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KNU Microbial Biotechnology Laboratory 2 (Beer) - 알코올 4-4.5% : 맥아, 호프, 물을주원료로만든발효주로서 CO2 와고미성분을함유하는술 - 당화과정과알코올발효과정이뚜렷하게구분 : 단행복발효주 * 의종류 가. 효모의종류에따라 1) 하면발효 : 한국, 독일, 일본 - Lager beer 대표적 2) 상면발효 : 영국, 미국 - Ale beer 대표적나. 의색도에따라 - 농색, 담색, 중간색 * 대표적인농색 : Becks, Guiness, Stout 등다. 기타 1) light : 의열량을낮게제조 2) dry : 에탄올발효를충분히유도하여감미가낮게제조 - 알코올도수다소높음 3) 생 (draft beer): 일정수이상의살아있는효모를함유하게제조 - 살균무
* 의원료 : 보리, 호프, 효모, 물가. 보리 : 두줄보리 (2조대맥) - 우리나라, 독일, 일본 - 우리나라 golden melon 여섯줄보리 (6조대맥) - 미국, 캐나다 * 옥수수 - 일본의옥수수두줄보리 (2조대맥) 여섯줄보리 (6조대맥) 나. 효모 : 응집성효모주로사용 (flocculent yeast) 1) 하면효모 (bottom fermenting yeast=lager yeast) : 발효말기에응집하여침전하는효모 - S. uvarum(= 이전의 S. carlsbergensis) - 한국, 독일, 일본 : Lager 2) 상면효모 (top fermenting yeast=ale yeast) : 발효말기에주요표면에부상하는효모 - S. cerevisiae : 발효말기에응집하여거품과함께표면갈색크림층형성 KNU Microbial Biotechnology Laboratory 3
KNU Microbial Biotechnology Laboratory 4 다. 호프 (Humulus lupulus L.): 수정안된암꽃의구과사용 1) 호프수지 : 상쾌한쓴맛, 거품형성, 색깔, 저장성증가 - 경수지, 연수지 : 경수지는효과무, 연수지는항균활성, 고미성분으로작용 - 연수지중 α 산 ( 고미강 ) : humulone, co-, adβ 산 : lupulone, co-, ad- 2) 호프유 : 향기에관여 : terpene, ester 함유 3) 호프탄닌 : 단백질과결합하여침전 - 단백혼탁방지즉청징효과
* 제조공정 : 맥아효소로전분당화후호프를첨가하여추출후발효제맥아공정 --- 제맥아즙공정 --- 발효 --- 제품화 가. 제맥아공정 (malting): 원료보리를맥아로전환 (amylase 생산이목적 ) * 맥아 ( 엿기름, malt): 당화효소의생산을목적으로싹을틔운보리보리 - 침지 - 발아 - 배조 - 뿌리제거 : 약 7-8 일소요 (75-85% 수율 ) 1) 발아 : 보리의싹을틔워가수분해효소의생성을유도 - 목적 : 효소합성및활성화, 배유세포벽용해, 저장물질적당히분해 ) - 발아정도 : 70-75% 가보리길이의 1/2-2/3( 담색맥아 ), 3/4( 농색맥아 ) * 녹맥아 (green malt) : 발아후배조이전의맥아상태가 ) 발아의경과 : 수분 (42-44%), 온도 (12-17 도 ), 산소 ( 통기 ) 발아호르몬 (gibberellin) 이호분층으로방출되어호분층을자극 - 호분층이가수분해효소합성하여배유로전달, 분비 (amylase, β-glucanase, protease, 호흡효소등 ) - 배유의세포벽및저장물질이분해되고배아가이용하여생육나 ) 발아장치 : Tenne 식 : 발아실 ( 온습도조절 ) - 바닥에서발아, 맥층뒤집기필요 Trommel 식 : 회전식원통형발아관이용 - 교반및통풍가능 Kasten 식 : 통풍구있는발아상이용 - 온습도조절공기공급, 교반기교반 Wanderhaufen 식 : Kasten 식과유사 - 교반기로보리를이동시키며발아 KNU Microbial Biotechnology Laboratory 5
