[맥주이야기②] 맥주연구소 소장이 들려주는 ‘맥주는 과학이다’
오늘날 우리가 양질의 맥주를 사시사철 안전하게 즐길 수 있게 된 데에는 자연 과학과 과학 기술들의 발전에 기인한다.
맥주 발전에 기여한 과학자들
맥주의 역사는 오래되었으나 맥주를 만드는 양조 원리를 알게 된 것은 그리 오래되지 않았다. 15세기 말 독일 바이에른 지방에서 겨울철에 맥주를 저온에서 장시간 발효, 숙성하면 맛 좋은 맥주가 만들어 진다는 것을 경험적으로 알게 되었는데, 맥주를 발효시키는 과정에서 유해한 미생물들에 오염될 수 있지만, 겨울에는 미생물이 억제되기 때문이었다. 냉각 장치가 없던 시절이라 추운 겨울에는 유해 미생물로 인해 술이 부패되거나 변질을 최소화할 수 있었던 것이다. 맥주의 품질을 위해 바이에른 지역에서는 맥주 양조 기간을 9월 23일부터 이듬해 4월 23일가지로 엄격하게 정해 놓기도 했다. 산업혁명시기 영국의 제임스 와트가 1765년 증기기관을 발명하면서 물과 원료를 이송, 분쇄할 수 있는 동력을 얻게 되어 맥주도 대량 생산이 가능하게 되었다. 또 1871년 독일의 칼 린데(Carl von Linde)가 냉동기를 발명한 이후 겨울철에만 만들 수 있었던 하면발효 맥주를 일년내내 만들 수 있게 된 것이다. 1880년 프랑스 루이 파스테르(Louis Pasteur)는 오늘날까지도 큰 업적으로 평가 받는 연구성과의 하나인 효모에 의해 알코올이 생성된다는 사실과 저온살균법을 밝혀내어 맥주의 품질을 비약적으로 발전시키는데 기여했다. 1883년 덴마크 칼스버그 연구소에 근무하던 에밀 한센(Emil Hansen)은 효모의 순수배양 방법을 개발했다. 120여 년전 파스테르와 한센의 연구는 현재까지도 미생물적 문제없이 양조를 할 수 있게 한 계기가 됐다.
덴마크 맥주가 세계적으로 명성을 떨치게 된 재미있는 에피소드 하나를 소개하겠다. 1847년 야코프 야콥센(Jocob Jacobsen)이 칼스버그 양조장을 설립하는데 독일의 하면발효 맥주가 인기를 끌자 1865년 독일에서 효모를 몰래 갖고 나와 코펜하겐으로 돌아온다. 당시만 해도 술이 효모의 작용에 의해 생성된다는 것을 잘 알지 못하던 시절이었다. 이후 야콥센은 칼스버그 연구소를 설립하였고 덴마크 과학 기술 발전에 큰 기여를 할 뿐 아니라 1883년 이 연구소에 근무하던 한센이 효모의 순수배양법을 정립함으로써 맥주의 품질을 한 단계 높이는 계기가 되었다. 맥주에 있어 야곱센은 덴마크의 ‘문익점’이라고 할 수 있지 않을까?
맥주 품질의 기본은 기초과학에서 출발한다
맥주의 원료 선택과 공정 관리, 품질 관리 등은 근래에 와서 맥주 제조의 경험도 중요하지만 대부분 객관적인 과학적 연구로 이루어 진다. 먼저 좋은 품질의 맥주를 만들기 위해서는 우수한 원료를 선택해야 한다. 그러나 우수한 원료를 선택하고 구매하기 위해서는 그 이외의 중요 분석항목을 빠른 속도로 분석하고 정확한 정량적 분석이 매우 중요하다. 세계적으로 한정된 곡물 중에 품질 좋은 원료를 구매하기 위해서는 곡물의 화학 분석을 통해 품질을 확인하고 빠른 분석을 통해 구매 여부를 신속하게 결정할 수 있기 때문이다. 곡물은 해마다 기후 조건에 따라 같은 품종이라도 품질과 생산량이 달라지고 가격도 달라진다. 곡물을 수출하는 캐나다, 미국, 호주, 유럽들의 국가는 국가차원에서 전세계의 곡물 생산량과 기후 조건 등을 자국의 위성을 통해 모니터링하고 있는 것도 이 때문이다.
