전통주제조 학습편

2. 증류

1) 증류의 원리

증류는 술덧에 포함된 휘발성 성분만을 분리하는 작업으로 에틸알코올이 주요 성분이다. 에틸알코올의 비점은 상압에서 78℃로 물(100℃)보다 낮기 때문에, 알코올을 포함한 용액을 가열시켜 수증기로 만들면 수증기 중에 포함된 알코올의 농도는 술덧에 포함된 알코올 농도보다 높아진다. 따라서 증기를 냉각시켜 다시 액체로 만들면 알코올 농도가 높은 액을 얻을 수 있다. 이것이 증류의 원리이다. (표 2)에 술덧의 알코올 농도에 따른 끓는점과 증기 중 알코올 함량변화를 나타내었다.

시간의 경과에 따라 알코올 농도가 낮아지는 이유는 알코올 증발에 의하여 원주의 알코올 함량이 낮아지고 이에 따라 증기중의 알코올 농도도 낮아지기 때문이다. 많은 사람들이 술을 증류하면 알코올부터 끓어 올라오고 그다음 물이 끓어 올라올 것이라고 생각한다.

그러나 (표 2)에서 보듯이 10% 술덧을 증류하면 증기 중의 알코올 함량은 55.5%이고 44.5%는 물이다. 결국 물과 알코올이 동시에 끓어 올라오는데 술덧의 알코올 함량에 따라 그 비율이 결정되는 것이다.

○ 증류기의 구조

단식 상압증류기의 구조를 (그림 2)에 나타내었다. 1번은 증기가 들어가는 관으로 증기는 직접 술덧에 접촉된다. 2번은 증류솥으로 재질은 철, 동 등으로 되어 있었으나 최근에는 스테인리스 재질이 대부분을 차지하고 있다.

3번과 4번은 알코올 증기를 모아 냉각기로 이송시켜주는 이송관이며, 특히 4번의 높이와 굵기의 변화에 의해 유출하는 미량성분이 다르기 때문에 소주의 향미에 있어 중요한 부위로 재질은 철, 동, 스테인리스 등이나 제품의 맛을 부드럽게 한다는 이유로 주석도 사용되고 있다. 5번은 냉각기로 증기중의 알코올을 냉각시켜 액체로 만들어 주며 알코올계가 설치되어 있어 유출되는 알코올농도를 상시 확인할 수 있다.

2) 증류방법

○ 상압증류

상압증류는 가장 일반적인 방법으로 우리의 소줏고리와 같이 일반 대기압에서 증류하는 방식을 말한다. 상압증류에 의한 각종 성분의 유출은 (그림 3)과 같다.

알코올은 초기에 높고 이후 점차 감소한다. 에스테르, 알데히드, 퓨젤유(고급알코올)도 증류초기에 많이 유출된다. 산과 가열에 의해서 생성되는 푸르푸랄(furfural)은 열을 많이 받는 증류후기에 증가한다. 통상, 증류초기(초류)와 증류 말기(후류)는 버리는 것이 좋은 품질의 소주를 얻을 수 있다.

끝 부분(후류)는 furfural성분이 많아져 탄 냄새가 많이 나고, 반복해서 증류기를 사용할 경우 이전의 성분이 증류기 내부에 남아 과잉의 에스테르나 알데히드에 의한 자극취로 소주에 바람직하지 않다. 2차 발효액에 포함된 알코올분에 대하여 증류 후 소주가 된 비율을 증류보합이라고 한다.

증류보합이 높을수록 알코올의 회수율이 좋다고 말할 수 있지만 증류기를 운전하는 연료비의 증가, 탄 냄새의 원인인 furfural 생성의 증가 등 생산비나 소주의 품질에 영향을 준다. 소주의 종류별로 증류보합을 표 3에 나타내었지만 일반적으로 95%전후로 형성된다. 참고적으로 순 알코올 수득량이란 원료 1t으로 부터 제조된 순수(100%) 알코올의 양이다.

소주의 향미는 ethyl caporate, 2-phenyl alcohol, isoamyl alcohol 등의 특징적인 향기성분의 양적인 구성 이외에 n-propanol(P), isobutyl alcohol(B), isoamyl alcohol(A)의 함유비율도 제품의 특징을 결정짓는데 중요한 역할을 한다.

이들 3가지 성분의 비율은 소주의 종류별로 서로 다르다(A/P비, A/B비, B/P비). A/P비는 사탕수수, 감자 등의 과피를 가지는 원료에서 높게 나타나는 반면 도정한 곡물을 원료로 한 제품에서는 낮게 나타난다.

A/B비는 누룩사용이 적은 소주(태국 등의 인디카형쌀 사용)에서 비교적 낮은 값을 나타내는 반면 황국을 사용하여 누룩사용양이 많은 것, 또는 발효물의 급수비율이 적은 소주에서 일반적으로 높게 나타난다. 쌀소주는 위스키에 비해 P가 많고 B가 매우적기 때문에 B/P비는 양주에 비해 낮은 특성이 있다(표 4).

