Laboratoř pivovarství a sladařství

 

Naše laboratoř se zabývá výukou, výzkumem a vývojem v oblasti pivovarství a sladařství. Pozornost aktuálně věnujeme především těmto směrům:

  • Vývoj technologie výroby bezlepkového piva
  • Moderní technologie výroby nealkoholických piv
  • Vývoj nových kompozitních materiálů na bázi škrobu pro pivovarské využití
  • Využití ovoce v pivovarství
  • HGB technologie
  • Uplatnění nových českých odrůd chmele při výrobě piva
  • Zvyšování trvanlivosti nefiltrovaných piv
  • Mikrobiologická, koloidní a senzorická stabilita piva
  • Studium kontaminace piva a pivovarských surovin

Vědecké zaměření

Vývoj technologie výroby bezlepkového piva

Rostoucí poptávka po bezlepkových potravinách vede ke snaze vyrábět pivo z přirozeně bezlepkových obilovin, z nichž se jako perspektivní surovina jeví rýže. Její využití ale naráží na řadu úskalí souvisejících s odlišnými vlastnostmi oproti ječmeni, zejména s rozdílným enzymatickým aparátem a se specifickou strukturou škrobu. Pozornost je věnována nalezení vhodného sladovacího režimu, detailní charakterizaci vyrobeného sladu a optimalizaci infuzního rmutování. Cílem je navrhnout ucelený a v praxi aplikovatelný technologický postup výroby bezlepkového piva, jehož funkčnost je přímo ověřována ve čtvrtprovozním měřítku v univerzitním minipivovaru.

Moderní trendy v technologii výroby nealkoholických piv

Spotřeba nealkoholického piva je v současnosti na výrazném vzestupu, proto je na našem pracovišti věnována intenzivní pozornost oběma hlavním směrům jeho výroby. V rámci biologických metod jsou testovány speciální kvasinkové kmeny a upravené rmutovací postupy, kterými je přirozeně limitován vznik alkoholu. U fyzikálních metod je pozornost zaměřena na šetrnou membránovou dealkoholizaci, kde je zkoumán vliv různých typů i velikostí membrán a procesních podmínek. Všechny postupy jsou komplexně hodnoceny z hlediska analytických, senzorických i technologických parametrů s důrazem na jejich aplikovatelnost v pivovarské praxi.

Vývoj nových kompozitních materiálů na bázi škrobu pro pivovarské využití

Toto téma je zaměřeno zejména na přípravu nových, škrob – polyfenolových kompozitů vhodných pro pivovarské využití. Polyfenoly mohou během tepelného zpracování cereálních materiálů interagovat se škrobem a značně tak ovlivnit jeho enzymatickou degradovatelnost. Vznikají tak zcela unikátní materiály vhodné pro výrobu nealkoholických piv, které při výrobě poskytují jen velmi málo zkvasitelných cukrů, a naopak velké množství nestravitelných polysacharidů mající podobný účinek na lidské trávení jako vláknina. Naopak, při nastavení jiné kombinace procesních podmínek, mohou vznikat kompozity snadno enzymaticky rozložitelné, poskytující velké množství zkvasitelných cukrů, které výrazně zefektivní pivovarskou výrobu. Toto téma je z vědeckého i technologického hlediska velmi zajímavé a jeho řešení probíhá ve spolupráci s dalšími vědeckými institucemi (Ústav sacharidů a cereálií VŠCHT v Praze, Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s.)

Využití ovoce v pivovarství

Ovocné materiály (pyré, šťávy, kůra citrusů…) nacházejí při výrobě piva stále častějšího uplatnění, a to zejména v řemeslném pivovarství. Svěží chuť ovoce může příjemně ovlivnit senzorické vlastnosti řady pivních stylů, včetně těch s nízkým obsahem alkoholu. Velmi zajímavou možnost představuje využití lyofilizovaných nebo sušených forem ovoce, které skýtají díky specifickému postupu zpracování potenciál vnést do piva zcela odlišný profil aromatických látek, což by mohlo pro spotřebitele představovat atraktivní benefit. Jako obzvláště slibná se jeví jejich aplikace během studené fáze výroby piva (tzv. „studené ovocnění“), kdy nedochází k odpařování těkavých látek a významné extrakci látek trpkých.

