvykle jde o tubulární keramické systémy), které
zadržují buňky a tak jejich koncentrace prudce vzrůstá. Produktivita fermentace se výrazně
zvyšuje. Tyto způsoby nejsou vhodné pro média obsahující pevné částice (pluchy,
nerozluštěná zrna aj.).
Kontinuální způsoby lihového kvašení jsou charakterizovány nepřetržitým přítokem čerstvé
a odtokem prokvašené zápary z bioreaktoru. Existuje mnoho variant uspořádání, které jsou
dnes založeny na principech recirkulace nebo zádrže biomasy (včetně imobilizace kvasinek) a
odstraňování ethanolu z bioreaktoru, aby se snížil jeho inhibiční účinek a zvýšila se rychlost
kvašení. Vzhledem k revizi názorů o roli kyslíku v lihovém kvašení je celkem výhodné první
reaktor mírně vzdušnit, tím dochází k mírnému nárůstu počtu buněk a udržování vysoké
fermentační aktivity. Uvedené směry jsou akcentovány v systémech Biostil, Vakuferm,
Alcon, Chemapec, Altech a dalších. Společnou nevýhodou všech kontinuálních postupů je
velké riziko kontaminace.
3.2.2
Destilace, rektifikace a rafinace lihu
Ethanol je těkavá kapalina o hustotě 789,3 kg/m3 s bodem varu 78,31 ºC, kterou lze
z prokvašené zápary izolovat destilací. S vodou tvoří azeotropickou směs (95,15 % hm.)
s bodem varu 78,15 ºC nižším než obě čisté látky, takovou směs nelze rozdělit destilací za
normálního tlaku. Toto je problém, který se musí řešit při odvodňování lihu. Bod tuhnutí je 114,6 oC. Ethanol je hořlavá, lehce vznětlivá látka s vodou neomezeně mísitelná. Ethanolové
páry jsou 1,6 krát těžší než vzduch, se kterým tvoří výbušné směsi (mez výbušnosti je od 3,3
do 19% obj. ethanolu ve vzduchu). Jeho vodné roztoky jsou hořlavé. Hořlavost kapaliny se
ztrácí teprve po několikanásobném zředění vodou. V případě požáru se hašení provádí
tříštěným proudem vody nebo střední a těžkou pěnou odolnou proti alkoholu.
Rektifikace je opakovaná destilace, jejímž cílem je zkoncentrovat ethanol. Rafinace je
definována jako odstranění doprovodných látek z lihu. Oba tyto procesy probíhají
v kolonovém uspořádání. Spodní vytápěná část kolony se nazývá vařák a nejhořejší část
destilační kolony je hlava. Patra záparové kolony bývají klobouková (kalotová) s jedním
velkým kloboukem na patře, ostatní kolony mají patra konstruovány jako kloboučková,
tunelová, sítová, ventilová nebo méně často náplňová. Na patrech dochází ke styku par
s kapalinou stékající opačným směrem. Každá kolona je vybavena deflegmátorem (slouží
k částečné kondenzaci par vystupujících z hlavy kolony a jejich obohacení o těkavější
složku), kondenzátorem (zde dochází k totální kondenzaci par na kapalinu) a chladičem (k
ochlazení destilátu). Pro chod kolony a ustavení rovnováhy je důležitý zpětný tok – reflux,
který je definován jako poměr kondenzátu vraceného zpět na kolonu ku kondenzátu
odebíraném z kolony jako destilát. K vytápění kolon se používá přímý nebo nepřímý parní
ohřev. Proces destilace je energeticky náročnou operací, proto je snaha maximálním
způsobem využít vloženou energii, zejména rekuperací tepla a uspořádáním kolon do
tlakového spádu.
K získání a zkoncentrování ethanolu (rektifikaci) se ponejvíce používá opakovaná
rovnovážná destilace (destilace kontinuální), v pálenicích pak jde o nerovnovážnou
(periodickou) destilaci. V první záparové koloně se oddělí ethanol od prokvašené zápary a
přitom dochází k jeho zkoncentrování (surový líh), vedlejším produktem jsou výpalky.
5
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
Záparová kolona je mohutnější než ostatní kolony. Někdy bývá rozdělena na dvě kolony. Ve
dvoukolonovém systému dochází již částečně k rafinaci lihu. Ohřev záparové kolony může
být přímý nebo nepřímý. Při přímém ohřevu však dochází ke zřeďování výpalků. Kolony jsou
opatřeny epruvetami (měřidly průtoku), regulátory přítoku vody a páry aj. Ve výpalcích
odcházejících z vařáku kolony se nesmí objevit větší množství alkoholu (max. 0,015 % obj.).
Surový líh přicházející ze záparové kolony se před rafinací nařeďuje vodou na koncentraci
kolem 30 % obj., aby se zvýšila rafinační účinnost - oddělení doprovodných těkavých látek.
Rafinace probíhá dohromady s rektifikací a provádí se na aparátech, které jsou složeny ze 3 –
6 kolon (epyrater, rafinační a lutrová kolona, dokapová kolona, akumulační kolona, finální
kolona). Pro správnou funkci rektifikační kolony má význam správné nastavení koeficientu
zpětného toku. Starší destilační přístroje vycházejí velmi často z rafinačního přístroje Barbet.
První kolona se nazývá úkapová (epyratér), druhá kolona je kolona rafinační s lutrovou,
případně se často tato soustava doplňuje kolonou dokapovou. V hlavě rafinační kolony se
hromadí aldehydy a rafinovaný líh se proto odebírá až na 5. - 8. patře od zhora. Přiboudlina se
odděluje jako vrchní vrstva dvoufázového systému na patře, kde koncentrace alkoholu je již
nízká. Spodní část rafinační kolony se nazývá lutrová kolona. Z horních pater všech kolon se
odvádí po kondenzaci líh technický. Další starší přístroje jsou např. Guillaumův, ŠkodaGregor. Všechny se však vyznačují vysokou spotřebou páry - 4 - 6 kg/l ethanolu.
Nové rafinační přístroje jsou založeny na: využití tlakového spádu v kolonách, principu
hydroselekce (přídavek vody z rektifikační kolony do hydroselekční kolony) a jsou zcela
řízené počítačovými systémy. Přímou parou se vyhřívá jen hydroselekční a rektifikační
kolona. Velké lihovary mají rafinační systémy, které vycházejí přímo ze zápary. Spotřeba
páry (0,9 MPa) se sníží až na 1,5 - 2 kg/l ethanolu.
3.3 Výroba lihu ze škrobnatých surovin
Škrob je substrátem, který většina ethanol produkujících mikroorganismů není schopna přímo
zkvašovat. Proto musí být nejprve převeden na jednoduché zkvasitelné sacharidy, tj. na
glukosu nebo maltosu.
V ČR se škrobnaté suroviny na líh zpracovávaly výhradně v zemědělských lihovarech, jejich
denní kapacita se pohybuje od 5 do 20 m3 surového lihu. Zemědělské lihovary vznikaly
zejména v bramborářských oblastech na Českomoravské vysočině a na Severní Moravě.
Surovina se využívala velmi hospodárným způsobem a výpalky se kompletně vracely zpět do
zemědělství jako cenné krmivo. Dnes se přešlo od brambor ke zpracování obilí. Zpracování
škrobnatých surovin doznalo značných změn v technologii. Ty se týkají zejména snížení
energetických nákladů na výrobu a to hlavně s ohledem na využití vysoko aktivních
enzymových preparátů k hydrolýze škrobu.
3.3.1
Příprava zápar
Důležitým krokem při zpracování škrobnatých surovin je jejich mechanické rozmělnění a
zpřístupnění zrn škrobu působení amylolytických enzymů. Dnes se již výhradně používají
enzymové preparáty. Používání sladu je již ojedinělé. Působením enzymů (α-amylasy)
nejprve dochází ke ztekucení škrobu a poté účinkem amyloglukosidasy či β-amylasy ke
zcukření.
Při přípravě zápar ze škrobnatých surovin rozlišujeme dva základní způsoby: tlakový
(pařákový) způsob a beztlakový způsob. V posledních letech se však používá stále častěji
6
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
beztlakový způsob. Tuto změnu umožnila výroba termostabilních α-amylas bakteriálního
původu.
Tlakový způsob (viz Obr. 1) využívá k uvolnění a zmazovatění škrobu ze zrn nebo hlíz
paření za teploty nad 120 ºC a tlaku od 0,2 do 0,5 MPa (podle charakteru zpracovávané
suroviny). Nejpoužívanějším pařákem u nás je Henzeův pařák, objem pařáku se pohybuje od
4,5 do 6,5 m3. Velkou výhodou paření je, že se zápara současně vysteriluje, což je vhodné při
zpracování havarovaných substrátů. Náklady na paření jsou však vyšší než při beztlakovém
způsobu. Po paření následuje vyhánění díla do zapařovací kádě za současného intenzivního
chlazení a přídavek ztekucujících enzymů.
