1. 맥주원료료서의 보리

전 세계적으로 맥아용으로 사용되는 보리의 양은 사료용에 이어 두 번째로 많다. 우리나라에서는 식용으로 사용되는 양이 가장 많았으나 최근에 취반용으로 이용되는 양이 줄어들고 맥주 소비량이 늘어남에 따라 맥아용으로 사용되는 양이 가장 많다. 발효성 음료를 만드는데 오래 전부터 보리를 이용하여 왔으나 발아시킨 보리 즉 맥아(엿기름)를 전분을 분해하기 위한 효소원으로 이용하기 시작한 시기는 정확히 알려져 있지 않다.

재배 기원

우리나라에서는 맥주보리라고 하면 일반적으로 2조 겉보리를 말한다. 유럽 등 여러 나라에서도 맥주 양조용으로서는 2조 겉보리를 많이 사용하고 있으나 때로는 6조보리 등도 사용하고 있다. 보리는 우리나라에서 3000년 전부터 재배된 것으로 보이며, 보리를 재배한 기록은 농사직설(1429)에 춘파맥, 추파맥 등의 기록이 있으며 2조보리는 서유구(1764-1845)의 행포지(杏浦志) 5권에 1과보리(한알보리)의 기록이 있어 이는 2조 보리를 지칭한 것으로서 봄에 파종하고 한 알이 매우 크다고 한 것으로 보아 이미 2조 보리가 재배되고 있었던 것으로 추측되나 그 후에 재배된 기록은 없다.

맥주보리 재배는 일본으로부터 1910년 경에 골덴메론을 도입하였으며 1923년에는 충남 농사시험장에서 맥주용 보리 품종 비교시험을 수행하는 등 각 지역에서 시험한 결과 골덴메론보다 우수한 품종을 선발하지는 못하여 초창기 맥주보리의 대표 품종으로서 장기간 재배되었다. 대전 근처에서 생산한 맥주보리는 품질이 나쁠 뿐만 아니라 수량도 낮아 1944년에 제주도가 재배 적지로 선정되어 위탁계약으로 재배하게 되었으며 생산한 맥주보리는 일본으로 보내 제맥 가공하여 필요한 맥아량만 우리나라에 공급하고 나머지는 일본에서 사용하였다.

해방 직후에는 외화가 없어 맥주보리 수입이 불가능했기 때문에 국내 생산에 의존할 수 밖에 없었다. 국내 생산 원료의 수급도 체계적인 생산과 수매 체계가 없어 많은 어려움이 있었지만 제주도와 충남에서 골덴메론과 겉보리를 일반 양곡상을 통해 매입하여 이용하였다. 6.25 전쟁으로 폐허가 된 맥주공장을 복구하였으나 원료인 맥주보리가 없고 국내 재배도 불가능하여 맥아를 수입하여 사용하였다. 1961년부터 제주도에서 맥주보리를 생산하기 시작하였으며 한국맥아공업(주)를 설립하여 국내에서 맥주보리를 생산하는 기반을 조성하였다. 맥주보리를 국내에서 자급하고자 외국의 우량 품종을 도입하여 농협과 계약재배하였고 우리 나라에 적응력이 높은 품종을 육성하기 시작하였다.

맥주원료로서의 종실 특성

가. 외부특성

많은 곡류 가운데 보리를 맥아와 양조용으로 이용하는 이유는 다음과 같다. 첫째로 보리, 밀, 귀리는 발아할 때 α-amylase와 β-amylase와 같은 두가지 효소를 동시에 생성한다. 두가지 효소가 조합되면 전분을 발효성 당인 덱스트린으로 분해하는데 이 중에서 한가지 효소만 작용할 때보다 효과가 높다. 둘째로 보리는 곡피의 부착 여부에 따라 겉보리와 쌀보리로 나누며 이중에서 겉보리를 맥주용으로 이용하고 있다. 겉보리는 곡피가 탈곡 후에 까지도 종실에 붙어 있어 발아할 때 곡피 안쪽에 있는 초엽을 보호하고 균일하게 발아하도록 한다. 셋째로 가공과정에서 곡피는 가용성 물질을 분리하는 여과층을 형성한다. 넷째로 곡피가 보호막으로 작용하여 침맥한 보리의 경도가 밀이나 쌀보리보다 높아 발아를 균일하게 한다. 다섯째로 곡피는 맥아 제조시에 고유한 색택과 맥아향을 냄으로서 맥주의 품위를 높인다.

또한 보리는 수축에 붙어 있는 종자의 배열에 따라 2조 보리와 6조 보리로 구분하며 이들 모두 맥주용으로 이용할 수 있으나 우리 나라에서는 2조보리 만을 맥주보리로서 이용하고 있다. 2조 보리는 6조 보리에 비해서 종실이 크고 풍만하며 단백질 함량이 낮고 전분 함량이 높으며 껍질(곡피)이 적어 polyphenol과 고미(苦味) 성분이 적으며 종실이 균일하고 추출율이 높아 맥주 양조에 적합하다.

나. 성분특성

＜탄수화물(carbohydrates)＞

탄수화물은 양적으로 가장 중요한 구성 물질로서 보리 건물중에서 70∼85%를 차지하고 각각 그 성질에 따라 상당한 차이를 보여 맥주 품질에 중요한 영향을 미친다.

전분(starch) : 전분(C6H10O5)n은 가장 중요한 구성물로서 보리의 50∼ 63%를 차지하는 성분이다. 전분은 종실이 등숙됨에 따라 동화작용에 의해 생성된 glucose(C6H12O6)가 연쇄 축합되어 발아 및 생장 초기의 에너지원으로 저장된다. 전분은 배유세포 내에서 전분립으로 축적되어 있으며 입자가 큰 전분립(20∼30㎛)과 작은 전분립(1∼6㎛) 두 가지로 나눌 수 있다. 그중 입자가 큰 전분립의 비율이 높을수록 맥아 품질이 좋으며 중간 크기의 전분립은 없다. 이들 전분립은 아밀로펙틴과 아밀로스로 구성되어 있고 서로간의 구조가 달라 제맥 및 담금과정 중에서 분해되는 과정도 다르다.

당(sugar) : 보리의 당 함량은 1.8∼2.0%로서 매우 적으며, 유묘가 이용할 수 있는 전이성 대사 산물이다. 종자는 수확기에는 휴식기 상태이기 때문에 적은 양의 이산화물(catabolic products)을 가지고 있고 주로 sucrose와 약간의 glucose, fructose 형태로 존재한다.

섬유소(cellulose) : 구조물질(structural substance)로서 곡피에만 5∼ 6% 존재한다. Amylose와 마찬가지로 섬유소는 가지가 없는 긴 1, 4-linked glucose residue로 결합되어 있으나 glucose 분자의 공간적 위치에 따라서 구별된다. amylose는 α-position에 위치하는데 비해서 cellulose는 β-position에 위치하기 때문에 불용성이 되고 맥아 효소로는 분해되지 않는다. 따라서 섬유소는 맥주 품질에 영향을 끼치지 않는다.

헤미셀룰로오스 : 배유세포벽의 주성분으로서 β-glucan과 pentosan으로 구성되어 있다. 이 두가지 물질이 같이 작용하여 배유 세포벽을 단단하게 형성해준다. β-glucan과 pentosan은 서로 다른 구조를 가지며 맥주 생산 및 품질에도 서로 다른 영향을 미친다. 헤밀셀룰로오스는 80∼90%의 β-glucan와 10∼20%의 pentosan으로 구성되어 있다.

β-glucan은 glucose분자가 긴 사슬을 이루는 데 이때 결합 위치는 1, 3- 보다 1, 4-에서 주로 이루어진다. β- 결합은 길고 확장된 사슬이긴 하지만 glucose 분자가 amylose chain처럼 나선형을 이루지는 않는다. 배유의 세포벽에서 β-glucan은 단백질과 조밀하게 결합되어 있고 β-glucan이 용액에 투입되면 수소결합으로 연결되어 있기 때문에 β-glucan을 fringed micelles(목도리의 술 장식과 같은 교질입자)라 한다. β-glucan의 이런 퍼짐성으로 인해 β-glucan gel이 형성되어 맥주 여과에 나쁜 영향을 미치게 된다.

