Chmel a chmelové výrobky

Chmel, jako jedna ze tří základních pivovarských surovin je představován usušenými chmelovými hlávkami samičích rostlin chmele evropského (Humulus lupulus var. europeus). Poskytuje pivu typickou hořkou chuť, přispívá k tvorbě charakteristického aróma a má další technologicky důležité vlastnosti. V České republice se pěstuje chmel na vysoké úrovni a téměř třetina z celkové produkce se vyváží téměř do celého světa. Velký podíl chmele se dále zpracovává na chmelové výrobky.

Chmele pěstované v žatecké oblasti patří mezi vysoce kvalitní jemné, aromatické odrůdy chmele evropského otáčivého. Po sčesání chmele, které se v posledních letech provádí převážně mechanicky, se chmelové hlávky suší při nižších teplotách a lisují do balotů a žoků.

Většina pivovarsky cenných látek chmele podléhá snadno chemickým změnám při skladování a transportu, proto se v posledních desetiletích většina hlávkového chmele zpracovává na různé chmelové výrobky. Chmelové hlávky, které se sklízejí pro pivovarské účely, se skládají ze stopky, vřeténka, pravých a krycích listenů a při oplození obsahují navíc semeno neboli pecku. Na vnitřní straně listenů se při zrání chmele vylučují pryskyřičná zrnka lupulinu obsahující chmelové pryskyřice a silice.

Pěstování chmele v České republice je státně kontrolováno a řízeno. Jsou povoleny tři pěstitelské oblasti - Žatecko a Ústecko v Čechách a Tršicko u Olomouce na Moravě. Z pivovarského hlediska se odrůdy chmele dělí na jemné čili aromatické, představované především žateckými odrůdami, s příjemným chmelovým aróma, a na vysokoobsažné čili hořké odrůdy s vysokým obsahem pryskyřic, ale zpravidla s hrubým aróma. Podle zabarvení chmelové révy se rozdělují chmelové odrůdy na červeňáky, opět představované žateckými odrůdami, a na zeleňáky pěstované v zahraničí, zejména v Anglii, Belgii a Americe.

Chmel je rostlina náročná na světlo, vláhu a teplotu i na půdní podmínky a výživu. Obsah vody v chmelových hlávkách po sklizni bývá 72 až 82 % a sušením se musí snížit až na 8 %. Chmel se suší nejčastěji v komorových žaluziových sušárnách, které jsou obdobou třílískových hvozdů ve sladovnách. Ve vrstvě přibližně 20 cm se suší chmel 5 až 8 hodin teplým vzduchem, přičemž teplota pod spodní žaluzií nemá přesáhnout 50 °C. Modernější pásové sušárny pracují kontinuálně, mají vyšší výkon a mohou být zapojeny do linky přímo k česacímu stroji. Po odsušení se chmel skladuje na půdách, kde přijímá vzdušnou vlhkost, a tím zvyšuje obsah vody asi na 11 %. Poté se třídí, lisuje do žoků a odesílá buď k dalšímu zpracování nebo přímo do pivovarů.

Chemické složení chmele je závislé na odrůdě, provenienci, ročníku a způsobu posklizňové úpravy. Průměrně obsahuje zhruba 10 % vody, 15 % celkových pryskyřic, 4 % polyfenolových látek, 0,5 % silic, 3 % vosků, lipidů, 15 % dusíkatých látek, 44 % sacharidických složek a 8 % minerálních látek.

Pro kvalitu chmele je rozhodující obsah pivovarsky cenných složek, zejména pryskyřic, polyfenolů a silic. Současně je nutný nízký obsah cizorodých látek pocházejících z ochranných postřiků a dusičnanů jako přirozené složky. Chmelové pryskyřice jsou původcem hořké chuti piva. Chmelové polyfenoly se uplatňují v průběhu technologie při srážení vysokomolekulárních bílkovin a chmelové silice vytvářejí charakteristické chmelové aroma. Jsou tvořeny řadou chemicky podobných látek, z nichž je nejúčinnější skupina a-hořkých kyselin, skládající se převážně z humulonu, kohumulonu a adhumulonu. Méně účinné jsou ostatní složky pryskyřic, jako b-hořké kyseliny (lupulon, kolupulon, adlupulon), nespecifické měkké pryskyřice (humulinony, luputriony) a tvrdé pryskyřice (humulinové a hulupinové kyseliny). Obsah a-hořkých kyselin se nejčastěji stanovuje konduktometricky a udává se jako konduktometrická hodnota v procentech (KH). Naše chmele vykazují zpravidla konduktometrickou hodnotu v rozsahu 3 až 5 %, zahraniční odrůdy i více, zejména vysokoobsažné odrůdy.

a-hořké kyseliny snadno oxidují a mění se v nespecifické měkké pryskyřice až tvrdé pryskyřice, které mají podstatně nižší pivovarskou hodnotu. Proto se musí chmel skladovat v chladu a temnu za omezeného přístupu kyslíku. Polyfenoly neboli třísloviny chmele mají důležité technologické vlastnosti, jako je jejich srážecí účinek na vysoko a středně molekulární bílkoviny při chmelovaru, a přispívají též k výraznosti a říznosti chuti piva. Chmelové silice sice z větší části při výrobě piva vytěkají při chmelovaru, ale přesto část, která zůstane v mladině a přejde až do hotového piva, vytváří jeho aróma.

Z důvodů nízkého využití cenných pivovarských složek chmele při zpracování hlávkového chmele a chemické nestálosti většiny obsahově cenných složek, se dnes více než dvě třetiny produkce chmele ve světě zpracovávají na chmelové výrobky. Chmel lze zpracovat mechanickými úpravami, fyzikálními úpravami a chemickými postupy.

Mechanickou úpravou se připravují mleté a granulované chmele. Mletý chmel (práškový, drcený) se vyrábí tak, že hlávkový chmel se dosuší na nízkou vláhu a mele se či drtí na velikost částic pod 2 mm. V této formě se lisuje buď po evakuaci, nebo v inertní atmosféře dusíku do obalů nepropouštějících vlhkost, vzduch a světlo. Granulovaný (peletovaný) chmel je v podstatě mletý chmel upravený ve vysokotlakých granulátorech do tvaru granulí či pelet a stejně balený.

Nejdůležitější fyzikální úpravou je extrakce chmele. Vyrábějí se buď extrakty dvoustupňové (standardní), nebo jednostupňové. Při dvoustupňové extrakci se chmel extrahuje nejprve organickým rozpouštědlem pro vyextrahování pryskyřic a silic, a poté se extrahuje chmel horkou vodou pro vyextrahování polyfenolů. Po odpaření organického rozpouštědla (u nás se používá dichlormetan CH₂Cl₂) a vody se oba výluhy smíchají. Při výrobě jednostupňového extraktu se chmel extrahuje jen jednou, buď organickým rozpouštědlem, které extrahuje jen pryskyřice a silice, nebo alkoholem, který extrahuje všechny složky, ale s nedokonalou účinností. Velmi moderní způsob výroby chmelového extraktu je extrakce kapalným či superkritickým oxidem uhličitým za vysokého tlaku.

Chemickými postupy se vyrábějí speciální izoextrakty, v nichž jsou již předem uskutečněny chemické přeměny, které jinak probíhají při chmelovaru. Tyto extrakty lze použít k tzv. studenému chmelení až do hotového piva, neboť jsou zpravidla dokonale rozpustné.