맥주 제조 과정 Beer manufacture

맥주 제조 과정 Beer manufacture

 

기원전 9000년경부터 맥주가 만들어졌다는 흔적이 발견된 것처럼 유구한 역사 동안 인류가 음용한 대표적인 음료이다. 현재에도 다양한 방식과 재료로 여러 국가에서 만들어 지고 있으며 여전히 사랑 받는 대표적인 음료이다.

 

<재료 준비>

맥주의 기본 재료는 다음과 같습니다:

 

1) 물: 물의 화학적 성분(경도, pH 등)이 맥주의 맛에 큰 영향을 미칩니다.

 

2) 맥아(보리/밀 또는 다른 곡물): 보리 맥아가 일반적이며, 당을 추출하는데 사용됩니다. 맥아의 종류는 맥주의 색과 맛을 결정짓습니다. 밀 맥아를 이용하여 화이트 맥주(bière blanche)를 보리 맥아를 이용하여 블론드 맥주(bière blonde)를 만들 수 있습니다.

 

3) 홉: 맥주에 쓴맛과 향을 더하고, 방부제로서의 역할도 하여 맥주의 보존기간을 늘려줍니다.

 

4) 효모: 발효 과정에서 당을 알코올과 이산화탄소로 전환하는 미생물입니다.

 

1. 맥아 제조 (Maltage, Malting)

 

맥아 제조는 보리 등 곡물을 발아시킨 후 말리는 과정입니다. 오늘날 많은 양조장들이 맥아를 직접 제조하지는 않고 전문 맥아 제조 업체를 통해 만들어진 맥아를 공급받아 사용합니다.

 

1) 발아(Germination): 보리를 물에 불려 발아를 유도하여, 전분(Amidon)을 당으로 전환할 수 있는 효소를 활성화시킵니다.

 

2) 건조(Séchage): 발아가 완료된 보리를 열을 가해 말립니다. 건조 온도와 시간이 맥아의 색상과 특성을 결정합니다. 보통 열풍 80˚C에서 건조합니다.

 

2. 분쇄(Concassage): 완전히 건조된 맥아를 분쇄하여 이후 단계에서 당을 쉽게 추출할 수 있도록 합니다. 주의하여야 할 점은 곡물이 완전히 가루가 되어 서는 안된다는 것이다. 너무 곱게 갈 경우 당이 많아져 과발효가 발생할 수 있고 매싱 후 필터링 과정에서 필터를 막는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 여과에 사용하는 장비의 성능정도에 따라 분쇄도를 조정하는 것이 필요합니다.

 

3. 매싱 (Mashing)

 

매싱은 맥아의 전분을 당으로 전환하는 과정입니다.

 

보통 분쇄된 맥아의 70%는 기본 맥아(malt de base)로 볶지 않아 많은 효소를 간직 하고 있습니다. 나머지 30%는 볶아져 효소가 없는 스페셜 맥아(Special malt)를 사용하여 만들고자 하는 맥주에 색과 향을 부여합니다. 이렇게 구성된 100% 맥아를 일정 온도의 물과 섞는데 이것을 매시(Maische, mash)라고 합니다.

 

1) 온도 제어: 분쇄한 맥아를 일정 온도의 물에 담가 60~70°C 사이에서 효소가 활성화되도록 합니다. 이 효소가 전분을 당으로 변환합니다. 온도제어는 매우 섬세하고 정확하게 하여야 합니다.

 

2) 당화: 효소가 전분을 분해하여 맥즙(Moût, Wort)이 생성됩니다. 맥즙에는 당, 아미노산, 미네랄 등이 포함되어 있습니다. 아밀로오스(amylose)와 아밀로펙틴(amylopectin)으로 구성된 천연 고분자인 전분(Amidon)이 가위역할을 하는 효소(Enzymes)로 인해 단당(Sucres simples 즉, 포도당 glucose, 과당 fructose, 갈락토오스 galactose)과 이당(말토스 Maltose=glucose+glucose) 그리고 다당인 덱스트린(Dextrines)으로 분해됩니다.

 

아밀레이스(amylase) 또는 아밀라아제는 녹말을 가수분해하여 당으로의 분해를 촉해하는 효소로 알파-아밀레이스(α-amylase)와 베타-아밀레이스(β-amylase)가 있다.

 

알파-아밀레이스 (α-amylase) 의 경우 단당류의 양은 적게고 덱스트린의 양은 많아져 발효를 가능케 하는 당의 양이 적어지는 반면, 베타-아밀레이스 (β-amylase) 의 경우 단당류의 양을 많게 하고 덱스트린의 양이 줄어 들어 발효를 가능케 하는 당의 양이 많아진다.

 

1시간 효소를 활성화 시키면서 당화를 진행할 경우, 알파-아밀레이스를 30분, 베타-아밀레이스 30분 만들어 지도록 하면 균형잡힌 맥주를 만들 수 있고,

 

알파-아밀레이스를 45분, 베타-아밀레이스를 15분간 활동시키면 발효가 가능한 당의 함량이 적어지고 발효가 불가능한 복합당이 많아져 결과적으로 부드러운 맥주(Bière ronde, mellow beer)가 만들어져 한층 부드러운 단맛이 많을 가능성이 크다.

 

반대로 베타-아밀레이스를 45분, 알파-아밀레이스를 15분간 활동시키면 발효가능한 단당의 발생이 많아지고 복합당은 적게 만들어지기 때문에 건조맥주(Bière séche, dry beer)가 만들어져 단맛이 매우 적을 가능성이 커진다.

 

4. 여과(Filtration): 당화가 끝난 후, 맥아의 고형물을 걸러내고 맑은 맥즙만 남깁니다. 이때 남은 고형물은 ‘맥주박(drêches)’이라 하며, 주로 가축 사료로 이용됩니다. 여과시 다양한 형태의 필터(fond filtrant 등)를 사용합니다. 맥주박에 대한 헹굼(rinse)과정(rinçage)을 거쳐 최대한 당분을 확보해야합니다. 헹굼에 사용하는 물의 온도는 최대 78도~80도이어야합니다. 80도 이상에서 효소의 활성이 중지되기 때문입니다. 그리고 80도 이상시 과한 폴리페놀이 생성되 맥주의 맛에 큰 영향을 끼칠수 있습니다.

 

5. 홉 추가 및 끓이기 (Ébullition et hublonage, Boiling and Hopping)

 

맥즙(moût)을 끓이면서 홉을 첨가하는 단계입니다. 경우에 따라서는 당과 향신료를 추가하기도 합니다.

통상 100˚C에서 1시간, 이상적으로 1시간30분 가열해야 됩니다. 이 단계에서 맥즙을 소독(Stérilisation)하여 맥즙에서 주로 발견되는 유산균(Lactobacillus)를 멸균합니다. 맥즙의 낮은 pH와 홉의 일부 성분에 의한 항균 작용으로 병원성 박테리아와 가열 후에도 생존 가능한 포자 형성 미생물의 배제를 보장할 수 있습니다.

 

홉과 맥아의 폴리페놀은 맥즙에 완전히 용해되어 단백질과 결합됩니다. 단백질과 폴리페놀, 그리고 폴리페놀 산화 후 단백질과 형성된 복합체는 가열 시 불용성으로 변하며, 끓는 동안 응집체(플록)의 형태로 침전됩니다. 이를 가능한 한 많이 맥즙에서 분리하는 것이 중요합니다. 끓이는 시간이 충분하지 않으면 맥즙에 잔류물이 남아있게 되고, 이는 맥주 발효 과정에서 침전되어 맥주가 탁해지는 원인이 됩니다. 따라서 맥즙을 끓이면서 증발(Évaporation)과 맥즙의 농축(Concentré)을 통해서 이러한 문제를 어느 정도 해결할 수 있습니다.

 

또한 마이야르 반응(la reaction de Maillard)과 당분의 카라멜화(Caramélisation)에 따른 색의 선명화가 이뤄진다.

 

홉 추가: 홉은 끓이는 과정 중 여러 번에 나눠 넣을 수 있으며, 첫 번째 추가 시에는 쓴맛을, 후반부(끓이는 과정을 끝내기 15분 전)에 추가하면 향을 부여합니다. 쓴맛은 홉의 알파산이 100도에서 이성화(isomérisation)되어 쓴맛을 내기때문에 사용 온도를 유지하는데 주의하여야합니다.

 

끓이기: 약 60~90분간 맥즙을 끓입니다. 이 과정에서 홉의 쓴맛과 향이 추출되고, 미생물들이 제거되며, 맥즙의 농도가 농축됩니다.

 

6. 냉각 (Refroidissement, Cooling)

 

맥즙을 끓인 후, 빠르게 냉각(통상 20˚C)을 하여야 합니다. 효모의 보호를 위해서 맥즙이 너무 뜨거우면 효모가 손상되거나 죽을 수 있으므로(35˚C 이상에서 효모가 사멸함), 빠르게 냉각하여 효모가 적정 온도에서 잘 활동할 수 있도록 해야 합니다. 또한 냉각을 빠르게 하지 않으면, 외부 미생물이나 박테리아가 쉽게 번식하여 오염될 수 있기 때문에 오염으로부터 맥주를 보호 하기 위해 빠른 냉각이 필요합니다. 그리고 적절한 냉각을 통해 맥주의 향과 맛을 보존할 수 있습니다. 빠른 냉각을 통해 원치 않는 향이나 잡스러운 맛이 덜 발생하게 합니다.

 

에일 효모는 고온 발효 효모(상면발효)로, 비교적 높은 온도에서 활발하게 활동합니다. 따라서, 끓인 맥즙을 약 18˚C~25˚C(혹은 18~21˚C )까지 냉각시켜야 합니다. 이 온도에서 에일 효모는 빠르게 발효를 시작하여 에스테르(과일향)과 페놀(향신료향)과 같은 독특한 향을 생성합니다.

 

반면 라거 효모는 저온 발효 효모(하면발효)로, 더 낮은 온도에서 천천히 발효됩니다. 따라서 라거 맥주는 7˚C~13˚C(혹은 6~9˚C )까지 냉각해야 하며, 이 온도에서 발효가 진행됩니다. 라거는 저온에서 발효되기 때문에 맛이 깔끔하고, 향이 적으며, 발효 속도가 느립니다. 이후 라거는 발효 후 추가로 저온에서 장기 숙성이 필요할 수도 있습니다.

 

* 냉각 온도는 제조환경에 따라 최상의 맥주를 만들기 위한 방법에 따라 상이하기 때문에 가장 적합한 온도를 찾기 위한 다양한 시도가 필요함.

 

7. 발효 (Fermentation)

 

냉각된 맥즙에 효모를 추가하여 발효를 시작합니다.

 

주 발효(Primary Fermentation): 발효 과정에서 효모는 맥즙 속 당을 알코올과 이산화탄소로 분해합니다. 발효가 진행됨에 따라 알코올 농도가 올라가고 맥주의 기본적인 맛이 형성됩니다. 단당류는 효모의 활동에 의해 알코올과 이산화탄소를 발생시키고 맛에 영향을 줍니다. 반면 텍스트린 같은 다당류 복합물을 맥주의 구조(Corps, body)에 영향을 줍니다.

 

높은 온도에서 진행되는 상면 발효는 에일 맥주 생산에 적합하고 낮은 온도에서 진행되는 하면 발효는 라거 맥주 생산에 적합합니다. 자연발생효모와 박테리아를 통해 발효하는 자연발효 맥주 역시 존재합니다. 이러한 발효는 4-5일 정도 지속될 수 있습니다.

 

8. 숙성(Garde)

 

2차 발효 및 숙성(Secondary Fermentation): 1차 발효 후 맥주는 숙성 과정에서 더 복잡한 풍미를 얻습니다. 특히 라거 맥주는 저온에서 오랜 기간 숙성됩니다. 맥주가 숙성(Garde)통에서 더욱 성숙(Maturation) 해지고(11˚C~15˚C), 드라이 호핑(Dry hopping)을 하여 맥주에 홉을 추가하여 홉의 아로마 성분이 더 풍부하게 맥주에 스며들게 해 홉의 향미를 맥주에 강조시킵니다. 향신료(Spices)와 과일(Fruits)을 첨가해 맥주의 맛을 복잡하게 하고 독특하게 만들 수 있습니다. 이러한 첨가는 벨기에 맥주의 특징으로 맥주의 풍미를 다층적으로 구성하게 합니다. 추가적으로 효모를 첨가해 발효를 계속 이어 나가기도 합니다.

 

1차 발효 4-5일 후 완전히 발효가 끝날때까지 1주일 정도 소요가 되고 이후 발효통 바닥에 죽은 효모가 깔리게 되고(lies) 오래 방치하면 안 좋은 맛이 생기기 때문에 통을 교체하는데 이러한 과정을 숙성(Garde)라고 통상 일컫고 이후 앞서 설명한 드라이 호핑, 향신료와 과일 추가등을 진행해 맥주맛을 풍부하게 합니다. 이때의 맥주는 탄산이 거의 없기 때문에 Bière verte(young beer)라고 일컷는다.

 

9. 탄산화 (Carbonation)

 

탄산화는 맥주 제조의 마지막 단계 중 하나로, 맥주에 탄산을 주입하여 거품과 청량감을 형성하는 과정입니다.

 

1) 인위적 탄산화 (Forced Carbonation)

외부 탄산 주입: 대부분의 상업적 맥주는 발효가 끝난 후 맥주에 인위적으로 이산화탄소를 주입하여 탄산화합니다. 이 방식은 빠르고 쉽게 탄산량을 조절할 수 있습니다. 맥주가 담긴 용기에 고압으로 이산화탄소를 주입해 탄산이 맥주에 녹아들도록 합니다.

 

2) 자연 탄산화 (Natural Carbonation)

병입 후 추가 발효(Priming and Bottle Conditioning): 많은 전통 맥주나 홈브루잉 맥주는 병입 또는 캔닝 시 프라이밍 슈가(Priming Sugar)를 추가하여 자연적으로 탄산을 형성합니다. 프라이밍 슈가에는 주로 설탕, 꿀, 옥수수 시럽 등을 사용합니다. 이 과정은 다음과 같이 진행됩니다:

 

병입 시 설탕 첨가: 발효가 거의 완료된 상태의 맥주를 병에 넣기 전에 소량의 당(프라이밍 슈가)을 추가합니다. 효모가 아직 남아있는 상태에서 이 추가된 당을 다시 발효시켜 알코올과 함께 탄산을 생성합니다.

병 속 발효: 병에 남아있는 효모가 병입 후 첨가된 당을 먹고 발효를 계속하면서 이산화탄소를 생성합니다. 병이 밀봉되어 있기 때문에 이산화탄소는 맥주에 자연스럽게 녹아들어 탄산화가 이루어집니다.

 

숙성: 병 속 발효는 약 1~2주가 소요되며, 이 기간 동안 맥주는 자연스럽게 탄산이 형성되고 풍미가 성숙됩니다.

 

자연 탄산화 방식은 인위적 탄산화에 비해 시간이 더 걸리지만, 더 부드럽고 복합적인 풍미를 제공할 수 있습니다. 또한 병 속 발효 과정에서 미세한 효모 입자가 남아 있어 맥주가 약간 탁하게 보일 수 있습니다.

 

10. 여과 및 패키징 (Filtration and Packaging)

 

여과: 발효가 끝난 맥주는 효모, 홉 찌꺼기 등 고형물을 제거하기 위해 여과 과정을 거칩니다. 필터를 사용하여 맑은 맥주만 남기거나, 일부 맥주는 여과를 생략해 효모와 단백질이 포함된 ‘언필터드’ 형태로 제공됩니다.

패키징: 맥주는 병, 캔, 또는 통에 담겨 소비자에게 전달됩니다. 패키징 중에는 산소 접촉을 최소화하여 산화로 인한 맥주 품질 저하를 방지해야 합니다.

 

11. 최종 숙성 (Maturation) 보관

 

맥주는 패키징 후 일정 기간 숙성 과정을 거칩니다. 이 숙성 단계는 맥주의 맛과 향이 더욱 안정화되도록 도와줍니다. 맥주가 차갑게 저장되는 동안 맛이 조화롭게 변하며, 알코올과 탄산의 균형이 맞춰집니다.