Pentosan은 pentoses, xylose와 arabinose로 구성되어 있다. Essence pentosan은 1,4-D-xylose residue로 긴 사슬을 이루며 곳곳에 arabinose residue가 결합되어 있다. Pentosan은 제맥 및 양조 도중에 부분적으로 분해되며 β-glucan에 비해 맥주생산과 품질에는 큰 영향을 미치지 않는다.

＜질소화합물(nitrogen compounds)＞

보리의 질소 화합물은 단백질로 환산하여 8∼16% 정도 있으며 이 단백질의 1/3 정도가 최종 맥주로 넘어간다. 단백질은 맥주에 소량 있더라도 맥주 품질에 상당한 영향을 주어 맥주의 혼탁을 유발하기도 한다. 보리의 단백질 함량이 증가하는 만큼 맥아에서 얻을 수 있는 추출물의 양(extract)는 감소하게 된다. 일반적으로 단백질 함량은 무수물로 환산시에 최대 11.5%정도를 요구하나 국가에 따라서 차이가 있다.

단백질(proteins) : 분자량이 20,000∼300,000으로 매우 크므로 물에 녹지 않거나 끓이면 침전되지만 양조과정 중에 맥즙을 끓이므로 원래 상태의 단백질로는 최종 맥주에까지 넘어갈 수 없다. 보리에 있는 대부분의 질소 화합물은 단백질로서(약 92%), Osborne의 분류법에 따르면 단백질은 용매의 종류에 따라 다음과 같이 분류한다.

Glutelin은 보리 단백질의 30% 정도로서 alkali 용액에서만 용해된다. 이 단백질은 대부분 호분층에 있으며 공정 진행 중에 분해되지 않고 본래 형태 그대로 맥주박(spent grain)으로 빠져나간다.

Prolamin은 80% 알코올에 용해되는 단백질로서 보리에 있는 prolamin을 hordein이라고 부르고 보리 단백질 중에서 37% 정도를 차지한다. 일부는 맥주박으로 빠져나간다.

Globulin은 염(salt) 용액에 용해되는 단백질로 보리의 globulin을 edestin이라고 한다. 보리 단백질의 15% 정도를 차지하고 담금 과정 중에 용해된다. edestin은 네가지 형태(α,β,γ,δ)로서 황(sulfur)을 함유한 β-globulin은 오래 자비(煮沸)하여도 완전히 침전되지 않고 남아 혼탁을 일으킨다.

Albumin은 순수한 물에 녹으며 보리의 albumin을 leucosin이라고 한다. 보리 단백질의 11%를 차지하고 자비 중에 완전히 침전된다. 제맥 및 당화 중에 효소에 의해 분해되어 감소된다.

단백질 분해산물(protein breakdown products) : 단백질 분해산물은 항상 물에 녹기 때문에 끓일 때 침전되지 않는다. 최종 맥주에는 대부분 단백질 분해 산물이 포함되어 있으며, 보리의 질소 화합물의 약 8%를 차지한다. 이 비율은 제맥 및 양조 과정 중에 증가한다.

고분자 분해산물(high molecular weight breakdown products)은 proteose, 단백질 분해물 복합체와 peptones 복합체로 이루어져 있고 본래의 단백질종류에 따라 albunoses, globuloses 등으로 부른다. 이들 고분자 분해산물은 맥주 거품의 안정성을 향상시키고 맥주의 혼탁을 일으키기도 한다.

저분자 분해산물(low molecular weight breakdown products)은 단백질의 가장 작은 구성물질인 아미노산과 아미노산이 peptide 결합을 통해 형성한 중합체(dipeptide, oligopeptide, polypeptide)로 구성되어 있다. 저분자분해산물은 효모세포에 절대적으로 필요한 영양 공급원이다.
각각의 단백질은 1) 그 단백질이 함유한 아미노산의 수와 종류, 2) 아미노산의 연결 배열 순서, 3) 단백질 분자 내에서 아미노산의 3차원적 배열에 따라 달라진다. 아미노산 사슬은 연결 방식과 전체적인 구조는 열처리나 기타 다른 요인(산 또는 알카리)의 작용으로 고유의 공간 구조와 특성을 상실하고 이렇게 변질된 단백질은 다시 원상태로 복구할 수 없다. 이러한 현상을 단백질 변성(protein denaturation)이라 하고 맥주 생산시에도 이 과정이 반복적으로 일어난다.


＜지질(fats)＞

보리에는 약 2%의 지질이 있다. 보리 지질은 주로 호분층과 배에 있으며 호분층과 곡피에 있는 지질의 양은 유묘에 비해 약 9배 정도에 달한다. 지질은 대부분 glycerol이 3개의 지방산과 ester 결합으로 긴 사슬을 이룬 triglycerides 형태이다. 지질은 물에 불용성이며 대부분 본래의 형태 그대로 맥주박을 통해 빠져 나간다. 지질은 맥주 거품 형성에 좋지 않은 영향을 끼친다.


＜무기질(inorganic materials)＞

보리에는 약 2∼3%의 미량 성분이 있으며 대부분이 무기질 형태로 존재한다. 중요한 무기질은 인산염(phosphate) 35%, 실리카염(silicate) 25%, 칼륨염(potassium salts) 20%가 있다. Phosphate는 무기질의 주요 구성 성분이면서 종실의 가장 중요한 유기화합물 구조인 phytin, nucleic acids, coenzymes, 단백질 등에서 발견되는 주요 성분으로 제맥 공정 및 맥주 제조과정 중에 분리된다. 인산염은 발효 과정 중에서 일련의 화학 반응에 수반되는 물질로서 인산염 없이는 알콜 발효가 불가능해진다. Silicate는 곡피에 많이 있으며 전분에 존재하기도 한다. colloid로 용해되며 모든 맥주 혼탁에서 검출되는 성분이다.

＜기타물질(other substances)＞

보리는 polyphenol성 물질과 고미성분, 비타민, 효소 등의 다른 물질들도 많이 포함하며 미량에 불과하지만 맥주 품질과 생산에 영향을 미치는 요소가 많다.

polyphenols or tannins : 폴리페놀은 곡피에 축적되어 있을 뿐만 아니라 호분층에도 있다. 맥주에 이러한 성분이 많으면 원하지 않는 거친 맛과 쓴 맛을 느끼게 한다. 일반적으로 보리 껍질의 두께에 따라 polyphenol과 tannin 함량은 증가하므로 곡피가 두꺼운 보리는 제맥시에 이들 물질을 최대한 제거해야 한다.

비타민(vitamins) : 비타민은 영양성분으로 식물에서만 생성되고 보리에는 Vitamin B1(thiamin), Vitamin B2(riboflabin), Vitamin E(tocopherol) 등이 있으나 저장 및 공정 중에 파괴된다.

효소(barley enzymes) : 모든 생물체와 마찬가지로 보리에도 효소가 많이 포함되어 있다. 제맥 및 양조 과정 중에 일어나는 화합물의 변화는 모두 효소의 작용에 의해 일어난다. 효소는 생물학적 촉매제로서 고분자 단백질이며 특이한 반응을 일으키거나 촉진하고 낮은 농도에서도 활성을 일으킨다. 보리 자체에는 많은 효소가 있지만 대부분은 소량이고 맥아에 있는 대부분의 효소는 제맥 과정 중에 만들어진다.

2. 맥아 및 맥즙 제조

보리를 가지고 맥아를 만드는 것은 맥주를 만드는 첫 단계 공정이다. 물론 밀, 귀리, 수수, 조 등 다른 곡류를 이용해서 맥아를 만들어 이용할 수는 있지만 앞에서 설명한 바와 같이 보리를 이용한 맥아가 맥주 생산에 가장 적합하기 때문에 맥아라고 하면 일반적으로 보리맥아(barley malt)를 의미한다. 맥주 1hℓ를 만들기 위해서는 맥아 17kg이 필요하다.

