#1. 맛있는 맥주로 하겠습니다. 근데 효모를 곁들인

1편. 효모란 무엇인가?

맥주에서 느껴지는 풍미나 향은 맥즙을 구성하는 재료와 효모의 균주에 따라 많은 영향을 받게 됩니다. 더 나아가, 효모의 응집력, 발효능력(맥즙 내의 설탕, 단백질, 그리고 다양한 이온을 흡수할 수 있는 능력), 삼투압, 에탄올 저항능력, 그리고 산소 요구량들이 효모가 발효를 함에 결정적인 영향을 주죠. 이러한 효모의 복합적인 특성들 때문에 양조장만의 특별한 효모를 가지고 있는 경우, 그 효모를 보호하고 다른 양조사들로 질투를 받기도 했습니다. 하지만, 그렇지 않은 곳도 있었죠. 예를 들어, 독일 대부분의 맥주는 오직 4개의 균주들로 발효가 되었습니다. 그리고 그 중에 대략 65%가 뮌헨 기술대학교에 위치한 바이엔슈테판 양조 학교에서 유래한 하나의 균주로부터 변형됐다면 여러분은 믿을 수 있으신가요?

사진1. 전자현미경으로 촬영한 출아 중인 효모의 사진.

양조 효모들은 거의 대부분 출아라는 방식으로 증식을 하며 발효 과정을 통해 알코올을 만들어내지만 이 모든 것을 포함하는 만족스러운 정의를 찾기란 쉽지 않았습니다. 양조에 사용되는 효모는 소수의 non-Saccharomyces를 제외하고 대부분 Saccharomyces 속에 속해 있습니다. 효모는 산성의 당분이 있는 수용액, 맥아와 다른 여러가지 곡물들(옥수수, 사탕수수, 쌀, 밀, 사탕무당 등)로 만들어지는 ‘맥즙’에서 성장하고 발효가 됩니다. 이 때, 효모는 맥즙에 녹아있는 설탕과 간단한 질소원들(아미노산, 암모늄 이온, 작은 펩타이드 등), 다양한 비타민과 이온들을 세포의 원형질막을 통해 흡수하게 됩니다. 결과적으로, 효모는 흡수한 다양한 물질들을 대사 경로(당 분해과정, 세포 물질 생합성 등)를 통해 세포 성장과 발효에 이용되게 되는 거죠.

이와 같은, 당 분해 과정으로 만들어지는 주요 산물들이 에탄올, 글리세롤, 이산화탄소입니다.

사진2. 포도당으로 부터 에탄올, 글리세롤, 이산화탄소가 생성되는 Embden-Meyerhof-Parna(EMP) 경로

Saccharomyces cerevisiae (에일 효모)는 포도당, 과당, 만노오스, 갈락토스, 수크로스, 말토오스, 말토트리오스, 라피노오스 와 같은 다양한 당류를 먹고 소화시킬 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 나중에 자세하게 설명 드리겠지만 Saccharomyces cerevisiae 에 속해 있는 Saccharomyces diastaticus 의 경우 덱스트린을 가수분해하는 효소를 가지고 있어, 다른 효모는 소화하지 못하는 커다란 당(덱스트린)도 분해해서 사용할 수 있죠. 게다가, Saccharomyces pastorianus (라거 효모)의 경우 갈락토스와 포도당이 1,6-글루코사이드 결합으로 이루어진 이당류 멜리비오스를 소화할 수도 있습니다. 이와 같이, 이당류의 멜리비오스를 사용할 수 있는 특성을 바탕으로 에일과 라거 효모를 구분하는 진단 검사에 활용할 수 있습니다. 

아래 <그림3>에 나와있는 것처럼 당화 과정을 통해 맥아에 함유된 녹말이 효소의 작용으로 가수분해됩니다. 분해가 된 후에는 포도당, 과당, 수크로스, 말토오스, 말토트리오스, 덱스트린 등 다양한 형태의 당으로 남아있게 되죠. 이렇게 맥즙에 함유된 다양한 당류 중에 양조사는 주로 포도당, 말토오스, 말토트리오스를 사용하게 됩니다.

그림3. 전반적인 양조 과정

Written by. SB 

참고 문헌.

1. Stewart, Graham G. Beverages; Basel Vol. 2, Iss. 4,  (Dec 2016).

2. Stewart, G.G. Studies on the uptake and metabolism of wort sugars during brewing fermentations. Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am. 2006, 43, 265–269.