원료 중 맥아의 경우 기본적으로 수분, 단백질, 효소의 활성 등이 중요하고 홉의 경우에는 맥주의 쓴맛에 관여하는 알파엑시드(α-acids)와 호프 특유의 향미를 주는 호프 오일 등의 함유량 이 중요한 요소인데, 이는 액체 또는 기체 크로마토그래피등의 정밀 분석 장비를 통해 이루어 진다. 맥주의 성분 중 가장 많은 구성비를 차지하는 물은 수돗물 또는 먹는물관리법에 의거 미생물을 포함해 총 57항목에서 적합해야 사용할 수 있다. 분석항목 역시 미생물을 포함해 유해 영향 무기물질 및 유기물질, 심미적 영향물질등이 이화학적으로 분석되고 있고 이는 국민건강상의 위해를 방지하고 음용수의 합리적인 수질관리를 도모하기 위한 목적으로 제정되었기 때문에 먹는 식품으로는 매우 중요한 법률이기도 하거니와 국민 건강을 위해 맥주 제조자가 꼭 지켜야 할 의무이다.
맥주 알코올의 생성은 효모에 의해 이루어 진다. 효모가 포도당을 이용하여 에탄올, 탄산과 열을 발생하기 때문이다. 맥주 제조사는 얼마나 우수한 효모를 보유하는지에 따라 품질 좋은 맥주를 생산할 수 있는지 여부가 가려진다. 그만큼 맥주 효모는 극비에 부쳐 연구되고 있다. 효모에 대한 연구는 생화학과 분자생물학의 발전으로 유전자를 분석해 그 특성을 알 수 있게 되었고 면역학적 기법으로 효모의 메커니즘을 확인 할 수 있는 수준에까지 이르렀다. 기본적으로 맥주의 원료만으로도 물리, 화학, 생물, 지구과학 등이 총체된 기술이라고 볼 수 있는 것이다. 하이트진로㈜는 원료의 품질 규격 기준을 매우 엄격하게 적용하여 관리하고 있다. 또한 세계 맥주 보리의 재배량ㆍ기후변화ㆍ품종변화ㆍ품질 평가 결과 등을 미리 분석하여, 품질 좋은 원료만 선정하여 구매하고 있다.
일관된 맥주 맛은 과학 기술과 공학의 힘
맥주의 원료 분석이 기초 과학이라면, 맥주 제조공정은 공학의 역할이 강조된다. 맥주의 제조과정은 크게 담금, 발효, 저장, 여과, 포장으로 나눌 수 있는데, 대형 맥주 생산 공장에서는 대부분의 제조 과정이 컴퓨터로 제어된다. 이는 각 공정의 온도, 시간, 스팀 양 및 냉매 조절과 공정간 맥주 이송 등 맥주의 주질을 결정하는 주요 요인들을 최적의 조건으로 관리하기 위함이다. 또한, 제조 공정 중에서 발생되는 폐열을 재활용하고, 발효 과정에서 효모에 의해 발생되는 이산화탄소를 회수하는 부분까지도 이러한 맥주 생산 시스템의 일부로 포함되어 있다. 더불어 많은 맥주회사들이 맥주를 생산하면서 나오는 부산물을 농가의 사료로도 활용하는 환경 친화적 노력에도 앞장서고 있다. 현대의 맥주 제조 공정에는 맥주 맛의 안정성과 인체에 무해를 보장하는 제품 안전성뿐만 아니라, 잉여 부산물과 공정 폐수 및 폐기물의 처리의 친환경성까지 보장하기 위해서 모든 공학적 요소와 과학 기술의 발전이 유기적으로 접목되어 있는 것이다.
이로인해 다양한 맥주만큼이나 현대 맥주 산업은 다양한 전공의 기술자를 요구한다. 우리 연구소와 생산 공장의 실무진만 봐도 단순히 식품을 전공한 사람뿐만 아니라 화학, 미생물, 전자공학, 기계공학, 화학공학, 환경공학 등의 전공자로 구성되어 있다. 현대는 양조전문가(Brewmaster)만으로는 운영할 수 없는 다양한 기술자를 요구하는 시대인 것이다.
그래도 최고의 맥주 분석기는 사람
현대과학의 놀라운 발전은 맥주의 대량생산을 가능하게 하고 생산 및 유통과정에서의 품질관리에 이르기까지 많은 기여를 해왔다. 하지만, 맥주가 사람이 마시는 음료인 만큼 사람의 오감을 통한 분석도 무엇보다 중요시 여겨지고 있고 꼭 필요한 과정이다. 업계에서는 이를 ‘관능’검사라고 한다. 관능검사는 눈으로 보고, 냄새를 맡고, 손으로 느끼고, 입으로 먹어봄으로써 품질 상태를 확인하는 과정을 거친다. 사람의 눈, 코, 입, 손은 현재 어떠한 계측 기계보다도 더욱 정확하기 때문이다.
다음 편에는 맥주를 보다 맛있게 음미하면서 즐길 수 있는 방법에 대해 알아보도록 하겠다.
사진제공 = 하이트진로