막걸리 만들기 이론

30년독자 2024.03.13 02:58 조회 수 : 18712

발효원리

효모는 당분을 분해하여 에너지를 얻어 생장과 증식을 한다. 과일에 있는 단당류는 효모가 바로 분해할 수 있지만, 수천개의 포도당(글루코오스)분자로 이루어진 전분(C6H10O5)n은 분자가 커서 효모가 직접 분해할 수 없어, 단당류 또는 이당류로 분해해 주어야한다.

술을 담글때 고두밥에 누룩이나 입국을 섞어주면 국균들이 양분을 섭취하기 위해 Amylase 효소를 분비하여 전분을 단당류(포도당)로 분해한다.

효모는 이렇게 분해된 포도당 분자를 흡수하여 생장과 번식에 이용하게 된다.

재래누룩에는 균류외에 효모도 있으나 술을 담글 때 실패를 줄이고 발효를 빠르게 하기 위해 추가로 효모를 넣어 주기도 한다.

효모는 산소가 있으면 당분을 생장과 번식에 소비하고(산소호흡), 산소가 없으면 당분을 먹고 에탄을과 CO2를 만든다(무산소호흡).

   

발효 초기에는 1~2일간 산소를 충분히 공급(술덧을 저어준다)하여 효모가 증식하게 해주고, 효모가 충분히 증식하고나면 공기유입을 막아 알코올을 생산하도록 유도한다.

 

막걸리와 맥주는 같은 발효주이지만, 맥주는 누룩을 이용하지 않고 보리를 발아시키면서 자체에서 나오는 전분 분해효소를 이용한다는 점이 다르다

 

효모와 효소의 차이

효모(yeast)

효모는 곰팡이나 버섯 무리이지만 균사가 없고, 광합성 능력이나 운동성이 없는 단세포 생물의 총칭

빵이나 술을 만들때 부풀어 오르게 하는 중요한 재료로 어원은 그리스어로 ‘끓는다’는 뜻을 가지며, 이것은 효모에 의한 발효 중에 CO2가 생겨 거품이 많이 생기는 것에서 유래함

 

효소(enzyme)

각종 화학반응에서 자신은 변하지 않고, 반응속도가 느린 화학반응을 빠르게 하는 단백질로 된 촉매라 할수 있다.

효소는 온도가 35∼45℃에서 활성이 가장 크고 일정 범위의 pH를 벗어나도 기능이 급격히 떨어진다.

잘 알려진 소화효소로는 위 속의 펩신은 단백질만을 가수분해하는 효소이며, 침 속의 프티알린(ptyalin)은 녹말만을 말토스(맥아당)로 분해하는 대표적인 효소이다.

췌장에서 만들어 지는 리파아제는 지방을 분해하는 효소이며, 이런 지방, 단백질, 전분을 분해하는 효소들이 부족하면 소화 흡수의 어려움이 있어 영양의 균형이 깨진다.

 

당화효소제 종류

전분을 당분으로 바꾸는 것이 당화효소제다. 이 효소제는 곰팡이에서 만들어지는데 이 곰팡이를 키운는 것이 바로 당화제다.

1. 당화제를 이루는 곰팡이

- 국균(백국균, 황국균, 흑국균), 거미줄곰팡이(라이조프스) 등

 

2. 당화제의 종류

- 누룩, 입국, 조효소제, 정제효소제, 엿기름 등..

 

3. 술제조에 관여하는 효소의 종류

가. 아밀라제(전분 분해효소)

① α-amylase

α-amylase는 발아중인 여러 곡류 종자들에 많이 함유되어 있으며, 정상적인 곡물은 α-amylase의 활력이 거의없지만, 발아할 때는 그 활력이 발아 전에 비해 1000배 이상으로 급증한다.

그외에도 췌장액(amylopsin) 이나 침(ptyalin), 그리고 일부 세균, 곰팡이 등에 존재한다.

α-amylase는 전분의 α-1,4 결합을 무작위적으로 가수분해하여 포도당, 맥아당, 과당류, 저 분자량의 dextrin류 등으로 분해한다

전분 현탁액에 α-amylase을 넣으면 급속도로 액화시켜 맑은 용액으로 되므로 액화효소라고도 불려진다.

α-amylase는 α-1,4 결합에만 작용하고 , β-linkage는 물론 α-1,6 결합이나 α-1,3 결합에도 작용하지 않는다.

