기획편. Free Amino nitrogen 이란?

기획편. Free Amino Nitrogen(FAN)는 무엇인가?

이번 시간에는 저번에 소개해드린 맥즙의 구성요소 중에서 많은 분들에게 생소할 수 있는 Free Amino Nitrogen(FAN)에 대해 간단하게 소개해보는 시간을 가지도록 하겠습니다.

사진출처. www.flickr.com/photos/span112/2295213156/in/photostream/

Free Amino Nitrogen(FAN)는 양조 효모의 세포 성장과 증식에 필요한 영양분으로 개별 아미노산, 암모늄 이온과 작은 펩타이드(1-3단위)의 합을 나타내는 척도를 의미합니다. 즉, 맥아 보리, 밀, 보리, 수수와 같은 원재료에 있는 단백질의 분해 산물로 그 합을 FAN으로 나타내는 것이죠.  

많은 양조사분들이 발효 상태를 맥즙의 비중 또는 당분의 양이 점차 감소하는 것으로 확인한다는 것을 알고 있습니다. 하지만 동일한 품질의 맥주를 생산하기 위해서는 비중 또는 당분의 양만 확인하는 것은 효모 성능을 나타내는 좋은 지표라고 할 수 없습니다. 몇몇의 양조 과학자들은 FAN을 건강한 효모의 성장, 생존력, 활력, 발효 효율성, 그리고 맥주의 품질과 안정성 예측을 위한 더 나은 지표로 간주합니다. 이와 같은, 적절한 FAN 양은 적절한 맥아와 올바른 당화 과정을 통해 결정됩니다.

FAN의 농도는 주로 단백질 분해 효소의 작용 정도에 따라 결정됩니다. FAN 자체는 대부분 맥아에 풍부하게 존재하고 매우 열에 강한 효소인 카복시펩티다아제(Carboxypeptidase)에 의해 생성되기 때문에 맥즙에 부족한 경우는 거의 없습니다. 이 효소는 맥아 공정 동안 곡물 내의 단백질이 가수 분해되면서 생성되는 펩타이드를 기질로 사용하며, 맥아에서 단백질 변형의 정도는 주로 당화에서 발생하는 FAN의 양을 결정합니다. 이렇게 맥즙에 함유된 질소원은 효모의 대사 활동, 특히 새로운 아미노산과 단백질 합성을 위해 사용 되죠.

FAN의 대부분은 발효 초기 24-36시간 이내에 소비되며, 그 후 효모의 성장이 일반적으로 멈추게 됩니다. 여기서 흥미로운 사실은 라거와 에일 효모 균주가 서로 다른 FAN 흡수율을 가진다는 것이죠. 일반적인 양조 조건에서 효모가 필요로 하는 맥즙 내 FAN 농도는 효모의 성장에 정비례하며 맥주 숙성에도 영향을 미칩니다. 또한, 초기 FAN 양과 에탄올 생성량 사이에는 상관관계가 있으며, FAN은 더 많은 알코올을 만드는 것을 포함하여 맥주의 맛과 안정성, 풍미에도 많은 영향을 미치는 다양한 대사물을 생산하도록 효모에 의해 사용됩니다. 특히, 수수와 같은 특정 곡물은 적은 양의 FAN을 만드는 경향이 있으며 발효에 문제를 일으킬 수 있습니다.

오늘은 FAN의 기본적인 내용만 설명을 드렸지만, 다음에 FAN의 역할에 대해 더 자세하게 소개해드릴 예정이니 앞으로도 많은 관심 부탁드립니다.  

Written by. SB 

참고 문헌. 

1. Lekkas, C.; Stewart, G.G.; Hill, A.E.; Taidi, B.; Hodgson, J. Elucidation of the role of nitrogenous wort components in yeast fermentation. J. Inst. Brew. 2007, 113, 3–8.

2. O’Connor-Cox, E.S.C.; Ingledew, W.M. Wort nitrogenous sources—Their use in brewing yeasts: A review. J. Am. Soc. Brew. Chem. 1989, 47, 102–108

3. Annie E. Hill, Graham G. Stewart, Free Amino Nitrogen in Brewing. February 2019 Fermentation 5(1):22