정선 및 저장

품종순도는 품질이 균일한 맥아를 생산하기 위한 기본조건이다. 맥아를 만들기 전에 잡초 종자, 까락, 깨진 보리, 돌 등 이물질을 기계적으로 제거하는 정선과정을 거치게 된다. 이 물질은 수분함량을 높이고 깨진 부위에서 곰팡이가 피는 등 맥아품질을 떨어뜨리는 요인이 된다.

침맥중에 작은 종실은 대립에 비해 더 빨리 수분을 흡수하므로 분류하지 않으면 맥아 품질이 고르지 않게 된다. 따라서 2.2mm와 2.5mm의 체를 이용하여 같은 크기별로 분류한다. 2.5mm 이상인 1호맥과 2.2∼2.5mm 사이인 2호맥, 2.2mm 이하인 3호맥으로 분류한다. 1호맥과 2호맥은 각기 구분하여 제맥하고 3호맥은 맥아 제조에 이용하지 않고 사료용 등으로 이용한다.

정선한 보리는 휴면이 끝날 때까지 6∼8주 정도 저장을 한 다음에 제맥을 해야 한다. 저장 중에도 보리는 호흡을 하므로 통풍을 시켜 산소를 공급해야 한다. 호흡에 따른 수분과 열이 발생하는 과정은 다음과 같다.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Q(674 kcal)

만약 산소가 부족하면 세포내 호흡이 일어나 alkanals와 alkanols 등과 같은 독성물질이 형성되고 결국에는 생명력을 잃게 된다. 이 호흡에서 전분이 손실되므로 가능한한 호흡을 작게 하여 손실을 줄여야 한다. 표 1에서 보는 바와 같이 호흡은 수분함량과 저장온도에 의해 크게 영향을 받으며 수분의 영향이 매우 크다. 수분함량이 15% 이상이면 호흡이 급격히 증가하므로 저장하기 전에 반드시 건조해야 한다.

표1. 수분함량별 보리의 호흡량(20℃에서 24시간 동안에 보리 1kg당 발생하는 CO2의 양)

표 2. 저장온도에 따른 보리의 호흡량(24시간 동안에 보리 1kg당 생산한 CO2의 양)

발아와 성분 변화

배가 배유의 영양소를 이용하여 잎과 뿌리로 자라는 것을 발아라고 하며 이 때에 각종 효소가 생성되고 물질의 변화가 일어난다. 발아하기 위해서 호흡이나 기타 대사 작용으로 생산된 에너지와 생장 물질을 필요로 한다. 제맥을 시작하는 초기에는 전분과 같은 물질이 배유 내부에 안정된 고분자 상태로 존재하나 효소의 작용으로 작은 분자 상태로 분해된다. 제맥 공정의 가장 중요한 목적은 효소를 만드는 것으로 이 효소는 담금과정 중에 고분자 물질을 분해하는 결정적인 요소이다. 따라서 제맥 공정 중에는 효소에 의한 분해를 제한하여야 맥아 성분의 손실을 막을 수 있다.

가. 생 장

발아시에 유근과 초엽이 나오게 된다. 침맥이 진행됨에 따라 종실의 하부에 유근(rootlet)이 보이게 되고 시간이 지남에 따라 유근은 서로 얽히게 된다. 유근은 약 2일 후에 2∼4개가 되며 그 길이가 담색맥아는 종실의 1.5배, 농색 맥아는 2배에 달한다. 뿌리는 건조 후에 제거하므로 제맥 손실을 적게 하기 위해서는 뿌리의 길이를 최소화 해야 한다. 발아 기간이 길고 온도가 높을수록 뿌리는 길어지고 손실도 많아지게 됨으로 가능한 한 낮은 온도에서 짧은 기간 내에 발아를 마치도록 해야 한다. 유근에 의한 감소는 맥아 건물중의 4% 정도이다.

겉보리의 초엽은 종피 아래를 따라 신장하며 종실의 등 부위가 불룩하게 된다. 초엽은 뿌리와 달리 곡피의 내부에서 자람으로 건조 후에도 손실되지는 않는다. 초엽의 길이로 종실의 용해 정도를 알 수 있다. 초엽이 종실 밖으로 나온 상태를 과신장이라고 하며 이는 발아 온도가 너무 높거나 공정상의 실수로 일어날 수 있다.

나. 효소의 활성화

효소가 활성화 되고 새로운 효소가 생성되는 것이 발아 및 제맥의 목적이다. 효소는 원맥에 이미 있는 상태이며 발아 공정 중에 이 효소가 활성화 또는 생성된다. 보리나 맥아에 포함된 중요한 효소는 α-amylase, β-amylase, β-glucanase, cystase, protease, phosphatase 등이 있다. α-amylase는 보리에는 없지만 그 밖의 효소는 소량씩 있다.

발아는 배에서 발아 호르몬인 지베렐린 또는 지베렐린 유사물질을 호분층으로 방출하면서 시작된다. GA의 자극을 받은 호분층은 아미노산과 가수분해효소를 합성하여 β-glucanase, 다음으로 α-amylase와 protease 등의 순서로 배유로 보낸다. 합성된 cystase는 배유 세포벽을 분해하고 amylase는 배유의 전분을 분해한다. α-amylase는 새로 합성되나 β-amylase는 배유에 불활성 상태로 존재하다가 protease에 의해서 활성화된다. amylase에 의해 생성된 maltose의 일부를 glucose로 분해하는 maltase(α-glucosidase)도 합성된다.

amylase는 맥아의 효소 중에서 가장 중요한 효소로서 이 효소는 담금과정 중에서 전분을 분해하게 된다. α-amylase는 발아가 안된 보리에서는 발견되지 않지만 발아 개시 2∼4일경 부터 생성되고 발아가 진행됨에 따라 점차 늘어난다. 반면 β-amylase는 발아하지 않은 보리에서도 다량 함유되어 있지만 발아를 시작하면 이 효소의 양이 감소되다가 발아개시 2∼3일에 그 양이 급격히 늘어난다. β-amylsae의 생성은 발아 1일차 호흡과 직접 관련이 있다. 1일차에 지속적인 공기 공급이 이 효소를 생성하는데 중요하다. 과거의 발아 공정은 β-amylase의 함량에는 거의 변화가 없었다. 발아 기간 중에 생성되는 α-, β-amylase 의 함량에는 몇 가지 인자들이 영향을 미친다.

1) amylase의 함량은 기후 조건의 영향을 받지만 품종적 특성이다.
2) 같은 품종일 경우 대립이 소립보다 더 많은 amylase를 생성한다.
3) 녹맥아의 수분함량이 높을수록 amylase의 함량은 높아진다.
4) 저온발아의 경우 amylase 함량이 최대가 된다. 높은 온도에서의 침맥과 발아는 효소가 생성되는 시기를 앞당길 수는 있으나 그 양은 감소된다. amylase 총 활성 정도를 Windisch-Kolbach Unit(WK)로 표현하며 효소력가(Diastatic Power)를 사용하여 측정한다. 효소력가는 주로 β-amylase의 활성을 나타나며 α-amylase는 별도의 분석 방법으로 측정한다.

제맥과정 중에 전분 분해효소 뿐만 아니라 cytolytic, proteolytic 등의 효소도 생성되고 단백질 분해효소로 5종류의 protesae(thiol protesae 2종류, metalloprotese 3종류)와 10 종류의 peptidase(carboxypeptidase 4종류, 중성 aminopeptidase 4종류, 알칼리성 peptidase 2종류)가 생성된다. 그외 phosphotase와 호흡작용에 필요한 산화효소로 peroxydase와 catalase가 합성된다. 이들 효소는 보리에 미량으로 존재하다가 발아 3∼4일차에 대부분 생성된다. 이들 효소의 생성 과정은 amylase의 생성과정과 거의 비슷하다.

