[구미뉴스]=국세청(청장 김대지)은 환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)과 공동연구를 통해 수입 효모를 대체할 주류 전용 토종효모 6 균주를 발굴했다고 밝혔다.

 

효모는 술맛과 향기에 핵심 역할을 하며 술의 종류에 따라 특화된 효모를 사용하지만, 그동안 사용 가능한 국산 효모가 매우 제한적이다 보니 다수의 주류제조장에서는 수입 효모 또는 제빵용 효모를 대체 사용하고 있어 우리술의 품질향상과 전통성 확보를 위해 다양한 국산 양조효모 개발이 시급했다.

 

이에 국세청 소속 주류면허지원센터(센터장 박상배)는 전국의 자연에서 분리한 토종효모 1,700여 균주를 보존하고 있는 국립생물자원관과 공동으로 5년간(’17년 3월~’21년 12월) 주류 전용 효모 선발 연구를 추진해 왔다.

 

국립생물자원관은 보유 중인 효모에서 안정적인 증식과 발효 능력이 있는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주 88개를 선별하여 제공하고, 주류면허지원센터는 제공받은 균주로 전통주(약주·탁주·증류주), 과실주, 맥주 등 주종별로 양조 적합성, 발효력, 향미가 우수한 효모를 선발하는 연구를 수행하였다.

 

그 결과, 탁주 발효에 최적인 효모 2 균주, 약주용 2 균주, 증류주용 1 균주, 맥주용 1 균주 등 6종의 효모를 선발하게 되었다.

 

이 중 지리산 산수유 열매에서 분리한 2개 균주는 초기 발효속도가 빠르고, 발효 후 단맛과 감칠맛 등 풍미가 탁월하여 특허를 출원*하였다.

* 출원번호(일자) : 10-2022-0018578(2022.2.14.), 10-2022-0018584(2022.2.14.)

 

두 균주는 적절한 농도의 알코올을 생산하고 감미료 첨가 없이도 달콤한 맛을 유지할 수 있어 무가당 스위트 탁주와 약주 제조에 적합하였으며, 주류면허지원센터는 효모 채집지인 지리산 인근 남원시에서 대를 이어 전통주를 생산하는 지역양조장 두 곳에 발굴한 효모를 활용한 탁주와 약주 제품을 생산할 수 있도록 지원하고 있다.

 

이번 연구는 주류 제조와 품질관리 전문기관인 주류면허지원센터와 자생생물 관리 전문기관인 국립생물자원관의 장점을 살린 협업으로 만들어낸 우수한 연구성과라 할 수 있으며, 국세청은 제주도, 경기도 용인 등에서 분리한 주류 전용 효모에 대해서도 특허출원하고 주류제조장에서 고품질 전통주를 제조할 수 있도록 기술이전하는 등 국내 주류산업 경쟁력 강화를 위해 적극 지원할 계획이다.

 

담당 부서	국세청 주류면허지원센터	책임자	센터장	박상배	(064-739-7601)
<총괄>		담당자	사무관	조호철	(064-730-6240)
<공동>	환경부 국립생물자원관	책임자	과 장	강재신	(032-590-7171)
	미생물자원과	담당자	연구관	김순옥	(032-590-7252)

 

붙임 1

주종별로 선발된 균주의 분리원과 발효특성은 어떤가요?

전통주 양조특성에 맞는 전용 효모 5 균주(탁주용 2, 약주 2, 증류주 1)와 중소규모 맥주제조장에서 활용도 높은 맥주용 효모 1 균주를 선정하였으며, 분리원과 주요 발효특성은 아래와 같다.

 

1

탁주 전용(스위트용) 효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	NIBRFGC000500299
채집지	전남 구례(지리산)	분리원	산수유 열매
주요 특성	초기 발효력이 우수, 내당성이 강함. 감미료 첨가 없이도 자연스러운 달콤함과 풍미가 뛰어남. 고당도 술덧에서 적정 알코올 생성 능력 가짐. 최근 인기 있는 무감미 전통 탁주제조에 적합. 2-페닐 에탄올을 다량 함유하여 장미향이 강하고, 기존 탁주에 사용하는 효모보다 꽃향, 향신료향, 꿀향 등이 풍부하며, 호박산 함량이 높아 감칠맛이 뛰어남. 성 분 특 성 비교 결과 2-페닐 에탄올 2-phenyl ethanol 장미향, 꽃향 3% 증가 에틸 페닐 아세테이트 Ethyl phenyl acetate 장미향, 꿀향, 사과향 23% 증가 호박산 Succinic acid 감칠맛 30% 증가 4-에틸 과이어콜 4-Ethyl guaiacol 스모키향, 정향향, 향신료향 16% 증가