○ 강압증류

높은 산에 올라가서 밥을 하면 밥이 설익는 경우가 있다. 이는 산 정상의 경우 공기가 평지보다 적어서 상대적으로 압력이 낮기 때문에 일어나는 증상이다. 즉, 밥이 되기 위해서는(전분이 호화되기 위해서는) 80℃이상의 열이 쌀에 일정시간 공급되어야 하나 산 정상은 압력이 낮아 물이 80℃미만에서 끓어 증발되기 때문에 전분이 미처 호화되지 못하는 것이다.

감압증류의 원리도 이와 똑같다. 압력이 낮은 상태에서 증류를 하게 되면 50℃ 미만에서 증류가 이루어진다. 쌀소주의 경우 상압에서 86~96℃에서 증류가 이루어지나 감압도 마이너스 660mmHg에서는 43~50℃로 증류할 수 있다. 또한 감압증류의 경우 간접가열방식을 취하고 있기 때문에 탄 냄새가 적고, 고비점성분이 적은 특징을 가지고 있다. 따라서 감압증류주는 자극취가 적고 탄 냄새가 없으며, 풍미가 안정적이다.

3) 후처리공정

○ 제성

증류직후 소주에는 아세트알데히드 등 저비점 성분이 많아 향이 자극적이고 맛도 조화롭지 못하다. 개방상태에서는 이 가스를 제거하는데 약 1개월이 소요되며, 밀폐탱크저장에서는 교반이나 통을 바꾸는 방법으로 가스를 제거한다. 상압증류는 가스취가 강하여 이를 제거하는데 상당한 시간이 소요되나 감압증류에서는 가스취성분이 적어 가스제거를 실시하지 않아도 좋다.

이온교환수지에 의한 정제를 실시할 경우도 이온교환에 의하여 가스성분이 제거되어 바로 사용해도 된다. 이온교환수지는 여러 가지의 이온성 물질을 흡착하는 성질이 있다. 증류한 소주에는 여러 가지의 향미성분이 포함되어 있는데 이를 이온교환수지로 처리할 경우 이온성 물질이 제거되어 완전히 다른 풍미의 소주가 만들어 진다.

○ 정제

쌀 및 보리 등의 상압증류소주는 비점이 높은 유성성분이 유출된다. 유성성분은 팔미트산(palmitic acid)이나 니놀레산(linoleic acid) 등의 에틸에스테르로 증류주의 백탁현상을 유발시킨다. 백탁현상은 증류주에 우유를 타놓은 것처럼 혼탁해지는 현상을 말하며, 유성성분이 물에 녹지 않기 때문에 발생한다.

유성성분은 소주의 맛에 일부기여를 하고 있다고 생각되나 산화하면 산패취를 발생시켜 품질을 저하시킨다. 따라서 소주에 유성성분이 적당히 되도록 조절할 필요가 있다. 유성성분은 저온에서 표면에 떠오르므로 면으로 된 천이나 거름종이 등에 흡착시켜 제거하거나 냉각여과를 통해 분리할 수 있다. 감압증류에서는 유성성분의 유출이 적기 때문이 백탁이 발행하지 않는다. 이와 같은 정제공정을 거친 후 소주를 저장한다.

○ 숙성

증류식소주는 가스빼기와 정제를 거친 후 병에 담아 출하된다. 가스빼기와 정제는 맛을 조화롭게 해주어, 장기 숙성을 하지 않아도 충분히 마실 수 있다. 그렇기 때문에 소주를 제조한 후 1년 이내에 출하하는 경우가 많았으나 최근에 소주의 고급화로 장기저장 숙성주가 증가하고 있다.

장기 숙성에 의한 소주의 변화는 술성분의 화학적 변화와 물과 알코올의 회합에 의한 물리적 변화로 나눌 수 있다. (표 5)는 소주의 숙성중의 변화를 나타낸 것으로 3단계로 나누어 볼 수 있다. 초기숙성은 가스향 성분을 제거시켜 자극적인 향을 감소시키는데 목적이 있으며, 일반적인 소주는 이 단계에서 출하된다.

중기숙성은 소주 중의 카르보닐화합물이나 지방산에스테르 성분 등의 분해, 중합에 의한 변화이며, 장기저장에서는 에스테르화, 생성 향미성분의 농축, 물과 알코올의 화합에 의한 맛의 조화가 증가된다. 숙성에 있어 가장 중요한 변화는 산소에 의한 각종성분의 산화이다. 따라서 저장용기의 재질에 따라서도 많은 영향을 미치게 된다.

저장용기에는 전통적으로 사용해 오던 옹기와 콘크리트 탱크, 스테인레스 탱크, 오크통과 같은 목재용기 등이 이용된다. 스테인레스 탱크는 옹기나 목재에 비하여 숙성에 의한 변화가 적으며, 알코올의 양적인 결감도 적다. 옹기는 환기성(기체투과성)이 있고 숙성 중 옹기의 금속성분이 용출되어 소주의 화학적 숙성을 촉진한다.

목재 용기는 나무의 성분이 용출되어 술의 향미를 형성한다. 오크통에 저장하면 소주가 갈색으로 착색되어 위스키 등과 유사한 색을 가진다. 옹기나 목재 저장은 알코올의 증발에 의해 중량이 감소해 매년 소주를 보충해 준다. 보충용 소주는 가장 오래된 숙성주로 행한다.