제4장 술의 제조방법 / 09. 맥주의 제조공정


맥주의 제조과정은 크게 제맥, 발효, 숙성, 여과, 제품화의 5공정으로 나눌 수 있다.


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가. 제맥(Malting)

맥아제조의 주목적은 

①당화효소, 단백분해효소 등 맥아제조에 필요한 효소들을 활성화 또는 생합성시키고,
②맥아의 배조(焙燥:열건조)에 의해서 특유의 향미와 색소를 생성시키고 동시에 저장성을 부여하는 데 있다.

보통 9월 상순에 수확된 보리는 제맥공장의 창고에 일정기간 저장하여 충분한 발아력이 생길 때까지 휴면기간을 둔다. 원료 보리는 보리 분순물선별기(정선기)를 이용하여 흙,돌,짚,잡초종자 등의 분순물을 제거하고 다시 크기선별기(선입기)로 보리입자의 크기를 일정하게 선별하여 수분흡수 속도나 발아를 일정하게 함으로써 발아관리를 용이하게 한다.


 1. 보리(Barley)

담황색으로 생기가 있고 광택이 있어야 한다. 

녹색 또는 흰색의 것은 성숙이 불완전한 것이며, 

곡립 끝이 갈색인 것은 곰팡이가 발생한 것이며,

색택이 불량한 것은 수확 전후에 비로 인해서 수분함량이 증가한 것으로서 발아력이 낮다.

그리고 보리의 수분함량은 10~13% 이하의 잘 건조된 것을 사용해야한다.


 2. 정선(Careful Selection)

대맥은 맥아제조에 앞서서 기계적 조작에 의해 원대맥에 함유된 흙,돌,짚,잡초종자등을 정선에 의해 제거한다. 대맥은 정선을 통해 균일한 침맥도와 발아형태를 갖게 된다.


 3. 침맥(Steeping)

선별된 보리를 물에 침지하여 발아에 필요한 수분을 흡수시킨다.

일반적으로 수온12~14℃에서 보리가 42~44% 수분함유량에 도달하는 것이 좋다.

침맥에 의해 수분이 40%이상 함유되므로 호흡현상은 왕성해지고 산소의 소비가 많아지며 산소가 결핍되면 발아가 균일하지 않게 된다. 또 호흡에 의해서 발생하는 CO₂도 발아를 저해하므로 침맥시에는 침맥조의 하부로부터 통기하며 침지와 물빼기를 반복하고 물을 빼어 수 시간 동안 CO₂를 제거하든가 침맥조의 하부로부터 흡인,제거한다.

침맥시간은 수온이나 보리의 성질에 따라 일정하지 않으나 보통 40~50시간 소요된다.


 4. 발아(Germination, Sprouting)

침맥이 끝난 보리는 발아실의 작은 구멍이 있는 발아상(發芽床)으로 옮기고 습한 공기를 통하면 보리는 일제히 발아를 시작하게 된다. 발아 중의 보리는 호흡에 의해서 열과  CO₂를 발생하게 되므로 맥층에 12~17℃의 공기를 통기하여 온도를 일정하게 유지하는 동시에 산소를 공급하고 CO₂를 배출시켜 보리가 질식하는 것을 방지하고 맥층을 뒤집어 어린뿌리가 엉키지 않도록 한다.

①이렇게 하면 약1주일 후에는 수개의 어린뿌리가 알갱이의 하단에서 알갱이 길이의 약1.5배로 자라고 싹은 알갱이 등쪽의 곡피 안쪽을 따라서 알갱이 길이의 약 2/3까지 자란다. 

②발아6~7일째부터 건조공기를 송풍하여 어린뿌리를 말린다. 

이렇게 해서 발아 시작부터 7~8일로 발아는 완료되고 알갱이 전체가 가루처럼 연하게 되며 손가락으로 부스러뜨릴 수 있는 상태가 된다. 이것을 ③녹맥아(Green Malt, Grunmalz)라 하며, 이 때 수분함량은 약42~45%이다.


