곰팡이와 손잡고 술을 빚는 효모, 청주효모균

 

청주효모균 특성

 

 

같은 통 안에서 곡물의 전분이 당으로 바뀌는 동시에, 그 당이 알코올로 발효되는 술이 있다면 어떨까? 일본 청주를 만드는 청주효모균이 바로 그 주인공이다. 세계 대부분의 양조효모가 이미 존재하는 당을 발효시키는 데 그치는 반면, 청주효모는 누룩곰팡이와 한 공간에서 협업하며 세계적으로도 독특한 양조 방식을 완성해 왔다. 청주효모균의 활용 역사와 다른 양조효모와 구별되는 생리적 특성, 인류 식문화에 남긴 발자취, 그리고 앞으로의 전망을 살펴본다.

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1. 발견의 역사 — 침으로 빚던 술에서 협회효모 시스템까지

일본에서 가장 오래된 청주는 놀랍게도 **'입으로 씹어서 만드는 술'**이었다. 침 속에 들어 있는 아밀라아제가 곡물의 전분을 당으로 바꾸고, 그 당을 천연 효모가 알코올로 발효시켜 술이 되었다는 것이다. 인류가 효모의 존재를 알기 훨씬 전부터, 인체의 소화 효소와 자연에 떠도는 효모의 우연한 만남이 이미 발효를 만들어내고 있었던 셈이다.

**누룩을 사용한 술이 문서에 정식으로 등장하는 시기는 나라시대(710~794년)**이지만, 누룩으로 술을 빚는 방식 자체는 그보다 앞서 각지에서 독자적인 시행착오를 거치며 존재했을 것으로 추정된다. 이후 **무로마치시대(1336~1573년)**에 이르러 양질의 누룩을 전문적으로 만들어 판매하는 종국업자가 등장하면서, 청주의 품질을 좌우하는 발효 원료가 비로소 안정적으로 공급되기 시작했다.

근대에 들어서는 또 다른 이정표가 세워졌다. 특정 양조장에서 우연히 우수한 발효 성적을 보인 효모 균주를 분리해 전국에 보급하는 '협회효모(교카이효모)' 체계가 20세기 들어 확립된 것으로 알려져 있다. 이는 우연히 발견된 좋은 균주 하나가 지역을 넘어 표준화된 자원으로 공유되기 시작했다는 점에서, 청주 양조가 경험의 영역에서 재현 가능한 발효공학의 영역으로 넘어가는 결정적 전환점이 되었다.

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2. 생리적 특성 — 곰팡이와 협업하는 유일에 가까운 발효 방식

청주효모균은 다른 발효 효모와 마찬가지로 사카로미세스 세 레비지에(Saccharomyces cerevisiae)에 속하는 진핵생물로, 세균과 달리 핵과 미토콘드리아를 갖추고 있으며 출아를 통해 번식한다. 산소가 없는 조건에서 당을 알코올과 이산화탄소로 분해하는 발효 대사 역시 다른 양조효모와 다르지 않다.

그러나 청주효모를 결정적으로 구별 짓는 특징은 당화와 발효가 별개의 순차적 공정이 아니라, 같은 술통 안에서 동시에 진행된다는 점이다. 맥주는 맥아 자체의 효소가 이미 전분을 당으로 바꾸어 놓은 맥아즙을 효모가 발효시키고, 포도주는 포도 속에 원래 존재하는 당을 효모가 곧바로 알코올로 바꾼다. 반면 청주는 누룩곰팡이가 쌀의 전분을 당으로 분해하는 작업과, 효모가 그 당을 알코올로 바꾸는 작업이 하나의 통 안에서 동시에 벌어지는 독특한 발효 방식을 취한다. 이를 위해 먼저 누룩과 물, 씨효모를 섞어 효모의 수를 충분히 늘린 '밑술'을 만든 뒤, 여기에 누룩과 쌀을 함께 넣어 술을 담근다. 청주효모는 이처럼 누룩곰팡이라는 전혀 다른 미생물과 시간차를 두고 협업해야 하는 생태적 조건에 적응한 균주라는 점에서, 홀로 당을 발효시키는 다른 양조효모와 뚜렷이 구별된다.

이러한 협업 구조 속에서 청주효모는 다른 균에게는 없는 특유의 대사산물도 만들어낸다. 특정 청주효모 균주들은 과일이나 꽃을 연상시키는 향의 에스터 화합물을 다량 생성하는 것으로 알려져 있으며, 이는 이른바 '긴 조향'이라 불리는 청주 특유의 화려한 향의 근원이 된다.

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3. 인류 삶에 대한 기여 또는 변화 — 세계에 드문 양조 기술의 완성

① 세계적으로 독자적인 병행 발효 양조 기술 누룩곰팡이의 당화와 효모의 발효가 한 공간에서 동시에 진행되는 방식은 맥주·포도주의 양조 원리와는 근본적으로 다른, 일본 청주만의 독자적인 양조 공학을 완성시켰다.

② 지역별로 다양화된 청주 문화 쌀의 도정 수준과 알코올 첨가 여부에 따라 순미주, 특정명칭주 등으로 세분화된 청주 종류는, 하나의 발효 원리 위에서도 다양한 풍미와 등급의 술 문화가 발전할 수 있음을 보여준다.

③ 근대 발효산업 표준화의 모델 협회효모 체계를 통해 우수 균주를 선별·보급하는 방식은, 지역 양조장마다 들쭉날쭉하던 품질을 전국 단위로 표준화하는 근대적 발효산업 관리 모델의 초기 사례로 평가할 만하다.

④ 발효미생물 육종 연구의 자원 높은 알코올 내성과 저온에서도 안정적으로 발효를 지속하는 청주효모의 형질은, 산업용 발효 미생물을 개량하는 육종 연구에서도 참고할 만한 유전자원으로 활용될 수 있는 것으로 평가된다.

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4. 미래 전망 — 전통 균주에서 정밀발효 공학으로

청주효모균에 대한 연구는 전통 양조 기술의 계승을 넘어 여러 방향으로 확장될 가능성을 보이고 있다.

• 유전체 기반 균주 개량: 청주효모의 유전체를 정밀 분석해 향미 생성이나 알코올 내성과 관련된 유전자를 규명하고, 목적에 맞는 신균주를 육종 하려는 연구가 이어질 것으로 전망된다.
• 저알코올·기능성 청주 개발: 건강을 중시하는 소비 트렌드에 맞춰, 낮은 도수에서도 청주 특유의 풍미를 구현하는 균주 개발이 확대될 가능성이 있는 것으로 평가된다.
• 통합발효 공정 연구에의 시사점: 당화와 발효를 한 공정에서 동시에 처리하는 청주 양조의 원리는, 바이오연료·바이오화학 산업에서 공정을 단순화하려는 통합발효 기술 연구에 참고 사례로 활용될 수 있다는 해석도 있다.
• 글로벌 시장을 겨냥한 향미 다양화: 해외 소비자의 기호에 맞춘 새로운 향미 프로파일의 청주효모 균주 개발이 이어질 것으로 보인다.

씹어서 술을 빚던 원시적 발효에서 출발해, 누룩곰팡이와의 정교한 협업을 거쳐 이제는 유전체 수준의 균주 육종 대상이 된 청주효모균의 여정은, 서로 다른 두 미생물의 협업이 하나의 독자적인 발효 문명을 완성시킬 수 있음을 보여준다.