2

탁주 전용(드라이용) 효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	-
채집지	경기 용인	분리원	지역 누룩
주요 특성	발효능력이 우수하며 알코올 생성능력이 뛰어남. 혼탁성이 우수, 병목에 지저분한 효모띠를 형성하지 않아 생탁주의 기호성을 증가시킴. 기존 탁주에 사용하는 효모보다 장미향, 꿀향, 바나나향 등 과일향, 꽃향을 풍부하게 함유하고 있음. 성 분 특 성 비교 결과 에틸 페닐 아세테이트 Ethyl phenyl acetate 장미향, 꿀향, 사과향 200% 증가 아이소 펜틸 아세테이트 Iso pentyl acetate 배향 22% 증가 아이소 부틸 아세테이트 Iso butyl acetate 바나나향 120% 증가

3

약주 전용(스위트용) 효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	NIBRFGC000500300
채집지	전남 구례(지리산)	분리원	산수유 열매
주요 특성	초기 발효력이 우수, 내당성이 강함. 감미료 첨가 없이도 자연스러운 달콤함과 풍미가 탁월함. 고당도 술덧에서 적정 알코올 생성 능력 가짐. 효모 응집성이 뛰어나 여과효율이 우수함. 최근 인기 있는 무감미 전통 약주제조에 적합함. 기존 약주에 사용하는 효모보다 장미향, 꽃향, 향신료향 등을 풍부하게 함유하고 있고, 호박산 함량이 높아 감칠맛이 뛰어남. 성 분 특 성 비교 결과 에틸 아세테이트 Ethyl acetate 꽃향 37% 증가 에틸 페닐 아세테이트 Ethyl phenyl acetate 장미향, 꿀향, 사과향 12% 증가 호박산 Succinic acid 감칠맛 69% 증가 4-에틸 과이어콜 4-Ethyl guaiacol 스모키향, 정향향, 향신료향 23% 증가

4

약주 전용(드라이용) 효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	-
채집지	경기 용인	분리원	야생화
주요 특성	발효능력이 우수하며 알코올 생성 능력 뛰어남, 효모의 응집성이 좋아 여과효율이 우수함. 누룩 등 전통 발효제에도 적합함. 기존 약주에 사용하는 효모보다 바나나향, 멜론향 등 과일향을 풍부하게 함유하고 있음. 성 분 특 성 비교 결과 에틸 카프릴레이트 Ethyl caprylate 멜론향, 풋사과향, 파인애플향 92% 증가 에틸 페닐 아세테이트 Ethyl phenyl acetate 장미향, 꿀향, 사과향 50% 증가 아이소 펜틸 아세테이트 Iso pentyl acetate 배향 16% 증가 아이소 부틸 아세테이트 Iso butyl acetate 바나나향 150% 증가

5

증류주 전용 효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	-
채집지	제주 연동	분리원	지역 누룩
주요 특성	고농도의 알코올 생성능력을 가짐. 초기 발효력이 뛰어나 안전한 양조에 유용함. 감압, 상압 등 다양한 증류 방식에 적합함. 퓨젤 오일(1-프로판올, 1-부탄올, 아이소 아밀 알코올 등을 통칭하는 용어) 함량이 기존 전통주 효모 대비 15% 정도 낮아 알코올취, 용매취가 적고 부드럽고 경쾌한 향기와 관능 상 풍미가 탁월함. 성 분 특 성 비교 결과 1-프로판올 1-Propanol 알코올향, 소량일 때 과실향 11% 감소 1-부탄올 1-butanol 에테르향, 알코올향 47% 감소 아이소 아밀 알코올 Iso amyl alcohol 단향, 매니큐어향 9% 감소