 5.녹맥아(Green Malt)

일명 엿기름이라고도 하며, 수분함량은 41~45%이다.


 6.배조(Kilning)

발아가 끝난 녹맥아를 수분함량 8~10%로 건조하고 다시 1.5~3.5%로 하는 공정을 배조라고 한다. 

배조의 목적은 

①녹맥아의 성장과 욕해작용을 정지시키고, 

②저장성을 부여하며, 

③생취(生臭)를 제거하고 맥아 중의 당과 아미노산이 반응하여 멜라노이딘(Melanoidine)색소를 생성하여 맥아에 특유한 향기와 색을 부여하고, 

④뿌리의 제거를 용이하게 하는 데 있다.


 7. 달근,정선

맥아의 뿌리를 제거하는 것으로 맥아뿌리는 흡습성이 강하고, 고미(쓴맛)를 가지기 때문에 맥아에 섞여 들어가면 맥아를 습윤하게 하고, 맥주에 불쾌한 고미를 주며, 또한 착생의 원인이 된다.


 8. 저장(Preservation)

맥아의 저장은 20℃이하가 바람직하고, 습기의 흡수를 가능한 한 피하는 것이 좋다. 고온 상태로 방치할 때에는 효소력이 약하고, 맥즙 여과를 지연시켜 혼탁을 일으키며, 또한 색도를 높여서 맥주의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다.





나. 담금공정

담금공정은 ①맥아분쇄, ②담금, ③맥즙여과, ④맥즙자비(끓이기)와 호프첨가, ⑤맥즙 냉각 및 정제의 공정을 거치게 된다.


 1. 맥아분쇄

맥아는 분쇄목적은 물과의 접촉 면적을 넓혀 가용성 물질의 용출을 돕고 효소에 의한 분해를 높이는것에 있다.

맥아의 곡피부에는 맥주의 품질에 나쁜영향을 미치는 안토시아노겐(Anthocuanogen)이나 고미물질을 함유하고 있으며, 여과를 용이하게 하기 위해서도 곡피부는 지나치게 분쇄되지 않도록 하면서 배젖부분만 곱게 분쇄해야 한다. 

맥아분쇄는 룰러와 체가 짝이 된 분쇄기가 이용된다. 분쇄가 적당치 못하면 엑기스분의 수득률에 영향을 미칠 뿐 아니라 담금작업, 맥즙여과, 맥주의맛, 색, 혼탁에도 영향을 줌으로 분쇄의 관리는 대단히 중요하다. 또 분쇄의 정도는 맥아의 성질, 맥주의 종류 담금방법, 맥즙 여과장치에 따라서 적당히 선택한다. 맥즙 여과에 있어서 여과조를 사용하는 경우와 여과기를 사용하는 경우가 있으며 여과방법에 따라 맥으이 분쇄도를 달리하여 여과가 용이하도록한다.


 2. 담금(Mashing)

담금의 목적은 분쇄한 맥아 또는 부원료로부터 맥주발효에 적합한 맥즙을 많이 얻는 데 있으며, 이것은 적당한 온도와 산도의 담금요수로 이루어진다.

맥아성분의 추출은

  10~15%는 단순한 용해에 의한 것

  대부분이 효소에 의한 용해로 이루어진다.

  맥아의 아밀라아제(Amylase)는 맥아 및 부원료의 전분을 덱스트린(Dextrin)과 말토오스로 분해

  단백분해효소는 단백질을 가용성의 함질소물질로 분해

  피타아제(Phytase)는 피틴(Phytin)을  이노시톨(Inositol)과 인산염으로 분해한다.

  45~50℃에서는 함질소물질의 분해, 용해가 촉진되고 피타아제(Phytase)가 작용한다. 

  60~65℃에서는 발효성당이 가장 많이 생성되며, 

  70~75℃에서는 전분의 약화가 빠르고 60~65℃에서보다 덱스트린(Dextrin)이 많아진다.