Při beztlakovém způsobu musí být brambory rozmělněny a obilí namleto na částice
odpovídající velikosti (běžně 0,4 - 2,0 mm). Mletí obilí může být realizováno za sucha
(šrotovníky, kladívkové mlýny) nebo za mokra (dispergátory, mlýny s korundovými talíři,
kladívkové mlýny). Mokré mletí má výhodu v tom, že při mletí dochází již zároveň i
k bobtnání škrobových zrn. Podle vlastností používaných enzymů se dílo vyhřívá na 65 ºC
nebo na teploty 90 - 95 ºC (při použití termostabilní α-amylasy), při kterých dochází ke
zmazovatění a ztekucení škrobu.
V dalším kroku po mírném ochlazení v zapařovací kádi na teploty 55 - 65 ºC dochází díky
působení β- amylasy a amyloglukosidasy ke zcukření (škrob a dextriny jsou postupně
převedeny až na zkvasitelný sacharid). Rozluštění a zcukření suroviny se kontrolují jodovou
zkouškou. V praxi používané enzymové preparáty neobsahují pouze jeden amylolytický
enzym, ale jde o komplex i dalších hydrolytických enzymů jako např. hemicelulasy (např.
xylanasy, β-glukanasy), proteasy a celulasy. Jejich působením lze zvýšit výtěžnost lihu a
současně i snížit viskozitu média. Existuje několik firem, které vyrábějí kvalitní enzymy. Na
českém trhu je nejlépe zavedena dánská firma Novo Nordisk. Pro lihovarské účely jsou
vhodné amylolytické enzymy: Termamyl, BAN, AMG, Fungamyl a SAN Super a dále
Ultraflo, Celluclast a Shearzyme, které zvyšují výtěžky lihu a pozitivně ovlivňují vlastnosti
zápar.
3.3.2 Způsoby kvašení a jeho průběh
Zcukřené dílo (sladká zápara) je ochlazeno na zákvasnou teplotu a v bioreaktoru
(fermentačním tanku) zakvašeno. Kvasinky lze získat z různých zdrojů. Nejlepší se osvědčují
kvasinky adaptované na škrobnaté zápary získané z čistých lihovarských kultur. Je možné
též použít lisované pekařské droždí (0,3 - 0,5 kg na 1 hl zákvasu), které není ideální
násadou, protože jeho výroba je aerobní proces a proto se doporučuje jej rozkvasit ve sladké
zápaře. V některých zemích se používají i sušené aktivní lihovarské kvasinky. Obilné a
bramborové zápary obsahují dostatečné množství živin, takže není potřeba je přiživovat.
Hodnota pH se má pohybovat v rozmezí 4,6 – 4,8 a během kvašení nemá klesat pod 4,2.
Přítomné amylolytické enzymy i v průběhu fermentace dále štěpí dextriny a škrob, který se
uvolňuje z pevné fáze obilné suroviny.
V malých lihovarech se obvykle pracuje periodickým (vsádkovým) způsobem. Používají se
uzavřené kvasné kádě o objemu kolem 20 m3. Doba kvašení bude záviset jak na činnosti
enzymů, tak i na činnosti kvasinek. Obvykle kvašení trvá 48 - 72 h, zkvasitelné sacharidy jsou
kvasinkami metabolizovány na ethanol a oxid uhličitý. Přitom dochází i k mírnému nárůstu
kvasinek, k tvorbě vedlejších produktů a zahřívání kvasu. Jednoduché fermentační tanky
neumožňují regulaci teploty, ta by během kvašení neměla přesáhnout 32 ºC. Toho je možné
dosáhnout volbou vhodné zákvasné teploty od 18 do 24 ºC, která závisí hlavně na objemu
bioreaktoru, požadované době kvašení, koncentraci zkvasitelných sacharidů v zápaře.
7
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
Koncentrace ethanolu v prokvašených obilných záparách se průměrně pohybuje mezi 7 - 8 %
obj.
Semikontinuální a kontinuální způsoby kvašení jsou perspektivní pro velké obilné
lihovary. Důležitou podmínkou je zajištění potřebné koncentrace aktivních kvasinek v zápaře,
možnosti jejich recirkulace, kvašení čirých zápar (které by neobsahovaly pevné částice) a
mikrobiologické čistoty. Kvašení je mikrobiální proces, který může nepříznivě ovlivnit
kontaminující mikroflóra. Nebezpečné jsou především bakterie mléčného a máselného
kvašení.
Obr. 1 Schéma zemědělského lihovaru využívajícího tlakový způsob přípravy zápary
3.3.3
Destilace obilných zápar
Prokvašené obilné zápary se v zemědělských lihovarech destilují na jednoduchém kontinuálně
pracujícím kolonovém aparátu (záparové koloně). Z hlavy kolony je odebírán surový líh,
většinou v koncentraci 82 – 92 % obj., z vařáku řídké obilné výpalky. Někdy je používáno
dvoukolonové uspořádání, první kolona, na kterou je přiváděna zápara, slouží k vyvaření
ethanolu z výpalků a druhá k zesílení lihových par. Surový líh je dodáván průmyslovým
lihovarům k dalšímu zpracování na líh rafinovaný. V současné době řada zemědělských
lihovarů doplnila výrobní zařízení o rafinaci a rektifikaci. Jde většinou o jednoduché
tříkolonové aparáty (epyratér, rafinační kolona a dokapová kolona), které umožňují
zhodnocení surového lihu a výrobu rafinovaného lihu přímo v zemědělském lihovaru.
3.4 Vedlejší produkty při výrobě lihu a jejich zpracování
Hlavním vedlejším produktem je oxid uhličitý, který vzniká a uvolňuje se při fermentaci.
Kvasné plyny mohou být z uzavřených bioreaktorů jímány, zbaveny ethanolu v rekuperačním
zařízení (promývačky a absorbéry) a komprimovány. Kapalný CO2 lze využít
k potravinářským účelům (např. v nápojovém průmyslu).
Vedlejšími výrobky při rafinaci lihu jsou úkap, dokap a přiboudlina. Úkap s dokapem se při
rafinaci jímají společně a používají se jako technický líh. Přiboudlina (směs vyšších alkoholů
C3 – C5) se pere vodou a po oddělení v dekantéru se horní olejovitá vrstva odebírá a spodní
8
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
vodní vrstva obsahující ethanol se vrací do destilace. Hlavní složkou přiboudliny je tzv.
opticky aktivní pentanol (2-methyl-1-butanol).
Lihovarské výpalky (zbytek po oddestilování ethanolu v záparové koloně) jsou hlavním
"odpadem" z lihovaru - na 1 m3 lihu se tvoří 10 – 14 m3 řídkých výpalků. Jejich sušina se
pohybuje mezi 5 – 8 % hm., mají nízké pH a vykazují vysoké hodnoty chemické spotřeby
kyslíku (CHSK – kolem 40 000 mg O2/l). Obilné výpalky jsou hodnotným krmivem,
v usušeném stavu obsahují až 30 % bílkovin. Melasové výpalky dříve byly surovinou pro
výrobu potaše. Dnes se výpalky používají jako hnojivo nebo pro produkci bioplynu.
3.5 Druhy lihu
Pro potravinářské účely lze použít pouze líh kvasný rafinovaný, který se nyní vyrábí ve dvou
jakostních druzích jemný a velejemný. V rámci harmonizace s evropskou legislativou byl
zaveden další tržní druh – líh rafinovaný velejemný neutrální.
Líh je komoditou, které každý stát věnuje zvláštní pozornost. Výroba, skladování a
manipulace s lihem jsou v ČR ošetřeny zákonem č. 61/1997 Sb., o lihu, a vyhláškami
Ministerstev financi a zemědělství ČR č. 81 a 82/2000 Sb. Nedenaturovaný líh je zatížen
spotřební daní (265 Kč na litr ethanolu), která je významnou zdrojovou položkou státního
rozpočtu.
