7부 - 맥주에서의 LACTOBACILLUS, DIASTATICUS, PEDIOCOCCUS, PECTINATUS, MEGASPHAERA 등의 검출: 미생물학 연구소를 만드는 방법?

수제 양조장을 설립해서 운영하고 있으며 수요가 증가하기 시작했습니다. 생산량이 증가함에 따라 판매하는 제품의 맛과 품질이 일관적으로 유지되도록 하려면 어떻게 해야 합니까? 품질 관리 연구소에서 이미 모니터링하고 있을 물리적 및 화학적 매개변수 외에도 연구소에 양조장 미생물학 품질 관리 능력을 준비하는 것은 이러한 질문에 대한 대답을 내는 데 중요합니다.

시작하기 
규모와 관계없이 모든 양조장이 느낄 수 있는 가장 불확실한 것은 어디서부터 시작해야 할 지입니다. 초기 주요 결정사항은 다음에 대해서 이루어져야 합니다.
- 미생물학 연구소의 목표
- 연구소 운영에 필요한 인력 파악
- 미생물학 연구소 설치를 위한 예산. 
첫 번째 연구소를 건설하려 하든, 기존 연구소를 확장하는 경우이든, 모든 양조장은 다음과 같은 몇 가지 중요한 연구소 기능에 대한 계획을 세워야 합니다.

효모의 세포 농도 및 생존력 측정은 피치 비율을 결정하고 발효 중 효모의 건강 상태을 이해하기 위해 권장됩니다. 이 검사는 효모를 관찰하고, 피칭 비율 계산을 위해 세포 수를 측정하고, 생존수에 대한 데이터를 얻기 위해 본질적으로 현미경(100배 및 400배 확대가 가능한), Neubauer 격자가 있는 혈구계산판 및 viability stain을 사용하는 것입니다. 이것을 정기적으로 하면 발효의 일관성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

대부분의 경우 양조장의 미세 연구소를 만드는 가장 빠르고 쉬운 방법은 양조장의 가장 흔한 부패유발원 미생물인 젖산 박테리아(Lactobacillus와 Pediococcus)를 모니터링하는 것입니다. 최근에 양조업자들은 Saccharomyces var Diastaticus 문제에도 관심을 가지게 되었는데, 이는 이 미생물이 과발효 및 술통, 병 및 캔에서의 분출을 유발할 수 있기 때문입니다.
미생물의 검출은 다양한 방식으로 시행할 수 있습니다.

전통적인 미생물학적 기법

이름에서 알 수 있듯이 이 기본적인 기법은 미생물의 성장 능력을 바탕으로 하며, 이는 박테리아의 경우 2-4일, 효모의 경우 5-10일까지 다양합니다. 이 방법을 올바르게 수행하려면 기술자가 교차 오염을 피하기 위해 샘플을 올바르게 다룰 수 있도록 기본적인 미생물학적 방법에 대해 적절하게 훈련되어 있어야 하며, 배지(즉시 사용 가능한 제품이든 탈수된 제품이든 관계없이)의 취급, 보존 및 품질 관리 측면에서의 요건이 충족되어야 하며, 당연하지만 결과의 해석이 양조업자 혹은 품질 관리 담당자가 알아야 하는 것에 관련했을 때 올바르고 의미있어야 합니다. 세균 콜로니를 배양하는 것과 그 세균이 맥주 생산과 품질에 미치는 영향을 이해하는 것은(일부 “사용하기 쉬운 솔루션들”이 주장하는 것과는 다르게도!!) 완전히 별개의 일입니다 

- 배양 배지의 재수화 / 무균 플레이팅 기술 / 품질 관리 균주의 번식 / 염색(예: 그람 염색) 및 식별 기술

전통적인 미생물학 기법의 종류와 상관없이, 일부 기본 재료가 반드시 필요합니다
- 분젠 버너/프로판 버너
- 인큐베이터
-(혐기성 배양을 위한 CO2 발생기)    

평판도말법:
- 멸균 배양 배지 플레이트/튜브 + 멸균 고체 배지
- 멸균 1ml 눈금 피펫 + L자형 유리 막대 또는 미생물 루프

멤브레인 여과법:
- 매니폴드(여과 컵 포함)
- 진공 펌프
- 멤브레인 필터(구멍 크기 0.45µm)

