Zhodnotenie vedľajších produktov pivovarníctva je možné dosiahnuť extrakciou z vysoko hodnotných zložiek, ako sú bielkoviny, polysacharidy, vláknina, aromatické látky a fytochemikálie, ktoré možno opätovne použiť ako nutrične a farmakologicky funkčné zložky.
Pivovarské mláto je hlavným pevným odpadom produkovaným vo veľkých množstvách v pivovarníckom priemysle, ktorý vzniká po rmutovacej a filtračnej fáze. Tento nerozpustný materiál v podstate pozostáva zo šupiek jačmenného zrna v najväčšom podiele, menších podielov oplodia a fragmentov endospermu a iných zvyškových zlúčenín nepremenených na fermentovateľné cukry rmutovacím procesom. Mláto predstavuje až 30 % východiskového sladového zrna. Odhaduje sa, že celosvetová ročná produkcia je približne 30 miliónov ton, pričom na 10 000 hl piva sa vyrobí asi 200 ton mokrého mláta (70–80 % obsah vody). Tradične sa tento materiál predáva ako krmivo pre zvieratá alebo sa vyhodí. Vzhľadom na značné ročné množstvo, nízku trhovú hodnotu, povedomie o životnom prostredí a uznanie, že mláto môže predstavovať nutrične hodnotný vedľajší produkt, je potrebné vynaložiť úsilie na jeho valorizáciu.
Mláto sa javí ako sľubné tuhé palivo. Uvádzaný obsah uhlíka sa zvyčajne pohybuje medzi 45 % až 49 %, čím sa výrazne nelíši od inej lignocelulózovej biomasy. Avšak vysoká vlhkosť presahujúca 70 % je významnou prekážkou pri použití mláta ako tuhého biopaliva. Sušenie je možné, ale vyžaduje si energiu a objemné inštalácie. Napríklad energia sušenia pre sušenie mláta prehriatou parou je v rozmedzí od 0,65 do 1,45 MJ/kg odstránenej vody, keď bolo do bilancie zahrnuté aj spätné získavanie latentného tepla z pary.
Ďalšou zaujímavou aplikáciou pivovarského mláta sú stavebné materiály. V súčasnosti existuje množstvo pokusov využiť biologické vedľajšie produkty takýmto spôsobom. Mláto sa zdá byť vhodné pre plnivá a výstužné materiály. Okrem toho tento druh praxe umožňuje znížiť náklady na biokompozity. Boli uskutočnené experimenty na vystuženie polyuretánovej peny pivovarským mlátom a mletou gumou z pneumatík. Výsledky ukázali, že obe odpadové plnivá môžu byť použité ako lacné a ekologické výstuže pre polyuretánovú penu. Okrem toho kombinácia pomeru spotrebovaného mláta a gumy v pneumatikách umožňuje navrhovať kompozity s rôznymi vlastnosťami, ktoré obohacujú spektrum ich možných aplikácií. Ďalším spôsobom využitia bioodpadu z pivovarov je úprava stavebných materiálov pivovarským mlátom. Boli testované keramické tehly vyrobené z práškových zmesí obohatených o 5, 10 a 15 % prídavku sušeného mláta do tehliarskej suroviny. Začlenenie 5 % mláta sa zdá byť najlepším kompromisom medzi vysokou mechanickou pevnosťou v ohybe a nízkou tepelnou vodivosťou. Pre získaný produkt dosiahla mechanická pevnosť v ohybe 15 MPa a bola o 12 % menšia ako pevnosť nemodifikovanej tehly. Na druhej strane tepelná vodivosť klesla o 28 % v porovnaní s neupravenou tehlou a rovnala sa 0,46 W/mK. Iná štúdia uskutočnila rozsiahly experiment na tehlách obohatených o mláto, ktoré tvorilo 3,5 % tehliarskej suroviny. Výsledky ukázali, že mláto môže byť náhradou pilín používaných v tehliarskom priemysle. Tehly vyrobené s mlátom predstavovali porovnateľnú, alebo dokonca vyššiu pevnosť, zvýšenú pórovitosť a zníženú hustotu po vypálení v porovnaní so štandardnými hlinenými tehlami. Okrem toho experiment preukázal, že získaný produkt spĺňa špecifikácie uvedené v nemeckých predpisoch a môže byť uvedený na trh. Ďalším spôsobom využitia je výroba biodegradovateľných obalov. Boli vytvorené podnosy z mláta a škrobu technikou lisovania za tepla. Produkt sa porovnával s typickými podnosmi z expandovaného polystyrénu. Výsledky ukázali, že všetky pripravené vzorky s obsahom mláta od 40 do 80 % predstavovali vyššiu pevnosť v ohybe ako biologicky nerozložiteľný náprotivok. Žiaľ, pevnosť v ohybe sa po kontakte s vodou znížila. Okrem toho je mláto pokladané ako udržateľný materiál, ktorý by sa mohol použiť na výrobu elektród.