4. Výroba lihovin
V celosvětovém měřítku má výroba lihovin stále stoupající trend a to i přes rozsáhlou
zdravotnickou kampaň vedenou ve vyspělých státech proti nadměrné konzumaci
alkoholických nápojů. Dominantní postavení na světovém trhu si stále udržuje whisky
(whiskey), v Evropě a Severní Americe se produkce různých druhů whisky podílí na
celkovém množství vyráběných lihovin cca 40 %. Od 80. let 20. století směřuje vývoj ve
spotřebě a oblibě lihovin od silně aromatických druhů k lihovinám spíše neutrálního nebo
mírně aromatického charakteru, to se projevilo i v prudkém nárůstu obliby ginu a vodky jako
neutrální lihoviny. V poslední době se stále více prosazují lihoviny s nižším obsahem
ethanolu a to zejména ve formě emulzních lihovin. Na trhu v ČR si dominantní postavení již
několik let udržuje výrobek Fernet Stock, příp. Fernet Stock Citrus.
Lihoviny jsou alkoholické nápoje, které obsahují nejméně 15 % obj. ethanolu, kromě piva a
vína. Pro výrobu lihovin se smí používat výhradně "kvasný" ethanol, který je tvořen během
fermentace ze zkvasitelných surovin činností vhodných mikroorganismů (kvasinek) a
izolován následnou destilací. Použití lihu syntetického je ze zdravotního hlediska nepřípustné
vzhledem k obsahu některých nefyziologických doprovodných látek jako 1,1-dimethylethanol
(terc. butanol), 2-butenal (krotonaldehyd) aj.
Podle původu ethanolu je možné lihoviny rozdělit do následujících základních skupin:
• lihoviny vyráběné tzv. studenou cestou (bez kvašení) - připravují se mícháním
jednotlivých komponent, základní složkou je líh kvasný rafinovaný (vyrobený odděleně
v lihovarech) a dalšími složkami jsou cukr, ovocné sukusy a šťávy, víno, destiláty,
extrakty bylin a drog, aromatické látky, voda a další (vodka, gin, Becherovka, tuzemský
rum, fernet aj.),
• lihoviny vyráběné kvasným pochodem (destiláty, pálenky) - ethanol vzniká přímo
zkvašením sacharidických surovin použitých pro výrobu lihovin, následující destilací a
dalšími úpravami destilátu se získává konečný výrobek, jehož charakter je určen původní
9
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
zpracovávanou surovinou (slivovice, calvados a další ovocné destiláty, whisky, brandy,
rum, tequila, mezcal, arrak, …).
Tab. 1 Rozdělení lihovin do skupin a podskupin podle zákona č. 110/1997 Sb.,
o potravinách, a vyhlášky MZe č. 45/2000 Sb. pro komoditu alkoholických nápojů
Skupina
destilát
Podskupina
vinný destilát
vínovice neboli brandy nebo Weinbrand
matolinovice vinná
matolinovice ovocná
mlátovice
korintská pálenka neboli Raisin brandy
rum
whisky nebo whiskey
obilný destilát nebo obilná pálenka nebo obilná
lihovina
průtahový destilát
ovocný destilát
průtahový ovocný destilát (Geist)
borovička průtahová neboli borovičková pálenka
průtahová
destilát z cidru nebo perry
pivní pálenka nebo Bierbrand
tequila
kategorizovaná likér nebo krém
lihovina
aquavit nebo akvavit
borovička kvasná
genever nebo jenever
gin
pastis
ouzo
hořcová pálenka
vodka
tuzemský rum
hořká lihovina
ovocná lihovina
lihovina s přídavkem ovocného destilátu
ostatní lihovina
míchaná lihovina
Podle složení (obsahu cukru) a konzistence se lihoviny dělí na následující druhy:
• neslazené (vodka, destiláty, aj.),
• slazené,
• likéry s obsahem cukru nejméně 100 g v 1 l lihoviny (Praděd, Becherovka, Griotka aj.),
• krémy s obsahem cukru nad 250 g v 1 l lihoviny (kávový krém apod.),
• krystalické likéry obsahují část cukru (sacharosy nebo laktosy) ve formě nerozpuštěných
krystalků (krystalická kmínka),
10
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
•
emulzní lihoviny - krémovité konzistence a žádané hustoty výrobku se dosáhne
vytvořením jemné a stálé emulze směsi žloutků, mléka, cukru a lihu (vaječný likér) nebo
přídavkem "kalící" složky, většinou na bázi modifikovaných dextrinů (módní řídké
emulzní lihoviny).
4.1 Suroviny pro výrobu destilátů a lihovin
Základními kritérii pro posouzení vhodnosti surovin pro výrobu destilátů jsou obsah sacharidů
a následně výtěžnost ethanolu na straně jedné a na druhé straně obsah senzoricky významných
složek, které se podílejí na typickém charakteru destilátu.
4.1.1
Ovoce
Kromě vysokého obsahu vody (60 – 90 %) obsahuje ovoce řadu jiných látek, zahrnutých pod
označením sušina. Náleží sem sacharidy, bílkoviny, kyseliny, pektiny, slizy, gumy, minerální
látky, látky aromatické, buničina, pentosany, enzymy, vitaminy, lipidy (vosky) apod.
Obsah veškerého cukru, který bývá ve formě jednoduchých sacharidů (glukosa, fruktosa či
cukr ovocný) a jen malé množství ve formě cukrů složených, řídí se podle druhu ovoce,
odrůdy a stupně zralosti i klimatu. Většinou se pohybuje v rozmezí 5 – 20 %.
Dusíkatých látek bývá 0,2 – 2,0 %. Nejvíce dusíku má ovoce bobulovité, nejméně jádrové.
Dusík v ovoci, pokud je ve formě amonných solí nebo aminokyselin, je důležitou živinou pro
kvasinky.
Mezi kyselinami převládá kyselina jablečná a citronová, u hroznů kyselina vinná. Dále jsou
v ovoci kyseliny - salicylová, benzoová (brusinky), mléčná, jantarová, octová apod.
Pektiny jsou rovněž přítomny zejména v tzv. jádrovém ovoci a je nutno jim věnovat
pozornost, poněvadž jsou výchozí látkou (prekurzorem) pro tvorbu methanolu. Jsou v ovoci
jednak ve formě rozpustné, jednak nerozpustné, vázané na dužninu, takže se lisováním (např.
u jablek) odstraní. Pektiny (jako methylester kyseliny poly-D-galakturonové) obsahují
methoxylové skupiny v různém počtu a ty za podmínek procesu hydrolyzují a v kvasu vzniká
více či méně methanolu.
Vláknina – její množství kolísá podle druhu ovoce. Poměrně nejvíce vlákniny obsahují
maliny 3 – 10 %, rybíz, jahody, angrešt, ostružiny, švestky 0,4 - 0,8 % a jablka 0,8 – 1,9 %,
třešně 0,2 – 0,4 %.
Minerální látky samy o sobě nemohou přímo ovlivnit jakost výrobku, ale jsou důležitou
součásti výživy kvasinek. Jsou tvořeny solemi draselnými, vápenatými, sodnými,
fosforečnými a dalšími stopovými prvky.
Hořké látky ze skupiny tříslovin. Ve vodě jsou snadno rozpustné, s přítomnými bílkovinami
tvoří však nerozpustné sloučeniny, a tak ochuzují kvasné prostředí o důležitou živnou
substanci pro kvasinky. Kvasy s vysokým obsahem tříslovin špatně kvasí a je nutné je
přiživovat amonnými solemi jako náhradu za denaturované bílkoviny. Zráním a přezráním
plodů přecházejí třísloviny z volné formy ve formy nerozpustné, neatakují bílkoviny, a tím
v kvašení, resp. výživě kvasinek nevadí.
Aromatické látky jsou důležitou složkou ovoce ovlivňující vůni a chuť. Jedná se z pohledu
chemické struktury o velmi rozmanité látky: terpeny, silice, estery, karbonylové a
karboxylové sloučeniny atd.
Obsah sacharidů a ostatních látek v ovoci silně kolísá v závislosti na druhu, odrůdě, stupni
zralosti, klimatu a vegetačních podmínkách. V nezralém ovoci je nalezen vyšší obsah
organických kyselin, pektinových látek, sorbitu, tříslovin a nižší koncentrace cukrů a
aromatických látek. K výrobě destilátů se používají následující druhy ovoce: jablka, hrušky,
švestky, pološvestky, durancie, slívy, třešně, višně, meruňky, méně často broskve, rybíz,
11
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
angrešt, jeřabiny, bezinky, jahody, maliny, borůvky a další druhy ovoce, včetně jižních a
tropických plodů. Výtěžnost ethanolu z různých druhů ovoce závisí především na jejich
cukernatosti a pohybuje se při průměrné cukernatosti plodů 6 - 15 % v rozmezí 2,5 - 8,3 l
ethanolu získaného ze 100 kg suroviny.