Vliv HGB technologie na senzorické vlastnosti piva

Technologie HGB (z anglického High-Gravity Brewing) je v průmyslových pivovarech zavedenou praxí spočívající ve výrobě piva z mladiny o vyšší stupňovitosti, které je během závěrečných úprav ředěno na požadované parametry. Tento výzkum se zabývá dopadem HGB na senzorické vlastnosti a další kvalitativní znaky piva. Pozornost je věnována především sledování změn v produkci vedlejších metabolitů kvasinek, jako jsou estery, vyšší alkoholy či vicinální diketony, v závislosti na parametrech fermentace a výběru produkčního kmene kvasinek. Kromě toho je výzkum zaměřen také na senzorické hodnocení vzorků HGB.

Uplatnění nových českých odrůd chmele při výrobě piva

Žatecký poloraný červeňák (ŽPČ) je celosvětově uznávaným standardem pro chmelení tradičního českého ležáku, jemuž dodává ušlechtilé aroma a charakteristicky jemnou hořkost. V důsledku prohlubujících se klimatických extrémů, zejména narůstající frekvence suchých period, však pěstování této tradiční odrůdy naráží na fluktuaci hektarových výnosů. Reakcí na tyto výzvy je vývoj a zavádění nových odrůd z rodiny Saaz (např. Saaz Comfort, Saaz Brilliant, Saaz Late nebo Saaz Shine), které se vyznačují vyššími výnosy na hektar a lepší odolností vůči suchu a chorobám. Cílem tohoto výzkumu je zhodnotit jejich uplatnění při výrobě piva z pohledu zachování charakteristického profilu hořkosti původní odrůdy ŽPČ, jež je v pivovarských kruzích považována za etalon jemné hořkosti. Hlavní důraz bude kladen na senzorické profilování vzorků piv pomocí školeného degustačního panelu Laboratoře pivovarství a sladařství, výsledky senzorického hodnocení budou také podloženy daty analytickými.

Zvýšení trvanlivosti nefiltrovaných piv

V důsledku zvyšování výroby nefiltrovaných piv vzniká požadavek na významné prodloužení jejich trvanlivosti. Pro tento účel je testováno využití vysokého hydrostatického tlaku v plastových bariérových obalech. Kromě toho bylo také započato s vývojem a následnou aplikací modulárního průtokového minipasteru pro využití v mikro a minipivovarech.

Zvýšení koloidní stability českých piv

Česká piva mají vyšší obsah polyfenolů a polypeptidů a tím mají tendenci ke tvorbě koloidního zákalu a pro zajištění koloidní trvanlivosti je obvykle využíváno stabilizace prostřednictvím syntetických sorpčních stabilizátorů. V rámci tohoto projektu byla již vyvinuta nová generace sorbentů schopných odstranění některého z prekursorů koloidního zákalu. Pro stejný účel jsou také testovány odpadní materiály z výroby chmelových extraktů a pelet, jejichž aplikace v sobě spojuje výhody zvýšení koloidní stability a zachování antioxidačních účinků piva.

Vývoj spodních kvasinek se zlepšenými technologickými vlastnostmi

Do kvasinky byly vloženy geny, v důsledku jejichž exprese jsou na buněčnou stěnu zakotveny dva funkční proteiny. První má vyšší afinitu vůči polyfenolových sloučeninám a mikroorganismus tak může sloužit jako prostředek pro zvýšení koloidní stability piva. Druhý protein je enzymem katalyzujícím přeměnu 2-acetolaktátu na acetoin. Urychlení této reakce by významně zjednodušilo proces zrání a sníženo by bylo i riziko spojené s nadměrným obsahem diacetylu, způsobujícím máselnou příchuť piva (spolupráce s Ústavem biochemie a mikrobiologie).