다. 저장 물질의 변화

발아중에 효소가 생성되고 그 양이 늘어나는 것 뿐만 아니라 저장물질은 식물의 영양분 공급에도 일부가 사용된다. 그 결과 효소는 고분자 복합체를 저분자 물질로 전환한다. 그러나 분해된 저분자 물질은 식물체 내의 새로운 세포물질을 생성하기 위해서 이동 또는 호흡에 소비되기 때문에 이후 과정에는 더 이상 필요가 없다. 따라서 호흡과 새로운 조직이 자라는 데에는 극히 일부만이 이용되어야 하고 발아 과정중에는 용해라고 하는 분해과정, 전분분해, 단백질의 분해 등이 중요하다.

배유 세포벽은 hemicellulose와 단백질 조직으로 구성되어 있다. 발아할 때 이 세포벽은 cystease 효소복합체에 의하여 부분적으로 분해된다. 이들 복합체에는 hemicellulase와 β-glucanase가 포함되어 있다. 이렇게 세포벽이 용해됨에 따라 다른 효소들이 배유의 내부로 침투하여 분해를 촉진시킨다.

곡립이 부서지는 정도(friability)로 용해 정도를 알 수 있다. 매우 단단한 보리는 발아가 끝날 때에 손가락으로 분쇄할 수 있다. 손가락으로 으깨어 보았을 때 내용물이 뭉치지 않고 잘 펴진다면 용해가 충분히 일어났다고 볼 수 있으며 발아를 중지시켜도 좋다.

hemicellulose의 주성분은 β-glucan으로 β-glucan은 제맥 공정 중에 endo-β-1,4-glucanase(보리에 이미 들어 있음)와 endo-β-1,3 -glucanase (제맥되기 이전에는 생성되지 않음)의 효소에 의해서 분해된다. β-glucan solubilase는 단백질에 결합되어 있는 β-glucan을 방출한다. 이 효소의 양은 제맥 전의 150∼170% 정도로 증가된다. β-glucan 함량이 높다고 반드시 여과에 나쁜 영향을 미치는 것은 아니다. 여과는 β-glucan gel이 만들어지는 양에 따라 다르며 고분자량인 β-glucan이 주로 gel을 형성하여 여과에 문제를 일으킨다. 따라서 맥아에는 이를 분해할 수 있는 endo-β-glucanase 함량이 많아야 한다. 이 효소의 목표치는 맥아 kg당 120 endo-β-glucanase unit이다.

맥아의 β-glucan 함량이 낮은 것이 이상적이나 보리 품종마다 β-glucan 함량이 다르므로 맥아의 β-glucan 함량이 낮은 품종을 개발할 필요가 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 고분자량의 β-glucan이 많을 수록 여과에 나쁜 영향을 미치는 gel을 형성할 가능성이 높아진다. 예를 들면 용해가 덜된 보리를 사용한다면 맥즙의 점도가 크게 변하지 않으면서도 고분자의 β-glucan 함량은 증가하여 여과에 문제가 생기게 된다. 발아력이 떨어지는 보리로 만든 맥아는 여과할 때 문제를 일으키므로 제맥시에 발아율이 높은 보리만을 사용하고 수분함량이 13%가 넘지 않도록 건조한 상태에서 보관하여야 한다. 균일한 품질의 맥아를 생산하기 위해서 가장 중요한 사항은 발아가 균일해야 한다. 제맥이 되지 않은 보리가 포함되면 담금공정 중 60∼70℃의 온도에서 용해되지도 않고 더 이상 분해되지도 않는 고분자의 β-glucan을 생성한다.

전분은 유묘가 새로운 세포를 형성하거나 에너지원으로 이용된다. 호흡에 의해 전분은 이동이 가능한 당의 형태로 전환된 후에 유묘로 공급되기 때문에 맥즙 추출물의 원천인 전분이 줄어들게 된다. 원맥 보리에 있는 전분 함량은 63%에서 맥아에서는 58%로 감소되고 당은 2%에서 8%로 증가된다. 즉 5∼6%의 전분이 당으로 분해된 것으로 보이나 동일한 값에서 백분율이 아니므로 정확한 값은 아니다. 건조중량 100g의 보리에서 건조중량 90g의 맥아를 만들었을 때 보리에는 전분이 63g이 있었다. 호흡 등으로 인한 손실이 없다면 맥아 90g에는 63g의 전분(70%)이 있어야 하나 실제로는 58% 뿐이므로 약 12%의 전분이 분해되어 6%는 당으로 전환되었고 6%는 호흡 등으로 제맥과정에서 소모된 것이다. 따라서 호흡에 의한 소모량을 줄이기 위해서는 저온에서 짧은 기간 내에 발아를 마쳐야 한다. 맥아중에 있는 당은 glucose나 fructose, sucrose 등으로 존재하고 소량의 maltose는 곧바로 분해된다.

단백질은 호흡에는 사용되지 않지만 뿌리와 같이 새로운 세포 조직에 사용된다. 이러한 고분자인 단백질을 이동시키기 위해서는 가용성인 저분자 물질로 분해되어야 한다. 발아기간 중에 35∼40%의 단백질이 가용성 물질로 분해되는데 이는 peptidase에 의해서 저분자량의 물질(amino acid, oligopeptides)로 분해되고 이 비율을 Kolbach Index(K.I.)라고 한다. 단백질의 분해는 용해와 병행하여 일어나며 별도로 구분해서 조절은 되지 않는다. 질소화합물 중에서 약간은 뿌리로 전달되며 따라서 곡실에 있는 함량보다 0.3%가 낮게 맥아에서 나타난다.

Dimethyl sulphide(DMS)는 맥주에 삶은 채소냄새를 내는 휘발성 물질로 이 성분은 없는 것이 좋다. 발아할 때 불활성인 DMS 전구체가 생성되나 이는 열에 불안정하여 고온에서는 활성전구체(DMS-P)와 free DMS로 전환된다. 침맥, 발아과정중에 불활성인 DMS 전구체가 DMS-P와 free DMS로 변화되는 비율을 최소로 해야 한다. 침맥도와 발아기간 중의 수분함량, 발아온도를 낮추고 용해를 제한하면 DMS-P가 낮아진다. 대부분의 DMS 전구체는 유근으로 이동하고 최종 맥아에는 많지 않다. 남아 있는 양도 대체로 건조 공정중에 제거된다.

발아를 촉진시키는 생장조절제로 가장 많이 사용하는 것은 보리에도 미량 함유되어 있는 GA이다. GA는 백색의 분말 결정체로 알코올이나 아세톤에 용해시켜(1g /50ml) 이 용액을 필요한 만큼 물에 희석하여 사용한다. GA 용액은 쉽게 분해되어 효능이 떨어지므로 사용 전 24시간 이내에 준비해야 한다. GA는 가능한한 빨리 첨가하여야 하며 건체 또는 최아시에 분무하는 것이 가장 효과가 높다고 한다. GA는 보리 톤당 0.03∼0.08g 의 농도로 첨가하나 품종, 생산년도, 제맥기간 등에 따라 다르다. GA는 휴면기간을 단축시키게 되므로 처음에는 다량 사용하다가 점차 그 양을 줄이게 된다. GA 사용의 장점으로는
1) 발아 기간을 2일 정도 줄일 수 있으며,
2) 생산 수율은 1% 정도 높일 수 있고,
3) 추출율도 1% 정도 높이고,
4) 휴면기간을 단축시킨다. 그러나 단백질 분해효소가 전분이나 세포벽 분해효소보다 빨리 생성되어 맥아와 맥주의 색도가 높아지는 경향이 있으므로 GA를 사용할 때에는 주의해야 한다.

결론적으로 좋은 품질의 맥아를 생산하기 위하여는
1) 발아기간 중에 곡립내 수분을 40% 이상으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 수분 일부가 증발되는 동안 호흡에 의해서 계속 발생되나 수분량이 충분하지 않다면 수분을 공급해 주어야 한다.
2) 침맥시에 공기의 공급이 원활하지 못하면 세포내 호흡으로 불발아 등이 일어날 수 있다. 그러나 공기가 너무 과다하게 공급되면 호흡에 의한 손실이 많아진다.
3) 호흡은 온도를 상승시키고 이는 생장촉진으로 영양분의 손실이 많아지고 효소 생성이 감소된다. 따라서 발아 온도를 담색맥아는 17∼18℃, 농맥아는 23∼25℃정도 유지하는 것이 좋다.