4.1.2
Škrobnaté suroviny
Nejdůležitějšími škrobnatými surovinami pro výrobu destilátů jsou obiloviny a z nich
připravené slady. Obiloviny obsahují 50 - 65 % škrobu, který musí být převeden před vlastní
fermentací na zkvasitelné cukry (maltosa, glukosa) pomocí enzymové hydrolýzy. Výhodou
obilovin oproti ovoci je možnost jeho skladování a celoročního zpracování. K výrobě pálenek
se nejčastěji používá žito (Žitná, Starorežná), ječný slad (sladová whisky), také ječmen,
pšenice, oves, kukuřice (USA - whiskey), rýže (Asie - arrak). Brambory slouží jako surovina
pro výrobu lihu, nikoliv bramborové pálenky.
4.1.3
Ostatní suroviny k výrobě destilátů
Jalovčinky (bobule jalovce obecného) jsou základní surovinou pro výrobu borovičky a ginu,
obsahují v sušeném stavu 30 - 50 % sacharidů a 1 - 2 % terpenických olejů.
Cukrová třtina a třtinová melasa jsou základní surovinou pro výrobu pravých rumů (zejména
v karibské oblasti - Kuba, Portoriko, Jamaika...), melasa obsahuje kolem 50 - 57 % cukrů
(invert, sacharosa), vyšší podíl organických kyselin (až 6 %) a řadu aromatických látek.
Víno na pálení se používá jako surovina k výrobě vinného destilátu (brandy, vínovice,
koňak), má být aromaticky plné, aby získaný destilát byl rovněž dostatečně aromatický. Před
destilací nemusí být z vína odstraněny kvasinky, do destilátu pak přejde část enantových
složek (typická "mýdlová" chuť).
Včelí med (obsahuje 80 % sacharidů) se většinou nezpracovává na samostatné destiláty.
Destiláty se vyrábějí i z celé řady pro nás exotických surovin, jako jsou např. batáty (Afrika,
Jižní Amerika), svatojánský chléb (Španělsko, Portugalsko), kořen enciánu - hořec
(Rakousko) rostliny rodu Agave (Mexiko - pálenky mezcal a tequila), šťávy a sirupy
cukrových palem (Indie).
4.1.4
Suroviny pro výrobu nekvašených lihovin
Líh používaný k výrobě lihovin studenou cestou se vyrábí v lihovarech jako líh rafinovaný
jemný a velejemný, bližší informace viz kapitoly 4 - 7. Za nejkvalitnější je považován líh
obilný, dále bramborový a melasový, ostatní kvasné lihy (sulfitový apod.) nejsou vhodné pro
výrobu lihovin. Rafinovaný líh musí vyhovovat nejenom svým chemickým složením, ale
musí splňovat i požadavky senzorického hodnocení, zejména v chuti a vůni by měl být čistý
lihový, bez vedlejší vůně nebo příchutě.
Voda používaná k ředění destilátů a ostatních lihovin, ale i k dalším technologickým účelům
ve výrobě lihovin musí vyhovovat požadavkům kladených na pitnou vodu. Pro zamezení
tvorby zákalů a sedimentů v lihovinách je nutné tuto vodu ještě upravovat - změkčovat nebo
demineralizovat - destilací, iontoměniči, reverzní osmózou apod.
Cukr - K výrobě slazených lihovin se používá téměř výhradně sacharosa ve formě tzv.
normálního sirupu, kde 1 l sirupu obsahuje 1 kg cukru. Rozpustnost sacharosy klesá se
stoupající koncentrací ethanolu v roztoku, této vlastnosti se využívá při výrobě krystalických
likérů. Pouze v omezené míře se ke slazení lihovin používá glukosa nebo laktosa (krystalické
likéry). Zvýšení viskozity a podstatného snížení sladkosti likéru je možné dosáhnout
přídavkem škrobového sirupu.
Drogy jsou části rostlin, které obsahují senzoricky zajímavé chuťové a vonné látky. Jedná se
o oddenky, cibule, hlízy, kořeny, listy, stonky, květy, plody, semena, pryskyřice, gumy a
12
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
vosky celé řady rostlin, které jsou používány k výrobě lihovin, např. angelika - plody a
kořeny, citronová kůra, koriandr - plody, máta - listy, anýz, kardamon - plody, skořice – kůra,
santalové dřevo. Aromatické látky z drog se získávají různými cestami, např. macerací,
digerací, perkolací, destilací, lisováním a používají se ve formě vodných nebo lihových
extraktů, destilátů, silic (éterických olejů), trestí a esencí (směs různých silic nebo extraktů
v určitém poměru) ap.
Přírodní barviva používaná pro přibarvování některých výrobků přinášejí do lihoviny kromě
své barevné složky i významné chuťové a aromatické látky. Jako přirozená barviva se
používají ovocné šťávy (borůvková, ostružinová, višňová, z černého rybízu, bezinková),
barevné drogy (alkanový kořen, kurkumový kořen, květy měsíčku, santalové dřevo) a
cukrový kulér. Pro barvení lihovin je možné používat i syntetická barviva, která musí být
pro tento účel povolená hygienikem.
4.2 Výroba destilátů
4.2.1 Příprava rmutů (kvasů)
Kvalitní destilát lze získat pouze z vyzrálého, čistého a nezkaženého ovoce, které obsahuje
přiměřené množství sacharidů a dostatečné množství chuťových a vonných látek. Při přípravě
rmutu se rozhoduje o kvalitě budoucího destilátu, a proto by se měla této výrobní fázi věnovat
daleko větší péče než bývá běžné. Měkké druhy ovoce se zpravidla ani neperou (nebezpečí
vysokého vyluhování cukrů) ani nemačkají. Pokud je ovoce plně vyzrálé a změklé, stačí je
dopravit do kvasných kádí bez jakékoliv předchozí úpravy. Tužší ovoce jako švestky, slívy,
třešně, meruňky apod., zvláště když není plně vyzrálé, se doporučuje vždy drtit nebo na
mačkadle rozmačkat, příp. odpeckovat. Stačí pouhé namáčknutí plodu tak, aby vytékala část
šťávy. Při manipulaci s peckovinami se dbá na to, aby nedošlo k nadrcení pecek. Z jader
pecek se vyluhovávají látky hořké povahy (amygdalin), které poskytují prekurzory pro tvorbu
kyanidů a ethylkarbamátu, jejichž přítomnost v lihovině je značným zdravotním rizikem. Káď
s mačkanými plody se daleko rychleji rozkvasí a produkty kvašení pak brání plesnivění
horních vrstev a rozvoji nežádoucí mikroflóry. Kvalitní pálenky z jádrového ovoce se vyrábějí
zkvašováním moštu nikoliv celých plodů, tzn. jablka po rozemletí nebo nastrouhání se
vylisují a kvasit se nechává pouze šťáva. Kvašení probíhá rychleji, lépe se destiluje a výrobek
je kvalitnější – obsahuje méně methanolu a je senzoricky jemnější. Do rmutu by měla
přicházet surovina odstopkovaná, zbavená třapin a bez listů. Ze zelených částí rostlin se
v průběhu kvašení vyluhovávají chlorofylová barviva a třísloviny, které propůjčují lihovině
nepříjemnou drsnou až svíravou chuť.
Pokud se zpracovávají škrobnaté suroviny, je třeba nejprve převést škrob na zkvasitené
sacharidy. K tomu slouží při zpracování obilí Heinzeův pařák, kde za tlaku dochází k
uvolnění a zmazovatění škrobu. Ztekucení a zcukřování se provádí amylolytickými enzymy
pocházejícími ze zeleného sladu v zapařovací kádi při teplotě 50 - 65 °C. Ze sladovaného
obilí se připraví sladina způsobem infuzního rmutování (viz pivovarství). Přiživování
zdravých kvasů je většinou zbytečné.
4.2.2
Kvašení
Cílem fermentace při výrobě destilátů není však pouze maximální produkce ethanolu, ale
tvorba celé řady senzoricky významných látek, které vytvářejí typický charakter výsledného
výrobku. Proto se v pálenicích a ovocných lihovarech, až na výjimečné případy, nepoužívají
čisté kultury, ale využívá se přirozené mikroflóry, kterou si surovina (ovoce) s sebou přináší.
Jsou zde zastoupeny nejrůznější mikroorganismy a to, jak kvasinky, tak i bakterie a plísně.
V této fázi je důležité dodržení technologického postupu a co největší zkrácení doby mezi
13
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
přípravou suroviny a začátkem fermentace tak, aby nemohlo dojít k rozvinutí činnosti
nežádoucích mikroorganismů a tzv. zvrhnutí kvašení. V případě zpracování mikrobiálně
narušených surovin nebo surovin před fermentací tepelně upravovaných (paření škrobnatých
surovin) je nutné k zakvašení použít inokula čisté kvasinkové kultury. Hovoří se pak o
spontánním nebo řízeném kvašení.