Studium mikrobiální kontaminace v pivovarech

Mezi velmi rozšířenou formu kontaminace v pivovarech patří konsorcia mikroorganismů v podobě biofilmů. Náplní projektu je identifikovat anaerobní bakterie kazící pivo (zejména rody Pectinatus a Megasphaera) a experimentálně studovat adhezi jejich vybraných zástupců na pevné povrchy. Porozuměním mechanismu adheze těchto druhů lze docílit potlačení adheze, případně zvýšit účinnost čištění povrchů v potravinářských provozech.

Využití netradičních mikroorganismů při výrobě piva

Zvyšující se tržní konkurence vede pivovary k rozšiřování nabízeného sortimentu. Jednou z možností vývoje nových produktů je využití netradičních mikroorganismů, zejména nekonvenčních kvasinek, v celém procesu fermentace. Pozornost se soustředí na potenciálně probiotické kvasinky a maltóza-negativní izoláty, které mohou přispět ke vzniku zdravotně orientovaných nealkoholických piv. Cílem výzkumu je získat a charakterizovat mikroorganismy s probiotickými vlastnostmi, schopné zkvašovat pivovarskou mladinu a zároveň snášet podmínky pivního prostředí i trávicího traktu. Studována je jejich fermentační kapacita, tvorba senzoricky aktivních látek (zejména vyšších alkoholů a esterů) a vliv na aromatický profil a celkovou kvalitu nealkoholických piv.

Dříve řešená témata

  • Vliv iontů varní vody na senzorické vlastnosti piva
  • Vliv přídavku pražených sladů na senzorické vlastnosti tmavých piv
  • Použití refraktometru pro monitoring pivovarské výroby
  • Aplikace inovativních chmelových materiálů pro výrobu studeně chmelených piv
  • HS-SPME-GC/MS analýza silic ve studeně chmelených pivech
  • Výroba sladů z netradičních obilovin a jejich využití v pivovarství
  • Potlačení plísňové kontaminace sladu pomocí pulzního elektrického pole
  • Charakteristické markery nakuřovaných sladů a jejich změny během pivovarského procesu
  • Biologicky aktivní látky chmele
  • Studium pěnivosti a předpověď přepěňování piva a možnosti jeho potlačení

Lidé

Personální obsazení

    • Rudolf Jung – sládek Univerzitního pivovaru

Významné výsledky

Odborné publikace

Yabaci S., Dostálek P.: Application of unconventional microorganisms for the production of non-alcoholic beer. Frontiers in Microbiology, 17, 1830878, 10.3389/fmicb.2026.1830878, (2026), IF 5,8 (on-line)

Yabaci S., Jung R., Jelínek L., Karabín M., Kinčl T., Dostálek P.: Aroma potential of a new maltose-negative yeast isolate. Foods,14, 3357, 10.3390/foods14193357, (2025), IF 6,0 (on-line)

Behner A., Průšová N., Karabín M., Jelínek L., Hajšlová J., Stránská M.: Pulsed electric fields reshape the malting barley metabolome: Insights from UHPLC-HRMS/MS. Molecules, 30, 3953, 10.3390/molecules30193953, (2025), IF 5,1 (on-line)

Průšová N., Karabín M., Jelínek L., Chrpová J., Ovesná J., Svoboda P., Doležalová T., Behner A., Hajšlová J., Stránská M.: Application of pulsed electric field during malting: impact on Fusarium species growth and mycotoxin production. Toxins, 16, 537, 10.3390/toxins16120537, (2024), IF 4,0 (on-line)

Karabín M., Jelínek L., Průšová N., Ovesná J., Stránská M.: Pulsed electric field treatment applied to barley before malting reduces Fusarium pathogens without compromising the quality of the final malt. LWT-Food Science and Technology, 206, 116575, 10.1016/j.lwt.2024.116575, (2024), IF 7,1 (on-line)