배조(焙燥)와 성분 변화

보리가 발아하여 수분을 함유한 상태를 녹맥아라 하며 이를 건조시키는 과정을 배조라 한다. 배조(Kilning)는 건조(drying)와 배초(curing)로 이루어진다. 건조는 수분을 8∼10% 정도로 건조시키는 것이며 배초는 수분을 4% 이하로 감소시키면서 맥아 특유의 색깔과 향미를 부여하는 과정이다. 배조하는 과정 중에
1) 수분함량이 낮아지고,
2) 발아와 용해가 중지되어 이화학적 변화가 일어나며,
3) 바람직하지 못한 냄새가 제거되고 색깔과 향기 성분이 생성된다. 이러한 변화는 바람직한 맥아즙의 조성을 갖게 해 주고 맥주의 색깔과 향미에 크게 영향을 미치게 된다.

가. 건조

맥아를 저장하기 쉽게 하기 위해서 40% 이상인 수분 함량을 5% 이하로 낮추어야 한다. 수분 제거는 녹맥아 사이로 더운 공기를 통과시켜 제거한다. 녹맥아를 가열할 때에는 양조과정에서 기질을 분해하는 효소가 파괴되지 않고 전분이 호화되지 않도록 주의해야 하는데 고온에 접하기 전에 예비 건조로 수분함량이 10∼12% 될 때 까지에는 50℃ 이하로 건조해야 한다.

나. 배초

80℃ 이상의 온도에서 많은 양의 저분자 분해산물은 색깔과 향기 성분을 형성한다. 이러한 복잡한 반응을 maillard reaction이라고 부르고 형성되는 화합물은 발아, 예비건조 및 배조 과정 중의 다양한 화합물의 농도, 온도, 수분 함량에 따라 달라진다. 이 반응에서 가장 중요한 산물은 멜라노이딘(melanoidins)으로서 멜라노이딘은 당과 아미노산으로부터 100℃에서 형성되고 맥아의 향기 성분과 적갈색(reddish-brown)을 나타내며 산성이고 물질을 환원시킨다. 멜라노이딘은 맥아의 색깔을 형성하고 이에 따라 맥주의 색이 결정된다. 농맥아의 경우에는 많은 양의 멜라노이딘이 형성되어야 하고 담색맥아의 경우에는 소량 형성되어 맥아의 색이 진하지 않게 된다.

담색 맥아를 생산하기 위해서는 모든 조건이 멜라노이딘을 형성하지 않도록 해야 한다. 이는 녹맥아에 있는 당과 아미노산 등 분해 산물의 양이 가능한한 적어야 하고 온도는 100℃를 넘지 않아야 한다. 결과적으로 담색 맥아를 생산하기 위해서는 보리의 단백질 함량이 8.5∼11%로 낮은 것이 좋고 고분자량인 물질의 분해를 제한하고 멜라노이딘의 생성을 최소화하기 위해 발아와 용해를 제한하여야 한다. 색깔 형성에도 불구하고 배조 마지막 단계에서 배초온도가 높을 수록 맥아는 좋다. 고온은 단백질을 변성시키고 따라서 단백질에 의한 맥주의 혼탁을 감소시킨다.

배조 동안에 온도가 높으면 효소 활력이 높을 수 있다. 효소의 활력은 수분함량이 높을 수록 높고 수분 함량이 낮으면 효소는 불활성화 된다. 담색 맥아 생산에는 녹맥아를 초기 건조시에 많은 양의 공기를 불어 넣어 10∼12% 정도의 수분함량까지 건조하여 효소를 불활성화 시킨 다음 배조 과정에서 80∼85℃로 가열한다.

반면에 농색맥아를 생산할 경우에는 효소가 초기에는 계속 활성화 되어야 하고 당과 아미노산과 같은 분해산물을 형성해야 한다. 따라서 공기량을 줄이고 20% 수분함량인 녹맥아를 40∼50℃로 가열 건조한 다음 최종 온도를 105℃로 하여 멜라노이딘이 형성되도록 한다.

다. 기타 물질의 생성

불활성 전구물질을 가열함으로서 부분적으로 DMS-P와 free DMS로 분해된다. 따라서 배조 동안에 활성/비활성 전구물질의 비율이 형성되고 DMS-P가 가열시에 DMS로 전환되고 휘발되며 맥아에 일부 남는다. 배조 온도가 높으면 높을수록 DMS-P가 DMS로 더 많이 전환되고 제거된다. 그러나, 배초 온도가 높아짐에 따라 맥아 색도는 증가하므로 담색 맥아에서는 온도를 높일 수가 없다. 100℃에서 배초하는 농색 맥아는 저온에서 배초하는 경우보다 DMS-P가 매우 낮다. 65℃에서 예비건조하면 DMS-P 함량이 낮아질 수 있다. 또한 배조 동안에 많은 휘발성 향기 성분이 형성되고 이는 맥즙을 거쳐 맥주로 전달된다. 맥즙을 오랫동안 끓이면 DMS는 완전히 제거되지만 에너지를 많이 사용함으로 최근에는 1시간 정도만 끓인다. 따라서 너무 많은 DMS가 맥즙과 맥아에 남을 위험성이 있다. 따라서 최근에는 DMS-P가 적은 맥아를 원하게 된다. DMS 냄새가 나는 초기의 양은 50∼60㎍/ℓ이다.

Nitroamines(nitrosodimethylamine=NDMA)는 고온에서 amines(amino acid)와 질소산화물로부터 만들어지는 발암성 물질이다. 배조시에 직접 가열방법에서 간접가열방법으로 바뀜에 따라 뜨거운 질소산화가스(NOX)가 맥아를 직접 통과하지 않아 NDMA는 생성량이 줄어들었다. 그 허용치는 맥아 ㎏당 2.5㎍이다.

라. 효소 불활성화

효소는 고분자량인 단백질로서 배조 동안에 단백질 구조는 어느 정도 변성이 일어난다. 그렇지만 변성은 운반 단백질(carrier protein)의 구조에 따라서 다르고 효소가 받는 영향도 다르다. 배조의 첫 번째 단계에서 amylase의 효소 활력은 (특히 α-amylase) 50℃ 정도까지는 증가한 다음 다시 감소한다. 배조가 끝날 때에는 녹맥아보다도 15% 정도 활력이 높다. α-amylase는 β-amylase에 비해 내열성이 크므로 온도에 민감한 β-amylase는 배조과정에서 담색 맥아는 30∼50%, 농색맥아는 65∼75%가 소실된다.

온도에 더욱 민감한 β-glucanase는 효소 활성이 더욱 많이 감소하여 endo-β-glucanase는 20∼40%, exo-β-glucanase는 50∼70%가 감소한다. 반면에 온도에 둔감한 단백질 분해효소는 배조 동안에 10∼30%가 증가한다.

마. 배조의 관리

이러한 특성을 가진 양질의 맥아를 만들기 위해서는
1) 온도(맥아의 상·하부, 기온, 공급되는 공기와 재사용하는 공기)
2) 습도(맥아층에 있는 공기)
3) 교반기 가동시간(교반기가 있는 경우)
4) 환풍기 가동시간
5) 재사용하는 공기와 신선한 공기의 양 등의 조건을 적절히 조절하여야 한다.
최근에는 이 모든 요인을 자동으로 조절할 수 있게 되었으나 제맥기술자는 각각의 공정과의 상호관계에 대하여 더욱더 잘 알아야 한다.