Kvasné nádoby jsou většinou uzavřené, opatřené kvasným uzávěrem, dříve byly používány i
kádě otevřené. Původní kádě byly dřevěné o objemu 3 - 10 m3, novější jsou železobetonové
nebo kovové o objemech do 30 m3. Plní se zhruba do 4/5 objemu. V průběhu fermentace se na
povrchu tvoří deka (matolinový koláč), ve které u otevřených kádí dochází k oxidativním
procesům. Sebraná deka, díky vysokému riziku kontaminace kvasírny, se likviduje nejlépe
spálením. Z hlediska kvality konečného destilátu je výhodnější studenější vedení kvašení, při
kterém vzniká méně vedlejších produktů kvašení. Naopak vyšší teplota urychluje kvašení. Ze
zkušenosti je známo, že např. slivovice z kvasů, u kterých teplota nepřestoupila 10 °C (tzv.
"studené vedení kvasu") byla lepší kvality. Většina kvasných nádob není vybavena možností
temperace, příp. chlazení. Teplota kvasu v kádi pak závisí na zákvasné teplotě a teplotě okolí.
Zralá (prokvašená) zápara by se měla po stažení deky co nejrychleji vést na destilaci.
Průběh kvašení je možné kontrolovat vizuálně (vzhled kvasu a deky, vývin CO2) nebo
jednoduchým způsobem na základě změn sacharizace a kyselosti nebo s využitím analytické
laboratoře (stanovení sacharidů, ethanolu, …).
4.2.3
Destilace a rektifikace
Fyzikálně-chemické zákonitosti destilace, rafinace a rektifikace jsou stručně vysvětlené
v kapitole týkající se výroby lihu (viz kapitoly 4 a 5) a platí i při pálení.
Na rozdíl od výroby rafinovaného lihu je hlavním cílem získání destilátu odpovídajících
senzorických vlastností, které jsou typické a charakteristické pro daný druh pálenky. Tomu je
podřízen i způsob pálení. Nejde zde o získání maximálního množství čistého (rafinovaného)
lihu, ale destilátu, který obsahuje kromě ethanolu určité optimální množství doprovodných
látek, které se podílejí na vytvoření aromatické a chuťové složky destilátu, odpovídající druhu
suroviny a typu lihoviny. Výsledná pálenka by po senzorické stránce měla mít typický
charakter, vyváženou a harmonickou vůni a chuť.
V tradičních technologiích se destilace a rektifikace provádí dvoustupňově na zařízeních
označovaných "pot-still" . V prvém stupni jde o vydestilování veškerého ethanolu z kvasu.
Tento destilát se podrobuje druhé destilaci – frakční destilaci, jejímž cílem je frakcionace
jednotlivých složek, další zesílení lihovitosti a získání produktu požadovaných senzorických
vlastností.
4.2.4
Zařízení na destilaci a rektifikaci
Destilační zařízení by se mělo skládat z následujících aparátů umístěných v tzv. destilační síni
(Obr. 2):
a) destilační kotel surovinový s míchadlem,
b) chladič na lihové páry,
c) sběrná nádoba na surový destilát,
d) rektifikační kotel s deflegmátorem,
e) chladič na lihové páry,
f) sběrná nádoba na jádro a podíl úkapů a dokapů,
g) kontrolní lihové měřidlo.
Podle způsobu vytápění se dělí tyto kotle na dva druhy:
14
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
• na přímý ohřev - pod destilačním kotlem na přímý ohřev se topí dřevem nebo uhlím.
Moderní kotle jsou osazeny plynovým topením, umožňující využití určitého stupně
automatizace;
• na nepřímý ohřev - topí se parou v duplikátoru nebo pára proudí topnými hady uvnitř
kotle nebo jde o jednoduché kotle s vodním (parním pláštěm), pod kterým se topí.
V žádném případě nelze topit přímou parou. Kotle s nepřímým ohřevem jsou méně
náchylné k připalování.
Obr. 2 Schéma pěstitelské pálenice vybavené dvěma destilačními kotli na přímý otop
(Destila, Brno)
Kotle by měly být vybaveny přiměřeným kloboukem (helmou, parním dómem), který
poskytuje dostatečně velký prostor pro pěnu (při enormním pěnění kvasu je možné tento
prostor ochlazovat a tím pěnu srážet tak, aby nepřeběhla do destilátu) a zároveň slouží i jako
deflegmátor – na stěnách klobouku dochází k částečné kondenzaci výše vroucích frakcí (voda,
dokapy), které stékají zpět do kotle, a páry se obohacují o těkavější látky (ethanol). Dochází
tak k zesílení destilátu. Kotle na 1. destilaci kvasu (surovinové) jsou vybaveny
pomaloběžnými míchadly, které zabraňují usazování suspendovaných složek z kvasu a snižují
riziko připékání a připalování kvasu. Z kvasů by před destilací měly být odstraněny pecky,
pokud tak nebylo učiněno již dříve.
4.2.5
Destilace kvasu (1. destilace)
Podle povahy kvasu se kotel naplní asi do 3/4 - 4/5 obsahu (musí se počítat se "zvednutím"
kvasu a pěněním) a začne se topit. Největší chybou je snaha zkrátit dobu destilace. Pro získání
kvalitního destilátu bývá způsob destilace, tj. trvání jednoho destilačního cyklu
nejpodstatnějším momentem. Kvasy čisté z dobré suroviny mohou být za stejných podmínek
destilovány rychleji než kvasy horší kvality. Svou úlohu zde hraje i lihovitost kvasu,
kontaminace octovými bakteriemi (těkavé kyseliny) apod. Při první destilaci se po napuštění
kvasu do destilačního kotle uvede celý obsah do varu za současného míchání, aby se slupky a
suspendované látky nepřipálily. První destilát se jímá tak dlouho, dokud obsah ethanolu v
destilátu neklesne pod 2 % obj. Prvé podíly destilátu mohou obsahovat až 80 % obj. alkoholu,
s postupující destilací jeho obsah klesá. Průměrná lihovitost prvního destilátu je 20 - 30% obj.
Tento surový destilát se nazývá lutr. Lutr není ještě hotovým výrobkem pro nízký obsah
ethanolu, ale hlavně proto, že obsahuje všechny doprovodné těkavé vedlejší produkty
15
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
lihového kvašení. Do "konzumovatelné" formy se musí lutr převést další destilací rektifikací.
4.2.6
Rektifikace – přepalování (2. destilace)
Lutr se rektifikuje na podobném zařízení, jaké se používá k destilaci kvasu, většinou však
menšího objemu a již bez míchadla. Kotel se uvede do varu a na rozdíl od první destilace
probíhá rektifikace pomaleji. Platí, že čím má být destilát kvalitnější, tím je třeba destilovat
pomaleji. Při rektifikaci jemných destilátů, např. vinného, má téci rektifikát "na nit", tj.
tenkým souvislým proudem. Na rozdíl od první destilace jde o frakční destilaci a jednotlivé
frakce se jímají odděleně. Nejčastěji se dělí na 3 frakce:
1. úkap
2. jádro - prokap
3. dokap
Úkap musí být zachycen zvlášť z důvodu jakosti a nemůže být přimíchán do jádra. Všechny
frakce (veškerý destilát) jsou evidovány průchodem přes lihové měřidlo.
Protože jde vesměs o destilace v periodickém (diskontinuálním) režimu, dochází díky odvodu
destilátu (níževroucích složek) k plynulé změně složení kapaliny ve vařáku a tím i
vytékajícího destilátu, ve kterých postupně klesá, jak obsahu ethylalkoholu, tak i ostatních
snáze těkavých složek destilátu. Obsah ethanolu je nejvyšší v prvních podílech destilátu (při
lihovitosti lutru 20 – 30 % bývá 70 – 80 % obj.) a potom postupně klesá tak, jak se snižuje
obsah alkoholu v destilované kapalině.
