log_formatを定義している所に、以下のように、debug_log_fmtを追加
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
log_format debug_log_fmt "[DEBUG][$time_local] $dbg_v";
デバッグ出力したい所で、$dbg_vに値をセットし、access_logで指定パスに書き込む
set $dbg_v "hoge hoge hoge...";
access_log /var/log/nginx/debug.log debug_log_fmt;
すると、/var/log/nginx/debug.logに以下のように出力する。
[DEBUG][06/Mar/2014:12:30:16 +0900] hoge hoge hoge...