6

맥주 전용효모

학 명	Saccharomyces cerevisiae	균주번호	-
채집지	제주 한림	분리원	참다래 열매
주요 특성	중소규모 맥주(Craft beer) 제조장에서 활용도가 높음. 동양적 주류 향기인 아이소 아밀 아세테이트(사과향), 에틸 카프로에이트(파인애플향)가 수입 에일 효모보다 많고, 밀맥주의 특성인 4-비닐 과이어콜(클로버향) 성분이 더 많은  맥주 효모. 발효도가 높아 안전주조에 유용함. 에일맥주 또는 밀맥주(바이젠 등) 양조에 적합함. 성 분 특 성 비교 결과 에틸 카프릴레이트 Ethyl caprylate 멜론향, 비누향, 왁스향, 풋사과향 400% 증가 에틸 카프로에이트 Ethyl caproate 파인애플향, 사과향, 치즈향 107% 증가 아이소 아밀 아세테이트 Iso amyl acetate 바나나향, 배향 45% 증가 4-비닐 과이어콜 4-Vinyl guaiacol 클로버향, 베이컨향, 스모키향, 정향향 4,000% 증가

 

붙임 2

국세청에서 왜 주류용 효모 발굴 연구를 하나요?

국세청은 주세법이 제정(1909년)된 이래로 주류의 제조·판매 면허관리, 세원관리, 주류의 품질 및 규격관리 등 주류의 종합관리 부처로서 주류산업의 건전한 육성을 통한 국가 재원 확보와 우리술 산업 진흥 및 경쟁력 강화에 앞장서고 있다.

 

주류의 규격 및 품질관리, 우리술의 품질 향상, 주류 개발 및 발효 미생물 연구 등 주류산업 육성 지원업무는 국세청 주류면허지원센터에서 수행하고 있습니다.

 

■국세청주류면허지원센터 소개

(연혁) 1909년 10월 주류산업 육성을 통한 국가 재원 확보를 목적으로 대한제국 탁지부(현 기획재정부) 산하 양조시험소로 설립되었고, 1966년 국세청의 발족과 함께 소속 기관으로 전환되었으며 센터는 주류 면허 및 제조관리를 담당해 온 주류 전문기관으로 설립 당시 장소인 서울 마포 아현동에서 106년간 업무를 수행하다 공공기관 지방이전으로 2015년 10월 제주혁신도시(서귀포)로 이전하였다.

 

(기능) 주류 세원 및 면허관리를 위해 주류의 규격 검사, 가짜 양주 검사, 주류제조장 시설기준 점검, 주세율 적용을 위한 주류의 종류 분류 등의 업무와주류제조자 대상 양조 교육, 주류와 양조원료의 연구 등의 업무를 수행하고 있다.

 

■기술지원 및 주요 활동

(주류 제조 교육 100년간 운영) 주류제조자 또는 양조장 창업 예정자 대상으로 주류 제조이론, 양조 실습, 법령정보 등 교육을 1923년 처음 시작한 이래로 매년 양조교육 프로그램인 ｢주류제조아카데미｣를 운영해 오고 있다.

 

(현장기술컨설팅제도 운영) 스타트업 기업이나 제조관리에 어려움을 겪는 주류제조장의 요청이 있을 때 직접 방문하여 애로사항을 해결하고 있다.

 

(주류제조 연구지원) 제조시설이 열악한 제조자들이 제품개발, 품질개선에 활용할 수 있도록 센터 내 시험제조 시설과 분석시설 제공 및 양조기술을 지원하고 있다.

 

(주류 및 원료의 연구) 100여 년에 걸쳐 ‘주류 및 원료에 대한 연구’를 통해 제조공정 개선, 지역 농산물을 활용한 새로운 주류 개발 등을 수행하여 80건의 국유특허를 확보하였고 연구 결과를 공유하여 주류산업 경쟁력 강화에 기여하고 있다.

붙임 3

국산 주류용 효모발굴 공동연구는 어떻게 진행되었나요?

■개요

 

효모의 국내시장 규모는 연 230억 원(약 8천 톤)이며 대부분 수입에 의존하여 국산주류의 전통성 훼손 및 외화낭비가 심각하여 우수 토종효모 발굴,보급이 시급함에 따라국세청주류면허지원센터와 국립생물자원관이 공동연구를 통해 자생효모 균주 채취, 양조 적합성 연구 및 발굴한 우수효모를 국내 주류업체에 보급

 