Tusha K., Nešpor J., Jelínek L., Vodičková H., Kinčl T., Dostálek P.: Effect of czech hop varieties on aroma of dry-hopped lager beer. Foods, 11, 2520, 10.3390/foods11162520, (2022), IF 6,0 (on-line)

Jung R., Karabín M., Jelínek L., Dostálek P.: Balance of volatile phenols originating from wood- and peat-smoked malt during the brewing process. European Food Research and Technology, 249, 1-13, 10.1007/s00217-022-04130-8, (2022), IF 4,2 (on-line)

Průšová N., Dzuman Z., Jelínek L., Karabín M., Hajšlová J., Rychlík M., Stránská M.: Free and conjugated Alternaria and Fusarium mycotoxins during Pilsner malt production and double-mash brewing, Food Chemistry, 369, 130926, 10.1016/j.foodchem.2021.130926, (2022) IF 7,5 (on-line)

Karaoglan S.Y., Jung R., Gauthier M., Kinčl T., Dostálek P.: Maltose-negative yeast in non-alcoholic and low-alcoholic beer production. Fermentation, 8(6), 273, (2022), IF 5,1 (on-line)

Karabín M., Haimannová T., Fialová K., Jelínek L., Dostálek P.: Preparation of hop estrogen-active material for production of food supplements. Molecules, 26(19), 6065 (2021) IF 4,4 (on-line)

Kinčl T., Dostálek P., Brányik T., Olšovská J.: High-gravity brewing without adjuncts - The effect on beer parameters. LWT-Food Science and Technology, 148, 111755 (2021) IF 5,0 (on-line)

Štulíková K., Bulíř T., Nešpor J., Jelínek L., Karabín M., Dostálek P.: Application of high-pressure processing to assure the storage stability of unfiltered lager beer, Molecules, 25, 2414, (2020), IF 3,3 (on-line)

Nešpor J., Karabín M., Štulíková K., Dostálek P.: An HS-SPME-GC-MS method for profiling volatile compounds as related to technology used in cider production, Molecules, 24, 2117, (2019), IF 3,1 (on-line)

Nešpor J., Andrés-Iglesias C., Karabín M., Montero O., Blanco C. A., Dostálek P.: Volatile compounds profiling in Czech and Spanish lager beers in relation to used production technology, Food Analytical Methods, 12(10), 2293-2305, (2019), IF 3,4 (on-line)

Monografie

  1. Karel Krofta a kolektiv, Chmelařství – pěstování, vlastnosti a využití chmele, Chmelařský institut s.r.o. (vydavatel), Petr Svoboda (nakladatel), Žatec, 800 stran, (2025)
    Vedoucí autorského kolektivu: Ing. Karel Krofta, Ph.D.
    Z Ústavu biotechnologie (VŠCHT) se na knize podíleli: Ing. Marcel Karabín, Ph.D., Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D. a prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc.
    Křest knihy proběhl 25.2.2026 v Kapucínském klášteře v Žatci.
  2. Tomáš Kinčl, Praxe výroby piva nejen v malých pivovarech, Vysoká škola chemicko-technologická, Praha, 248 stran, (2022)

Spolupráce a projekty

Na výzkumných projektech a technologických inovacích spolupracujeme s těmito institucemi a firmami.

Odborní partneři a firmy

  • Plzeňský Prazdroj a.s., Plzeň, ČR
  • Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., Praha, ČR
  • EPS biotechnology, s.r.o., Kunovice, ČR
  • Bucher Denwel, spol. s r.o., Praha, ČR
  • Chmelařský institut s.r.o., Žatec, ČR
  • Budějovický Budvar n.p., České Budějovice, ČR
  • Pivo Praha s.r.o., Praha, ČR
  • Biomedica spol s.r.o., Praha, ČR
  • Bohemia Hop, a.s., Žatec, ČR
  • ProjectSoft HK a.s., Hradec Králové, ČR
  • Ecolab GmbH, Praha, ČR
  • Diversey Česká republika, s.r.o., Praha, ČR
  • Siemens, s.r.o., Praha, ČR
  • SLADOVNY SOUFFLET ČR, a. s., Prostějov, ČR
  • Pivovar Ferdinand, S.R.O., Benešov, ČR