KNU Microbial Biotechnology Laboratory 6 2) 배조 (kilning): 가열건조를통하여발아를중지시키는과정 -- 건조, 배초 - 생취를제거하고특유의색과향미부여 (maillard 반응, caramel 화반응 ) - 녹맥아성장및용해작용정지, 저장성부여, 뿌리제거용이 - 45% 수분 (35-40 ) - 30%(40-50 ) - 10%(83-85 ) - 3% : 약 1-1.5 일소요 - 담색를위해서는저온배조, 농색를위해서는고온배조 * 건조 (drying): 녹맥아수분함량을 8-10% 이하로감소 (green malt, 수분 42-45% 함유 ) - 맥아생육억제 --50 이하저온사용 : 수분이많으면효소의파괴증가 * 배초 (curing): 수분함량을 4% 이하 (1.5-3.5%) 로감소, 특유의색과향미부여 - 고온사용 : 83-85 * 3-4 시간 - 수분함량이낮아효소의파괴감소 ( 농색맥아의고온배조경우마지막 105 사용 )
나. 제맥아즙공정 ( 맥아즙제조공정, mashing) : 맥아 - 분쇄 - 담금 - 당화 - 여과 - 호프첨가 - 자비 - 분리 - 냉각 - 침전물제거 1) 맥아분쇄 : 맥아와물의접촉, 가용성물질의용출및효소분해용이목적 * 어떤경우가습하여분해 : 곡피분해방지 (polyphenol 양많고맛저하 ) 2) 담금, 당화, 여과 : 담금조에서진행 가 ) 담금및당화 : 물에의한맥아성분의추출 - 60-68 유지 (1-1.5 시간 ) - 단순용해 (10-15%), 효소에의한용해 (85-90%) : 전분질 - dextrin - maltose 로분해, 40-60 에서단백질분해증가 - 당화후여과하여박 ( 맥아찌꺼기 ) 제거 - 맥아즙 (wort) 나 ) 당화중지 ( 효소실활 ) - 담금액일부를담금솥으로옮겨가열후담금조로이동 - 담금조온도를 75-80 도로높임 : 주로 2 회자비법 3) 호프첨가및자비 : 맥아즙에호프를첨가하여 1-2 시간끓임 호프고미및향기성분추출 (α- 산이 iso-α- 산으로변하여고미증가 ), 맥아즙농축, 단백질의응고및탄닌결합물의석출, 효소의파괴및살균 4) 호프박, 열응고물 (hot break) 분리 - 호프분리조 (hop strainer) 5) 맥아즙냉각및침전물의제거 - 다량의부유물및침전가능물질함유 가 ) 먼저 60 이상의온도에서응고물의침전유도 - 응고침전물의분리제거 나 ) 5 로냉각 : 냉각응고물 (cold break) 의생성 - 원심분리로완전제거 주로단백질, 탄닌및호프수지등함유 - 숙성방해, 맛을나쁘게함 KNU Microbial Biotechnology Laboratory 7
다. 발효공정 : 효모의첨가 ----- 주발효 ----- 효모의분리 ----- 후발효 1) 효모 : 발효후효모회수하여세척재사용 - 보통수회내지 10 회 2) 주발효 : 맥아즙 1kl 에니상효모 5l (0.5%, v/v) 첨가하여발효유도 시포기 (Ankommen) - 저포기 (Krausen) - 고포기 (Hochkrausen) - 쇄포기 (Zuruckgehrendekrausen) ( 미세백색거품 ) ( 엉키어부품 ) ( 거품최고 ) ( 거품저하 ) * 하면발효 : 6-8 에서 10-12 일 ( 저온발효 ) * 상면발효 : 15-30 에서 4-5 일 3) 효모분리 - 주로여과하여를제성 : 처녀 (green beer, young beer) 4) 후발효 ( 숙성 ): 저온 (-1~0 ) 에서장기간저장 - 최근빙결점부근에서숙성 : 잔존효모에의해발효가서서히진행 - CO2 포화, 향미증진 : 불순물이침전 - 여과에의해제거용이 - 저온석출 라. 제품화공정 : 여과 ---------- ( 살균 ) ---------- 병입 1) 여과 : 침전불순물제거, 최근여과에의해효모거의제거 - 비열처리 - 생제조시효모첨가 - 규조토여과기, microceramic filter (0.8~1.4μ) 2) 살균 : 이전에는열교환기로살균 - 60 에서 20분또는 70 에서 20여초살균안하면생 : 살아있는효모함유 3) 제품화 : 통 ( 주로생 ), 병, 관 ( 캔 ) 등 KNU Microbial Biotechnology Laboratory 8