  이와 같이 각 단계별 온도조절에 따라 추출성분의 종류와 비에 차이가 생긴다.

담금용수는

pH가 높으면 효소작용은 저하되므로 맥즙 여과에 보다 많은 시간이 걸리고 맥즙은 투명하게 되지 않는다.

pH가 높은 맥즙으로부터 제조된 맥주는 색이 짙고 고미가 강하며, 맥주의 혼탁에 대한 내구성이 떨어진다.

그러므로 이러한 용수에는 CaSO₄나 산을 첨가하여 pH를 조절한다.


 3. 맥즙여과

당화 및 단백분해가 끝난 매시(Mash;엿기름)는 맥아찌꺼기(Spent)를 제거하고 맥즙(Wort)을 얻기 위하여 가늘고 긴 구멍(Slit,폭0.4~0.7mm, 길이20~30mm)이 있는 황동제의 여과판과 액이 모이는 바닥이 있는 이중바닥의 여과조를 이용하여 자연 여과하거나 여과기에 매시를 펌프로 압송하여 여과포를 통하여 여과하게 된다.


 4. 맥즙의자비와 호프첨가

여과된 맥즙은 맥아 솥에서 호프를 첨가하고 끓이게 되는데 

①맥즙을 농축하고(보통 엑기스분 10~10.7%),

②호프의  고미성분이나 향기를 추출하고,

③가열에 의해서 응고하는 단백질이나 타닌의 결합물을 석출시키고,

④효소의 파괴 및 살균하는 것이 목적이다.

호프의 첨가량은 완성된 맥즙 1㎘에 대해서 1.5~1.8kg정도이고 맥즙을 끓이는 동안 2~3회에 나누어 첨가하며 첨가량은 맥주의 좋류나 호프의 종류에 따라 달라진다.

끓이는 시간은 1~2시간 정도이며 농축된 맥즙에는 단백질 등의 열응고물이 응고되며 액은 윤이 있고 감미와 상쾌한 호프의 향기 및 고미를 가지게 된다. 다음에 호프 분리조(Hop Strainer)를 통해서 호프 찌꺼기(Spent Hop)를 제거하고 냉각공정으로 옮긴다.


 5. 맥즙의 냉각 및 정제

맥즙은 침전조(호프의 잔재와 응고된 단백질을 분리)에 옮겨져 응고물을 침전시킨다. 맥즙은 잡균으로부터 오염되기 쉽고 또 냉각으로 인한 액의 대류를 방지하기 위해서 60℃이상에 보온하면서 침전시킨다. 응고침전(Trub)을 분리 제거한 맥즙은 다시 5℃로 냉각한다. 냉각기는 밀폐식으로 잡균 오염의 우려가 없는 평판 열교환기가 주로 사용된다. 냉각하면 냉각 응고물(Cold break)이 생기고 이들 응고물은 주로 단백질이며 타닌, 호프 수지 등이 함유되어 있다. 이들의 응고물은 주로 맥주의 숙성을 촉진하고 맛을 좋게 하기 위해서 완전히 제거해야 하며, 이를 위해 원심분리를 이용한다.




다. 발효공정(Fermentation)

발효는 전발효(Fermentation)와 후발효(Maturation)로 구별한다.


 1. 전발효(Fermentation)

냉각된 맥즙에 0.5% 정도의 맥주 효모를 첨가하여 알코올발효를 하는데 이것을 전발효라고 한다. 전발효는 발효실의 개방된 용기나 밀폐식 탱크에서 행하며, 하면발효의 경우 5~10℃에서 8~12일이 걸린다.

