전통주의 명품화를 위하여(38)
원재료와 처리공정
김주수(양조설비전문발명가․브루앤드디스틸시스템 대표)
2.1 보리
보리는 맥아 형태로 몰트 스카치 위스키 제조에 사용되는 핵심 원료입니다. 옥수수와 밀 또한 불활성 전분 공급원으로 그레인 스카치위스키와 GNS(그레인 뉴트럴 위스키) 제조에 사용됩니다. 옥수수와 밀은 함유된 효소 때문이 아니라 전분 공급원으로서만 사용됩니다. 이 세 가지 곡물(풀과 식물의 식용 곡물)은 발효 과정에서 알코올로 전환될 당분을 제공합니다.
증류용으로 선택되는 곡물은 다음과 같은 조건을 충족해야 합니다.
▴오염 물질이 없고,
▴당분 함량이 높으며,
▴손상되지 않아야 합니다.
보리는 전통적으로 온화한 해양성 기후에서 재배되는 곡물입니다. 최소 2~3천 년 전부터 맥주 생산에 사용됐습니다. 모든 곡물에는 전분 형태의 탄수화물이 함유되어 있으며, 이는 씨앗이 발아할 때 식물 생장에 필요한 주요 영양분입니다. 일반적으로 전분은 발아할 때까지 저장되거나 보호됩니다.
다음 그림은 보리 알갱이의 주요 특징을 보여줍니다. 그림은 주요 탄수화물 저장고인 녹말 알갱이의 위치를 나타냅니다.
녹말 알갱이는 단백질 기질에 싸여 있습니다. 이 기질은 베타-글루칸이라는 고무 성분을 함유한 세포벽으로 둘러싸여 있습니다. 따라서 녹말 알갱이는 발아 과정에서 생성되는 아밀라아제 효소의 공격을 받지 않고 보호됩니다. 맥아 제조 과정에서는 알갱이가 자라면서 자연적으로 생성되는 다른 효소들에 의해 세포벽과 단백질이 분해됩니다.
맥아로 가공하기 위해 선별된 보리는 다음과 같은 특정 요건을 충족해야 합니다.
수확 시 보리는 곡물의 안전한 보관과 효소 보존을 위해 수분 함량이 12% 이하가 되도록 조심스럽게 건조되어야 합니다.
▴보리는 깨끗하고 손상되지 않았으며 오염 물질이나 병이 없어야 합니다.
▴수확 시 발아(싹이 트는 현상)가 없어야 합니다.
▴알갱이의 거의 100%(98% 이상)가 발아 가능해야 합니다.
▴맥아 제조 공정의 핵심 단계는 보리 씨앗이 자라기 시작하는 ‘발아’ 단계입니다.
▴보리는 원하는 단백질 함량을 가져야 합니다.
▴단백질 함량(총 질소(TN)로 측정, %TN x 6.25 = % 단백질)이 낮을수록 탄수화물 함량이 높아집니다. 맥아 증류의 경우, 알코올로 전환될 수 있는 탄수화물의 양을 최대화하기 위해 단백질 함량이 낮아야 합니다.
▴일반적으로 총 질소(TN) 함량은 1.2~1.8% 범위입니다.
▴곡물 증류에서 맥아는 효소의 공급원이며, 일반적으로 총 질소 함량(%)이 1.8% 이상인 맥아를 사용합니다. 이는 효소 함량을 높이는 데 도움이 됩니다.
▴알갱이 크기가 균일해야 합니다. 그래야 수분 흡수가 고르게 이루어져 균일하게 자랄 가능성이 커집니다.
▴맥아 증류에 사용되는 보리 알갱이는 크기가 커야 합니다(2.2mm 이상).
▴알갱이가 클수록 증류소에 도착했을 때 가공하기가 더 쉽습니다.
▴알갱이 무게는 36~40g(건조 중량) 범위여야 합니다.
▴보리는 특히 곡물 증류의 경우 글리코시드 니트릴 생성 가능성이 낮아야 합니다.
▴곡물 증류에 사용되는 보리는 높은 효소 수준을 생성할 수 있어야 합니다.
▴보리는 맥아용 품종이어야 하며, 일반적으로 IGB 승인 품종 목록에 있는 품종입니다.
