PF_72_100_grey_tr ubz_cz_black_transparent
PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA MASARYKOVY UNIVERZITY
ÚSTAV BOTANIKY A ZOOLOGIE
BIOTECHNOLOGIE
A PRAKTICKÉ VYUŽITÍ ŘAS A HUB
•
Úvod do biotechnologií • Kultivace sinic, řas a hub
• Sinice a řasy jako doplňky stravy • Výroba biopaliv pomocí sinic a řas
• Genové a metabolické inženýrství sinic a řas
• Jedlé houby a jejich pěstování • Jedovaté houby a otravy
• Léčivé látky hub a využití ve farmacii • Houby v potravinářských technologiích
• Kvasinky jako expresní systém v molekulárních biotechnologiích
• Využití hub v zemědělství, biocontrol agents • Další způsoby využití hub
• Hospodářské škody působené houbami

HOUBY V POTRAVINÁŘSTVÍ
Největší podíl v hospodářství má využití hub při výrobě pečiva a výrobě alkoholických látek (bráno
souhrnně, potravinářství i průmyslová výroba lihu), dále výroba mléčných výrobků (sýrů, jogurtů),
antibiotik a pěstování jedlých hub; podíl dalších možností hospodářského využití hub je relativně
zanedbatelný.
Pro výrobu potravin, léčiv nebo průmyslových produktů jsou využívány nejen konkrétní druhy, ale i
speciální kmeny – uplatňuje se uchovávání vysoce výkonných kmenů v čisté kultuře, ale i "šlechtění"
za účelem ještě vyšší produkce nebo produkce dalších látek. Houby lze "šlechtit" v praxi trojím
způsobem:
– mutageneze => selekce zmutovaných kmenů;
– hybridizace (genetická rekombinace);
– v poslední době genetické modifikace (kromě GM kmenů kvasinek jsou např. pro výrobu piva či vína
využívány i GM vstupní suroviny).
Moderní výrobní postupy, založené na fermentačních procesech, využívají pro zvýšení výtěžnosti též
imobilizované biokatalyzátory (buď enzymy nebo celé buňky kvasinek vázané na nějaké nosiče, např.
algináty).

Nejvíce rozšířené i historicky nejstarší je využití kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Různé kmeny
tohoto druhu (nebo příbuzné druhy) se využívají při výrobě:
– pečiva (kynutí těsta zásluhou CO2 uvolňovaného při fermentaci);
– moštů a vína (fermentace ovocných šťáv bohatých na cukry);
– piva (látky bohaté na škrob, před vlastní fermentací rozložený na jednoduché cukry);
– likérů a lihovin (nutná destilace pro zvýšení obsahu alkoholu).
alcoholic-fermentatiom-in-yeast
Produkce alkoholu není v tomto případě úplně čistá, zůstávají tam i cukry a kyseliny; navíc kromě
etanolu mohou vznikat i jiné alkoholy (propylalkohol, ale i metylalkohol) – hovoří se o vzniku
přiboudlin.
Chemická podstata alkoholového kvašení spočívá v tom, že enzymy kvasinek přeměňují v anaerobním
prostředí jednoduché cukry na etanol a oxid uhličitý (zjednodušeně C6H12O6 => 2 CH3CH2OH + 2 CO2;
rozepíšeme-li přeměny per partes, pak: sacharidy => kyselina pyrohroznová => CO2 + acetaldehyd =>
etanol).
W. Hartmeier,
M. Reiss:
Production of beer and wine.
The Mycota X, pp. 59–77.

Christina Agapakis, http://scienceblogs.com/oscillator/index.php?utm_source=rssTextLink&page=4
Fermentace nemusí být vázána striktně na anaerobní prostředí, ale v aerobním prostředí namísto
kvašení (fermentace) probíhá spíše dýchání (respirace), které je pro houbu energeticky výhodnějším
procesem (C6H12O6 + 6 O2 => 6 H2O + 6 CO2 + energie; při kvašení se také uvolňuje energie, ale asi
25x méně). V přítomnosti kyslíku tedy dochází k inhibici kvašení – tento jev je znám jako Pasteurův
efekt.
06_saccharomyces
Poznámka: V širším pojetí jsou výrazem "kvašení" nazývány i aerobní procesy – například v případě
octového kvašení (provozovaného bakteriemi za vzniku kyseliny octové, používá se při výrobě octa)
se nejedná o fermentaci, ale o oxidační proces.

VÝROBA PIVA
je známa od starověku; kvašené obilné nápoje se vyráběly již několik tisíciletí před naším
letopočtem v různých částech světa – Mezopotámie (Sumerové, Akkadové), Indie (předárijská éra),
Egypt (dle původní receptury z obilovin, datlí a máku, později přešli na ječný slad), záznamy jsou
i z Peru (pivo z kukuříce).
V Evropě je pití piva neoddělitelně spojeno s kulturou
 germánských a slovanských národů – v raném středo-
věku spolu s medovinou, od vrcholného středověku
pivo dominuje a várečné právo je ceněnou výsadou,
udělovanou zprvu klášterům, později i městům
a šlechtických rodům.
Světová produkce v současné době se pohybuje
v řádu miliard hektolitrů; aktuálně jsou největšími
producenty piva ve světě USA a Čína. =>
Zdrojovými surovinami pro výrobu piva jsou slad (hmota bohatá na sacharidy, u nás typicky z
ječmene, jinde i z jiných rostlin – další obiloviny, kasava, ale i agáve), voda (bez kvalitní vody
není dobrého piva, v některých případech vlastnosti vody „dělají“ lokální pivo) a chmelové
produkty.
Vlastnímu výrobnímu procesu v pivovaru předchází výroba sladu ve sladovnách.

Slad je produkt z obilek ječmene, případně jiných obilovin; kromě výroby piva se slad používá i pro
přípravu lihu, limonád, pečiva nebo cukrárenských výrobků.
Základem procesu jeho výroby je máčení v nádobách zvaných náduvníky (též máčecí štoky) při
současném provzdušňování (na 42-47 % vody), vedoucí k naklíčení obilek. Opakovaným máčením obilek
(mezi úseky máčení jsou zrna ponechána na vzduchu) dojde ke zvýšení obsahu vody v pletivu a
stimulaci klíčení => obvykle pod náduvníky jsou
beer_malt-production
humna – velké haly, kam jsou zrna přesunuta k vlastnímu klíčení (probíhá několik dnů za
pravidelného větrání, obracení a převrstvování zrn pro odvod CO2 a tepla uvolňovaného při
respiraci); v klíčícím zrnu dochází k tomu, že amylázy (ty chybí kvasinkám, proto je naklíčení
nutné) rozkládají zásobní škrob na jednodušší sacharidy (podobně proteolytické enzymy štěpí
bílkoviny) => vznikne “zelený slad”, který je následně usušen (tzv. hvoždění, 24 hodin, 80-85 °C)
pro zastavení klíčení; podle podílu barevných a aromatických látek (karamelu) může vznikat světlý,
tmavý nebo nějaké speciální slady => na závěr je nutné oddělení klíčků (tzv. “sladový květ”), které
jsou pak využívány jako krmivo bohaté na bílkoviny nebo v jiných fermentačních procesech.
Winfried Hartmeier, Monika Reiss: Production of beer and wine.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 59–77.

Vlastní výrobu piva lze rozdělit na tři výrobní úseky:
- příprava mladiny (horká fáze);
- kvašení mladiny a dokvašování mladého piva;
- závěrečné úpravy a stáčení zralého piva (dohromady studená fáze).
Příprava mladiny začíná šrotováním sladu - jde o mechanické drcení zrn, přičemž žádoucí je
rozemletí endospermu a zároveň co nejmenší poškození pluch (obsahují polyfenoly aj. látky, které se
poškozením uvolňují; kromě toho se pluchy posléze uplatňují při scezování) => následuje vystírání -
promíchání sladu s vodou ve vystírací kádi (při teplotě 35-38 °C), kdy část látek přechází do
“nálevu” (vyluhují se sacharidy + bílkoviny + minerální látky, které pak budou živnou půdou pro
kvasinky) => obsah kádě (vystírka) pak prochází procesem rmutování - při různých teplotách
(postupně zvyšovaných až na 75 °C) dochází k uvolňování kyselin, štěpení bílkovin a nakonec
rozkladu škrobu (působením
beer_wort-production
amyláz) => výsledkem je směs glukózy, maltózy a dextrinů – sladina. (Při výrobě českých ležáků je
používán náročný proces dekokčního rmutování, využívající dvě nádoby a přečerpání vždy 1/3 obsahu
do rmutovací pánve; provádí se 1-3 rmuty a nakonec dojde k povaření. Jednodušší infuzní způsob, pro
který stačí jedna vystírací nádoba a zahřátí pro denaturaci enzymů jde max. na 78 °C, se uplatňuje
při výrobě svrchně kvašených piv typu ale.)
Winfried Hartmeier, Monika Reiss: Production of beer and wine. In: M. Hofrichter (ed.), The Mycota
X. Industrial applications  (2nd ed., Springer Verlag, 2010), pp. 59–77.

Sladina (roztok extraktu) je následně v procesu scezování oddělena od pevné složky, tzv. mláta -
probíhá přes pluchy (proto je žádoucí, aby zůstaly co nejvíc neporušené) ve scezovací kádi s
děrovaným dnem => napoprvé je sladina kalná a vrací se přes čerpadlo potrubím zpět nad mláto => až
je sladina čirá, přečerpá se do mladinové pánve => poslední zbytky extraktu se pak z mláta
získávají vyslazováním - vyluhováním vodou při 75 °C. Pivovarské mláto, tedy tuhé zbytky pluch
a vysrážených látek (bílkovin-ný kal), je pak využíváno jako krmivo pro zvířata.
Předek (čirá zfiltrovaná sladina) a výstřelky (roztok z vyslazování) jsou shromážděny v mladinové
pánvi, kde následuje chmelovar - chmelové látky nejen dodají pivu hořkou chuť (a jemný sedativní
efekt),
beer_wort-production
W. Hartmeier, M. Reiss: Production of beer and wine.
ale též omezují růst kontaminujících mikroorganismů (zejména G– bakterií). Proces chmelovaru
spočívá v postupném přidávání (ve 2-3 krocích během 90-120 minut) chmele nebo chmelových přípravků
(dnes se spíš uplatňují granule nebo pasty než přírodní chmel) => převedení hořkých látek do
mladiny (označení pro povařenou sladinu s chmelem), její sterilizace, inaktivace enzymů a vysrážení
(koagulace) bílkovin s polyfenoly sladu a chmele.
Zde se určuje stupňovitost piva = koncentrace extraktu původní mladiny: 8°-10° (= 8-10 %
zkvasitelného extraktu v celkové hmotě mladiny, zbytek je voda) mají výčepní piva, 11°-12° ležáky,
13° a víc speciály (pod 8 % jde o tzv. lehká piva).