표 8. 맥아 종류와 제맥 조건

농색맥아를 만들 때에는 멜라노이딘이 생성될 수 있는 조건을 만들어 주어야 한다. 농색 맥아는 고단백 품종이 주로 이용되고 침맥도는 48∼50% 정도로 높고 효소는 매우 활력이 높으며, 발아기간 동안에 분해 산물이 많이 생성할 수 있게 발아시 온도를 18∼20℃, 최고 온도는 20∼25℃를 유지한다. 충분히 용해되도록, 신장도는 곡립 길이의 3/4∼1 정도, 뿌리는 곡립길이의 2배정도까지 길고, 건조시 초기에는 수분이 많은 더운 공기를 이용하여 수분함량을 20% 정도까지 낮추고 효소는 보다 많은 유용한 분해 산물을 생성할 수 있는 조건이 되게 한다. 배초온도는 105℃에서 4∼5시간 동안 실시하여 색도는 15∼20 EBC, 추출 차이는 2∼3% 정도로 흑맥주의 기본 특성을 나타낸다.

다. 기타

기타 특수 맥아로서는 Vienna malt, Crystal malt(Caramel malt), Brumalt, Roasted malt(Black Malt), Acid malt, 최아 맥아(short grown and chit malt), 밀 맥아, 수수맥아 등이 있다. 이들 특수 맥아는 침맥도, 발아 온도와 기간, 배조 온도 등을 조절하여 만든다. 비엔나 맥아는 담색 맥아의 특성을 보완하거나 황금맥주(golden beer), 소규모 양조맥주 등을 만드는데 이용하고 식미 풍만도를 높이기 위해서 배초온도를 90℃로 유지함으로서 색도가 5.5∼6.0 EBC 정도의 맥아를 만들기도 한다. 크리스탈 맥아는 수분함량이 45∼50%인 녹맥아를 만들고 발아할 때 효소에 의한 분해를 촉진시켜 저분자 질소화합물과 당의 생성을 높이고자 마지막 30∼36시간 동안을 50℃까지 높인다. 배조시에 색도를 조절하기 위해서 배조 온도를 달리함으로서 Carapiles(매우 색이 엷은 크리스탈 맥아), 담색 크리스탈 맥아, 농색 크리스탈 맥아 등으로 구분하며 각기 특성이 다르다. 크리스탈 맥아는 저알코올 맥주 또는 무알코올 맥주, light 맥주, 흑맥주 등을 만드는데 이용한다. Brumalt는 생산비가 많이 들며 농색 맥아를 이용하여 발아시킬 때 마지막 단계에 온도를 높이고 호흡을 억제시켜 만든다. 배초 온도를 80∼90℃에서 3∼4시간 처리하여 30∼40EBC인 맥아를 만들게 되고 담색맥아 또는 농색 맥아와 함께 사용하여 맥주향을 증가시키거나 색도를 높인다. 흑색맥아는 색이 진한 맥주를 만들 때 이용하는 맥아로서 175∼200℃에서 1.5시간을 더 배초하고 사용량이 1%가 넘지 않아야 탄 냄새가 맥주에 배지 않는다.

산성맥아는 40∼50℃에서 lactic acid bacteria가 lactic acid를 만들고 초기에는 50℃, 후기에는 60℃에서 건조하면 pH가 낮아지게 된다. 산성맥아는 맥아향이 풍부한 무알코올 맥주 등을 만드는데 이용한다. 최아맥아는 발아기간을 2∼4일로 줄여 용해도가 낮기 때문에 양조시에 문제를 일으킬 수 있어 조금만 사용해야 한다. 최아 맥아를 사용하게 되면 식미, 풍만도와 맥아향을 감소시키지 않고 거품 안정성을 높일 수 있다.

밀 맥아(wheat malt)는 밀을 발아시켜 밀맥주 또는 상면 발효맥주를 만들 때 이용한다. 밀은 곡피가 없고 단백질 함량이 높으며 흡수 속도가 빠르므로 침맥시간을 줄일 수 있으나 발아 상태가 나쁘다. 보리보다 온도는 약간 낮게 발아시키나 후기에 온도를 17∼20℃로 높여 세포벽 분해를 촉진한다. 밀로 만든 맥즙은 pH는 6.0, 콜박지수는 42%, FAN은 18%이며 배조 초기온도는 40℃, 후기 온도는 60℃이고 배조 온도에 따라 담색 밀맥아와 농색 밀맥아가 있다. 담색 밀맥아는 80℃에서 빠르게 배초하여 색깔이 형성되는 것을 방지하여 색도가 3∼4EBC로서 부드럽고 거품이 풍부한 상면 발효맥주에 이용한다. 농색 밀맥아는 100∼110℃에서 배초하여 색도를 높이고 흑색 밀맥주 또는 저알코올 밀맥주를 만드는데 이용한다. 유렵에서는 개발한 밀맥아용 품종으로는 Atlantis, Astron, Konsul, Tambor, Zentos 등 있다. 수수 맥아는 아프리카 등 열대지방에서 보리 맥아를 수입하기가 어렵고 보리 재배도 어려워 이용하고 있다.

4. 맥주보리 품질과 평가

맥주보리는 맥주 원료 중에서 가장 중요한 비중을 차지하므로 맥주의 품질을 좌우하는 결정적인 요소라고 할 수 있다. 고품질인 균일한 맥아를 만들기 위해서는 같은 품종을 동일한 환경 및 재배조건에서 가능한한 많은 양의 균일한 보리를 수확해야 한다. 동일한 품종을 재배해야 그 품종의 장점을 충분히 활용하여 양질의 맥아를 생산할 수 있다.

보리와 맥아의 품질 평가는 맥아의 양조적 가치를 예측하는데 있어 중요한 자료가 된다. 맥주보리 품질은 외관적, 물리적 성질에 대한 평가 외에 반드시 화학적 분석을 병행해야 한다. 맥주보리 품질 검정법으로는 EBC(European Brewery Convention), ASBC(American Society of Brewing Chemists), MEBAK(Middle European Brewing Analysis Commission), IOB(Institute of Brewing)와 같은 기관의 분석법을 따르나 국가별, 품종, 맥아 종류, 양조 특성 등에 따라 다르다.

일반적으로 좋은 품질의 맥주보리가 갖추어야 할 조건으로는 다음과 같다. 곡립이 굵고 곡피 비율이 낮으며 균일해야 하고 첨단이 완전해야 하는데 정립율이 85∼90% 이상, 2.2mm이하인 세맥이 3% 이하, 물에 뜨는 부맥은 2% 이하이어야 한다. 곡립의 비중은 1.2∼1.35로서 높을 수록 좋다. 천립중은 큰 것이 좋으며 소립종(37∼40g), 중립종(40∼44g), 대립종(45g 이상)으로 구분한다. 용적중이 높을수록 추출량이 많으며 가벼운 것(650g/ℓ이하), 무거운 것(680g/ℓ이상)으로 구분한다. 단백질 함량은 9∼12%로 낮아야 한다. 맥주보리는 맥아를 만들어 사용하므로 발아가 잘되고 균일해야 한다. 3일후에 조사하는 발아세는 90∼92% 이상, 6일 후의 발아율은 92∼96% 이상이어야 한다. 품종 고유의 색택을 가지고 순수한 맛과 향기를 가져야 한다. 색택은 담황색으로 윤기가 있는 광택을 가져야 한다. 녹색을 띤 것은 성숙이 불완전한 것이고, 알갱이의 첨단이 갈색인 것은 곰팡이가 발생한 것이며, 색택이 불량한 것은 수확기에 비를 맞았거나 수확 후에 습기 있는 곳에 둔 것이다. 신선한 보릿짚 향기가 나며 연하고 전분과 같은 맛을 가진 약간 감미가 있는 것이 좋다. 순도가 높고 수확 시기가 너무 빠르거나 늦지 않아야 한다. 협잡물이 적게 함유되고 단일 품종으로 된 것이라야 한다. 해충의 피해와 변질을 막기 위해서는 건조가 잘 되어 수분함량은 13% 이하이어야 한다. 배유는 초자질이 적고 분상질이 80% 이상이어야 한다.

원맥 품질

보리의 품질은 맥아의 평가에 지대한 영향을 미치므로 보리의 품질을 평가하는 것은 맥아의 품질을 알 수 있는 기본 요소이다. 보리에 대한 검사는 손으로 만져보는 검사와 이화학적 측정법에 의한 검사가 있다.

가. 손으로하는 검사

품종과 재배지 : 보리를 주로 품종과 재배지역에 따라 분류한다.

향기 : 깨끗하고 신선한 보릿짚 향기가 나야한다. 흙냄새, 곰팡이 냄새 등은 습기에 차서 축축한 상태로 저장하였기 때문이며 변질되기 쉽고 발아력이 감소되어 제맥이 어렵게 된다.

수분함량 : 보리는 손으로 만져보아 건조하고 손에서 쉽게 흘러 내려야 한다. 만일 손에 붙어 있다면 수분함량이 높은 것이다.

색택 : 맥주보리의 색택은 맥아 및 맥주 품질에 크게 영향을 미친다. 맥주보리의 색택은 품종 고유의 특성이지만 재배 과정 중에 여러 가지 요인에 의하여 크게 변한다. 좋은 품질의 맥주보리는 엷은 황백색으로 윤기가 나며 균일한 모양을 가져야 한다. 녹색인 종실은 수확기가 너무 빨랐기 때문이며 비피해를 입은 보리는 어둡고 산뜻하지 않은 외관이며 때로는 갈색인 보리 품종도 있지만 대부분은 습한 기후에서 수확된 것으로 이런 보리는 수감수성이 높게 된다.

곡피의 모양 : 곡피는 얇게 주름져 있어야 하는데 이는 보리의 껍질이 얇음을 의미한다. 가늘고 조밀한 주름(fine wrinkling)은 우량하고 추출율이 높은 보리임을 의미한다. 미성숙된 보리는 곡피의 두께가 두껍거나 주름이 굵고 거칠다. 곡피가 두꺼운 보리는 폴리페놀과 고미 성분을 더 많이 함유하고 있다.

순도 : 보리에는 잡초 종자, 모래, 까락, 깨진 보리 및 다른 곡물이 없어야 한다.

손상립 : 손상립은 제맥과정에서 기술적인, 생물학적인 문제를 일으키므로 반드시 제거해야 한다. 대부분의 손상립은 탈곡과정과 충해에 의하여 발생한다.

모양과 크기 : 종실의 모양은 품종에 따라 다르나 크고 충실하며 둥근 것이 가늘고 긴 것에 비해서 추출율이 높고 단백질 함량이 낮다.

균일성 : 충실한 종자의 비율이 높고 균일한 보리가 요구된다.

수발아립 : 성숙기에 매우 습하거나 비를 맞아 이삭 상태로 발아한 종자가 있으며 이러한 보리는 발아불량으로 맥아 생산에 이용할 수가 없다.

병충해립 : 주로 바구미에 의한 피해가 크며 바구미에 의한 피해는 종실에 구멍이 나 있어 침맥 과정 중에 떠오르나 제맥에 이용할 수가 없다. 곰팡이해를 입은 보리는 맥주에서 이상 거품발생(gushing)을 유발할 우려가 있다.

나. 이화학적 검사법

정립율 : 곡립 크기에 의한 등급 결정은 보리의 가장 중요한 물리적 검사 방법으로 신속하고 쉽게 할 수 있는 방법이다. 2.8mm, 2.5mm, 2.2mm의 종목체로 선별하여 4가지로 구분한다. 보리 100g을 검사하여 그 무게를 측정하여 구분한다. 2.5mm와 2.8mm 종목체 위에 남아 있는 1호맥과 2.5mm 체는 통과하고 2.2mm 종목체 위에 남아 있는 2호맥으로 구분하고 2.2mm 이하인 세맥은 제맥용으로 사용하지 않는다. 맥주보리는 1호맥 비율이 최소 85% 이상이 되어야 하며 우량한 맥주보리는 90% 이상을 요구하고 최상품 맥주보리는 95% 이상이 되어야 한다. 세맥 비율이 4% 이상이면 정선하지 않은 보리로 판단하고 상품은 2% 이하가 되어야 한다.

천립중 : 보리 종실 1000개의 무게로서 수분 함량에 따라 달라지므로 무수물로 계산하는 것이 원칙이나 풍건상태로 이용하기도 한다. 천립중은 보리의 등급 및 추출율과 관계가 높아 1호맥 비율이 높은 보리의 천립중이 증가할수록 보리의 추출율이 높아진다.

용적중 : 보리 1ℓ의 무게를 g 단위로 측정한 것으로 일반적으로 680∼700g 정도이며 곡립의 충실도 조사와 저장중인 원맥의 양을 조사하는 데 사용한다.

경도 : 보리의 경도 측정은 제맥 과정 중에 기대할 수 있는 공정의 편리성과 생산할 맥아의 품질을 결정하는데 유용한 항목이다. 배유의 경도는 farinator나 trandverse 또는 longitude cutter로 조사한다. 양조에 적합한 보리는 최소한 80% 이상의 분상질(mealy)을 가져야 한다. 초자질 정도는 영구적이거나 일시적인 것으로 나눌 수 있으며 이러한 초자질 종자를 구별하기 위해서는 24시간 동안 침맥하여 건조한 후에 다시 잘라 보면 알 수 있다. 영구적인 초자질 보리는 맥아 제조에 바람직하지 못하다.

수분함량 : 품질 평가가 목적이 아니고 제맥시의 침맥도를 측정하고 전질소 함량 등의 수분 보정에 이용한다. 만약 수분 함량이 17% 이상인 경우에는 50℃ 이하에서 3∼4시간 정도 예비 건조해야 한다.

단백질 함량 : 제맥 및 맥주 생산에 매우 큰 영향을 미친다. 단백질 함량이 높은 보리는 제맥 공정상에 어려움을 야기할 뿐만 아니라 제맥 수율을 감소시킨다. 단백질 함량이 1% 증가함에 따라 추출율은 0.9∼1%가 감소한다. 따라서 단백질 함량은 보리 품질 검정시에 매우 중요한 항목으로 맥주보리 품질을 분석할 때는 반드시 분석해야 할 항목이다.

발아세, 발아율 : 원맥을 정상적으로 제맥할 때 완전히 발아할 수 있는 원맥의 백분율을 추정하는 것으로 최적의 발아 조건에서 3일과 5일 후에 발아한 곡립의 백분율을 각각 발아세, 발아율이라 한다.

수감수성 : 보리는 발아할 때 산소 요구량이 커 맥아 제조시 침맥 과정 중에서의 발아력이 중요하다. 따라서 보통의 발아시험보다 물의 양을 많게(2배)하여 발아세를 조사하고 정상 발아세와 비교하여 그 차이를 수감수성이라 한다.

침맥소요 시간 : 보리를 발아시키는데 필요한 수분을 흡수하여 적합한 침맥도(44%)에 도달하는 시간을 산출한다.

부유립 : 시료 1000개를 상온(20∼25℃)의 물에 담그어서 10분간 교반한 후 위에 뜨는 곡립의 수를 세어서 백분율로 표시한다.

곡피율 : 보리의 곡피 비율을 측정하는데 먼저 가성 소다를 써서 곡피를 연화시킨 후 염산으로 중화시켜 연화된 곡피를 제거한 후 건조시켜 원맥 중량 중 감소된 무게를 환산하여 나타낸다.

맥아 품질

맥아의 품질은 맥주 생산과 품질에 직접 영향을 미친다. 좋은 품질의 맥아는 용해가 충분하게 일어나 불용성인 물질이 수용성으로 전환되어 발효성인 당 등의 유용한 성분이 충분히 맥즙에 추출되어야 한다. 맥아 품질을 검정하는 방법도 EBC, ASBC, IOB, MEBAK 등의 분석법을 기초로 하여 이루어지고 있다. 맥아 자체의 품질과 맥즙을 분석하는 두 가지로 나눌 수 있다. 최근에는 1분 정도의 시간에 수분함량, 추출율(fine, coarse), 조단백, VZ45℃, 점도, 색도 등 가장 중요한 맥아 분석치를 500g의 맥아를 가지고 분석할 수 있는 기기가 이용 가능하다.

가. 맥아 품질 평가

손으로 하는 평가 : 색택, 맛, 향기, 밝기와 불순물의 양 등에 의해 평가하는 방법이 있다. 이 방법은 단지 대략적인 평가이지만 매우 중요하며 보리의 평가와 비슷하다.

선립 : 보리와 같으며 적어도 정립이 85% 이상이어야 하고 세맥은 1% 미만이어야 한다. 천립중, 용적중 : 보리와 같은 방법으로 측정하며 일반적으로 풍건물로는 28∼38g, 무수물로 환산시에 25∼35g은 되어야 한다.

부유립(Sinker test or floaters) : 보리는 물에 침지하면 바닥에 가라앉지만 맥아는 일반적으로 표면에 뜨게 되는데 이는 공기를 포함하고 있기 때문이다. 부유 비율은 초엽이 길면 길수록 많으며 이는 맥아가 잘 용해된 것을 의미한다. 가라앉는 비율은 용해가 잘된 담색맥아는 30∼35%, 농색 맥아는 25∼30% 정도이다.

초자율 : 맥아를 절단기로 잘라서 보는데 완전 초자질이 2%를 초과하면 안되고 적어도 95% 이상이 분상질이어야 한다.

용해도 : 맥아가 너무 초자질이거나 단단하면 맥주박을 분리하거나 맥즙과 맥주를 여과하는데 어려움을 일으킨다. 경도는 friabilimeter로 측정한다. 이 방법은 맥아를 고무 롤러로 누르고 회전하는 드럼식 체를 이용하여 분리함으로서 단단한 종실을 분리한다. 그 결과는 friability %와 완전 glassy %로 나타낸다. 비중은 배유의 용해 정도를 알 수 있다. 비중이 낮으면 낮을수록 friability가 높다(표 12).

표12. 맥아의 용해도와 Friability, 초자율 및 비중과의 관련

신장도 : 발아가 균일한가를 나타내는 척도이다. 이방법은 종실을 엽초 신장 정도에 따라 구분하고 그 숫자를 환산해서 측정한다.

수분함량 : 보리와 같은 방법으로 측정하며, 담색맥아는 3∼3.5%(신선한 맥아는 0.5∼4%), 농색맥아는 1.0∼4.5% 정도이다.

나. 맥즙 분석 및 품질 평가

맥아의 가장 중요한 특성은 물론 담금(mashing) 과정중의 특성과 분해되는 능력이다. 실험실에서 분석하는 표준화된 담금 즉 congress mash 에 따라서 맥아로부터 얻는 수율이 측정된다. 분쇄정도가 수율에 미치는 영향이 적은 맥아가 용해가 잘된 맥아이므로 congress mash는 두 가지 방법으로 분석한다. 50g의 맥아를 이용하여 가루의 비율이 25% 정도로 거칠게 분쇄하여 측정하는 거친 분쇄 맥아 분석법과 50g의 맥아를 분말이 90%가 되도록 분쇄하여 측정하는 고운 분쇄 맥아 분석법이 있다.

EBC와 ASBC에서는 이러한 목적에 맞도록 특별히 고안된 DLFU (Buhler) 디스크형 분쇄기(disk mill)을 이용하고 있다. 그림 8-2에서 보는 바와 같이 거친 분쇄맥아와 고운 분쇄맥아 각 50g을 200ml 의 증류수에 넣고 45℃에서 30분간 저어주면서 당화시킨다. 다음으로 분당 1℃씩 상승시켜 70℃ 까지 올린 다음 70℃의 물을 100ml 추가하고 1시간 동안 더 당화시키는 동안에 5분마다 측정하여 0.02N 요오드용액을 이용하여 당화시간을 조사한다. 맥즙은 10∼15분 이내에 상온으로 냉각하고 비이커에 증류수를 부어 450g으로 맞춘다. 전체 내용물을 주름진 여과지를 이용하여 여과하고 첫 번째 맥즙 100ml을 다시 부어서 여과하며 여과지 위의 잔유물이 갈라지기 시작하면 여과를 종료한다.

이렇게 얻어진 맥즙을 congress wort라고 하고 곧바로 분석한다. 가장 중요한 분석 항목은 추출율이다. 액체비중계(hydrometer)는 부정확하므로 비중병(pycnometer), 굴절율측정기(refrectometer), 정밀 비중계, 또는 정밀한 비중측정기 등을 이용하여 측정한다. 추출율(extract)은 Plato 표를 이용하여 구한다. 추출율은 습윤상태와 건물로 구분하여 표시한다. 수분 함량에 따른 변이가 제거되었기 때문에 추출율은 건물로 환산한 것이 더욱 가치가 있다. 담색 맥아는 보통 79∼82 정도이고 농색맥아는 75∼78 정도이다. 맥아에서 추출율이 높을수록 품질이 좋다. 용해가 잘된 맥아는 추출율 차이(fine grind 와 coarse grind에서 추출율의 차)가 적다. 그 차이가 1.8% 이하이면 용해가 잘된 것이고 그보다 크다면 용해가 덜된 것이다.

congress wort에서 추출율 이외에도 맥즙의 신선한 향기 여부를 조사하고 당화시간을 측정한다. 당화시간은 요오드 용액을 이용하여 70℃에 도달한 다음 5분 단위로 측정한다. 여과시간은 1시간 이내면 정상으로 판정한다. 외관은 투명, 유백색, 탁함으로 구분한다. pH는 여과 후 30분에 측정하며 보통 5.6∼5.9 사이이다. 맥즙 색도는 맥주의 색을 나타내지는 못하지만 맥아의 종류를 나타내는 척도로서 항상 측정한다. 맥즙의 색도는 Hellige 색도계를 이용하여 담색 맥아는 4까지, 중간색은 5∼8까지, 농색맥아는 9-16까지로 구분한다. 맥즙 점도는 맥주맥 분리(lautering)와 맥주 여과시에 영향을 미치며 congress wort의 점도는 1.51∼1.63mPa.s이다. 질소함량은 보리와 같은 방법으로 측정한다. 보통 보리에서의 함량보다 0.3∼0.5%가 낮으며 보통 단백질로 표시하는데 N x 6.25로 계산해서 표시한다. 가용성 질소는 맥즙속에 녹아 있는 가용성 질소화합물의 농도이다. 보통 맥즙 속에는 건물로 환산해서 가용성 질소가 0.55∼0.75%이다. 가용성 질소비율(Kolbach Index)는 맥아에 있는 질소 화합물이 당화 과정 중에 얼마나 용해되었는가를 말한다. 즉 가용성 질소 비율은 맥아의 단백질 성분의 용해 정도를 알아보는 척도이나 세포벽의 분해 정도와는 반드시 일치하는 것은 아니다. 이 지수가 35 이하이면 용해가 덜 된 것이고 35∼41은 잘 용해되었음을 나타내고 41이상은 매우 잘 용해되었음을 나타낸다. formol nitrogen 함량 분석은 저분자량인 질소화합물을 측정한다. 일반적인 수치는 180∼220mg/100g 맥아 건물 비율이다. 아미노산 함량 분석도 역시 저분자량 질소 화합물이며 정상 수치는 120∼160mg/100g 맥아 건물 중이다.

amylase 능력은 전분을 효소로 분해하는 결정적인 것으로 amylase 효소의 활력은 맥아 품질에 중요한 요소이다. 효소력가는 주로 β-amylase 활력을 나타내고 Windisch-Kolbach unit(wk-unit)로 나타낸다. 담색맥아는 240-260·WK, 농색맥아는 150∼170·WK 정도이다. α-amylase는 적어도 효소력가 만큼은 중요하고 특히 제맥하지 않은 보리를 이용할 때는 더욱 중요하다. 그 방법은 공식적인 국제적 방법인 EBC/ASBC 방법이 있다. 그 결과는 dextrinizing unit(DU)로 표기하며 범위는 30∼60 정도이다.

그림1. 시험용 당화과정 모식도




그림 2. VZ45℃ 추출과정 모식도