전통발효식품 제조

(5) 효모의 일반 성상

알코올 발효에 관여하는 효모는 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)로, 당을 에너지원으로 이용하여 알코올을 생산한다. 술덧을 발효시키기 위해 효모를 순수하게 대량 배양한 것을 주모(酒母)라 한다. 이러한 주모를 단번에 필요한 양까지 증식하기에는 어려움이 있으므로 처음에는 효모를 소량 배양하고 단계를 밟아 천천히 늘려간다.

예부터 우리 조상은 증자(지에밥, 죽, 백설기, 구멍떡 등)와 누룩을 일정량 섞은 후 끓여 식힌 물을 혼합하고 4~5일 동안 두꺼운 솜옷을 덮은 뒤 따뜻한 온돌에 두어 효모가 증식할 수 있도록 했다. 알코올 발효에 관여하는 효모 외에도 맛을 좋게 하거나 산패시키는 효모들도 소량 존재한다.

다. 효모의 일반적 성질

(1) 효모의 모양

효모는 단세포로 되어 있고, 모양은 원형·타원형·계란형 등으로 구별되나 생활 상태에 따라 변화가 쉽다. 보통 세포의 크기는 5~10μ, 작은 것은 3~4μ로 세균보다 크다.

라. 효모의 증식 방법

보통 효모는 분열 효모를 제외하고는 출아법으로 증식한다. 특별한 경우에만 포자와 균사를 만든다. 효모의 모세포에 작은 싹이 돋아나 원형질에 핵이 생기면 낭세포가 모세포만큼 커져 분리된다. 또는 그대로 이어져 세포의 집합체인 아족을 이루기도 한다.

번식의 형태는 효모 종류에 따라 다소 차이가 있지만 대체로 액체 표면에 피막을 형성하거나, 기벽에 효모 띠를 부착시키거나, 그릇 밑에 가라앉거나, 액을 투명하게 하거나, 혼탁을 일으키는 것이 있다.

마. 효모의 종류

(1) 탁·약주 효모

1910년 일본인 학자(사이토 겐도 박사)가 국내의 누룩과 탁주에서 분리한 균주(Saccharomyces coreanus Saito)로 국내 탁·약주제조에 사용하는 대표적인 효모이다. 이 효모의 특성은 향미가 양호하고 산이 많은 기질에도 알코올 발효를 잘한다. 세포는 구형, 원통형, 타원형이며 단독 또는 2개씩 연결되어 출아로 분열한다. 크기는 3~7μm이며, 최적온도는 37℃이다.

(2) 청주 효모

청주 제조에 사용되는 균주로 원형이나 계란형의 단세포이며 크기는 6~12μm이다. 생육 한계 온도는 1~45℃지만 최적 온도는 23~24℃이고 단위 시간에 최대 발효할 수 있는 온도는 33~34℃이다. 청주 효모로 불리는 종이 여럿 있다. 아미노산의 소비량이 많고, 산의 생성이 적으며, 향미가 있는 것은 우량균이다.

(표 1-9) 주종별 다양한 효모

(3) 맥주 효모

맥주 효모는 형태, 구조, 생리작용이 청주 효모와 유사하다. 맥주 제조에 사용하는 대표적인 효모로는 사카로미세스 세레비시아(Saccharomyces cerevisiae)와 사카로미세스 카르스베르게니스(Saccharomyces carsbergensis) 등으로 구분된다. Saccharomyces cerevisiae 는 영국식 맥주(Ale) 발효에 이용하는 상면발효효모이다. Saccharomyces carsbergensis는 발효 시 공기가 필요없는 독일식 맥주 발효에 사용하는 하면발효효모로 멜리비오스(Melibiose)와 라피노스(Raffinose)를 이용하여 발효한다.

(4) 주정 효모

주정 생성력이 강하고 발효가 빠른 것이 특징이다. 당밀을 원료로 사용할 때는 주로 사카로미세스 포르모세니스(Saccharomyces formosensis, 396호)를, 당밀을 전분질 원료로 쓸 때는 사카로미세스 아와모리(Saccharomyces awamori, 발연 1호)를 사용하고 있다.

(5) 젖산균

젖산을 형성하는 균으로 혐기적 환경에서 생육을 잘한다. 옛날에는 누룩에서 얻었지만 요즘은 인위적으로 젖산을 첨가하고 있다.

바. 미생물의 영양

일반적으로 미생물의 영양원은 발육 증식에 반드시 필요한 필수 영양원이 있을 경우에는 이용하지만 없어도 되는 비필수 영양원으로 구분한다. 또한 미생물 증식에 요구되는 영양원의 양에 따라 대량 영양원과 미량 영양원으로 구분한다. 미생물의 세포를 구성하고 있는 성분은 대부분 수소·탄소·산소·질소·인이 차지하고 있으며, 기타 물질은 아주 적게 존재한다.

그중 수소와 산소는 물과 공기 중에서 얻어 공급할 필요가 없지만 탄소, 질소, 인은 화합물이기 때문에 대량 공급되어야 한다. 따라서 탄소원, 질소 화합물, 인 화합물 등을 대량 영양원이라 부른다. 비타민, 철, 망간, 마그네슘 등은 적은 양을 필요로 하므로 미량 영양원이라 부른다.

미생물이 요구하는 영양원의 다양성은 매우 적어서 어떤 종류는 무기물로부터 생활 작용에 필요한 유기물을 합성하기도 한다. 대부분의 미생물은 무기물로부터 유기물을 생합성할 수 있는 능력이 없기 때문에 유기물을 영양원으로 요구한다.

♣ 참고문헌

1. 지식정보인프라. 2002. 한국과학기술정보연구원

2. 과학기술처. 1996. 국내외 유전자원 생명공학 기술 실태조사

3. 과학기술부. 2000. 유전자원의 보존 및 개발사업. 한국생명공학연구원

4. NITE Biological Resource Center(NBRC). http://www.nbrc.nite.go. jp

5. CBD. 1999. Global Biodiversity Outlook. Canada

6. Suzuki, K. 1993. Search and discovery of soil microorganisms which produce new bioactive substances: Selective isolation of microorganisms and their fermentation products. J. Actinomycetol. 7: 107-109

7. Y. Takahashi, Y. Seki, Y. Tanaka, R. Oiwa, Y. Iwai, S. Omura. 1990. Vertical distribution of microorganisms in soils. J. Actinomycetol. 4: 1-6

8. 여수환 등 6인 공저. 탁·약주 개론. 2012. 농림수산식품부

9. 여수환 등 5인 공저. 영농활용기술. 2017. 농촌진흥청