S ethanolem těkají rovněž doprovodné látky, a to na začátku lehce vroucí a snadno těkavé
estery a aldehydy, ke konci (při vyšších teplotách) i vyšší alkoholy a těkavé mastné kyseliny a
další méně těkavé složky. Chování těchto složek při destilaci závisí na okamžitém složení
kapaliny v kotli a způsobu destilace – intenzita ohřevu, konstrukce kotle, funkci deflegmátoru
atd. Pro oddělování jednotlivých frakcí je hlavním vodítkem senzorický profil vytékajícího
destilátu – chuť a vůně. Jako pomocná kritéria mohou sloužit teplota v kotli a v parním dómu,
množství již vydestilovaného produktu a jeho stupňovitost. Zde je skutečně nezastupitelná
zkušenost destilatéra zaručující, že přední (úkapové) i zadní (dokapové) frakce budou
dostatečně přesně odděleny od jádra. Pokud se to nepovede, přítomnost úkapových a
dokapových složek se projeví ve zhoršení kvality pálenky. Nedostatečně přesně oddělený
úkap způsobuje palčivou vůni a chuť. V úkapu přecházejí nejtěkavější složky, zejména
methanol, acetaldehyd a estery. Naopak nakyslá, rozpouštědlová chuť a nepříjemná vůně po
vyšších alkoholech bývají typické při nedokonalém oddělení dokapových složek.
Po oddělení úkapů (úkapové frakce bývá asi 1 – 2 % z celkového objemu rektifikovaného
destilátu) se jímá střední část nazývaná "jádro". Je to nejkvalitnější destilát, na začátku jímání
se obsah ethanolu pohybuje kolem 70 % obj. a s postupující destilací klesá pod 20 % obj.
Toto je i pomyslná hranice, od které by se měla začít jímat další frakce zvlášť jako dokap.
V ní přecházejí zejména vyšší alkoholy (přiboudlina), vyšší mastné kyseliny a i některé vyšší
aromatické látky (ketony, silice, estery). Podobně jako úkapové složky, tak i dokapové frakce
snižují jakost pálenky, musí se tedy pečlivě a včas oddělit. Pro oddělení dokapu nelze stanovit
přesnou hranici, ať již jako určitou teplotu par nebo určitou koncentraci ethanolu v destilátu.
Záleží na rychlosti destilace, daném zařízení a jakosti lutru. U kvalitních destilátů se někdy
střední frakce přestane jímat, klesne-li obsah alkoholu na 25 % obj. Jádro se nikdy nedestiluje
až do nízké koncentrace alkoholu např. 5 % obj., poněvadž by tím silně utrpěla jakost
destilátu. Střední podíl jádra má mít čistou, příjemnou chuť a vůni typickou pro zpracovanou
surovinu, má být aromatické bez cizích pachů a příchutí. Po promíchání jádro obsahuje
průměrně 50 – 65 % obj. ethanolu. V některých státech je zvykem získávat surové destiláty o
16
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
koncentraci ethanolu kolem 85 % obj., toho se dosahuje buď změnou režimu destilace nebo
zařazením 3. destilace.
Obr. 3 Destilační aparát s kolonou, deflegmátorem a katalyzátorem pro jednostupňovou
destilaci kvasů (firma Holstein, SRN)
Kotle jsou vybaveny deflegmátory. Klasické deflegmátory jsou jedno či dvou talířové.
Deflegmátor je zařízení umístěné nad parním dómem, ve kterém dochází k částečné
kondenzaci procházejících par. Páry se tak obohacují o těkavější složku a vedou se do
chladiče – získává se destilát o vyšší stupňovitosti. Zároveň vhodné využívaní deflegmátoru je
důležité pro jakost destilátu, umožňuje přesnější oddělení frakcí úkapu a dokapu od jádra.
Deflegmace by měla být využívána zejména při 2. destilaci. Intenzita deflegmace se reguluje
přívodem chladicí vody do deflegmátoru – řízeným ochlazováním.
4.2.7
Jednostupňová destilace
V Rakousku, Německu a nyní i v ČR se stále více prosazují destilační aparáty, kde lze
odpovídající pálenku získat jednou destilací (Obr. 3). Jedná se o zařízení, kde nad vlastním
kotlem je krátká destilační kolona s 3 – 5 kloboukovými patry, na kterých dochází
k zesilování lihu. Pokud vyšší zesílení není potřebné, je možné jednotlivá patra vyřadit
zvednutím klobouku, páry pak prochází centrálním komínem přímo, bez toho aby se na patře
vyvařovaly se shora stékajícím kondenzátem. Nad touto částí je trubkový deflegmátor a
do horní části je zařazován tzv. katalyzátor, který má za úkol odstranit z procházejících par
nežádoucí složky, hlavně kyanovodík (jed) a ethylkarbamát (karcinogen). Rovněž katalyzátor
je možné vyřadit a používat ho pouze pro destilaci peckovin. Správné používání tohoto
jednostupňového destilačního aparátu vede k produkci jakostnějších pálenek a úspoře času a
energie.
17
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
4.2.8
Destilace v kontinuálně pracujících zařízeních
V průmyslové výrobě jsou využívány také kolonové kontinuální destilační přístroje ("Coffey
still", "patent-still"), které umožňují dokonalejší oddělování "nečistot" a tím i lepší regulaci
obsahu níževroucích i výševroucích složek a řízení obsahu ethanolu v destilátu. Modernější
kontinuálně pracující jedno nebo pětikolonové přístroje poskytují kvalitní destilát bez
opakované destilace s nižší spotřebou energie. Jsou používány zejména pro výrobu
amerických whisek (Bourbon, Grain Whiskey).
4.2.9
Výpalky
Zbytek po první destilaci zůstávající v destilačním kotli se nazývá výpalky. Je to destilační
zbytek obsahující veškerou netěkavou sušinu z kvasu. Výpalky se vypouští do sběrných jímek
(většinou betonových) a odtud se vyvážejí k likvidaci. Likvidace výpalků je značným
problémem s ohledem na ekologii. Výpalky jsou silně kyselé (nutná neutralizace vápnem),
vyžadují značné náklady na dopravu a udržování skládky ve vymezené lokalitě (nebezpečí
kontaminace podzemních vod atd.).
4.2.10 Registrace a měření destilátu
V ČR jsou destilační zařízení zajištěna úředními uzávěrami, které znemožňují zneužití
destilačního přístroje a získávání neevidovaného lihu. Veškeré produkty destilace procházejí
lihovým měřidlem. Kontrolní lihové měřidlo (Zehr), které je rovněž úředně plombované (tak
jako celé výrobní zařízení), zajišťuje registraci proteklého množství alkoholu a odběr vzorku,
který je ukládán do sběrné nádrže měřidla. Na základě údajů počítadla (proteklého množství)
a průměrné stupňovitosti alkoholu zjištěné ze vzorků ukládaných v měřidle, je finančním
úřadem vyměřována spotřební daň.
4.2.11 Skladování a zrání destilátů
Surové destiláty jsou chuťově i z hlediska buketových složek nevyrovnané a u mnoha pálenek
je čerstvý destilát přímo nepoživatelný (rum, whisky apod.). Aby destilát získal svou
požadovanou jakost, musí se dále upravovat, filtrovat a vhodně uskladnit. Proces zrání
destilátu ve vhodných nádobách je jedním z nejdůležitějších činitelů ovlivňujících jakost
konečného výrobku. Při zrání, nejčastěji v dubových soudcích, dochází v destilátu k řadě
fyzikálně chemických změn, které mají rozhodující vliv na chuťovou a vonnou složku
destilátu a rovněž na zvýšení koloidní stability. Destilát (whisky, brandy, rum, calvados,...)
zraje v dřevěných sudech 4 - 15 let.
Zkrácení doby zrání ovocných a obilných destilátů umělým stařením má velký ekonomický
efekt. Mezi metody urychleného zrání destilátů patří: staření účinky tepla, účinky kyslíku a
ozónu, ozařováním, ultrazvukem, účinky elektrického proudu apod.
4.2.12 Výroba jednotlivých druhů destilátů
4.2.12.1
Whisky (whiskey)
Whisky se stala národním nápojem anglicky mluvícího světa. Vyrábí se několik základních
typů, které se od sebe více či méně odlišují počínaje používanými surovinami,
technologickým postupem až po charakter finálního výrobku. U skotské whisky se podle
výchozí suroviny a technologického postupu rozeznávají dva druhy:
• Malt whisky (sladová) základní surovinou je ječný slad, který při sušení rašelinným
kouřem získává typickou kouřovou vůni. Ze sladu se rmutováním připraví sladinka, která
se zakvasí kvasinkami, kvašení trvá 48 - 72 h. Dvojí destilace se provádí v typických pot-
18
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
•
still aparátech s velkými parními dómy. Surový destilát zraje 4 a více let v sudech z bílého
dubu, uvnitř vypálených svítiplynem.
Grain whisky (obilná) kromě sladu se používají další druhy nesladovaného obilí a
kukuřice, destilace se provádí v kolonových zařízeních (patent-still).
Irská whiskey - od skotské whisky se liší tím, že se destiluje 3krát, má těžkou přiboudlinovou
chuť a silné kouřové aroma.