■기관 협업을 통한 효모 공동연구 수행

(공동 연구) 기관 협업을 통해 국가가 보존 중인 소중한 미생물 자원을 활용하여 우수한 주류용 효모의 발굴, 보급으로 주류산업 발전에 기여▶ (환경부 국립생물자원관) 전국의 꽃, 열매, 누룩 등에서 분리한 미등록 토종효모 1,700여 균주를 보존 중이나 양조용으로 실용화에 한계 ▶ (지원센터) 효모의 양조 적합성 연구, 양조기술 등의 주류 전문기관이지만, 기관 특성상 효모 균주채집·분리, 유전자 분석 등 수행에 한계 ▶자원관이 보존 중인 효모 중 양조 활용 가능한 88 균주를 제공받아 지원센터에서 양조 특성, 품질이 우수한 주류별 우량 효모 선발 연구 실시 ▶ (연구 수행) 생물자원관과 토종효모 공동 발굴* 협약을 맺고 5년간 (’17년~’21년) 균주 채취, 유전자분석, 양조 적합성 등 연구 진행 *주류별(탁주, 약주, 증류주, 맥주, 과실주) 우수 효모 4 ∼ 7 균주 선발 계획 ▶(연구 결과) 주류별 효모 6 균주(탁주 2, 약주 2, 증류주 1, 맥주 1)을 선발 완료함 ▶(특허 출원) 선발 효모 6 균주 중 지리산 자생효모 2 균주를 생물자원관과 공동으로 특허출원(2.14.)하고 그 외 효모는 6월까지 국유특허 출원 예정 ▶(효모 보급 방안) 선발한 우수효모를 상업적 액상 배양하여 주류제조장에 보급할 수 있는 효모배양 전문업체 지정 ▶(효모 실용화) 발굴한 토종 우수효모의 홍보 및 도입 희망 주류제조장에 공급을 위한 실용화 업체 선정 및 양조 기술정보 제공(연중)

 

 < 토종효모 공동발굴 연구 수행일정 및 연구내용>

주요 일정			담당부처	연구 내용
1	효모 균주 채집	’12.1.∼ ’17.2.	국립생물 자원관	전국 야생화, 열매, 누룩으로부터 자생효모 분리, 보존
2	효모의 발효능, 유전자 분석	’17.2.∼ ’20.10.		유전자 분석과 발효능 있는 효모 매 분기별 5 ~ 6 균주를 선정하여 주류면허지원센터에 제공(총 88 균주)
3	1차 선별 연구	’17. 5.∼ ’20.12.	국세청 주류면허 지원센터	제공받은 효모의 크기, 당분해력, 발효력, 응집성, 개체수 등 13항목의 기본 분석과 분기별로 전통주, 맥주 등 시험양조 및 품질분석을 통해 33 균주의 효모 선정
4	2차 선별 연구	’21.1.∼ ’21.6.		33 균주를 동일 조건 하에 시험양조 후 30여 항목의 품질분석 및 관능검사를 통해 탁주, 약주(드라이, 스위트), 증류주, 맥주용 효모를 각각 5 ~ 6 균주 선별
5	3차 선별 연구	’21.6.∼ ’21.8.		주류 종류별, 형태별로 선별된 균주를 대상으로 시험양조, 정밀분석, 관능검사를 통해 1, 2순위 균주 선별
6	4차 대용량 양조 실험	’21.9.∼ ’21.11.		주류 종류별, 형태별로 선별된 2 균주에 대해 대용량 양조를 통한 양조 적합성 연구 실시
7	주류별 양조효모 최종 선정	’21.12.		탁주(드라이용, 스위트용), 약주(드라이용, 스위트용), 증류주, 맥주용 효모 6 균주 선정 완료

 

■기본사항 

효모는 균계에 속하는 미생물로 대부분 꽃의 꿀샘, 과일의 표면과 같은 당분이 풍부한 곳이나 발효제로 사용하는 전통 누룩 표면에 많이 생육하고 있다. ▶당분을 이용해 알코올과 이산화탄소, 향과 맛 성분을 생성하는 미생물로 술이나 빵, 된장 등 발효식품을 제조할 때 사용한다.

 

■역할 및 향기성분

(알코올발효) 탄수화물을 분해하여 얻은 당분 또는 과실에 함유한 당분을 발효하여 에탄올, 이산화탄소와 발효부산물을 생성한다.

포도당[C6H12O6] → 에탄올[2C2H5OH] + 이산화탄소[2CO2] + 발효부산물

(발효부산물) 알코올 발효할 때 향기와 맛 성분인 퓨젤 오일1), 에스터류, 알데하이드류, 유기산류(초산, 젖산, 사과산 등) 등이 부가적으로 생성되며 이 성분들이 술의 향미를 이룹니다. ▶발효 시 좋은 향은 꽃향과 바나나향, 사과향, 파인애플향 등의 과일향이 있으며 나쁜 향으로는 부패취, 버터취, 달걀 썩은 취, 용매취 등이 있다.