몰트 위스키 생산에서는 보리 맥아만을 사용합니다. 보리 맥아는 전분을 당으로 전환하는 당화 과정에 필요한 모든 탄수화물과 효소를 제공합니다. 여기서 가장 중요한 목표는 사용되는 맥아의 발효성 추출물(FE) 함량을 최대한 높이는 것입니다. 이는 곡물 1톤당 순수 알코올 생산량(리터)으로 측정되는 증류주 수율을 극대화하는 데 도움이 됩니다. 따라서 앞서 언급한 보리의 특성들이 매우 중요합니다.
그레인 위스키 생산에서는 맥아가 아닌 다른 곡물을 저렴한 탄수화물 공급원으로 사용하며, 맥아는 일부 탄수화물과 모든 효소를 제공합니다. 각 그레인 증류소의 매시 레시피는 가공성, 풍미 등 개별적인 선호도에 따라 다를 수 있습니다. 주요 목표는 사용되는 맥아에 밀이나 옥수수의 전분을 당으로 전환하는 데 필요한 효소를 최대한 많이 함유시키는 것입니다. 질소 함량이 높은 보리는 효소 합성이 가장 활발하므로 그레인 증류용 맥아로 사용됩니다. 발효 가능한 추출물의 기여도는 중요하지만, 밀이나 옥수수에서 얻는 것에 비해 상대적으로 미미합니다.
진과 보드카 생산에서 위와 같은 방법으로 만든 GNS는 베이스 스피릿으로 사용될 수 있으며, 외부 효소를 사용하여 맥아화되지 않은 곡물의 전분을 발효 가능한 당으로 전환할 수도 있습니다. GNS는 진과 보드카 제조의 원료입니다.
2.2 맥아
이 절에서는 맥아를 원료로 간주합니다. 맥아는 증류소 또는 외부 시설에서 생산될 수 있습니다. 맥아 제조 공정은 다른 절에 설명됩니다.
맥아 증류에 사용되는 주요 분석 매개변수와 일반적인 값의 예는 다음과 같습니다.
수분 함량 :< 5%H2O
지난 20년 동안 맥아의 수분 함량이 4%에서 5%로 증가시킨 데에는 두 가지 주요 이유가 있습니다. 첫째, 더욱 온화한 건조 방식은 열에 민감한 효소의 활성을 보존하는 데 도움이 되어, 당화 및 발효 과정 동안 효소가 계속 작용하여 더 많은 발효성 탄수화물을 생성할 수 있습니다. 둘째, 에너지 절약 효과가 있습니다. 맥아는 흡습성(수분 흡수)이 있어 일반적으로 맥아 제조 시설과 증류소 사이에서 약 0.5%의 수분이 흡수됩니다. 따라서 맥아의 수분 함량이 5%여야 하는 경우, 건조 후 수분 함량은 4.5%가 되어야 합니다. 맥아 제조 시설과 증류소가 인접해 있는 경우, 수분 함량을 5%까지 낮출 수 있습니다. 수분 함량이 6% 이상인 맥아는 제분하기 어렵고, 건조가 덜 된 맥아에서 ‘풋 맥아’ 특유의 향이 증류주에 나타날 가능성이 있습니다. 그러나 곡물 증류용 맥아의 수분 함량은 최대 6%까지 허용되며, 건조를 약하게 하면 효소가 보존됩니다.
분쇄 용이성:곡물 알갱이의 96%가 부서지기 쉬워야 함
균일성:옥수수 알갱이의 98%가 균질함
분쇄 용이성 측정기(Friabilimeter)는 실험실 장비로, 일정량의 맥아를 롤러의 압력으로 회전하는 천공 드럼에 밀착시켜 부풀리는 정도를 측정합니다. 맥아의 변형 정도가 클수록 드럼을 통과하는 맥아의 양이 많아집니다.
이 분석은 맥아 제조 과정에서 배유의 변형 정도를 확인하고, 변형의 균질성을 측정하며, 미성숙 곡물 알갱이의 비율을 측정하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이 장비는 공장뿐 아니라 실험실에서도 널리 사용됩니다.
분쇄용이성(Friabilimeter)에서 얻은 정보는 맥아 품질을 조기에 파악하는 데 유용한 지표이지만, 실험실 결과와 상호 보완적인 것으로 간주해야 합니다. 최근 몇 년 동안 이 장비의 교정에 심각한 문제가 발생했으며, 결과는 품종과 작업자의 숙련도에 따라 달라질 수 있으므로 신중하게 접근해야 합니다.