미생물 분리종의 식별을 위한 장비 요구사항 
- 그람 염색 능력(슬라이드, 시험을 위한 그람 염색약 세트, 현미경)
- 기본적인 구분 검사(예: 카탈레이스 시험)을 수행할 능력
- 일반적인 화학적 및 대사적 시험(예: 당 발효 시험)을 수행할 능력

PCR 분석
PCR 분석(중합효소 연쇄 반응)은 표적 미생물의 존재를 검출하기 위해 표적 미생물 DNA의 일부를 분석하는 현대적인 기술입니다. PCR 증폭 과정 동안 목표 DNA는 분석 및 검출에 충분할 양이 만들어질 때까지 반복적으로 복제됩니다. 지난 5년 동안 이 기술은 이제 양조장에서 전문적인 미생물학적 교육이나 이전에는 교차 오염을 피하기 위해 필요했었던 멸균실 조건 없이도 자주 사용될 정도로 단순화되었습니다. 좋은 소식은 PCR은 몇 시간 내에 결과를 제공하고, 매우 특이적이고 민감하며, 일반적으로 시스템에 따라서는 작업자가 소비하는 시간이 매우 적다는 것입니다.

필요한 장비:
- 원심분리기
- 열 순환기
- 피펫 + 피펫 팁
 

모든 양조장 품질 관리 프로그램의 중요한 한 부분입니다. 온도를 제외한다면 성공적인 발효를 위해 가장 중요한 요소 중 하나는 용존 산소(DO)입니다. 효모는 성장하고 정상적으로 기능하는 데 필요한 지질을 합성하기 위해 산소를 필요로 합니다. 그렇지만, 맥아즙에 적절한 양의 산소를 공급하는 것은 다소 어렵습니다. 액체에 산소를 녹이는 것은 온도, 맥아즙의 밀도, 탱크의 헤드 압력과 같은 유동적인 요인에 의해 크게 좌우됩니다. 또한, 산소는 용액에서 쉽게 빠져나오기 때문에 라인 상의 알맞은 위치에서 알맞은 시기에 산소를 공급하는 것이 매우 중요합니다.

발효를 제어한 이후에는 조기에 문제를 식별하고 해결할 수 있도록 발효 성능을 추적하고 싶을 것입니다. 이 중 대부분은 주요 맥주의 핵심 매트릭스(예: 중력 및 pH)에 대한 간단한 추적 및 기록과 정상적인 효모 거동에서 벗어난 상황을 식별할 수 있는 능력에 대한 것입니다. 이러한 추적에 도움이 되는 소프트웨어 프로그램이 있습니다.

종종 간과되기도 하는 이 간단한 조치를 통해 양조업자들은 포장된 맥주의 저장 안정성을 모니터링할 수 있습니다. 이상적으로는 양조장에 2개의 공간(실온에 1개, 냉장고에 1개)을 따로 마련해야 합니다. 미생물 오염 외에도 이러한 샘플은 pH, CO2 및 향미 특성의 변화와 같은 다른 시험에도 사용할 수 있습니다.

각 배치마다 6-10개의 병을 보관하는 것이 권장됩니다. 맥주의 보관은 유통 기한을 정의 및 개선하고 시장에서 발생할 수 있는 문제들을 예측하거나 그에 대처하는 데 사용됩니다.

• 초기부터 연구소 내 미생물학 부문의 목표를 설정하는 것이 중요합니다.
• 이를 실현하기 위해서는 전용 공간, 적절한 교육을 받은 인원, 그리고 예산이 필요합니다.
• 2가지 주요 미생물학적 활동
    - 효모 관리
    - 미생물 검출 
• 수행할 미생물 검사에 따른 올바른 장비에 대한 투자가 필수적입니다
• 미생물 품질 관리: 고려해야 할 2가지 기술
    - 전통적인 미생물학적 기법
    - PCR 신속 미생물학적 기법
• 유통기한 동안 서로 다른 제조 배치에서 나온맥주병들을 보관하기 위해 따로 마련된 전담 공간을 마련하는 것이 품질을 보증하기 위해 중요합니다