Partnerské univerzity

  • TU Berlin, Berlin, Germany
  • University of Minho, Braga, Portugal
  • University of Porto, Porto, Portugal
  • University of Sassari, Sassari, Italia
  • Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Osijek, Croatia
  • University of Valladolid, Palencia, Spain
  • Pontifical Catholic University of Valparaíso, Valparaíso, Chile
  • Slovak Technical University, Bratislava, Slovakia

Výzkum naší laboratoře je podporován těmito projekty:

Interakce polyfenolových antioxidantů s cereálním škrobem a proteiny za podmínek extruze; 25-16506S
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky (GAČR)
Hlavní řešitel: Ing. Marcel Karabín, Ph.D., Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha
Spoluřešitelé: prof. Ing. Tomáš Brányik, Ph.D., Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., doc. Ing. Evžen Šárka, CSc., Ústav sacharidů a cereálií, VŠCHT Praha
Období řešení: 2025-2027

Vývoj přípravku na bázi chitosanu pro biologickou stabilitu nízkoalkoholických a nealkoholických piv; TQ03000474
Poskytovatel: Technologická agentura České republiky (TAČR)
Hlavní řešitel: Ing. Tomáš Kinčl, Ph.D., Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha
Hlavní příjemce: EPS Biotechnology, s.r.o.
Spoluřešitelé: Ústav Biotechnologie, VŠCHT Praha
Období řešení: 2024-2025

Pulzní elektrické pole jako inovativní nástroj snižující výskyt mikromycet rodu Fusarium a mykotoxinů v řetězci ječmen-slad-pivo; 20-14649S
Poskytovatel: Grantová agentura České republiky (GAČR)
Hlavní řešitel: prof. Ing. Milena Stránská, Ph.D., Ústav analýzy potravin a výživy, VŠCHT Praha
Spoluřešitelé: Ing. Marcel Karabín, Ph.D., Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha; RNDr. Jaroslava Ovesná CSc., Národní centrum zemědělského a potravinářského výzkumu, v.v.i.
Období řešení: 2020-2023

Komplexní vývoj mikrobiologického činitele pro pivovarství; EG20_321/0024380
Poskytovatel: Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost (OP PIK):
Řešitelé: EPS biotechnology s.r.o., Ústav biotechnologie VŠCHT Praha (Laboratoř pivovarství a sladařství)
Období řešení: 2020-2024

Postgraduální studenti se také zapojili do těchto projektů Interní grantové agentury (IGA, VŠCHT)

Tvorba komplexních studijních opor pro nově zaváděný předmět Technologická laboratoř sladařství a pivovarství; C1_PIGA_2026_023
Poskytovatel: Interní grantová agentura (IGA, VŠCHT)
Hlavní řešitel: Ing. Alena Osvaldová, Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha
Spoluřešitelé: Ústav Biotechnologie, VŠCHT Praha
Období řešení: 2026

Vývoj technologie sladování a rmutování rýže (Oryza sativa) pro výrobu bezlepkového piva; VIGA A2_FPBT_2026_031
Poskytovatel: Interní grantová agentura (IGA, VŠCHT)
Hlavní řešitel: Ing. Alena Osvaldová, Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha
Spoluřešitelé: Ing. Lukáš Zadák, Ing. Martin Klingel, Ing. Petr Husťák
Školitel: Ing. Lukáš Jelínek, Ph.D.
Období řešení: 2026

Vliv chemických přeměn složek chmele na senzorickou a analytickou hořkost piva; A2_FPBT_2024_006
Poskytovatel: Interní grantová agentura (IGA, VŠCHT)
Hlavní řešitel: Ing. Martin Klingel, Ústav biotechnologie, VŠCHT Praha
Spoluřešitelé: Ing. Marcel Karabín, Ph.D., Ing. Petr Husťák
Školitel: prof. Ing. Pavel Dostálek, CSc.
Období řešení: 2024