Následné chlazení mladiny (dříve bývalo v otevřených kádích s přístupem kyslíku ze vzduchu) se dnes
provádí v uzavřených vířivých kádích s výměníky tepla; nakonec je za sterilních podmínek mladina
dosycena kyslíkem (který pak napomůže rozvoji kvasinek).
Kvašení mladiny probíhá ve dvou fázích: hlavní kvašení a dokvašování. Kvašení probíhá v tzv. spilce
(kvasírně) - zde je mladina v kádích (dříve dubové nebo modřínové, dnes nerezové), kam byla přidána
kultura kvasinek; jsou-li použity čisté násadní kvasnice (ne recyklované - viz dále), prochází
mladina nejprve sterilizátorem do kvasného válce, kde probíhá kvašení čistou kulturou z laboratoře.
V kádích kvasinky maltázou rozkládají maltózu na glukózové jednotky - mladina přechází na tzv.
mladé pivo.
Tradiční způsob, používaný od starověku a dnes v západní Evropě a Americe, spočívá v uplatnění
svrchních kvasinek - Saccharomyces cerevisiae, které po vykvašení vyplavou na povrch (piva typu
ale, porter, stout). U nás převládá od 19. století využití spodních pivovarských kvasinek - S.
cerevisiae ssp. uvarum nebo ssp. carlsbergensis, které pracují při nižších teplotách 6-12 °C a
usazují se na dně kádí.
Stěžejním procesem kvašení je rozklad sacharidů na etanol a CO2 (souběžně vznikají další látky,
jejichž zastoupení pak určí chuť piva); růst kultury kvasinek začíná aerobně, se zvyšujícím se
obsahem etanolu postupně přechází na anaerobní => zastaví se, až hladina alkoholu dosáhne hranice,
kdy jim začne vadit => pak buňky klesnou ke dnu. Celý proces trvá zhruba týden, na jeho konci je
možno sebrat usazené kvasinky, proprat studenou vodou (odstranění mrtvých buněk) a znovu nasadit
(možno několikrát opakovat, ale zvyšuje se riziko kontaminace).
Dnes jsou zkoušeny bioreaktory na imobilizované kvasinky (upoutané na nosiče - pluchy, algináty
aj.), které by měly zkrátit dobu kvašení (na desítky hodin) a vydržet několik měsíců “v provozu” ve
sterilním stavu bez nutnosti recyklace.

16_vyroba_piva
Mladé pivo, které ještě obsahuje podíl kvasnic a zčásti nezkvašeného extraktu, jde pak do ležáckých
tanků (nejčastěji 250 hl; dříve se používaly dubové kádě do 100 hl), kde probíhá dokvašování a
zrání.
Jde o proces za nízké teploty
(1-3 °C) spojený se sycením CO2; čím déle pivo “leží”, tím mívá větší říz (10° zraje obvykle 20
dní, 11° 35 dní, 12° 50 dní). Během zrání může být též redukován obsah látek, které by nepříznivě
ovlivnily chuťové vlastnosti (např. máselná chuť diacetylu => redukce na acetoin).
Zdroj: web pivovaru Holba, Hanušovice.

Trvanlivost piva (aby bylo možno je skladovat a transportovat) dosahují závěrečné úpravy, při
kterých je zbavováno mikroorganismů a látek, které mohou tvořit zákal. Základem je filtrace na
křemelinových (křemelina naplavená na filtrační přepážku) nebo jiných filtrech, zachycujících zbylé
buňky i jemný kal; v této fázi je nežádoucí styk s kyslíkem (může ovlivnit chuť, barvu i stabilitu
výsledného produktu), proto filtrace nejčastěji probíhá v ochranné vrstvě dusíku a CO2. Trvanlivost
je pak zvyšována stabilizací (snížení náchylnosti k tvorbě zákalu) - jako stabilizátory se
používají adsorbenty dusíkatých látek a polyfenolů nebo enzymové přípravky, které tyto látky sráží
či štěpí. Tradičně je prováděna pasterizace piva zahřátím (eliminace působení mikroorganismů); dnes
tento proces některé pivovary nahrazují mikrofiltrací.
3-1_pivo_vyroba-piva
B. Mieslerová, M. Sedlářová, A. Lebeda: Praktické využití hub a houbám podobných organismů v
potravinářství, zemědělství, lékařství a průmyslu. UP Olomouc, 2015.

Konečnou fází procesu je stáčení do transportních obalů - lahví, sudů (ještě ve 20. století bylo
pivo přepravováno v ležáckých sudech, ve kterých ještě dokvášelo) nebo tanků. Při stáčení je
důležité zamezit ztrátám CO2 a též styku s kyslíkem (dnes je pivo stáčeno pod tlakem dusíku nebo
CO2).
Tradičně jsou rozlišována piva světlá/tmavá (podle obsahu látek ve sladu), svrchně/spodně kvašená a
s různou stupňovitostí (vše viz výše). Mimo tradičních druhů piv dnes získávají na popularitě piva
pšeničná (min. 1/3 pšeničného sladu v extraktu), kvasnicová (do piva je v průběhu stáčení přidán
drobný podíl rozkvašené mladiny, obsahuje tedy živé kvasinky) nebo s různými přídavky - bylinná,
ovocná, ochucená (příp. mix s limonádou, známý jako radler).
Speciálními postupy jsou připravována piva nealkoholická (do 0,4 % hmotnosti) nebo nízkoalkoholická
(do 1 % hmotnosti, to už není pro řidiče). Jednodušší je omezit množství vznikajícího etanolu při
výrobě - toho je dosahováno zkvašením mladiny s nízkým obsahem sacharidů (získané ze sladu s malou
aktivitou b-amylázy) nebo smícháním piva s nezkvašenou mladinou (tedy vlastně naředění alkoholu),
případně imobilizace kvasinek nebo inhibice jejich metabolismu tlakem (zkrácení doby fermentace).
Náročnější cestou je pak dodatečné odstraňování etanolu destilací nebo jinými procesy.
Dietní pivo s nízkým obsahem cukru se připravuje přidáním nepřevařené mladiny nebo přímo enzymů
před koncem fermentace (k rozkladu sacharidů, které zůstaly v mladině a nemohly je již rozložit
enzymy zničené během varu).

Kvasnými procesy je možno vyrábět i jiné nápoje. V různých částech světa se vyrábí například:
- kvas (oblíbený v Rusku, Ukrajině a Pobaltí) vzniká zkvašením tmavého chleba s přidáním kvasnic,
cukru a vody; jde o lehký nápoj s obsahem maximálně 1,2 % alkoholu;
- boza (Egypt, Turecko, Bulharsko) je podobná pivu a vzniká z obilovin (proso, kukuřice, pšenice,
čirok) působením kvasinek a bakterií mléčného kvašení;
- pito (Ghana, Nigérie) není nealko pivo :o), ale vzniká kvašením směsi čiroku a kukuřice; vedle
kvasinek a mléčných bakterií se uplatňují i vláknité “plísně”;
- pombe (Afrika) je vyráběno z prosa s využitím
Schizosaccharomyces pombe;
- dále je k výrobě piva využíván i čirok (též Afrika) nebo
kasava (nápoj zvaný tape ub v Indonésii nebo Malajsii).
18_schizosaccharomyces_pombe
Schizosaccharomyces pombe
Nicholas Rhind, http://www.umassmed.edu/bmp/faculty/rhind.cfm?start=0

VÝROBA VÍNA
Nejstarší vykopávky svědčící o pěstování vinné révy pocházejí z oblasti kolem Kaspického moře
(Arménie) kolem 4 tisíc let před n. l.; zřejmě odtud se rozšířilo do dalších oblastí Blízkého
Východu, jižní a východní Asie, stejně jako kolem Středozemního moře - v Egyptě byly nalezeny
džbány v hrobech z konce 4. tisíciletí př. n. l., vrcholného rozkvětu vinařství dosáhlo v antickém
Řecku a Římské říši.
V Evropě se (po určitém útlumu na počátku středověku) rozvíjí zejména ve Francii a Mediteránu, v
českých zemích je pěstováno od 14. století (za Rudolfa II. tu bylo asi 40 000 ha vinic, tedy asi
dvojnásobek současné rozlohy).
Mimo Evropu jsou velkými producenty vína USA, Argentina a Chile, Austrálie a Nový Zéland.
Dnes je vyšlechtěna spousta odrůd nejen s ohledem na chuťové vlastnosti, ale třeba i na rezistenci
k patogenům (včetně GMO, např. s geny pro produkci Trichoderma endochitinázy).
Světová produkce vína je zhruba ve stejné výši jako výroba piva, tedy miliardy hektolitrů ročně.

Výchozí surovinou jsou bobule vinné révy s vysokým obsahem cukrů (zejména glukóza a fruktóza;
celkem 10-24 % v závislosti na odrůdě, klimatických podmínkách a zralosti plodů) a organických
kyselin (k. vinná, jablečná, citronová aj., mají na svědomí i nízké pH v rozmezí 2,8-4,2).
S dozráváním v hroznech klesá obsah kyselin, roste zastoupení cukrů (hlavně fruktózy) a pektinů (na
ty jsou pak nasazovány pektinolytické enzymy).
Odrůdy jsou určeny zejména obsahem barviv a aromatických látek ve slupkách bobulí. Základní
rozdělení lze provést na odrůdy stolní, jež chuť a obsah živin a vitamínů předurčuje k přímé
konzumaci, a odrůdy moštové, určené pro výrobu révových vín.
Bobule (žluto)zelené, případně přecházející do červených odstínů, jsou surovinou pro výrobu bílých
vín, bobule modrofialové pak pro vína červená.
Pro sklizeň je důležitá zralost hroznů (málo dozrálé mají kyselou chuť, obsah kyselin se pak
projeví i ve víně). Dovolí-li počasí, je vhodné nechat hrozny pro bílá vína zrát co nejdéle (pro co
nejvyšší obsah cukrů); modré hrozny by se neměly nechat přezrát, dochází pak k rozkladu barviv.
Optimální cukernatost je 17-22 % (záleží na odrůdě) a její stanovení z odebraných vzorků (bobule se
rozmačkají a vylisují, obsah cukru v moštu se pak stanoví pomocí moštoměrů) je stěžejní pro správné
načasování sklizně (nízký obsah cukrů => málo alkoholu => nízká kvalita vína; naopak z moc sladkého
moštu může být víno s vysokým obsahem alkoholu a zbytkovým cukrem k tomu).

Na sklizeň navazuje ještě týž den třídění (vyřazení napadených nebo poškozených bobulí),
odstopkování a odzrňování - používají se různé typy mlýnků a odzrňovačů, které podrtí bobule a do
sběrné nádrže protéká rmut (laicky: výraz pro rozemleté hrozny); přitom by nemělo docházet
k poškození semen a stopek (vinařsky: třapin), ze kterých by do rmutu přešly chlorofyl a
třísloviny, z nichž je pak trpká příchuť.
Než jde rmut na lisování, vyplatí se jej scedit v kádích nebo speciálních nádržích (může zmenšit
objem až o 50 %) a v případě modrých odrůd je důležité nakvášení pro vyluhování barviv a tříslovin,
které jsou jen ve slupkách (je důležité neustálé míchání pro urychlení procesu, který i tak trvá
wine-red-and-white_production
10-14 dnů). Pro bílá vína se nakvášení provádí jen krátce u některých aromatických odrůd (v řádu
hodin) a pro výrobu růžového vína se mohou nechat podobně krátce nakvasit modré hrozny, pak je
oddělen mošt od slupek (ze kterých se stačilo uvolnit jen malé množství barviva) a dále jako při
výrobě bílého vína.
W. Hartmeier, M. Reiss: Production of beer and wine. The Mycota X, pp. 59–77.

K oddělení moštu (tekuté složky) od tuhých částí rmutu slouží lisování. Scezený mošt, který odteče
před začátkem lisování, se označuje samotok (obsahuje nejvíc cukru a buketních látek); mošt z
prvního lisování (tzv. střed, zejména z dužiny a slupek) má ještě dost cukru, ze druhého a třetího
lisování (hlavně ze slupek a stopek) se zvyšuje podíl tříslovin a barviv. Pro další zpracování se
dávají dohromady samotok + střední mošt a zvlášť dotažky (z druhého a třetího lisování).
Specifickým procesem se získává klaret - bílé víno z modrých hroznů, které se vylisují jen mírně,
takže je získán jen mošt z dužiny (takto “předlisované” hrozny pak jdou do rmutu na červené víno).
Odpad po lisování (tzv. matolin) ještě obsahuje trochu moštu, takže se pak může zalít vodou, nechat
nakvasit a znovu vylisovat - tak se vyrábí “druhák” (povoleno jen pro vlastní spotřebu).
wine-red-and-white_production
W. Hartmeier, M. Reiss: Production of beer and wine. The Mycota X, pp. 59–77.

Dle potřeby může vylisovaný mošt projít dalšími úpravami:
- nemá-li předepsanou cukernatost, je třeba přislazování (rozmíchání cukru nebo zahuštěného moštu v
menším množství moštu, v celé nádobě by se řádně nerozpustil);
- nadměrné množství kyseliny vinné je možno vyvázat uhličitanem vápenatým (naopak při malém obsahu
je možno ji přidat); jinak je odkyselování možno dosáhnout mísením s méně kyselým moštem (tzv.
scelování);
- odkalování mechanické (odstředění nebo filtrace) nebo chemické (plnění do zasířených sudů);
- síření jako ochrana před oxidací a bakteriální nebo houbovou kontaminací (čerstvé hrozny jsou
substrátem pro řadu mikroorganismů, nežádoucí organismy mohou být tímto způsobem likvidovány);
výhodou vinných kvasinek je, že snesou výrazně vyšší koncentraci SO2 než jiné mikroorganismy (kromě
redukčních a konzervačních účinků oxid siřičitý též zamezuje nežádoucím změnám barvy nebo tvoří
sloučeniny mající příjemný buket), ale nesmí se to přehnat, aby mošt pak kvasil;
- provzdušňování moštů skladovaných v nepropustných nádržích (pro činnost kvasinek je třeba
prosycení moštu kyslíkem).

Pro samovolný průběh kvašení (proces, při kterém rozkladem sacharidů vzniká etanol a CO2 + nějaké
vedlejší produkty) lze využít přirozené mikrobioty (různé druhy „divokých“ kvasinek), pochází-li
mošt ze zdravých hroznů a nedošlo-li k nežádoucím zásahům, které by mohly mikrobiotu negativně
ovlivnit (kontaminace). Do moštu z hroznů sklizených za vlhka nebo poškozených bývají přidány čisté
kultury kvasinek; ve velkovýrobě se tak děje vždy. V malovýrobě lze napomoci kvašení zákvasem (z
předem sklizených vyzrálých hroznů) nebo přidáním kvasícího moštu z jiné nádoby (tzv. řezání).

Čisté kultury vinných kvasinek (Saccharomyces cerevisiae /syn. S. vini, S. ellipsoideus/ nebo S.
bayanus) se před přidáním namnoží v malém množství moštu s přídavkem cukru (zákvas). V menším
množství lze kvasit v demižonech, ve velkovýrobě probíhá kvašení v nerezových nádobách (plní se ze
3/4; mošty z modrých hroznů se plní až po vrch a uzavřou kvasnou zátkou, která umožňuje unikání
CO2).
Nebezpečí představují "killer yeasts" = "zabijácké kvasinky" (napadené virem => produkují látky
toxické pro jiné druhy), schopné zlikvidovat původní kulturu kvasinek a buď zastavit fermentaci
nebo převzít úlohu původní kultury; na druhou stranu je zde potenciál jejich využití pro
sterilizaci moštu před kvašením (nebylo by potřeba provádět sterilizaci sířením).
wine-red-and-white_production
V počátku kvašení se uplatňují “divoké” kvasinky (viz výše), které odumírají, když se zvýší
koncentrace alkoholu; při obsahu alkoholu přes 5 % se množí ušlechtilé vinné kvasinky => po pár
dnech fáze bouřlivého kvašení, při které se masivně uvolňuje CO2 a zvyšuje teplota - tu je třeba
regulovat (podle kmenů kvasinek na různé hodnoty v rozmezí 10-18 °C - vyšší teplota je lepší pro
kvasinky, ale rychlé kvašení vede ke ztrátám alkoholu i buketu; chladnomilné kvasinky kvasí déle,
ale víno pak je kvalitnější). Rozkvašený mošt v této fázi (obsahuje ještě více cukru než alkoholu)
je burčák.

Po skončení fáze bouřlivého kvašení (dáno vyčerpáním zásob cukru a zvýšením obsahu alkoholu) se
dolévá zbytek objemu nádoby (vínem stejné odrůdy) a nastává dokvašování (až několik měsíců) -
ustane činnost kvasinek, postupně odumírají, klesají ke dnu a spolu s různými nečistotami tvoří
kvasničné kaly (zprvu rozptýlený zákal se usazuje) => mladé víno se odděluje stáčením (pro dobré
vyčištění opakovaným), ve velkovýrobě se používají filtrační zařízení. (I když je víno čiré a kaly
u dna, ještě v nich probíhá biologické odbourávání kyselin - je třeba víno stáčet po dokončení
dokvašení, když už není kyselé.)
Ukončením kvašení vzniká mladé víno, které se ukládá do dřevěných sudů (tradiční způsob,
malovýroba) nebo ležáckých tanků.
Zde pak dochází ke zrání vína, spojenému se samočisticími procesy - sráží se vinan draselný (vinný
kámen) a další látky. Zásadní je štěpení kyselin vinné a jablečné (z původních 10-14 ‰ zhruba na
polovinu) - odbourávají se cestou chemickou (přidání CaCO3 => vysrážení vinanu vápenatého) nebo
biologickou (kys. vinná => vinan draselný; kys. jablečná => kys. mléčná působením mléčných
bakterií).
Čiření vína vede k zabezpečení čistoty a stabilní chuti (eliminace látek s hořkou nebo
wine-red-and-white_production
svíravou chutí); provádí se rozptýlením látky s adsorpčními vlastnostmi pro odstranění kalových
látek, případně odstřeďováním nebo střídavým zahřátím (až k 80 °C) / zchlazením (až pod bod mrazu),
vedoucím ke koagulaci bílkovin; železité soli se vysrážejí “žlutou krevní solí” do komplexní
sraženiny, která naváže i jiné koloidní látky.

Po čiření následuje filtrace (přes celulózní tkaniny nebo křemelinu) a stabilizace vína
roztříštěného filtrací; přitom je důležité, aby nekvasil zbytkový cukr - k tomu je používán sorban
draselný, který inhibuje dýchání hub a bakterií. Nakonec následuje pasterace krátkodobým ohřevem
(60-70 °C).
Uvedený soubor procesů, které následují po kvašení, se souborně označuje jako formování vína.
Během skladování může víno měnit chuť i barvu; bílá vína se obvykle neskladují déle než rok,
zatímco červená i mnoho let, během kterých nabírají tmavší odstíny a jemnější chuť. Jako školení je
označován závěr procesu tvorby chuti a vůně vína, po kterém se víno stáčí do lahví (za omezeného
přístupu vzduchu, případně s přívodem dusíku).
Před stočením mohou být ještě prováděny závěrečné úpravy, jako od-/dokyselování, scelování (s
jinými víny => známková vína), osvěžování (sycením CO2), nebo odbarvování /přibarvování (u
dezertních vín, kde je dovoleno i dodatečné alkoholizování).
wine-red-and-white_production
Použité vybavení by mělo projít tepelnou sterilizací pro zamezení kontaminace. Korkové zátky jsou
dezinfikovány SO2, ale i tak mohou v lenticelách zůstat bakterie nebo kvasinky, které pak ovlivní
aroma vína.
Winfried Hartmeier, Monika Reiss: Production of beer and wine.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 59–77.

Výsledné víno obsahuje obvykle 10-16 % alkoholu - v chladnějších oblastech a při nepříznivém
průběhu počasí spíše méně (u nás bývá kolem 12 %; pod 10 % už jsou slabá vína), z klimaticky
optimálních oblastí pocházejí “těžší”, opojná vína (nad 16 % už bývají s přídavkem vinného
destilátu - dezertní, portské).
Podle obsahu zbytkového cukru je rozlišováno víno suché, polosuché, polosladké nebo sladké
(přírodní suché víno má do 4 g/l, sladké od 45 g/l).
Barva bílého vína je dána obsahem zelených chlorofylů a žlutých xanthofylů, v červeném vínu jsou
obsaženy antokyany (hlavní červené barvivo je oenin) a žluté taniny - k postupným změnám těchto
barviv dochází během stárnutí vína při mnohaletém skladování.
Další látky obsažené ve víně:
- glycerol přidává vínu sladkou, “plnou” a “hladkou” chuť, vyšší obsah má pozdní sběr;
- kyseliny v přiměřeném množství (kolem 5 g/l; při nízkém obsahu kyselin chutná nasládle i víno s
nízkým obsahem cukru); v červeném víně se kyselost více projevuje při nižší teplotě;
- třísloviny (taniny) pocházejí ze slupek, zrnek nebo stopek hroznů a dodávají vínu trpkou,
svíravou chuť (hlavně v červeném víně, bohatém na taniny).