Mláto možno úspešne použiť ako kŕmnu prísadu vo výžive zvierat, hlavne pre hovädzí dobytok a ošípané. Literárne údaje opisujú aj úspešné aplikácie do krmiva rýb a hydiny. Avšak kvôli špecifickosti zloženia sa mláto neodporúča ako krmivo pre kone, ovce alebo kozy. Čerstvé pivovarské mláto sa vyznačuje vysokým obsahom vody (70–85 %) a ľahko fermentovateľnými zložkami, ako je necukorný škrob, pentozany a zlúčeniny pektínu. Obsah bielkovín v sušine je zaznamenaný na úrovni 20 % a vlákniny takmer 60 %. Preto sa považuje za krmivo extrémne rýchlo sa kaziace a môže sa používať maximálne 2–3 dni od výroby za predpokladu, že sa skladuje pri teplote 5 °C. V praxi to znamená, že ho môžu využívať len hospodárstva v tesnej blízkosti pivovaru, pre ktorých je ziskový čas a náklady spojené so získavaním mláta ako kŕmnej suroviny. Sušené mláto sa vo výžive zvierat používa zriedkavo kvôli vzťahu medzi nákladmi na proces sušenia a následným použitím tohto krmiva.
Vzhľadom na nízky obsah tuku a sacharidov by sa nikdy nemalo používať ako kompletné samostatné krmivo a najčastejšie sa podáva ako doplnková látka v kombinácii s obilnými šrotmi, kukuričnou silážou, zeleným krmivom a strukovinami bohatými na bielkoviny. Pri aplikácii v nadmernom množstve môže mláto spôsobiť hnačku, zníženú plodnosť kráv a komplikácie v perinatálnom období. Štúdie uskutočnené na kaprovitých rybách ukázali, že v experimentálnych skupinách došlo k nahradeniu 10–40 % ryžových otrúb mlátom, čo viedlo k zlepšeniu prírastku telesnej hmotnosti. Podľa autorov bol tento priaznivý účinok spôsobený aj obsahom kvalitných bielkovín s dobrým aminokyselinovým profilom, najmä obsahom cysteínu, lyzínu a metionínu. Dosiahnutie zvýšeného obsahu týchto aminokyselín v pivovarskom mláte je možné vďaka použitiu vhodne vybraných druhov mikroorganizmov zapojených do výrobného procesu. Pokiaľ ide o kŕmenie hydiny, používanie mláta ako krmiva zvyšuje rýchlosť liahnutia z oplodnených vajíčok. Literárne údaje tiež poukazujú na významný vplyv aminokyselín na výživu nosníc. Mláto je tiež veľmi perspektívne krmivo pre jedlý hmyz.
Mláto obsahuje množstvo cenných látok, ako je fosfor či draslík, ktoré by sa dali využiť ako zdroj živín pre plodiny. Aplikácia mláta (12,5 t/ha) bola porovnateľná s NPK (200 kg/ha) a viedla k vyšším výnosom ovocia pri aplikácii do pôdy v juhozápadnej Nigérii. Okrem toho niektoré ďalšie štúdie zaznamenali synergický efekt medzi použitím NPK a mláta na rast kukurice v juhovýchodnej časti Nigérie. Niektoré štúdie uvádzajú efekt synergie aplikácie mláta, ktorá by mohla zohrávať úlohu pri hnojení a kontrole škodcov pre pôdny hmyz. Okrem prísunu živín by aplikácia mláta do pôdy mohla byť prospešná z hľadiska zlepšenia obsahu organickej hmoty. To z neho robí zaujímavú voľbu pre surovinu na výrobu biouhlia so zámerom aplikácie do pôdy. Aplikácia biouhlia do pôdy po-núka dôležité výhody vrátane efektívnejšieho využívania živín, zlepšenej kvality pôdy, ako aj zvýšenej kapacity zadržiavania vody. Okrem toho podporuje zvýšenie diverzity pôdnej mikrobiálnej komunity zmenou mikrobiómu spojeného s koreňmi rastlín, ďalej umožňuje pôde, aby sa účinne stala zásobárňou uhlíka. Aplikácia mláta pri pestovaní chmeľu viedla k výraznému zlepšeniu rastu koreňového systému rastlín.