추출물(SE, soluble Extract) : > 맥아 원료의 80% 이상이 용해되어야 함
SE를 나타내는 단위는 ‘리터/킬로그램’ 또는 ‘% 추출물’(%)입니다. 두 단위는 특정 계수로 관련되어 있으며, 증류소의 선호도에 따라 두 단위 모두 사용됩니다.
SE2 수치는 맥아에서 얻을 수 있는 최대 추출물 함량입니다. 0.2mm(미세 분쇄) 설정으로 분쇄하면 세포벽 물질이 기계적으로 파괴되어 전분 입자가 방출됩니다. 이 수치는 맥아의 변형 정도에 따라 크게 변하지 않습니다. 0.7mm 분쇄 설정(굵은 분쇄)(SE7)은 맥아 제조 과정에서 기질 분해로 인해 생성된 전분 입자만 추출하므로, 맥아의 변형 정도를 나타내는 척도입니다. 미세 분쇄와 굵은 분쇄의 차이는 일반적으로 약 1%입니다. 일부 증류소에서는 1.0mm의 분쇄 간격으로 맥아 샘플을 분쇄하여 얻은 굵은 SE 값을 선호하지만, 대다수는 0.2mm와 0.7mm의 SE 값을 사용합니다.
SE7 수치는 실험실용 분쇄기가 표준으로 채택되었을 당시, 전통적인 매시 툰이 일반적이었던 시절에 증류소의 매시 툰 추출물(MTE) 값과 가장 유사했기 때문에 선택되었습니다. 지난 약 30년 동안 스코틀랜드 맥아 증류소에서는 추출 효율이 더 높은 라우터 형 매시 툰으로 점차 전환되었습니다. 이러한 매시 툰은 SE2 수준의 추출물을 얻을 수 있지만, 주정 수율을 예측하는 데 가장 신뢰할 수 있는 수치는 SE7입니다.
발효 가능성(Fermentable Extract):> 추출물의 88% 이상이 발효 가능함
맥아즙의 발효성을 측정하는 방법은 실험실 발효를 수행하고 실험실에서 측정한 초기 비중(OG)과 최종 비중(FG)을 이용하여 계산하는 것입니다. 맥아의 발효성은 일반적으로 86~90% 범위입니다.
발효가능추출물(Fermentable Extract):> 70%
발효성 비율(%) 값에 SE7 값을 곱하면 해당 맥아에서 얻을 수 있는 발효 가능 추출물의 양을 알 수 있습니다. 발효 가능 추출물 값은 해당 맥아로부터 예상되는 증류주 수율을 계산하는 데 사용됩니다.
예상 증류수율(PSY), Spirit Yield
맥아 증류소에서는 맥아 가용성 추출물(SE7), 발효율(%) 및 고정 인자 값을 사용하여 다음과 같이 수율을 추정할 수 있습니다.
총용존질소(TSN)
맥아즙에 함유된 유리 α-아미노 질소는 발효 초기 효모 성장에 필수적입니다. 맥아즙에 TSN이 부족하면 효모 발효 효율에 영향을 미칩니다. TSN 측정은 TSN이 충분한지 여부가 불확실할 때 사용됩니다. 몰트위스키 생산 과정에서 TSN 부족 현상이 발생할 가능성은 낮습니다. 일부 증류소에서는 높은 TSN 값을 요구하는데, 이는 실험실 발효성 측정값을 낮추는 경향이 있습니다. 곡물 증류소의 맥아즙은 특히 맥아 함량이 9%(w/w) 미만일 경우 TSN이 부족할 수 있습니다.
맥아 효소 함량
때때로 맥아의 효소 함량을 측정해야 할 필요가 있습니다. 두 가지 측정 방법이 사용되는데, 하나는 맥아의 알파-아밀라아제 함량을 나타내는 덱스트린화 단위(DU)이고, 다른 하나는 맥아의 베타-아밀라아제 함량을 나타내는 디아스타제 활성도(DP)입니다. 건조 맥아의 일반적인 값은 다음과 같습니다.
▴덱스트린화 단위(DU) >100 단위
▴전이효소 활성도(DP) >200 단위
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