Speciální druhy vín:
Růžová vína se vyrábějí různými způsoby:
- společným zpracováním hroznů různých barev;
- z růžových či červených hroznů (případně slabě barevných modrých) nakvášením na slupkách;
- z modrých hroznů (mají-li vyšší obsah barviva) lisováním bez nakvášení.
Přírodně sladká vína se z některých odrůd získávají lisováním nebo vyluhováním přezrálých hroznů.
Vyšší koncentrace extraktu v moštu lze dosáhnout i dalšími způsoby:
- náročná je výroba ledového vína: hrozny lze sklízet až po zimních mrazech
(–7 °C, což může být až po Novém roce; do té doby jsou hrozny vystaveny působení slunce i nočních
mrazíků) a i v průběhu zpracování musí být stále zmrzlé; při lisování je oddělena zmrzlá voda se
semeny a slupkami, cukernatost moštu obvykle přesahuje 30 %;
- botrytická vína (též vína z cibéb) jsou z hroznů napadených ušlechtilými kmeny Botrytis cinerea;
působení houby hrozny vysušuje (=> hrozinky zvané cibéby), čímž zvyšuje koncentraci cukrů a
aromatických látek;
- slámová vína jsou z hroznů, které jsou po sklizni uloženy na několik měsíců na provzdušněné
slaměné lože, kde vysychají (cukernatost moštu je pak 40-50 %) => pak se šetrně lisují (hrozny se
scvrkly, takže výlisnost je jen 10-15 %); výsled-né víno má velmi sladkou chuť danou vysokým
obsahem zbytkového cukru.

Dezertní vína bývají pojmenována podle místa původu (portské, madeira) a mohou být přislazovaná,
likérová nebo kořeněná.
Kořeněné víno je označováno jako vermut; vyrábí se přidáním cukru, alkoholu a k tomu buď namícháním
směsi bylin (ponořených do vína na určitou dobu) nebo macerací kořenných složek v lihu (příp. lihu
s vínem) a přidáním získaného extraktu k vínu (Cinzano, Martini).
Šumivá vína se vyrábějí z přírodních vín druhotným kvašením, které probíhá pod tlakem => vznikající
CO2 neuniká a dochází tak k přirozenému sycení (šampanizaci vína).
Naproti tomu perlivá vína se vyrábějí umělým sycením vína oxidem uhličitým – ten v perlivých vínech
není tak dobře vázán, takže po nalití prudce pění a rychle vyprchá.
wine-sparkling_production
Winfried Hartmeier, Monika Reiss: Production of beer and wine.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 59–77.

V současnosti se vyrábí i nealkoholické víno - jde o klasické víno, které je následně
dealkoholizováno; toho je možno dosáhnout dvěma způsoby:
- vakuová extrakce využívá toho, že se alkohol vypařuje při nižší teplotě než jiné složky (při
nižším tlaku stačí teploty kolem 30 °C);
- v poslední době je zkoušena metoda založená na buněčné osmóze (v principu membránová filtrace),
ale zatím tak vznikají poněkud “kompotová” vína.
Na obdobném principu je založena výroba dalších alkoholických nápojů s využitím jiných kmenů
Saccharomyces cerevisiae, snášejících vyšší koncentraci etanolu v prostředí, nebo i jiných druhů
kvasinek.
Na všech plodech obsahujících cukry žijí nějaké kvasinky => je tedy možno podomácku kvasit rozličné
cukerné šťávy. Toho je využíváno při výrobě mnoha druhů ovocných vín.
V západní Evropě je populární cider - v podstatě jabčák, vyráběný kvašením moštu ze speciálních
odrůd. Jablka se rozdrtí, vylisují a nechají kvasit (různě dlouho, od dvou týdnů po několik
měsíců); před stáčením do lahví je produkt filtrován a pasterován. Při tradičním výrobním postupu
ještě probíhá dozrávání i v lahvích a vzniklý cider může být jemně perlivý.
V Mexiku se vyrábí pulque s využitím bakterie Zymomonas nobilis; zdrojovou surovinou je šťáva
z agáve.

Tradičním nápojem v Asii je „rýžové víno“ neboli saké (v Číně již od 7. tisíciletí před n. l.,
prakticky národním nápojem je v Japonsku).
Protože rýže obsahuje škrob, který kvasinky nejsou schopné kvasit na alkohol, je přidáván
Aspergillus oryzae (“koji”), jehož amylázy zprvu rozloží škrob na jednodušší sacharidy - rýže se
díky tomu nemusí nechat klíčit tak jako ječmen v případě piva (“koji” pak odumírá, když během
následného kvašení dojde k vyčerpání kyslíku).
Spařená rýže je fermentována v tancích o objemu 10-20 m3, z tuny rýže bývá kolem 3000 litrů saké.
sake_manufacture
M. J. Robert Nout, Kofi E. Aidoo: Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.

Z rýže jsou v Asii vyráběny i další alkoholické nápoje, při jejichž výrobě se uplatní amylázy
různých Mucorales, Eurotiales a kvasinek – rýžové víno v Thajsku, tapai se nazývá v Malajsii, tapuy
je sladkokyselé víno na Filipínách. Yakju a takju (liší se výrobním postupem) jsou tradiční nápoje
v Koreji, vyráběné z rýže (ale dnes už i z jiných obilnin) s přispěním Aspergillus usamii, A.
niger, Rhizopus spp. a kvasinek, u nichž byly zjištěny protirakovinné účinky.
fungi-used-asian-rice-wines
M. J. Robert Nout, Kofi E. Aidoo: Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.

VÝROBA LIHU A LIHOVIN
Hovoříme-li o lihu, máme obvykle na mysli etanol. Základním procesem pro jeho získání je alkoholové
kvašení působením kvasinek, případně jiných mikroorganismů. Zpočátku je vhodné, aby byl zajištěn
přístup vzduchu (v aerobních podmínkách dojde k rychlému pomnožení kvasinek a nárůstu jejich
aktivity), vlastní etanolové kvašení pak ale probíhá převážně anaerobně. I když kvasinky snesou
relativně vysoký obsah etanolu v prostředí (viz zmínku u výroby vína), limitní hodnota pro jejich
přežití je kolem 15 %.
Má-li být získán produkt s vyšším obsahem etanolu, musí na kvašení navázat další proces -
destilace. Tento proces byl zřejmě znám již v 1.-2. tisíciletí př. n. l. (dle různých zdrojů Čína,
Egypt); v Evropě je užíván od počátku 2. tisíciletí n. l. Nejstaší pálenky byly vyráběny z
medoviny, v průběhu vrcholného středověku pak i z vína a jiných zdrojů.

Mikroorganismy, využívané pro kvasné procesy, jsou zejména kvasinky (Saccharomyces cerevisiae,
Schizosaccharomyces pombe a jiné druhy), v menší míře bakterie (Zymomonas mobilis); oproti
kvasinkám mají rychlejší metabolismus, nižší nároky na výživu, snesou vyšší teploty - lze
předpokládat jejich vyšší využití v budoucnosti.
Protože kvasinky jsou schopné kvasit jen mono- a disacharidy, základními surovinami pro výrobu lihu
jsou rostlinné substráty, obsahující jednodušší cukry (řepná melasa nebo meziprodukty cukrovarnické
výroby, ve světě bývá využívána šťáva z cukrové třtiny; cukernaté plody jsou vhodné pro ovocné
destiláty, ne pro technický líh). Substráty obsahující škrob (brambory, obilniny) nebo inulin
(topinambury, čekanka), případně lignocelulózní materiál (dřevo, sláma) je třeba nejprve podrobit
hydrolýze.
Při průmyslové výrobě není potřeba substrát sterilizovat (ušetří se :o).
Běžnou surovinou pro výrobu lihu je melasa - vedlejší produkt při výrobě cukru, obsahující 50 %
sacharózy. V začátku procesu je třeba připravit záparu - to je melasa naředěná vodou s přídavkem
anorganických živin [(NH4)2SO4, (NH4)2HPO4] a okyselená (podpora aktivity kvasinek, antiseptické
účinky).
Vlastní kvašení může být různých typů (vsádkový proces, přítokový způsob, způsob s recyklací
kvasinek, kontinuální kvašení). Nejrozšířenější je recyklace kvasinek - buňky z prokvašené zápary
jsou použity jako inokulum v jiné fermentaci (od počátku vysoká koncentrace buněk, ušetří se cukr
pro nárůst biomasy).

Meziprodukt vzešlý z kvašení obsahuje kromě vody a etanolu i různé těkavé látky (jiné alkoholy,
aldehydy, estery aj.), které je třeba eliminovat. V procesu destilace je využívána různá těkavost
různých sloučenin a různý tlak par destilujících složek. Destilační kolona je zdola zahřívána, páry
stoupají vzhůru a dostávají se do dalších částí kolony - deflegmátoru (částečná kondenzace par,
obohacení o těkavou složku), kondenzátoru (úplná kondenzace) a chladiče (zchlazení stékající
kapaliny).
Pro koncentraci etanolu bývá aplikována rektifikace - opakovaná destilace. K odstranění zbytkových
vyšších alkoholů (tzv. přiboudlin) navazuje proces rafinace.
Z něj pak vystupují tři frakce: separované přiboudliny, líh nižší kvality (tzv. úkap a dokap, které
se jímají spolu a je z nich technický líh) a rafinovaný kvasný líh. Pouze ten je možno využít pro
potravinářské účely a může mít dvě jakosti - jemný a velejemný. Má-li být využit jen pro technické
účely, přidáním nepoživatelných látek (metanol, benzen, benzín) se z něj dělá líh denaturovaný.
Vedlejším produktem jsou melasové výpalky, obsahující množství minerálních i organických látek -
proto jsou hodnotným hnojivem i krmivem pro zvířata.

Škrobnaté substráty zpracovávají hlavně zemědělské lihovary. Jak již bylo řečeno, tyto substráty
(dříve hlavně z brambor, dnes zejména z obilí) je potřeba před kvašením převést na jednoduché
sacharidy. Po mechanickém rozmělnění jsou aplikovány enzymové preparáty (dříve slad, dnes už se
nepoužívá) - a-amyláza škrob ztekutí, b-amyláza jej zcukří. Zápara se připravuje v pařáku (teplota
120 °C a tlak 0,2-0,5 MPa substrát zároveň sterilizuje) nebo je používán beztlaký způsob (pomletí s
využitím bakteriálních a-amyláz).

Zcukřená a zchlazená zápara kvasí ve fermentačním tanku 2-3 dny při teplotě do 32 °C - užívají se
obvykle kvasinky z lihovarských kultur (adaptované na škrobnaté zápary). Prokvašené zápary (7-8 %
alkoholu) se pak destilují na jednoduché koloně (někdy na první kolonu, separující etanol, navazuje
ještě druhá k zesílení lihových par). Surový líh je následně předáván k rektifikaci a rafinaci v
průmyslových lihovarech (někdy i tyto procesy zajišťuje lihovar
zemědělský);
výpalky (odpadní
produkt) poslouží
i zde jako krmivo
pro zvířata.
5-2_liho_vyroba-lihu
Barbora Mieslerová, Michaela Sedlářová, Aleš Lebeda: Praktické využití hub a houbám podobných
organismů v potravinářství, zemědělství, lékařství a průmyslu. UP Olomouc, 2015.