Kvôli zvyšným cukrom, ktoré neprešli do mladiny v procese rmutovania, je mláto vhodné na výrobu piva s nižším obsahom alkoholu. Štúdie ukazujú, že prvých 5 % mláta z vrchnej vrstvy po filtrácii môže obsahovať nerozložený škrob, a preto môže byť použité ako prídavok na výrobu ďalšieho piva. V posledných rokoch sa objavili pokusy obohatiť múku mlátom, čo zvyšuje vlákninu až o 135 %, -glukán až 85 % a celkovú antioxidačnú kapacitu až o 19 % v porovnaní s neobohatenou múkou. Via-ceré štúdie poukázali, že 10 % prídavok mláta je optimálny z hľadiska organoleptických a technologických vlastností cestovín. Pridanie mláta do chlebového cesta zvyšuje absorpciu vody a môže mať pozitívny vplyv na jeho štruktúru a objem v porovnaní s chlebom vyrobeným bez prídavku. Vyššie prídavky ako 30 % zvyšujú síce obsah bioaktívnych látok, no narúšajú však formovanie cesta a prispievajú k nižšiemu zadržiavanie plynu a následne menšiemu objemu chleba. Tento efekt možno eliminovať pridaním enzýmov ako xylanáza a lipáza počas pečenia chleba, čo tiež pozitívne ovplyvňuje objem bochníka, jeho rýchlosť starnutia a štruktúru striedky. Prídavok mláta do pšeničnej múky v pomere 1 : 4 môže znížiť glykemický index sušienok. Mláto môže byť pridávané aj do extrudovaných snackov až do 20 %, aby sa získal produkt podobný komerčne dostupným snackom, hoci 30 % pridanie ešte zabezpečuje prijateľné fyzikálno-chemické vlastnosti. Ďalším možným spôsobom implementácie mláta do potravinárskeho priemyslu sú mäsové výrobky. Párky obohatené mlátom sa vyznačovali zvýšeným obsahom vlákniny a zníženým obsahom tuku. Navyše prídavok mláta môže znížiť náklady na konečný produkt.
Aplikácia mláta do potravín je však stále obmedzená, pretože môže vnášať nepríjemné chute a arómy. Tento negatívny efekt bol spojený s vysokými množstvami zlúčenín ako 2-butyl-1-oktanol, 3-metyl-butanal, 2-heptán, butanal, benzén a 2,3-butándión, ktoré sú zodpovedné za jeho charakteristický nepríjemný zápach. Viaceré štúdie sa momentálne snažia bioaktívne látky mláta extrahovať superkritickým CO2 a mikroenkapsulovať, aby sa zakryla nepríjemná chuť a súčasne sa zachovala ich stabilita.
Vďaka vysokému obsahu bielkovín (20 % v sušine) je mláto dobrým potenciálnym zdrojom rastlinných bielkovín pre potravinársky priemysel. V prípade extrakcie bielkovín je rozhodujúca selektivita extrakčného procesu. Alkalická extrakcia vedie k výťažku extrakcie 21,4 % a čistote 60,2 %. V prípade kombinácie alkalickej predúpravy so zriedenou kyselinou sa dosiahol veľmi vysoký stupeň extrakcie (až 95 %). Selektivita tohto procesu však nebola dostatočne dobrá, pretože časť lignínu a sachariodv obsiahnutých v mláte bola rozpustená spolu s bielkovinami. Dobrá selektivita s nižšou horizontálnou extrakciou (asi 65 %) bola dosiahnutá hydrotermálnou predúpravou, ktorá si výrazne vyžadovala nižšiu teplotu a nevyžadovala použitie chemikálií. Ďalšou perspektívnou metódou je využitie ultrazvuku na enzymatickú hydrolýzu bielkovín z mláta. Použitím predúpravy ultrazvukom sa zvyšuje účinnosť separácie bielkovín (zo 61,6 na 69,8 %), skráti sa čas enzymatickej reakcie (o 56 %) a znížia sa náklady na použitie enzýmu (až o 73 %). V mláte predstavujú esenciálne aminokyseliny približne 30 % celkového obsahu bielkovín. Lyzín, známy ako limitujúca aminokyselina v potravinách získaných z obilnín, predstavuje 14,3 % celkového obsahu bielkovín mláta. Ďalšie aminokyseliny vo významnom množstve sú: leucín, fenylalanín, izoleucín, treonín a tryptofán. Vďaka svojmu zloženiu bohatému na bielkoviny má mláto potenciál byť využitý podobným spôsobom ako srvátkový proteín, čím poskytuje spotrebiteľom zdravotné výhody.
Článok vznikol s podporou projektu 06-GASPU-2021 Odpady a vedľajšie produkty potravinárskeho priemyslu – perspektívne suroviny pre výrobu funkčných potravín v rámci operačného programu Výskum a inovácie pre projekt: Podpora výskumných aktivít vo VC ABT, 313011T465, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.*
Ing. Eva Ivanišová, PhD.
Ústav potravinárstva a Potravinový inkubátor SPU v Nitre s.r.o.,
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre
