맥주 효모/박테리아 Les levures/Les bactéries

맥주 효모/ 박테리아 Les levures/Les bactéries

 

국어사전에서 효모는 자낭균류에 속하는 균류로 정의 되고, 엽록소가 없는 단세포로 이루어진 원형 또는 타원형의 균류로, 경제적으로 중요한 균류 이며, 대개 출아(bourgeonnement)에 의하여 번식하며 내생 포자 생성법에 의한 것도 있다고 설명된다. 또한 식품 제조시 발효와 부풀리기에 이용하며 주로 술이나 빵을 만드는데 많이 쓴다고 기술된다.

 

맥주 양조에서 효모는 발효 과정을 통해 맥즙(moût)의 당분을 알코올과 이산화탄소로 변환하며, 맥주의 맛, 향, 질감, 알코올 도수에 지대한 영향을 미치는 핵심적인 미생물이다. 

 

맥주 생산을 위한 발효법은 하면발효(fermentation basse), 상면발효(fermentation haute), 자연발효(fermentation spontanée), 혼합발효(fermentation mixte)로 나눠 볼 수 있고 각 발효방법에 따라 사용하는 효모와 발효 온도가 다르다.

 

하면발효(fermentation basse)에는 Saccharmyces carlsbergensis(ou uvarum), Saccharomyces pastorianus 효모가 사용되고 발효 적정온도는 4도~12도 이며 깨끗하고 깔끔한 맛의 맥주, 라거 종류등의 생산에 적합하다.

 

상면발효(fermentation haute)에는 Saccharomyces cerevisiae 효모가 사용되고 발효 적정 온도는 15도~25도 이며, 과일향과 복잡한 풍미의 맥주, 에일 종류등의 생산에 적합하다.

 

자연발효(fermentation spontanée) 또는 야생발효(fermentation sauvage)라고 불리는 맥주 발효 방법에는 Brettanomyces bruxellensis, Brettanomyces lambicus가 사용되고 자연발효 되기 때문에 적정 온도는 없지만 15도~30도 사이 발효를 권장하고 있다. 15도~20도 사이 발효 될 때 Brettanomyces 특유의 시큼함과 부드러운 복합성이 강조되고, 20도~25도의 경우 흙내음, 건초향과 약간의 과일향(에스테르계열)이 발현될 수 있다. 25도~30도 발효시 강한 페놀성향(스모키, 가죽향등)이 드러날 수 있다. 이러한 발효의 경우 Sour beer(Lambic 등) 생산에 적합하다

 

혼합발효(fermentation mixte)의 경우 Brettanomyces bruxellensis, Brettanomyces lambicus를 Saccharomyces cerevisiae와 혼합해 사용한다. 각가의 효모가 제공하는 독특한 특성을 결합하여 풍미가 풍부하고, 발효가 안정적이며, 장기 숙성에 적합한 맥주를 만들기 위함이다. Saccharomyces cerevisiae를 사용해 안정성과 맥주의 기본구조 형성에 기여하고, Brettanomyces 를 사용해 맥주에 창의성과 복합성을 부여할 수 있다.

 

효모가 맥주의 생산에 필수적인 요소인것 처럼 박테리아도 맥주 제조에서 적절한 통제와 사용이 된다면 매우 효과적이고 유용할 수 있습니다. 하지만 식품안전 측에서 박테리아는 생물학적 측면에서 위험요소인 점도 간과할 수 없습니다.

 

박테리아는 맥주의 모든 제조과정에서 발생할 수 있습니다.

 

맥즙(moût)은 미생물이 왕성하게 증식 할 수 있는 다양한 자원(당류, 단백질, 비타민, 무기질 등)이 풍부하게 존재하는 곳인 반면, 맥주(beer)는 미생물학적으로 안정적인 음료로 고려할 수 있다. 알코올(éthanol) 함량이 0.5~10%, 홉(houblon)의 이소알파산(acides iso alpha, 17-55 ppm), 높은 이산화탄소(CO2) 함량(0.5% w/v), 미량의 산소(oxygène) 함량(0.1ppm 이하), 낮은 pH(3.7-4.8)가 미생물이 발현하고 증식되는데 어려운 환경을 조성한다.

 

박테리아는 그람(Gram) 염색법에 따라 Négatif(-)와 Positif(+)로 나뉠 수 있는데 이러한 분류는 박테리아 세포벽의 두께(caractéristique membranaire de la paroi de la bactérie)에 따라 특징 지어질 수 있다. Gram positif로 분류되는 박테리아는 맥주 양조장에서 주로 만날 수 있는 박테리아로 세포벽이 두꺼워 염색시 보라색을 띄게 된다. 반면 세포벽이 얇은 것으로 분류되는 박테리아는 Gram négatif로 붉은 색을 띄게 된다.

 

맥주와 관련된 박테리아는 쉽게 4가지로 분리해 설명할 수 있다. 즉 Bactérie lactique (젖산균 Gr+), Bactérie anaérobie (혐기성 박테리아 Gr- ), Bactérie acétique (초산균 Gr- ), Bactérie entérobactérie (장내세균 Gr- ).

 

양조장에서 가장 많이 만날 수 있는 박테리아인 Bacérie lactique(젖산균)은 Gram positif로 그람 염색법에 따르면 보라색을 띄게된다. 젖산균들은 일반적으로 맥주안에서는 생존할 수 없지만 Lactobacillus와 Pediococcus는 생존 및 증식할 수 있다.

젖산을 생산하는 이러한 박테리아는 맥주 손상의 원인이지만 반대로 잘 통제(maîtriser) 하고 원한다면(souhaiter) 취향에 적합한 맥주 생산에 기여할 수도 있다. 젖산균에 의해 생산된 젖산은 대체적으로 강하지 않고(doux), Sour beer 유형의, 밀을 이용한 맥주(Berliner weisse, gose 맥주 등)에서 이용될 수 있다. 

 

이러한 맥주들은 시음시 산미와 신선함을 주고, 통상 알코올 도수는 낮으며, 약간의 과일향취가 있다. 젖산균은 또한 Lambic 유형의 자연발효 맥주에서도 찾아 볼 수 있다.

 

반면 잘못 사용하거나 젖산균을 원하지 않는 양조에서는 맥주 양조가의 가장 위험한 적(맥주 양조시 60~90% 문제 발생 오염원)이다. 맥주의 쓴맛과 향을 위해 홉(houblon)을 사용하는데, 맥주 보존에도 큰 역할을 홉이 하지만 젖산균은 홉의 이소알파산(acides iso alpha)에 강한 저항력을 갖고 있어 젖산균의 증식을 막지 못하는 경우가 발생한다.

 

젖산균의 대표로 Lactobacillus와 Pediococcus가 있고, Lactobacillus와 Pediococcus 둘다 혐기성 박테리아(bactéries anaérobies)이지만 부분적으로 산소를 견디며 증식할 수 있다. 하지만 Pediococcus 가 좀 더 엄격한 혐기성 박테리아 이다.

 

Bactérie anaérobie(혐기성 박테리아 Gr- )는 Gram négatif로 그람 염색법에 따라 붉은 색을 띄게된다. 맥주를 오염시키는 오염원으로 두 카테고리로 나눌 수 있는데, 엄격한 혐기성 박테리아( Bactérie anaérobie stricte)와 선택적 호기성-협기성 박테리아( Bactérie aéro-anaérobie facultative)로 나뉜다.

 

엄격한 혐기성 박테리아에는 Pectinatus(알코올 도수 5% 미만 맥주에서 증식, 병입장소 및 보관창고 등에서 발생, 섞은 계란 냄새(황화수소 H2S) 발생)와 Megasphaera(Pectinatus와 유사 성격)를 예로 들수 있고, 이들은 맥주 생산에 전혀 이롭지가 못하다.

 

맥주 양조장 곳곳에서 살수 있으며 수년간 제품에 영향 없이도 생존하다가 어느 순간 맥주를 오염시킨다. 청소를 미진하게 하거나 청결 유지가 잘 안되면 이러한 박테리아가 발생 및 증식할 수 있다.

 

Bactérie acétique (초산균 Gr- ) 은 일반적으로 알코올(éthanol)을 산화 시켜 초산(acide acétique)을 형성한다.

 

식품산업에서는 식초를 만드는데 초산균을 이용한다. 대표적으로 Acetobacter(맥즙, 오크통 옮기기, 오크통 숙성 올드비어, 양조설비등의 바이오필름biofilm에서 발생가능), Zymomonas(10%이하 에탄올, 호기-염기, pH 3.4이상, 온도 25-30도사이 발생)등이 있고 식물, 과일 그리고 공기중에 넓게 분포하고 있다.

 

초산균이 맥주에 발생할 경우, 특히 산소접촉하며 산소가 존재하게 되는 단계에서 심각한 제품 손상을 불러 일으킬 수 있다. 초산균은 산(acide)과 에탄올(éthanol)에 의해 억제될수 없으며, 홉(houblon, Acides iso-alpha)에 의해 작용되지도 않는다.

 

초산이 맥주에 발생시 산성향(arôme acide) 을 만들고 맥주를 혼탁(turbidité)하게 만든다. 호기성 박테리아로 병입(embouteillage)과정 혹은 오크통등으로 옮기는 과정에서 일반적으로 오염된다. 맥주를 올바르게 보관하고 낮은 산소함량을 갖춘다면 발생가능성이 매우 적다.

 

Bactérie entérobactérie (장내세균 Gr- )은 호기성-염기성 박테리아로 바닥, 물, 인간 혹은 동물의 장(intestin)등 어디에서든 발견되고 발생할 수 있다.

 

Citrobacter를 예로 들 수 있다.

 

발효된 혹은 발효되지 않은 맥즙에서 출현할 수 있고 유당(lactose)을 35도~37도 사이 온도에서 48시간 동안 가스와 산을 형성하는데 이용할 수 있는 능력이 있다. 

 

완성된 맥주에서는 일반적으로 찾아 볼 수 없지만 맥주 제조 첫 단계에서 부터 발생할 수 있고 완성 맥주에서 예기치 못한 불쾌한 아로마를 생성할 수 있어 주의가 필요하다. 보통 불결한 상태의 양조장에서 발생할 수 있어 청결과 소독, 해충 및  쥐 박멸 등을 철저히 해야한다.