② β-amylase

β-amylase는 고구마와 같은 서류, 곡류, 두류 또는 엿기름, 침 등에 널리 분포한다.

이 효소는 전분의 amylose나 amylopectin 분자들을 외부에서부터 맥아당 단위로 차례로 가수분해하여 결과적으로 전분 현탁액을 당용액으로 바꿔놓기 때문에 당화효소라고도 알려져 있다.

③ Diastase

식품 가공공장이나 의약품 공장 등에서 널리 사용되는 엿기름에서 추출하여 만든 효소 제품인 다이아스타아제는 보통 α-amylase와 β-amylase를 모두 함유하고 있다.

④ Glucoamylase

Aspergillus niger와 같은 Aspergillus group또는 Rhizopus group에 속하는 곰팡이들, 일부 효모, 일부 세균들이나 동물조직, 특히 간 조직 등에 널리 분포되고 있는 효소로서 amyloglucosidase라고도 불려져 왔다.

이 효소는 전분에 작용하여 amylose와 amylopectin의 α-1.4 결합, α-1,6 결합 또는 α-1,3 결합 등을 전분분자의 바깥에서부터 순서대로 가수분해하여 직접 포도당을 생성한다.

 

나. 말타아제 : 맥아당을 포도당으로 만든다.

다. 수크라제 : 설탕을 포도당과 과당으로 분해한다.

라. 프로테아제(펩티다제 포함) : 단백질을 분해한다.

마. 리파제 : 지방을 분해한다.

바. 산화효소 : 산화시켜서 술의 색깔과 연관이 있다.

사. 찌마제 : 효모에서 나오는 효소. 당을 알콜로 만드는 효소다.

아. 펙티나제 : 펙틴분해효소.

자. 셀루라제 : 섬유질을 분해하여 포도당을 만든다.

 

곰팡이의 프로테아제는 찌마제를 파괴하는 성질이 있다.

즉 알콜생성을 방해하게 되는데 찌마제는 저온에서 활발하고 프로테아제는 저온에서 약하다.

이런 이유로 청주 등을 발효할때 저온에서 하는데 12~14도씨가 알콜생성이 최대로 될 수 있는 가장 적합한 온도라고 한다.

 

감패, 감산패

옛문헌이나 전통적인 방식을 따라할 경우 자주 발생하는 현생이다.

감패는 발효가 잘 되지 않고 술덧의 점도와 감미가 증가하는 현상이다.

처음부터 발효속도가 느리고 품온도 잘 오르지 않으며 원료는 용기바닥에 가라앉아 있다.

이러한 원인은 저온발효나, 교반을 너무 자주할 경우도 생기지만 대부분 원료의 당화가 너무 빨리 진행되어 효모가 약해지기 때문이다.

여기에 유산균이 침입하면 감산패가 되어 시큼한 냄새가 나고 산도가 증가하여 신맛이 강해지고

알콜도수도 10∼13%정도에서 정지한다.

따라서 전통주를 만들때 똑같이 재현한다고 무턱대고 누룩을 너무 과다하게 사용할 경우,

당화가 급속하게 이루어져 효모가 약해지므로 적절히 줄여서 사용하는 것이 좋다.

또한 누룩에는 효모가 극히 부족함으로 효모를 따로 넣어주는 것이 바람직하다.

 

고두밥을 만드는 이유

술을 빚을 때 곡물의 당화가 잘 이루어지도록 고두밥, 백설기, 죽, 구멍떡, 인절미등 다양한 형태로 재료를 전처리한다

쌀의 전분 분자구조는 복잡하고 조밀하게 얽혀 있어 분해효소가 쌀 내부로 깊숙히 침투하지 못하지만, 쌀을 찌게 되면 전분분자 구조가 일렬로 배열, 팽창하므로 효소가 잘 침투하여 분해기 쉬워진다.

알코올발효가 진행되어 에탄올농도가 높아지면 누룩균(국균)은 죽게 되지만, 이미 분비해 둔 효소는 남아 있어 발효중에도 당화가 진행된다. 이것을 병행 복발효라 한다.

맥주는 당화를 마친 다음 발효를 시키나 전통주는 당화와 발효를 동시에 병행하여 한다는 점이 다르다.

 

누룩(곡자)의 양과 관리

누룩을 적게 넣으면 누룩향이 은은하고 쓴맛이 적은술이 되지만 전분을 당화시키는 효소와 효모의 양이 부족해 발효속도가 느리고 실패(초산발효) 확률이 높아진다.