Americká whiskey se vyrábí zejména ze žita a kukuřice, destilace se provádí většinou na
patent-still zařízeních, zrání probíhá rovněž v dubových požehnutých sudech po dobu
minimálně 4 let (Bourbon whiskey je vyráběna převážně z kukuřice, Ray whiskey ze žita).
4.2.12.2
Slivovice
Švestky nebo slívy na výrobu destilátu se sklízí co nejpozději, až když začínají sesychat, aby
obsahovaly co nejvíce cukru a aromatických látek. Do kvasné kádě se plní celé plody nebo se
rozmačkávají, voda se k plodům nepřidává. Vlastní spontánní kvašení, vzhledem k roční
době, probíhá při poměrně nízkých teplotách 6 - 15 °C po dobu 6 - 8 týdnů. Surový destilát,
který se získává ze zralého kvasu dvoustupňovou periodickou destilací, se skladuje
v dřevěných soudcích (již po jednom roce získává žluto-hnědé zabarvení) nebo ve skleněných
či kameninových nádobách (proces zrání probíhá pomaleji, destilát zůstává bezbarvý).
4.2.12.3
Brandy (vínovice, koňak)
Surovinou pro výrobu vinného destilátu je většinou víno na pálení, nikoliv přímo hrozny.
Surový destilát získaný dvoustupňovou destilací zraje v dubových sudech (4 a více let) nebo u
méně kvalitních brandy se destilát uměle staří, pro zlepšení a zaokrouhlení chuti a vůně se
k němu přidají bonifikátory (např. macerát z hrozinek, fíků, ořechů, svatojánského chleba,
mandlí, pravý rum ap.) a takto upravená vínovice se skladuje nejméně 1 rok v ležáckých
sudech. Označení Cognac a Armagnac je přípustné používat pouze u vínovice vyrobené
v těchto oblastech.
4.2.12.4
Rum (pravý rum, zámořské rumy)
Vyrábí se z třtinové melasy, cukrové pěny, sirobu, bagasy a dalších odpadů vznikajících při
zpracování cukrové třtiny. Kvašení probíhá za účasti celé řady mikroorganismů, které se
podílejí na tvorbě typické vonné složky rumu. Destiluje se a rektifikuje většinou na
jednoduchých přístrojích typu pot-still. Čerstvě vyrobený destilát zdaleka neodpovídá
chemickým složením ani senzorickými znaky rumu uváděnému na trh, proto musí 4 a více let
zrát v dubových sudech. Jemnější druhy slouží k přímé konzumaci, ostatní vysoce aromatické
rumy jsou součástí receptur řady značkových lihovin a vítanou surovinou pro řadu koktailů a
long-drinků. (Do této skupiny nepatří "Tuzemský rum", u kterého ethanol nepochází
z produktů cukrové třtiny).
4.2.12.5
Tequila a Mezcal
Jsou destiláty, které se vyrábějí v Mexiku z hlav agáve z modré variety (Tequila), příp. i z
jiných druhů (Mezcal), které po odřezání listů jsou porcovány a rozvařeny, škrob je
hydrolyzován a vzniklá šťáva zahuštěna a zkvašena kulturou z předchozí šarže. Dvojí až trojí
destilace probíhá na jednoduchých přístrojích typu pot-still, surový destilát se nechává
nějakou dobu zrát. Do láhve Mezcalu je dáván "červený" červ, který se jako škůdce vyskytuje
v agave. Tequila a Mezcal se staly kultovními nápoji v řadě barů, včetně rituálu jejich
konzumace.
19
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
4.3 Pěstitelské pálení
Pěstitelské pálení je "folklorní" záležitostí, zejména ve východních částech naší republiky. Je
zachováno jako tradiční výroba – služba – pro drobné pěstitele ovoce. Zpracování ovoce na
pálenky je možné považovat za jednu z možností zakonzervování a zušlechtění původní
suroviny do formy velice příjemného produktu – ušlechtilého destilátu. Pro výrobu pravých
destilátů formou pěstitelského pálení je povolené zpracovávat pouze ovoce vypěstované
pěstitelem (fyzickou osobou) nebo získané za podmínek stanovených v zákoně (Zákon č.
61/1997 Sb.), dále hrozny a víno. Není povoleno zpracování škrobnatých surovin a jakýkoliv
přídavek cukru do kvasu. Množství takto získaného destilátu za rok je omezeno 30 l ethanolu
na jednu domácnost. Vyrobený destilát nesmí být předmětem prodeje, protože jeho výroba je
zatížena nižší sazbou spotřební daně, ta v současné době činí 90 Kč/l ethanolu. Provozování
pěstitelské pálenice zatím zůstává volnou živností na rozdíl od ostatní výroby lihu, kde pro
provozování činnosti lihovaru je vyžadována koncese.
4.4 Výroba lihovin studenou cestou
Výroba jakostních lihovin předpokládá teoretické znalosti a bohaté zkušenosti, proto byla také
receptura vždy střežena jako nejdůležitější část výrobního tajemství. Kromě toho na kvalitu
konečného výrobku má vliv i celá řada dalších faktorů, počínaje kvalitou surovin (u drog je
důležitá lokalita a doba sběru) a jejich uskladněním, přes vlastní technologický reglement
výroby, až po balení a expedici lihoviny do prodejní sítě.
Vlastní výroba lihovin je v podstatě jednoduchá a spočívá v dokonalém smíchání jednotlivých
surovin a polotovarů v předepsaných poměrech v míchačce (uzavíratelná nádoba, opatřená
míchadlem). Suroviny a polotovary se do míchačky napouštějí v určitém pořadí: nejprve
alkoholické tekutiny (líh kvasný rafinovaný, destiláty, maceráty apod.); silice, aromatické
látky a tresti rozmíchané v lihu; potom vína, cukerné a ovocné sirupy a šťávy a na konec
voda.
U vyrobené lihoviny je třeba upravit obsah alkoholu, lihovinu podle charakteru nechat
odležet, případně upravit barvu nápoje. Před stáčením se většina lihovin čiří a filtruje, aby se
předešlo tvorbě zákalů a vyloučení sraženin v lahvi po stočení.
4.4.1
Vodka
Vysoká jakost vodky je podmíněna především výběrem vysoce kvalitního rafinovaného lihu,
nejlépe obilného 2krát až 3krát rektifikovaného. Ten se zředí speciálně změkčenou a
upravenou vodou na požadovanou koncentraci (40 - 50 % obj.), alkalita roztoku (sortirovky)
by se měla pohybovat od 3 do 6 ml kyseliny chlorovodíkové (c = 0,1 mol/l) spotřebovaných
na neutralizaci 100 ml roztoku. Ke zlepšení senzorických vlastností vodky a k jejímu
zjemnění rovněž významně přispívá filtrace přes vrstvu aktivního uhlí (tzv. dynamické tříbení
sortirovky). Hotová vodka se nechává několik měsíců odležet v inertních nádobách. Vodka je
lihovina neutrální lihové vůně a chuti. Pro dnešní aromatizované vodky, které charakterem
odpovídají podskupině ostatních lihovin nebo likérů, nebude možné od roku 2003 používat
označení vodka.
4.4.2
Gin
Gin je většinou neslazená lihovina s příjemnou, jemnou chutí a vůní po jalovčinkách,
zaokrouhlenou dalšími aromatickými látkami. Většinou se vyrábí destilací zředěného
rafinovaného lihu, ke kterému byly přidány jalovčinky a další drogy (koriandr, angelika,
20
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
pomerančová a citronová kůra, puškvorec, kosatec, lékořice, anýz, …). Destilát se upraví na
požadovanou lihovitost, případně mírně přisladí a nechá odležet v kameninových nádobách.
S oblibou se používá do koktailů a long-drinků.
4.4.3
Borovička
Borovička se většinou vyrábí jako průtahový destilát z jalovčinek (obdobným způsobem jako
gin). Z plodů jalovce lze také vyrábět kvasnou borovičku. Jalovčinky se rozemelou a
smícháním s vodou se připraví zápara, kvašení díky vysokému obsahu silic probíhá velmi
pomalu. Při destilaci prokvašené zápary se z destilátu odděluje jalovčinkový olej, proto je
destilační zařízení doplněno o odlučovač éterických olejů. Vlastní destilát je polotovar určený
k řezání s rafinovaným lihem, většinou v poměru 1 : 9 a více.
