#15. 효모의 Flocculation에 대해서 (1)

15편. 효모의 Flocculation에 대해서 (1)  

구독자 님, 안녕하세요.

만약 고급 레스토랑에서 요리를 주문했는데, 플레이팅이 엉망으로 나온다면 어떨까요? 아마 음식을 맛보기 전에 주인장에게 항의할지도 모릅니다. ‘보기 좋은 떡이 먹기도 좋다’라는 속담처럼, 겉모습을 깔끔하게 꾸미는 것은 매우 중요합니다.

그렇다면 맥주에서는 어떤 부분이 겉모습에 해당할까요?

대부분의 맥주는 그 색, 거품, 그리고 탁도가 주요한 외관 요소입니다. 일부 인위적으로 탁하게 만든 맥주 스타일을 제외하면, 맑은 맥주가 일반적입니다.

맑은 맥주를 만들기 위해서는 발효가 완료된 맥주에서 효모를 분리해야 합니다. 효모를 맥주와 분리하면 보존력과 품질 안정성이 향상되지만, 동시에 맥주 고유의 맛과 풍미가 약간 달라질 수 있는 단점도 존재합니다.

이러한 단점을 감수하면서도 맥주를 상온에 더 오래 보관하고 품질(맥주 탁도, 숙성 기간 등)을 일정하게 유지하기 위해 많은 양조장은 원심 분리, 필터링, 저온 살균 등의 방법을 사용하여 효모를 제거합니다.

일반적으로 맥주가 탁하게 보이는 주요 원인은 단백질과 효모입니다. 맥주 내 단백질 함량은 양조 공정(원재료 선택, 당화, 침전 등)에 의해 결정되지만, 효모는 균주 종류와 발효 조건에 따라 맥주를 탁하게 만들거나 맑게 만들 수 있습니다.

예를 들어, 발효가 끝난 맥주에서 효모가 자연스럽게 가라앉는다면 물리적인 방법(원심 분리나 필터링) 없이도 맥주가 금방 맑아질 것입니다.

이러한 효모의 자연스러운 응집 현상을 Flocculation(플로큐레이션)이라고 합니다.

즉, 효모 세포가 서로 뭉쳐 달라붙어 집합체를 형성하는 것입니다.  

‘Floc’라는 단어는 라틴어 ‘Floccus’에서 유래되었으며, ‘양털 뭉치’ 라는 뜻을 가지고 있습니다. 효모가 서로 응집되어 있는 모습이 양털 뭉치와 닮았다고 하여 이런 이름이 붙은 것으로 보입니다.

응집력이 좋은 효모는 발효 중 맥즙에서 쉽게 가라앉거나(라거의 경우) 또는 떠오르는(에일의 경우) 특성을 보입니다. 결과적으로, 최종 맥주에서 효모가 쉽게 분리되어 맑은 맥주를 얻을 수 있습니다. 이처럼 Flocculation(응집력)은 맥주 발효에서 효모 선택 시 중요한 요소 중 하나입니다. 모든 양조 효모는 응집력이 좋은 효모와 그렇지 않은 효모로 구분할 수 있습니다.

[Flocculation을 이용한 효모 분리의 장점]

하지만 효모의 응집력이 항상 강한 것이 좋은 것만은 아닙니다. 발효가 충분히 끝나기 전에 효모가 너무 빨리 가라앉으면 발효가 부진해지면서 Off-flavor(이취)가 발생하거나 발효 효율이 떨어질 수 있습니다. 따라서, 발효가 끝날 때 적절한 효모의 응집 능력이 중요합니다.  

효모의 응집 정도는 FLO 유전자에 의해 조절됩니다. 그러나 이 유전자의 발현은 효모의 영양 상태, 스트레스, 그리고 세포벽 구성 성분 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다.발효 산업에서는 효모의 flocculation이 배양액의 영양 성분, 용존 산소, pH, 발효 온도, 효모 처리 및 보관 방법 등에 따라 달라지며, 균주마다 그 특성이 크게 다르기 때문에 예측하기가 쉽지 않습니다. 또한, flocculation 관련 유전자에 돌연변이가 자주 발생하여 특정 유전자를 가진 효모의 특성이 완전히 달라질 수도 있습니다.  

이러한 이유로 발효 중 빠르게 가라앉은 효모를 반복적으로 사용하는 경우, 점차 응집력이 강한 효모만 선별적으로 사용될 수 있습니다. 세대가 거듭될수록 효모의 침전 속도는 빨라지고 맥주가 더욱 맑아지지만, 동시에 효모의 발효 특성에 변화가 생길 수 있습니다.

이번 시간에는 효모가 서로 뭉치는 능력, 즉 Flocculation에 대해 간단히 소개해드렸습니다. 효모의 flocculation 현상을 이해하고 조절하기 위해서는 생화학, 유전학, 물리학 등 다양한 관점에서 접근해야 합니다. 앞으로 5-6회에 걸쳐 Flocculation의 생화학적 원리, 유전학적 조절, 그리고 주변 환경이 미치는 영향 등을 자세히 소개해드릴 예정이니 많은 관심 부탁드립니다.  

읽어주셔서 감사합니다.

Written by. SB

참고 문헌.

1. E.V. Soares, Flocculation in Saccharomyces cerevisiae: a review, Bioengineering Laboratory, Chemical Engineering Department, Superior Institute of Engineering from Porto Polytechnic Institute, 2010, page 1-18.

2. Jennifer C. Bayly, Characteristics of Flo11-dependent flocculation in Saccharomyces cerevisiae, Institute for Wine Biotechnology and Department of Viticulture & Oenology, 2005, page 1151-1156.

3. Johan O. Westman, Flocculation Causes Inhibitor Tolerance in Saccharomyces cerevisiae for Second-Generation Bioethanol Production, School of Engineering, University of Borås, 2014, page 6908 – 6918.

4. Lei-Yu He, Xin-Qing Zhao , Feng-Wu Bai, School of Life Science and Biotechnology, Dalian University of Technology, Engineering industrial Saccharomyces cerevisiae strain with the FLO1-derivative gene isolated from the flocculating yeast SPSC01 for constitutive flocculation and fuel ethanol production, 2012, Page 33-40.