누룩의 양이 많을 경우 발효의 시간도 빠르고 실패 확률도 줄어들지만 누룩향이 진하고 쓴맛의 술이 된다.

 

누룩은 건조하고 통풍이 잘되는 곳에 보관한다. (사용한 후 남은 누룩과 효모는 잘 밀봉하여 냉장실에 넣어둔다)

법제란 술을 빚기 전에 누룩을 2~3일동안 밤낮으로 바깥에 두어 낮에는 햇빛으로 살균하고, 밤에는 이슬도 맞게 한다.

일광 건조과정으로 자외선 살균과 나쁜 곰팡이 냄새 제거, 술을 맑게 하는 표백작용을 효과와, 밤에는 이슬을 맞게 해 곰팡이의 증식을 도와준다.

법제를 잘 하면 술이 실패할 가능성이 줄어들고, 술에 누룩냄새가 덜 나게 되어 맛있는 술이 된다.

 

용기에 따른 최대 제조량

부피증가 (고두밥으로 되면 약 130% 증가, 발효시 전체부피의 약 120% 증가)와 여유공간을 감안하면

10리터 용기 : 약 2.5 kg 의 쌀

18리터 용기 : 약 4 ~ 4.5 kg 의 쌀로 술을 만들 수 있다.

 

발효온도

발효조 내부 온도는 22~28℃가 적당하며, 발효온도가 너무 높으면 효모가 빨리 노화 버려 제대로 발효를 시킬수 없고, 반대로 너무 낮으면 효모 활동이 느려져 술이 더디 익게된다.

발효조 내부온도가 32℃ 이상 올라가면 효모들이 죽어버리고, 바로 초산 발효단계로 넘어가 술이 시어지고 잡균에 의해 부패한다.

겨울철 실내 온도가 낮으면 이불로 감싸주고, 여름철 온도가 높으면 찬물을 받아 발효통을 넣어 냉각시켜 준다.

 

막걸리, 동동주, 약주

막걸리 약 4~5일 발효시킨 후 거름망에 걸러낸 탁주

동동주 발효중인 막걸리에 약간의 고두밥을 첨가하여 젓지 않고 두면 막걸리는 익고 덜 발효된 밥알이 동동 뜨게 된다.

약 주 막걸리를 숙성시켜 침전된 찌꺼기와 분리된 위의 맑은 부분만 떠낸 술

 

 

발효조

전통주를 담그는 용기는 항아리, 유리병 또는 플라스틱 용기를 사용하시면 됩니다.

항아리나 유리병은 무겁고, 다루기 힘들며 소독하기가 불편하니 플라스틱용기가 좋습니다.

좌측사진의 용기는 에어락과 정수기용꼭지를 갖추고 있어 전통주뿐 아니라 와인 및 맥주 만들기에도 편하게 사용하실 수 있습니다.

에어락

술을 빚을 때는 공기와의 접촉을 피해야 하는데 내부에서는 발효에 의해 이산화탄소가 생성됩니다.

그러므로 내부의 개스는 방출하고 외부의 공기와는 접촉을 피하기 위해 사용하는 것이 air-lock입니다

에어락을 사용하면 특별한 밀봉의 걱정없이 안전하게 술을 제조할 수 있으므로 매우 유용한 도구입니다.

누룩 (당화 및 발효제)

누룩은 술을 만들기 위한 기본적인 재료입니다.

누룩은 술을 만드는 곰팡이를 번식시킨 것이며 현재 판매되는 누룩은 크게 재래누룩과 개량누룩으로 나눕니다.

개량누룩은 당화력이 재래누룩의 약 4배정도라 적은 양으로도 안전한 양조가 가능합니다. 단 맛과 향은 재래누룩이 풍부합니다.

효모

재래식 누룩에는 당화에 관여하는 곰팡이와 발효에 관여하는 효모가 같이 들어있으나 좀 더 안전하게 발효를 시키기 위해 효모를 첨가해 주는 것이 좋습니다.

백국

청주를 만들때 누룩대신 사용합니다.

쌀이나 밀가루로 고두밥을 만든 후에 백국균을 번식 시킨 것을 입국이라고 하는데 누룩대신 이 입국으로 만든술을 청주라고 합니다.

입국으로 만든 술은 산뜻한 신맛과 향으로 전통의 누룩취를 싫어 하는 젊은 층에 좋을 것 같습니다.

 

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