Lihoviny jsou alkoholické nápoje, jejichž výroba je založena na fermentaci a následné destilaci,
umožňující dosažení vysokého obsahu alkoholu. Zatímco předchozí řádky byly věnovány výrobě lihu
jako průmyslové suroviny, nyní se dostáváme k přípravě potravinářských produktů.
“Teplou cestou” jsou vyráběny destiláty ze zkvašeného ovoce, obilovin nebo jiných surovin
(jalovec). Jako “studená cesta” je označován výrobní proces, spočívající ve smíchání lihu s dalšími
složkami bez předchozího kvašení; k lihu jsou přidávány silice a tresti, vína nebo ovocné sirupy a
nakonec voda. Touto cestou jsou vyráběny ovocné, kořenité a bylinné likéry, ale také třeba
“tuzemák” nebo sladké krémovité nápoje (vaječný likér).

Ve střední Evropě je rozšířená výroba ovocných destilátů.
Ovoce je na začátku pomleto (malvice), jemně podrceno (ostružiny, jahody), odstopkováno (vinné
hrozny) nebo jen jemně namačkáno (peckovice - pecky se odstraňují obvykle po kvašení).
Získaný rmut (význam slova viz u výroby vína) kvasí v nádobách s kvasnou zátkou.
Zde se výrazně uplatňují “divoké” kvasinky, jež tvoří přirozenou mykobiotu na povrchu plodů; jde
zejména o Saccharomyces cerevisiae, při spontánním kvašení též “divoké” S. apiculatus, S.
pastorianus nebo Candida mycoderma (poslední dvě mohou tvořit nežádoucí látky). Pro zrychlení
kvašení je možno přidat kulturu vinných kvasinek, případně živné soli [(NH4)2SO4, (NH4)2HPO4] anebo
enzymové preparáty k odbourání pektinů (zde hrozí vyšší obsah metanolu; ten se objevuje při
destilaci vždy, avšak v mizivém množství).
Kvašení může probíhat v dřevěných sudech, plastových nebo nerezových nádobách, v současnosti se
používají míchací tanky; i když unikající CO2 zajišťuje určité “míchání” a výměnu živin mezi
substrátem a kvasinkami, při větších objemech je vhodné i mechanické promíchávání kvasu.
Čím vyšší je teplota, tím rychleji kvašení probíhá. Optimální teplota je 16-20 °C; při vyšších
teplotách je kvašení příliš rychlé (max. při 28-30 °C) a ztrácejí se aromatické látky, naproti tomu
na nejkvalitnější destiláty lze zadělat kolem 10 °C, ale s hrozbou předčasného zastavení kvašení.
Hotový kvas (když ustane produkce CO2, např. u švestek to bývá 6-8 týdnů) je možno rovnou
destilovat i nechat odležet; je ale nutno mít na zřeteli riziko kontaminace, při delším odležení
hrozí pomnožení nežádoucích hub (“zplesnivění”).

Na rozdíl od průmyslového lihovarnictví (kde je účelem získat čistý líh) při destilaci ovocných
pálenek je cílem ušlechtilý destilát, obsahující žádoucí látky, jež mu dávají chuť a vůni.
Destilační aparatura je vcelku jednoduchá: z destilační nádoby jdou páry přes helmu do chladicího
zařízení; čím nižší je teplota v destilačním kotli, tím pomalejší je proudění par a lépe se oddělí
složky o různé teplotě varu. Vykvašené ovoce se pálí při teplotě do 100 °C, kdy se etanol odpaří,
ale nežádoucí silice (jež by způsobily pachutě či pachy) zůstanou v kvasu.
Z první destilace vychází surový destilát (lutr); zbytkem jsou kyselé výpalky (nevyužitelné,
vyžadují neutralizaci vápnem a uložení na vymezené skládky). Lutr ještě obsahuje těkavé příměsi,
které jsou následně odstraněny rektifikací - v principu jde o frakční destilaci, při níž jsou
odděleny frakce: úkap, prokap (jádro) a dokap (úkap a dokap jsou “odpad”, jejich přítomnost v jádře
=> horší kvalita pálenky).
Získaný destilát je pořád “polotovar”, který je třeba dále upravit, filtrovat a nakonec vhodně
uskladnit a nechat zrát. Zrání světlých ovocných pálenek (z peckovic, malin aj.) probíhá několik
let ve skleněných, ocelových nebo plastových nádobách. Pálenky hnědé vznikají zráním v dubových
sudech, kde dochází k difuzní výměně látek mezi destilátem a stěnou sudu - odtud získá destilát
nahnědlou barvu a určité aroma; tento způsob se hodí pro pálenky z málo aromatických surovin
(obilí, vína). Dlouhodobé zrání v dubových sudech je možno uplatnit i pro normálně světlé pálenky -
tak vzniká “zlatá slivovice” s chutí podobnou koňaku.
Nápoj získaný z druhé (frakční) destilace má ještě 60-80 % alkoholu - to je moc, při této “síle” by
se naprojevila chuť a vůně z ovoce. Proto je záhodno produkt naředit - ideálně destilovanou vodou -
na optimální obsah alkoholu kolem 50 %.

V různých oblastech světa vzkvétá výroba dalších nápojů, založená na pálení rostlinných surovin.
Ve východní a severní Evropě je rozšířená vodka – destilát nejčastěji z obilí (hlavně žita), ale
může být i z bramborového nebo řepného lihu. Výrobní postup je v principu podobný jako v případě
ovocných destilátů.
3-6_pivo_alkohol-v-evrope
B. Mieslerová, M. Sedlářová, A. Lebeda: Praktické využití hub a houbám podobných organismů
v potravinářství, zemědělství, lékařství a průmyslu.

Lihový základ mají i bylinné likéry. Vybrané byliny jsou v lihu macerovány obvykle za studena; doba
macerace se liší od pár dnů po několik měsíců (různé byliny snášejí různou koncentraci lihu;
silnější líh = kratší doba máčení). Alternativním postupem je extrakce za vyšší teploty (30-40 °C,
označovaná jako digesce); pro konkrétní likér je užíván jeden nebo druhý proces (mohou vést
k různému vzhledu a chuti výsledného produktu).
Koňak je vyráběn z moštu bílého vína, který se nechá prokvasit a poté destiluje společně s
kvasinkami (z vinných kvasinek pocházejí látky buketu). Po vypálení se destilát nechá krátce zrát v
nových sudech a poté je přelit do použitých sudů, kde zraje dlouhodobě (min. 3 roky) za průběžného
doplňování. V této fázi mohou být přidávány i další látky pro “vyladění” chuti.
Tequila je vyráběna v Mexiku z modré agave (Agave tequilana), přesněji z pražených stonků této
rostliny (pražením v pecích je rozkládán škrob). Vychladlé jsou pak rozdrceny, scezená tekutina
nalita do fermentačních kádí a po několikadenním kvašení zfiltrována do destilačních kotlů. (Během
kvašení lze přidat i další cukry, ale musí být aspoň 51 % šťávy z agave, jinak to není tequila). Po
dvojí destilaci je tekutina stočena do lahví nebo se ještě nechá zrát v sudech.
V jiných oblastech Mexika z jiného druhu agave je vyráběn mezcal; v tomto nápoji často mívají
“červa” - jde o larvy hmyzu žijící v rostlinách agave.

Whisky (resp. whiskey v Irsku a USA) může být jednodruhová (single malt) nebo směsná (blend). Na
Britských ostrovech je vstupní surovinou ječný slad. Skotská whisky bývá vyrobena dvojí destilací
ze sladu, který některé palírny suší v kouři z rašeliny (konkrétní nápoj pak má typickou příchuť).
Irská whisky prochází trojí destilací a zraje aspoň tři roky v dubových sudech.
V Kanadě je whisky vyráběna zejména z žita, v USA je převažující surovinou kukuřice - takový nápoj
je označován jako bourbon.
Pravý rum se vyrábí ze sladkého sirobu - tato šťáva vzniká jako vedlejší produkt z lisování cukrové
třtiny při výrobě cukru. Sirob se několikrát povaří, zchladí, zředí vodou a filtruje na požadovanou
hustotu a kyselost. Pak je přidána kultura kvasinek a nastává fermentace - bílé rumy 1 den, tmavé
rumy až 12 dní. Vykvašený produkt se ihned destiluje a pak nechá zrát (zráním v sudech získává
barvu a aroma) - lehké bílé rumy vůbec nebo do tří let, těžší rumy pak zrají tři až několik desítek
let.
Vůní i složením podobný rumu je arrack, vyráběný v Indii, na Srí Lance a v Indonésii. Jde o nápoj
ze zkvašených palmových šťáv nebo třtinové melasy, které jsou přidány k rýžovému zákvasu (nejde
tedy jen o rýžovou pálenku) a po společném zkvašení destilovány.
Arak, vyráběný na Blízkém Východě, je destilát z vína (révového nebo datlového), ke kterému je při
druhé destilaci přidán anýzový výtažek.

V Číně je vyráběno více silných alkoholických nápojů (dnes obvykle 38-40 procent, ale klidně i 50
%) pod souhrnným názvem jiu (čínský likér).
Výrobní proces se liší druh od druhu, ale v principu sestává ze tří základních kroků:
- příprava startovací kultury „daqu“: z těsta (pšenice, ječmen a hrách s vodou) se vyrobí cihly,
které se naskládají na sebe a nechají několik týdnů kolonizovat směsí různých hub (Mucorales,
kvasinky, Eurotiales, Trichoderma) a bakterií; pak se mohou skladovat až 12 měsíců, aby byl
„startér“ po ruce, když je potřeba;
- čiroková zrna jsou namočena, smíchána s rýžovými otrubami, spařena v páře, zchlazena
a inokulována práškovým daqu => přenesou se do inkubační místnosti a nechají 2-3 týdny fermentovat
(zde se uplatňují hlavně kvasinky rodů Issatchenkia a Saccharomyces, po týdnu může začít dominovat
Lactobacillus acetotolerans a další bakterie);
- třetím krokem je destilace a následné zrání ve velkých kameninových nádobách (500-1000 litrů) po
několik měsíců až let.
jiu-chinese-liquor_manufacture
M. J. Robert Nout, Kofi E. Aidoo: Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.

VÝROBA DROŽDÍ A PEČIVA
Historie využití "pekařských kvasinek" (tedy droždí) se táhne od starověku po dnešek. Při pečení
původního "chleba" (z těsta = směsi drcených semen obilnin + vody) pravděpodobně došlo ke
kontaminaci kvasinkami => následná fermentace způsobila nabytí objemu těsta. Zůstala-li tak původní
placka před pečením ležet, nakynula na bochník - tato procedura je známa odhadem 6 tisíc let. Při
pečení galského chleba (1. století) již byla do těsta cíleně přidávána pivní sedlina (zbytkové
kvasinky z výroby piva); tento proces je dodnes využíván v některých částech světa.
Moderní výroba pečiva se datuje od 19. století, kdy začaly být využívány čisté kultury
Saccharomyces cerevisiae; od roku 1920 je využíván „fed-batch“ proces k obohacení kvasinek cukrem a
vyšší produkci biomasy. V tradiční i moderní výrobě pečiva se kvasinky často uplatňují spolu
s bakteriemi mléčného kvašení.

