맥주에서 발견된 7,700개의 화학 공식

과학기술

맥주에서 발견된 7,700개의 화학 공식
맥주 품질 관리 등에 활용 가능성 높아

2021.08.26 09:00 황지혜 객원기자

전 세계의 맥주에서 7,700개 이상의 화학식이 발견되고 수만 개의 독특한 분자가 검출됐다. 이를 통해 맥주 품질 유지에 새로운 방안을 모색할 수 있을 것으로 기대된다.

지난 7월 20일 Frontiers in Chemistry 저널에 게재된 논문에 따르면 독일 뮌헨공대 연구팀이 전 세계 467종의 맥주를 분석한 결과 수만 개의 고유한 분자로 해석되는 7,700개 이상의 화학식을 발견했다.

인류는 오랜 역사를 통해 맥주를 만들면서 품질을 지키기 위한 여러 활동을 해왔다. 함무라이 법전(BC 1792~1750년)에는 맥주 제조와 관련해 지켜야할 조항이 명시돼 있다. 또 1516년 공포한 바이에른 공국의 맥주순수령(Reinheitsgebot)은 세계에서 가장 오래된 식품 규제로서 맥주의 품질을 지키기 위한 규제를 상징한다. 이런 역사 속에서 맥주 발효의 기본 화학 공식은 널리 알려져 있다.

맥주 ⓒ게티이미지뱅크

이번 연구에서는 과거에 비해 획기적으로 발전한 고급 분석 방식이 활용돼 맥주의 세부적인 사항이 드러났다. 연구에 참여한 뮌헨공과대·뮌헨 헬름홀츠센터의 필립 슈미트-코플린 박사는 “맥주는 엄청나게 복잡한 화학적 특성을 갖고 있는 제품”이라며 “최근 화학 분석을 위한 기술이 빠르게 개선되면서 우리는 이 복잡성을 전례 없이 세부적으로 분석할 수 있었다”고 밝혔다. 그는 또 “이 기술을 통해 맥주 품질 보호, 생산과정에서의 불순물 탐지 등 생산 전반에 걸친 화학적 변화를 쉽게 추적할 수 있게 됐다”고 평가했다.

연구팀은 이번 연구를 위해 미국, 남미, 유럽, 아프리카, 동아시아 등의 맥주 467종을 수집했다. 이들 맥주의 재료는 보리, 밀, 쌀, 옥수수 등으로 다양했고 발효 방식 역시 라거, 에일 방식이 모두 포함됐다. 연구팀은 이들 맥주에 대해 두 가지 수단을 활용한 분석을 진행했다. 하나는 UPLC-ToF-MS(ultra performance liquid chromatographic tandem mass spectroscopy)고 또 다른 하나는 DI-FTICR-MS(Direct infusion Fourier-transform ion cyclotron-resonance mass spectrometry)이다. 이들 분석 방법은 시료를 10분 이내 분석할 수 있다.

맥주의 성분 ⓒFrontiers in Chemistry

연구팀은 먼저 DI-FTICR-MS를 활용해 모든 맥주의 화학식을 예상했다. 이어 크로마토그래프를 활용한 UPLC-ToF-MS 기술을 통해 정확한 분자 구조를 예측할 수 있었다. 이 결과 연구진은 맥주에서 페놀, 뉴클레오타이드, 펩타이드, 지질, 탄수화물, 인산염 및 유기산 등에 대해 질량과 공식을 나타내는 7,700개 이상의 이온을 발견했다. 각 공식이 최대 25개의 다양한 분자 구조를 포함할 수 있기 때문에 이는 수만 개의 특수 대사 산물에 해당한다.

이번 연구결과를 통해 맥주 안에서 서로 다른 분자 구조를 가진 성분을 확인함으로써 맥주에서 나타나는 독특한 풍미, 향 및 기타 특성에 대한 이해가 획기적으로 높아졌다고 전문가들은 평가한다. 또한 이 결과를 통해 식품 산업의 품질 관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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