4.4.4
Hořké lihoviny a bylinné likéry
Hořké lihoviny se vyrábějí tradičním způsobem za použití drog, ze kterých se v alkoholových
či vodných roztocích vyluhovávají senzoricky významné látky. Extrakce bylin se může
provádět za studena (macerace), za tepla (digerace), v kontinuálním uspořádání (perkolace)
nebo jako příprava vodných čajů a nálevu. Jednotlivé podíly se smíchají a upravují tak, aby
odpovídaly charakteru hotového výrobku, a nechávají se dále odležet. V konečné fázi výroby
se upraví lihovitost, přidává cukr a další aromatické komponenty a barviva (standardizuje se
výrobek - senzorické vlastnosti), velká pozornost je věnována koloidní stabilitě, protože se
jedná o lihoviny, ve kterých se mohou v lahvi po stočení vytvářet zákaly a sraženiny.
Typickými zástupci této skupiny jsou fernet, Becherovka a Praděd.
Dnes se "levnější" hořké lihoviny vyrábějí s využitím aromatických a chuťových kompozic
přírodních nebo přírodně identických látek.
4.4.5
Tuzemák* a ostatní lihoviny
Dříve tyto výrobky byly označovány jako konzumní lihoviny, vyrábějí se mícháním
rafinovaného lihu, tresti nebo kompozice aromatických látek (přírodních nebo přírodně
identických), barviva, normálního sirupu a vody. *Označení rum tuzemský pro tento typ
lihoviny je od 1.1.2003 zakázáno používat a je nahrazeno pojmem „tuzemák“,tRUMf, BUM...
4.5 Úprava lihoviny, balení a hodnocení
4.5.1
Úprava lihoviny a balení
Pro konzumní účely se musí upravit obsah ethanolu na deklarovanou hodnotu (povolená
odchylka je ±0,5 % obj.), zejména surové destiláty ředit vodou na požadovanou lihovitost.
Výsledná lihovina by měla mít standardní vlastnosti, kterých se dosáhne např. u whisky tzv.
blendingem (smícháním lihovin stejné podskupiny) nebo řezáním, kdy se k lihovině
(destilátu) přidává rafinovaný líh. Dále se upravuje obsah extraktivních látek (většinou
přídavkem cukru a glycerolu), barevnost, přidávají se bonifikátory a lihovina se čiří a filtruje
(pokud je to nutné).
Balení lihoviny (láhev, plechovka, etikety, korunkový uzávěr) by mělo odpovídat tradici a
kvalitě lihoviny, často bývá chráněno ochranou známkou. Etiketa kromě své estetické
hodnoty má spotřebiteli poskytnout i základní informaci o výrobku (název výrobku a
podskupiny, obsah ethanolu v % objemových, výrobce, objem, použití aromatických látek,
barviv, konzervačních látek atd.). Většina lihovin nemá omezenu dobu trvanlivosti, u
nížealkoholických a emulzních lihovin výrobci uvádějí dobu použitelnosti.
21
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
4.5.2
Hodnocení lihovin
Lihoviny se hodnotí na základě fyzikálně-chemických znaků a chemického složení. Zejména
se stanovuje: relativní hustota, obsah ethanolu a extraktivních látek, dále koncentrace řady
doprovodných látek – methanol, aldehydy, ketony, estery, vyšší alkoholy, organické kyseliny,
kyanovodík, ethylkarbamát, cizorodé látky jako estery kyseliny ftalové, aflatoxiny, těžké
kovy a další. Smyslové (senzorické) hodnocení lihoviny patří k nejdůležitějším při celkovém
posuzování a oceňování jakosti produktu. Je nezbytným doplňkem chemického rozboru. U
lihovin se hodnotí vzhled (barva, čirost, konzistence) a zejména vůně a chuť, které by měly
být vzájemně sladěné a charakteristické pro danou lihovinu.
5. Zdravotní aspekty konzumace lihovin
Alkohol (ethanol) lze podle účinků na lidský organismus, zejména na centrální nervový
systém, klasifikovat jako měkkou drogu. Drogu, jejíž konzumace je společností akceptována a
tolerována, samozřejmě do určité míry a za určitých podmínek. Stát se na omezení
konzumace alkoholických nápojů podílí jednak daňovou politikou, legálně vyrobené
alkoholické nápoje jsou zatíženy poměrně vysokými spotřebními daněmi, a dále i osvětovou
činností upozorňující a varující před negativními zdravotními následky konzumace ethanolu
na lidský organismus. Alkohol je jednou z mnoha látek, které pokud se dostanou do lidského
organismu, způsobují změny vnímání okolního světa a na krátký část přinejmenším vedou
k otupení ostří pro nás někdy příliš bolestné reality. Pro řadu jedinců je pití právě únikem
z reality, snadnějším "řešením" určitých životních situací, oddalováním životních rozhodnutí,
určitým ventilem, jak se vypořádat se stresy atd. Rozhodnutí, zda tato cesta je řešením
moudrým a rozumným, je individuální věcí každého jedince. Ve společnosti (bez ohledu na
stupeň její vyspělosti a vzdělanosti) nadměrná konzumace alkoholu se stala zcela jevem příliš
běžným na to, abychom ji brali vážně, byť jsou nám sdělovacími prostředky dennodenně
předkládána fakta o tragických událostech, které byly přímo spáchány pod vlivem alkoholu
nebo jsou důsledkem nadměrného pití. Nadměrné pití se nestává pouze problémem
jednotlivce – pijáka, ale také jeho rodiny, nejbližšího okolí, spolupracovníků, je to problém
ekonomický, sociální, pracovní, zdravotní, … a často pro zúčastněné vede až k tragickým
koncům.
Po požití se alkohol rychle a dobře vstřebává zažívacím traktem, převážně v tenkém střevu, a
hromadí se v krvi, neboť proces odbourání je mnohem pomalejší než jeho absorpce. Část
ethanolu přechází do krve přímo z žaludku, neprochází dlouhou střevní cestou, a dostává se
rychle do mozku. To je příčina rychlého opojení při požití nápoje s vyšším obsahem ethanolu
na lačný žaludek. Nízkoprocentní nápoje, nebo nápoje ředěné vodou či ledem přijímá
organismus pomaleji. Tučná jídla (maso, mléko) zpomalují přechod ethanolu do krve. Naopak
cukry a oxid uhličitý (limonády, sodovky, šumivá vína) vstřebávání alkoholu do krve
urychlují a rychleji se tak v krvi zvyšuje jeho koncentrace. Maximální koncentrace ethanolu v
krvi je zpravidla dosaženo hodinu po konzumaci. U normálního, na alkoholu nezávislého
jedince, je alkohol metabolizován především v játrech jaterními enzymy: 80 % ethanolu je
oxidováno působením alkoholdehydrogenasy a asi 10 % působením mikrosomálního
oxidačního systému. Zhruba 5 – 10 % ethanolu se vylučuje z těla nezměněno v moči, v potu a
je vydýcháno. Z biochemického pohledu je ethanol nejdříve oxidován alkoholdehydrogenasou
na acetaldehyd a ten dále aldehyddehydrogenasou na acetát. Acetát je aerobně odbouráván
v buněčném metabolismu citrátovým (Krebsovým) cyklem až na oxid uhličitý a vodu.
Rychlost odbourání v játrech je konstantní 4 - 8 g/h (u průměrného dospělého muže) a je
nezávislá na hladině ethanolu v krvi.
22
Lihovarnictví a výroba lihovin – sylabus k předmětu
V družné společnosti, při pití alkoholových nápojů, se vytvářela nezanedbatelná část naší
kultury (v širokém slova smyslu). Alkohol snižuje úzkost, napětí, zábrany, to může být ovšem
dobře i špatně. Ethanol tlumí centrální nervový systém, to je jeho hlavní působení. Se
zvyšováním dávky klesá soustředěnost a úsudek a výrazně se zpomalují reakce organismu.
Ethanol narkotizuje nervový systém a tak dokáže zmírňovat napětí a odstraňovat zábrany.
Odhaduje se, že rozumná ("bezpečná"?) dávka alkoholu denně jsou asi 2 - 3 dl vína nebo
takové množství jiného alkoholického nápoje, aby to v přepočtu nebylo více než 30 g čistého
ethanolu. Relativní riziko cirhózy jater totiž roste exponenciálně s množstvím požitého
alkoholu, ale křivka vztahu mezi množstvím konzumovaného alkoholu a výskytem
kardiovaskulárních chorob prochází minimem. Mírné množství alkoholu má na cévy
prokazatelně příznivý efekt a až od určité individuální hodnoty požitého alkoholu, pak se
zvyšuje riziko výskytu kardiovaskulárních onemocnění. Trvalé požívání alkoholu ale provází
poškození periferního nervstva a mozkových buněk. Důsledkem je pak snížená chápavost,
pozornost, paměť, schopnost úsudku a snadná vzrušivost a přecitlivělost, pocity eufórie
střídající se s depresivními stavy.
23