Pekařské droždí je nejrozšířenější produkt tvořený biomasou mikromycet; jeho roční produkce
převyšuje 2 miliony tun. Kvasnicová biomasa obsahuje 40-60 % bílkovin, dále vysoký obsah
aminokyselin a vitamínů (zejména B komplex). Nevýhodou je vysoký obsah nestravitelných sacharidů (v
buněčných stěnách) a nukleových kyselin.

Surovinou pro výrobu pekařského droždí je řepná melasa, která má podobu hustého sirupu se 75-80 %
sušiny. Z melasníků (zásobníků) je čerpána do nádrží, kde se připravuje melasová zápara. Melasa je
smíchána s vodou, dále je třeba navýšit obsah dusíku (ve formě amonných solí), fosforu (H3PO4) a
hmotu vyčeřit (vysrážet nežádoucí koloidní látky).
První krok přípravy kvasinek probíhá v laboratoři (několikastupňová laboratorní propagace) => poté
jsou asepticky převedeny do provozní propagace - i ta probíhá v několika cyklech, odpovídajících
násadním generacím kvasinek (jeden cyklus množení trvá zhruba týden). Jednotlivé násadní generace
jsou odstřeďovány a propírány vodou, pak se musí adaptovat na nové podmínky v dalším cyklu a vždy
je třeba připravit větší množství zákvasu. Do jednotlivých stupňů propagace se z přítokových nádrží
dávkuje melasové médium a výsledkem je kvasničné mléko (15-19 % sušiny).
Následná kultivace kvasinek probíhá při teplotě 30-34 °C, pH 4,5-6,5 a důležité je dobré
provzdušnění (produkce biomasy kvasinek je cca 10x vyšší při oxidativním metabolismu než při
fermentativním - proto je důležitý přístup kyslíku, pokud nám jde o jejich nárůst, jinak by
nepučely a jen tvořily etanol).
Po skončení kultivace jsou kvasinky rychle odstředěny (oddělení od zápary), kvasničné mléko je
propráno vodou (vymytí melasy) a následnou filtrací získaná masa (26-30 % sušiny) je pak vtlačena
do ochlazených kovových nádob, tvarována a balena (lisované droždí = klasické „kostky“) nebo je
připraveno sušené „aktivní droždí“.

Výrobu pečiva lze stručně popsat na příkladu chleba ("bílé" pečivo se peče podobně); v Evropě a
Severní Americe se peče hlavně z pšeničné nebo žitné mouky, v jiných částech světa i z dalších
obilnin (v Africe např. z čiroku, prosa, kukuřice).
Výrobní proces: mouka (obsahuje 1-2 % sacharidů, zejména oligosacharidů) je smíchána s vodou, solí
a kvasnicemi => těsto => hnětení => pár hodin kynutí – při fermentaci vzniká CO2, jenž způsobí
"nadmutí", a etanol, který se následně vypaří při pečení => nakonec pečení zabije kvasinky a dobrou
chuť!
Kvasinky nevyužívají škrob; ten je v těstě nejprve rozložen a- a b-amylázami na glukózu, maltózu a
maltotriózu. Není-li v těstě dostatek amyláz, lze buď přidat tyto enzymy nebo přidat zužitkovatelné
oligosacharidy (glukóza, fruktóza, sacharóza, maltóza).
Dobu kynutí lze zkrátit zvýšením teploty z běžných cca 25 °C na optimální hodnotu (pro působení
kvasinek) kolem 40 °C; při zvýšení nad 50 °C už jsou kvasinky (resp. příslušné enzymy)
inaktivovány. Na strukturu těsta má vliv i množství uvolňovaného CO2.

MLÉČNÉ VÝROBKY
Nejdůležitějším procesem při výrobě sýrů, jogurtů a podobných výrobků je mléčné kvašení (přeměna
laktózy na kyselinu mléčnou) – na tomto procesu se podílejí zejména bakterie.
Dále se v přeměně mléka uplatňují mikroorganismy, produkující renniny (proteolytické enzymy –
produkují je též druhy rodů Mucor, Aspergillus, kvasinky aj.) => srážejí mléčné bílkoviny => tvaroh
=> další procesy vedou k výrobě různých sýrů. V současnosti se vyrábí okolo 500 druhů sýrů (ale jen
do určité míry se v nich uplatňují houby, ve výrobních procesech dominují bakterie).
Při výrobě jogurtů, kefíru atd. je fermentace završena činností bakterií mléčného kvašení z rodů
Streptococcus
a Lactobacillus (spolu na obr. vlevo).
Na výrobě různých typů těchto produktů se pak podílejí různé druhy
kvasinek a
jiných
mikromycetů.
28_lactobacillus+streptococcus 29_vyroba_jogurtu
Obr. vpravo: Schéma výroby jogurtu.

Sýry vznikají z mléka, smetany nebo podmáslí, sraženého přidáním kyseliny mléčné (vzniklé zkvašením
laktózy) nebo syřidla.
Historicky je možno přičíst objev tvorby sýrů právě kyselině mléčné, která “pracovala” v nádobách
se skladovaným mlékem => to zkyslo a zhoustlo. Výroba sýrů byla rozvíjena ve starověkých
společnostech nejpozději od 4. tisíciletí před n. l. (Sumerové, Egypťané); zmínky o sýru jsou i v
řecké a biblické mytologii a vrcholného rozkvětu dosáhla jejich příprava v Římské říši.

Další způsob vzniku sýrové hmoty objevili kočovníci z jižní a střední Asie, když si na cesty brali
mléko do vaků ze zvířecích žaludků - v těchto žaludcích zřejmě ještě byly zbytky renninů (enzymy,
viz výše), jejichž působení spolu s teplotou a natřásáním na koních vedlo k vysrážení sýřeniny,
zatímco z mléka zbyla světlá nakyslá syrovátka.
Během středověku byla výroba sýrů rozvíjena zejména v klášterech, posléze i mezi prostým lidem.

Podle různých aspektů můžeme rozlišovat různé typy sýrů:
• podle zdroje: z kravského, ovčího, kozího, buvolího mléka;
• podle obsahu tuku v sušině
• podle “tvrdosti” = obsahu sušiny (nemusí odpovídat skutečné tvrdosti, konzistenci ovlivňuje i
obsah tuku):
- čerstvé sýry (vysoký obsah vody, k rychlé spotřebě, na 1 kg se spotřebuje 4-5 litrů mléka):
tvarohové sýry, Gervais, Cottage, Lučina;
- polotvrdé sýry (hutné, ale pružné): Eidam, Gouda, Moravský bochník;
- tvrdé sýry (s tvrdou sýřeninou, drobí se při krájení, 1 kg z 11-13 l mléka): Čedar, Gran Moravia,
Parmazán, Ementál (dutiny má na svědomí Propionibacterium freudenreichii, rozkládající kyselinu
mléčnou za vzniku CO2);
- přechod od měkkých k tvrdým sýrům představují sýry pařené (Mozzarella, Korbáčik, Parenica):
sýřenina je spařena horkou vodou, vzniklá hmota se tvaruje ve formách pod tlakem;
• další typy:
- tavené sýry se vyrábějí zahřátím a roztavením přírodních sýrů (120 °C, vysoký tlak), ke kterým je
přidáno máslo a tavicí soli (doma lze taveňák připravit smícháním tvarohu a másla s přídavkem jedlé
sody);
- syrovátkové sýry z vyvařené a zahuštěné syrovátky, obsahující ještě bílkoviny, které poslouží
jako sýřenina;
- sýry s plísní (na povrchu nebo uvnitř, viz dále).

Mlékařské kultury tvoří hlavně bakterie. Bakterie mléčného kvašení jsou homofermentativní, které
tvoří jen kyselinu mléčnou, nebo heterofermentativní, které tvoří též kys. octovou, etanol a CO2;
bakterie propionového kvašení tvoří kyselinu propionovou.
Během zrání se uplatňují interakce mezi kulturami různých mikroorganismů spojené s tvorbou různých
enzymů a produktů metabolismu. Vedle startovacích kultur bakterií se v různé míře uplatňují hlavně
kvasinky, které mohou postupně inhibovat startovací kulturu i další organismy (při výrobě
nežádoucí, např. Debaryomyces hansenii může potlačovat bakterie rodu Clostridium), ale vedle toho i
pozitivně přispívat k fermentaci v procesu zrání.
Podle typu využití jsou rozlišovány primární a sekundární kultury:
- primární kultury zajišťují prokysání mléka i sýrů a uvolňují enzymy, které mohou dotvářet aroma
(podle teploty, při které pracují, se rozlišují mezofilní kultury, tvořící smetanový zákys, a
kultury termofilní, využívané pro sýry s dohřívanou sýřeninou);
- sekundární kultury jsou specifické pro různé druhy sýrů a zajišťují například rozklad bílkovin,
vznik dutin v sýrech ementálského typu; doplňkovými kulturami jsou i mazová kultura (bakterie +
kvasinky Mycoderma) pro sýry zrající pod mazem nebo druhy rodu Penicillium pro plísňové sýry.

6-2_syry_vyroba-syru
Zjednodušeně lze popsat výrobu domácího sýra: povrch tvarohu osídlí bakterie a houby => jejich
proteázy štěpí bílkoviny na povrchu (jde o aerobní organismy) => rozklad pokračuje => tvaroh se
roztéká ("zraje" a vydává patřičnou sýrovou vůni) => rozklad až na aminokyseliny – v chladu pak
dojde k zastavení rozkladu (aby nepokračoval až na amoniak).
Průmyslová výroba sýrů je trochu složitější. Mléko pro výrobu sýrů může být zpracováno syrové nebo
upravené zahřátím (termizace anebo pasterace k eliminaci nežádoucích bakterií). Dalším krokem bývá
standardizace (přidání tuku nebo naopak odtučnění) a homogenizace (zmenšení kapek tuku v mléce =>
snadnější rozklad během zrání). Před sýřením jsou do mléka přidány bakterie mléčného kvašení,
některá další aditiva a směs je zahřáta na 18-32 °C.
Barbora Mieslerová, Michaela Sedlářová, Aleš Lebeda: Praktické využití hub a houbám podobných
organismů v potravinářství, zemědělství, lékařství a průmyslu. UP Olomouc, 2015.

Pokud je mléko sráženo pouze působením bakterií mléčného kvašení (přemění laktózu na kyselinu
mléčnou, která vysráží bílkoviny), vzniká tzv. sýr z kyselého mléka (selské sýry, tvaroh). Je-li
použito syřidlo (enzym chymozin z žaludků telat, koz nebo ovcí; dnes je získáván i z GMO - bakterií
nebo hub, mimochodem šlo o první GMO enzym schválený pro potravinářské využití v r. 1988), dochází
k proteolýze kaseinu a vysrážení pevné složky (tvaroh, sýřenina) z tekuté (syrovátka). Sýřenina je
dále řezána na zrno o určité velikosti a tuhosti (používá se tzv. sýrařská harfa); jemnější
nařezání => usadí se více syrovátky => pevnější sýr. Pro zvýšení hutnosti bývají sýry přihřívány.
Sýřenina se pak nechá okapat od zbytků syrovátky a pěchuje do forem, případně vylisuje pod tlakem.
Kromě čerstvých tvarohových sýrů se pak sýry solí (naložením do slané lázně, vmícháním do těsta
nebo na povrch, dle typu) - sůl nejen dochucuje, ale též omezuje vysychání a působí jako
konzervační činidlo bránící rozvoji mikroorganismů.
Následuje zrání, během kterého dochází k enzymatickým změnám mléčného cukru a bílkovin, díky kterým
sýr získává finální konzistenci, chuť a vůni. U sýrů tvrdých nebo s plísní uvnitř se uplatňuje
zrání anaerobní (= primární, pomalé prozrávání v celé hmotě), u sýrů kyselých a měkkých zrání
aerobní (= sekundární, od povrchu dovnitř). Zrání probíhá několik dnů až několik let, důležitá je
optimální teplota a relativní vlhkost; tvrdé sýry bývají průběžně obraceny, sýry s plísní uvnitř
provzdušňovány vpichy.
Plísňové sýry jsou specifickým typem, k jehož výrobě jsou používány kultury mikroskopických hub.
Lze je rozdělit do dvou skupin: s plísní uvnitř a na povrchu. Záznamy o jejich výrobě pocházejí již
z raného středověku (Gorgonzola 879, Roquefort 1070).

Penicillium roqueforti vyhovuje pH 4-5 (ale snese 3-10) a vodní aktivita 0,96 – uvnitř sýrové hmoty
má víceméně optimální podmínky. Při zrání sýra se uplatňuje proteolytická aktivita extracelulárních
enzymů (proteinázy i peptidázy, zejména rozklad kaseinu); velmi intenzivní je i lipolýza (ve
spolupráci s kvasinkami, viz níže) vedoucí k uvolňování mastných kyselin => ty pak dávají sýrům
charakteristickou chuť a vůni.
Pravý Roquefort pochází pouze ze stejnojmenného území na jihu Francie a vyrábí se z nepasterovaného
plnotučného ovčího mléka. Plíseň je přidána spolu se syřidlem, pak bochníky sýra 2 dny schnou, 5
dní se otáčí a solí, nakonec jsou napíchnuty jehlami (pro přístup kyslíku a možnost unikání CO2 ze
sýrové hmoty) a uloženy ke zrání do zdejších jeskyní, kde přírodní tunely zajišťují stálé větrání,
stabilní teplotu 8-12 °C a vlhkost až 95 %. Zrání probíhá tři měsíce až několik let; během této
doby jsou ručně seškrabávány nežádoucí plísně.
Český sýr Niva je vyráběn podobným postupem z kravského mléka od počátku 20. století.
26_penicillium_roqueforti_small
Sýry s plísní uvnitř (typ roquefort) jsou získávány s využitím kultur Penicillium roqueforti
(případně známé jako P. gorgonzola, P. stilton aj.); je nutno používat pouze netoxinogenní kmeny,
neprodukující roquefortin. Tato houba bývá kultivována na šiškách chleba, polosyrových bochnících
nebo sterilizovaných kroupách, odkud jsou spory splachovány do sýrové hmoty.

Sýry s plísní na povrchu (typ camembert) jsou získávány s využitím kultur Penicillium camemberti
(P. caseicolum, P. candidum – dnes bráno za syno-nymum P. camemberti); je nutno používat pouze
ne-toxinogenní kmeny, neprodukující kys. cyklopiazonovou.
25_penicillium_camemberti
Vyrábí se z nepasterovaného kravského mléka (případně ve Francii ze směsi s kozím mlékem); povrch
sýra je postříkán vodní suspenzí spor a nechá se aspoň 3 týdny zrát. Mycelium porůstá vnější stranu
sýra a produkuje proteázy, které pronikají dovnitř, rozkládají mléčné bílkoviny a dávají sýru
typickou konzistenci.

Optimální teplota pro P. camemberti je 20-25 °C (lépe snáší chlad, roste i při 5 °C, ale už ne při
37 °C), pH a vlhkost podobná jako u P. roqueforti. Během zrání se pH zvyšuje na zhruba 5,5 uvnitř a
kolem 7 na povrchu sýra (po vyčerpání laktózy je rozkládán kasein => uvolňuje se amoniak => zvýšení
pH); zvýšení pH aktivuje proteinázy na povrchu (nepronikají moc pod povrch sýra, max. několik
milimetrů). Působení proteináz, peptidáz (podobné jako u P. roqueforti) a lipázy (jen rozklad
mastných kyselin s krátkými řetězci) vede k tvorbě alkoholů a jejich esterů, které dávají sýru
aroma; mohou se uplatnit i hořké peptidy, vznikající ve spolupráci s Dipodascus geotrichum (viz
níže).
V Čechách byl od konce 19. století vyráběn nalžovský sýr s růžovou plísní Penicillium nalgiovense
(dnes se již nevyrábí), od 20. století je sýr typu camembert u nás vyráběn pod názvem Hermelín.
Vyrábí se ze směsi, jejíž pH je upraveno až na 8,5-9; dále se hmota sýří a přidá suspenze plísně.
Po oddělení syrovátky je ztužená hmota (“zrno”) vytvarována a v další fázi se obrací pro rovnoměrný
nárůst mycelia.

Výroba různých druhů plísňových sýrů probíhá za využití různých hub, kromě druhů rodu Penicillium
(viz výše) se uplatňují kvasinky:
- Debaryomyces hansenii má mezi houbami jednu z nejvyšších tolerancí k obsahu soli; tento druh a
Yarrowia lipolytica jsou využívány zejména jako startovací kultury pro sýry s povrchovým zráním,
jejich lipolytická a proteolytická aktivita je využívána při výrobě nízkotučných sýrů (mohou být
využívány současně s kulturami dalších hub a bakterií mléčného kvašení, navíc mají schopnost
eliminovat kontaminaci nežádoucími
houbami);
- na povrchu sýrů se podobně uplatňuje „vláknitá
kvasinka“ Dipodascus geotrichum (= Geotrichum
candidum, anamorfa Galactomyces candidus);
v menší míře zřejmě může působit i uvnitř sýra;
- v menší míře se při zrání sýrů uplatňuje
i Saccharomyces cerevisiae (podílí se na příchuti
a vůni sýrů jako Gorgonzola či Mozzarella).
U různých kmenů kvasinek bylo pozorováno i antagonistické působení vůči vláknitým houbám – inhibici
Penicillium roqueforti způsobuje Kluyveromyces lactis (stačí i extrakt s jeho metabolity), ale může
tak působit i Yarrowia lipolytica (u ní pouze živé buňky, zřejmě jde o kompetici konkrétních
kmenů).
27_geotrichum_candidum
Dipodascus geotrichum
http://www.mycology.adelaide.edu.au
/gallery/hyaline_moulds/geotrichum1.gif

VYUŽITÍ HUB PŘI VÝROBĚ DALŠÍCH POTRAVIN
Stejné houby jako při výrobě sýrů se uplatňují (vedle bakterií) i při fermentaci masných výrobků.
Z kvasinek se díky své toleranci ke koncentraci soli (viz výše) uplatňuje hlavně Debaryomyces
hansenii jako startovací kultura pro salámy a klobásy, v menší míře Candida utilis (anamorfa od
Cyberlindnera jadinii) pro fermentaci masa; z vláknitých hub se uplatňují druhy rodu Penicillium
(třeba P. nalgiovense na povrchu salámů). Startovací kultury degradují hlavně kyselinu mléčnou,
následnou lipolýzou a proteolýzou vznikají látky dávající salámům a šunkám charakteristické aroma.
V některých oblastech je využívána spontánní fermentace (v Evropě je to v Mediteránu, např. parmská
šunka); pro zamezení tvorby mykotoxinů jsou využívány startovací a protektivní kultury, které by
měly zamezit růstu nežádoucích hub (recentně jsou vyvinuty i metody detekce ochratoxinu A založené
na expresi genů).

Zejména v Asii a Africe je fermentace základem výroby velkého množství různých pokrmů za účasti
různých druhů spájivých, vřeckatých (včetně kvasinek), imperfektních hub i bakterií. Výhodou je
obvykle jednoduché fermentační zařízení (substrát bývá koncentrovaný, takže pro žádoucí výtěžek
postačí malý objem vody a úměrně tomu malý prostor), dobře stravitelné produkty bohaté na proteiny,
vitamíny a mastné kyseliny s širokou škálou barev, chutí a aromat.
fungi-in-asian-fermented-foods
Nevýhodou je v řadě případů nutnost výstupní kontroly na obsah myko-toxinů, které se při působení
některých hub mohou objevit.
M. J. Robert Nout,
Kofi E. Aidoo:
Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X.
Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.

M. J. R. Nout, K. E. Aidoo:
Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications, pp. 29–58.
asian-fungal-fermented-foods_1
Pokrmy a nápoje vyráběné s využitím fermentace (včetně těch, které již byly zmíněny v předchozím
textu) lze rozdělit do tří kategorií:
- přirozená spontánní fermentace (uplatňují se organismy, které jsou přirozeně přítomny v okolním
prostředí, spontánně kolonizují substrát), produkty pak často  bývají povařeny;
- „single-stage fermentation“ s využitím startovací kultury (spory nebo mycelium), ze které se
pomnoží účinný organismus, i tyto produkty bývají před konzumací povařeny;

M. J. Robert Nout,
Kofi E. Aidoo:
Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X.
Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.
- „multiple-stage fermentation“ ve dvou či více etapách: obvykle výstupem první etapy je vysoká
koncentrace houbových enzymů, které v další etapě rozkládají polymery jako škrob nebo proteiny.
asian-fungal-fermented-foods_1 asian-fungal-fermented-foods_2

koji-making-equipment_scheme koji-making-equipment_photo
Fermentace sójových bobů je využívána při výrobě sójové omáčky (původně ve východní Asii, dnes
celosvětově od domácí produkce po průmyslovou velkovýrobu).
Při výrobě se uplatňují dva zásadní postupy – aerobní „koji“ fermentace (zejména Aspergillus
oryzae, A. sojae a A. tamarii) a anaerobní „moromi“ = „salt-marsh“ fermentace (kvasinky + bakterie
mléčného kvašení).
Sklizené boby jsou máčeny, uvařeny a smíchány s pšeničnou moukou => násle-duje inokulace
Aspergillus => růst mycelia (až 18 dní) a činnost hydrolytických enzymů (proteázy, amylázy,
celulázy, invertázy). V této fázi je důležité v bioreaktorech maximalizovat působení enzymů a
zamezit jejich denaturaci (při současné minimalizaci spotřeby živin, aby houby dlouho vydržely) a
eliminovat vniknutí nežádoucích organismů.
M. J. R. Nout, K. E. Aidoo: Asian fungal fermented food.  In: M. Hofrichter (ed.), The Mycota X.
Industrial applications, pp. 29–58.