 

1) 퓨젤 오일(fusel oil)은 1-프로판올(알코올취), 1-부탄올(에테르향), 아밀 알콜(용매취), 아이소 아밀 알코올(단향, 매니큐어취) 등을 통칭하며 적당량 있을 때에는 술의 고유 향기로 작용하지만, 과량일 때에는 자극적인 알코올취, 용매취와 함께 숙취의 원인이 된다.

붙임 5

전문용어

탁주(濁酒):쌀, 밀 등 곡류와 발효제(입국, 누룩 등), 물을 원료로 하여 효모에 의해 발효된 원주를 맑게 여과하지 않고 혼탁한 상태로 제품화한 전통주로 다양한 맛과 향을 내기 위해 과일이나 감미료(설탕, 아스파탐 등)를 첨가하기도 한다.

 

약주(藥酒):곡류와 발효제, 물을 원료로 하여 효모에 의해 발효된 원주를 여과하여 맑은 상태로 제품화한 전통주, 과일, 인삼, 가시오가피 등을 사용하여 다양한 제품의 제조가 가능하다.

 

발효제(醱酵劑):전통적으로 술을 만드는 효소를 지닌 균주를 곡류에 활착시킨 것으로 곡류 속의 탄수화물을 효모가 활용할 수 있는 포도당으로 바꾸어 주는 재료를 말하며, 대표적으로 누룩(麯子)과 입국(粒麴)이 있다.

 

누룩(麯子)은 밀을 분쇄하여 반죽, 성형한 후 발효에 필요한 미생물을 자연적으로 번식시켜 만든 발효제이며, 입국(粒麴)은 쌀이나 밀가루를 찐 뒤에 곰팡이(백국균 등)를 인위적으로 번식시켜 만든 발효제를 말한다.

<그림 2> 발효제와 효모에 의해 술이 제조되는 과정

 

소주(燒酒):쌀, 보리 등의 곡류와 발효제, 물을 원료로 하여 발효시켜 알코올을 함유한 원주를 증류하여 알코올 도수를 높게 하여 제조한 증류주를 말한다.

 

희석식소주는 초대형 연속식 증류기로 알코올을 함유한 술덧을 순수하게 에탄올만 남긴 주정에 물과 감미료를 첨가하여 제조한 소주이며, 증류식소주는 소형 단식 증류기로 알코올을 함유한 술덧을 증류한 것으로 에탄올 외에 다양한 향미 성분이 어우러진 전통 방식의 소주를 말한다.

 

맥주(麥酒):맥아, 홉 및 물을 원료로 하여 효모로 발효시켜 만든 술로 크게 에일과 라거로 나눈다.

 

에일(Ale) :효모가 표면에 떠오르는 상면발효 방식으로 생산되는 맥주로 발효는 상온(15~25℃)에서 진행하며 향이 풍부하고 색이 진하며 탄산 함량이 적은 편이다.

 

라거(Lager):효모가 아래로 가라앉는 하면발효 방식으로 생산되는 맥주로 발효는 저온(5~15℃)에서 진행하며 향은 에일에 비해 적은 편이나 탄산이 많아 청량감이 뛰어나다.

 

스위트(Sweet):발효를 완전히 진행하지 않고 당분을 남게 하여 달콤하게 만든 방법이다.

 

드라이(Dry):알코올 발효를 최대한 진행하여, 당분은 적지만 높은 알코올 도수와 풍부한 향을 가지게 만든 방법이다.

 

수제 맥주(Craft Beer):소규모 양조장이 자체 개발한 제조방법에 따라 만든 맥주로 다양한 향과 맛이 특징이다.

 

증류(蒸溜):끓는점의 차이를 이용해 혼합물을 가열하여 분리하는 방법으로 주류 제조에서는 알코올을 분리 및 농축하여 높은 알코올 도수의 술을 얻기 위한 제조공정이다.

 

상압증류(常壓蒸溜): 상압(1기압)에서 행하는 증류 방식으로 증류온도는 80 ∼ 100℃이며, 끓는점이 다양한 향기성분을 얻을 수 있어 풍미가 강하다.

 

감압증류(減壓蒸溜):낮은 압력에서 행하는 증류 방식으로 증류온도는 40 ∼ 60℃이며, 상압증류에 비해 부드럽고 담백한 제품을 얻을 수 있다.