우선 냉각된 맥즙 1㎘당 효모를 약 5ℓ 첨가하여 발효조에 넣으면 효모는 곧 생장ㆍ번식하는 동시에 발효성 당을 소비하고 알코올과 이산화탄소를 배출하는 발효작용을 한다. 이때 발효의 진행을 그대로 방임하지 않고 온도조절을 통하여 대략8~12일에 전발효가 끝나도록 조절한다. 발효상태는 대개 효모 첨가 후 3일까지 가장 왕성하게 진행되고, 맥즙 중에 효모 수는 4~5일에 최고에 달하며, 이때 발효도가 가장 왕성하다. 전발효가 끝날 때에는 효모가 발효조 밑에 가라앉아 발효된 맥주와 분리된다. 전발효가 끝난 맥주를 미숙성 맥주(Young Beer)라고 한다.


 2. 후발효(Maturation)

저주공정(貯酒工程)이라고도 하며 전발효가 끝난 맥주는 맛과 향기가 거칠기 때문에 저온에서 서서히 나머지 엑기스분을 발효시켜 숙성을 하는 동시에 필요량의 탄산가스를 함유시킨다. 즉 저주의 목적을 요약하면 다음과 같다.

①엑기스분을 완전히 발효시킨다.

②발생한 CO₂를 저온에서 적당한 압력(0.48~0.5%)으로 필요량을 맥주에 녹인다.

③맥주 특유의 미숙한 향기(Jung bouquet)나 용존되어 있는 다른 가스를 CO₂와 함께 방출시킨다.

④효모나 석출물을 침전 분리시켜 맥주의 여과를 용이하게 한다.

⑤거친 고미가 있는 호프 수지의 일부를 석출ㆍ분리시켜 세련되고 조화된 향미로 만든다.

⑥맥주 혼탁 원인물질(단백질,타닌 결합물질)을 저온에서 석출ㆍ분리시킨다.

저주조(후발효탱크)는 단열궂의 0~1℃의 저주실 내에 설치된다. 저주조는 내부에 글라스 라이닝이나 알루미늄제를 사용하며, 숙성을 위한 저장기간(Lagering)은 맥주의 종류에 따라 다르나, 보통 생맥주의 경우 40~60일, 병맥주는 70~90일 정도 걸리며, 온도는 0~2℃의 낮은 온도로 냉각장치를 설치하고 완전히 보온해야 한다.




라. 저장 및 여과공정

숙성된 맥주는 여과하여 투명한 맥주로 만든다. 여과의 주된 목적은 다음과 같다.

①맥주 중의 효모나 석출된 호프수지나 단백질의 대부분은 저주조 바닥에 침전되어 제거되나 여과는 액 중에 혼탁됭 있는 부분을 제거한다.

②맥주 혼탁의 원인이 되는 불안정한 콜로이드 물질을 제거한다.

각 저주조의 맥주를 혼합하여 품질이 균일하게 되도록 하고 맥주 냉각기를 통하여 0~1℃로 냉각하여 여과하게 된다.




마 제품화

압력탱크의 맥주를 병,캔,생맥주통에 담고 포장하여 제품화하는 공정이다. 

여과 후 살균하지 않고 여과기로 효모를 제거한 것이 생맥주(Draft Beer)이며, 

병이나 관에 주입 전 또는 주입 후에 살균하여 보존성을 부여한 맥주(Lagr Beer)가 일반적인 병맥주, 캔맥주이다.

여과한 맥주는 보통 말하는 생맥주이며, 이 중에는 극히 적은수에서 효모나 그외의 미생물이 존재하게되면 병 포장 후 시일이 경과하면 번식하여 혼탁하거나 향미가 변화하게 된다, 또 인베르타아제(Invertase;전화효소)등의 효소가 맛의 변화를 촉진하는 경우도 생각할 수 있으므로 이들을 불활성화하기 위하여 저온살균(Pasteurization)을 한다. 

병 주입전의 살균방법으로는 평판 열교환기와 홀딩튜브(Holding tube)로 된 순간 살균기(Flash pasteurizer)를 이용하여 70℃에서 20여 초간가열, 살균하는 방법으로 가열에 의한 맥주 향기의 변화가 적고 보존성이 높은 맥주를 얻을 수 있다.