Následuje promíchání a po 2 dnech smíchání se solným roztokem a inokulace bakterií a kvasinek
(které dodají omáčce aroma) => během fermentace dojde ke snížení pH => omezení růstu dosavadních
mikroorganismů, zato se uplatní acidofilní Zygosaccharomyces rouxii a halofilní bakterie
Tetragenococcus halophila. Zrání trvá 3 měsíce až 3 roky, následně je tekutina filtrována
(prolisována přes filtry), pasterizována (70-80 °C nejen kvůli kontaminaci, ale i inaktivaci
zbytkových enzymů) a stáčena.
Z Japonska je udáváno, že obsah flavonů v sójové omáčce může mít příznivý vliv na lidské zdraví a
antibakteriální působení. Jen v této zemi je udávána roční spotřeba 920 milionů litrů.
V Japonsku je ze sójových bobů (samotných nebo s ječmenem nebo s rýží) vyráběna i pomazánka zvaná
miso. Na fermentaci se též podílí Aspergillus oryzae s následnou inokulací Zygosaccharomyces
rouxii.
soy-sauce_manufacture
M. J. R. Nout, K. E. Aidoo: Asian fungal fermented food.  In: M. Hofrichter (ed.), The Mycota X.
Industrial applications, pp. 29–58.

Starobylým čínským pokrmem ze sóji, snadno stravitelným a bohatým na proteiny, je sufu (též furu
nebo tou-fu-ru), krémovitá hmota různého zbarvení a vůně (dle přísad).
Základem pro jeho výrobu je tofu (vyrábí se rozmixováním sójových bobů s vodou => povaření vzniklé
kaše => propasírováním vznikne sójové mléko => vysrážení se solemi vápníku do kompaktní hmoty) =>
ve druhé etapě je tofu zahřáto na 100 °C (pasterizace před přidáním inokula) => přidání startovací
kultury nebo slámy s myceliem (zejména Mucoraceae, případně Rhizopus) => po několika dnech mycelium
poroste bloky tofu => pehtze => ve třetí etapě je naloženo na několik měsíců do slaného nálevu (zde
se účastní též halofilní bakterie; pro zamezení kontaminace jinými bakteriemi je vhodná koncentrace
soli kolem 20 %) => ve slaném prostředí se z buněk hub uvolňují proteolytické enzymy, produkt měkne
a získává vůni => výsledkem je tekutina, která se ještě zahřeje (sterilizace) a plní se do lahví.
furu-sufu_manufacture
M. J. Robert Nout, Kofi E. Aidoo: Asian fungal fermented food.  In: Martin Hofrichter (ed.), The
Mycota X. Industrial applications (2010), pp. 29–58.

tempe_manufacture
Roční produkce je stále nejvyšší v Indonésii (80 tisíc tun ročně), ale v Evropě je v současnosti
prodáván tempeh s nejrůznějšími příchutěmi.
Oblíbenou vegetariánskou potravinou (jako jedna z mála obsahuje vitamín B12) je tempeh. Je to
souhrnný název pro různé typy pokrmů vyráběných fermentací luštěnin, obilnin aj., ale zejména je
vžitý pro pokrmy, kde základní surovinou je též sója.
Vyloupané a uvařené sójové boby jsou ponořeny do kultury Rhizopus microsporus (zejména se používá
var. oligosporus). Rezervoárem spor pro startovací kulturu bývaly v Indonésii (odkud tempeh
pochází) listy Hibiscus tiliaceus (Waru tree). Mycelium boby proroste a vytvoří tuhou šedobílou
hmotu, jíž enzymy houby dodají chuť. Dříve byla směs v Indonésii balena do listů banánovníku (na
kterém Rhizopus též přirozeně roste), dnes jsou používány polyetylenové sáčky. Fermentace může být
limitována, pokud v jejím průběhu dochází k přehřívání, ale na druhou stranu míchání představuje
mechanický stres, který Rhizopus také nesnáší dobře.
Kultura Rhizopus s bakteriemi a kvasinkami uplatňuje hlavně proteázy, ale disponuje
i enzymy degradujícími lipidy a sacharidy.

Hlavní úlohu v těchto směsích hrají spájivé houby, především druhy rodů Mucor a Rhizopus, a
Aspergillus oryzae; k nim přistupují další houby (Eurotiales, Fusarium, kvasinky). Významným druhem
je Amylomyces rouxii (dnes Rhizopus arrhizus), který vykazuje vysokou účinnost fermentace a na
rozdíl od Rhizopus oryzae (hojně průmyslově využívaného) není příležitostným patogenem.
V himálajské oblasti se jako startér amylolýzy používá murcha (též marcha), obsahující směs různých
kvasinek.
Některé houby jsou využívány jako startéry amylolýzy k získání nízkomolekulárních sacharidů pro
další zpracování, například při výrobě dětských příkrmů, sladké rýže, rýžového vína aj. Pro takové
inokulum se používá výraz ragi (např. ragi-tempeh = startovací kultura pro tempeh).
Pro přípravu takových „startovacích směsí“ je využívána rýže nebo pšenice smíchaná s cibulí,
česnekem, pepřem aj. kořením (ca 14:1; koření zamezí růstu nežádoucích mikroorganismů); z této
směsi je uplácán „koláč“ a posypán práškem z předchozího procesu => „těsto“ se pak nechá pracovat
několik dní na bambusovém podnosu, přikryté látkou => poté vysušení, lze je pak skladovat několik
měsíců.
ragi_manufacture

k barvení jiných potravin (sufu, salámy, nápoje). V současnosti je spíše než kolonizace samotné
rýže využívána fermentace v submerzní kultuře (solid-liquid fed-batch culture) s přidáním
anorganických zdrojů dusíku.
angkak_manufacture
Druhy rodu Monascus se uplatňují při výrobě červené rýže (neboli angkak) – máčená a převařená rýže
je po zchlazení inokulována těmito houbami, jejichž pigmenty dají pokrmu charakteristické zbarvení.
V průběhu procesu, který trvá 1-2 týdny, houba prochází třemi fázemi: rozrůstání mycelia, produkce
pigmentů a postupný rozklad. Monascus purpureus dodává pokrmu též typickou vůni; další metabolity
hub z tohoto rodu mají potenciál využití v lékařství (viz Léčivé látky hub: lovastatin).
Největším producentem je Čína (15 tisíc tun ročně); často je angkak vyráběn ne jako finální
produkt, ale pro využití jeho extraktu

Důležitá je kontrola vznikajících metabolitů - rizikem je tvorba citrininu (nad limitní množství
jedovatý), nově byly objeveny též monascopyridiny C a D (zřejmě rakovinotvorné).
monascus-metabolites
M. J. Robert Nout, Kofi E. Aidoo:
Asian fungal fermented food.
In: Martin Hofrichter (ed.), The Mycota X. Industrial applications
(2nd ed., Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010), pp. 29–58.

Stručně můžeme zmínit:
• gari je v západní Africe jedno z hlavních jídel (jí se jako kaše, těsto /suchá směs s vodou/ nebo
polévka), připravované kvašením, lisováním a sušením hmoty z kořenů kasavy (manihotu) - nejprve
bakterie Corynebacterium hydrolyzuje škrob, poté kvasinka Dipodascus geotrichum mění sacharidy na
aldehydy a estery, jež dávají gari jeho chuť;
• ogi - kaše z kvašené kukuřice (fermentace bakterií, hyfomycetů i kvasinky Candida mycoderma),
používá se též v západní Africe jako příkrm při odstavení dětí;
• lao chao - sladká čínská rýže, jde o rýži fermentovanou působením kvasinek a Rhizopus;
• ildi - směs rýže a fermentovaných děložních lístků fazole mungo s vysokým obsahem aminokyselin
(fermentaci působí směs bakterií a kvasinek);
• různé mikromycety (Aspergillus niger, Penicillium spp., Candida spp.) jsou využívány při výrobě
kyseliny citronové (viz Další způsoby využití hub).

Nejznámějším mykoproteinovým produktem (hlavně v Anglii a Irsku) je quorn - z mycelia Fusarium
venenatum jsou extrahovány proteiny, tepelně upraveny (pro odstranění nukleových kyselin, purinové
báze
jsou nežádoucí, mohou se měnit
na kyselinu močovou => její
usazování v kloubech vede ke
vzniku dny), vysušeny a smíchány
s bílkem.
Houby mohou sloužit jako vydatný zdroj bílkovin (ovšemže chudší v porovnání třeba s masem). Jejich
výroba probíhá ve fermentačních tancích, kde je kmen houby pěstován v celém objemu roztoku –
do tekutiny je vháněn vzduch za nepřetržitého promíchávání.
Používají se zejména různé druhy kvasinek, ale též druhy rodů Fusarium, Chaetomium aj. Zatímco
rostlinná biomasa z 1 ha pole uživí asi 2,5 krávy (=> zhruba 75 kg živočišných bílkovin), při
pěstování hub na této biomase je zisk bílkovin asi 10x vyšší (a za kratší dobu).
Aby byly houbové bílkoviny použitelné i jako jídlo pro lidi, je též potřeba je vyrábět chutné (aby
to vůbec někdo jedl, že? :o) – v Anglii se prodávají houbové bílkoviny s žampionovou příchutí,
v USA se pěstují houby na zbytcích masa a pak se to mele do karbanátků.
34_Chaetomium_photo
http://www.caltexmoldservices.com/section
/mold_library/chaetomium/chaetomium_sp/
32_Fusarium_photo
Houby pěstované na rostlinné biomase: vlevo Chaetomium sp. (Sordariales), vpravo Fusarium sp.
(ana-morfa, Hypocreales).

Zatím se ale proteinové směsi získané z mikrobiálních kultur (tzv. “single cell” proteiny, tedy
produkty jednobuněčných organismů) hojně používají hlavně jako krmivo pro zvířata. Jde o kultury,
které mohou být pěstované na melase, syrovátce, syntetickém lihu, ale i na substrátech, které jsou
samy o sobě škodlivými odpady a houby, řasy, sinice (Arthrospira) nebo bakterie pomáhají s jejich
odbouráváním – destilačních frakcích ropy nebo sulfitových výluzích (odpadní vody z papíren a
celulózek), ale třeba i na výkalech :o). "Nejvydatnější" jsou zřejmě lignocelulózové odpady (zbytky
slámy, dřeva), na kterých bývají pěstovány kvasinky (méně výhodné, nejprve je třeba hydrolyzovat
celulózu na jednoduché cukry) a některé imperfektní houby (s výhodou ty, co mají výkonné celulázy).
Získaná biomasa je zdrojem proteinů, aminokyselin, vitamínů skupiny B, ale i nukleových kyselin (ty
je nutno odbourat, neb jsou nevhodné v potravě, viz výše).
6-1_syry_single-cell-proteins
Barbora Mieslerová, Michaela Sedlářová, Aleš Lebeda:
Praktické využití hub a houbám podobných organismů v potravinářství, zemědělství, lékařství a
průmyslu. UP Olomouc, 2015.