発酵は食べ物を「魔法」で満たすのですが、これはどのようなプロセスですか?

発酵は自然の「魔法」です。これは、人間が微生物を利用しておいしい食べ物を作り、同じ食べ物にさまざまな風味を与えるプロセスです。

例えば、私たちがよく食べる蒸しパンやパン、ヨーグルト、キムチ、味噌などは、どれも美味しい発酵食品です。発酵食品を定期的に食べると、腸内細菌叢のバランスが整い、腸の健康が維持され、免疫力が調整されます。

では、食品はどのように発酵するのでしょうか?発酵食品の変化を探ってみましょう。

パスタの発酵：

さまざまな発酵パスタを作るにはさまざまな小麦粉が必要であり、完成品の風味は大きく異なります。たとえば、パンを作るには高タンパク質の小麦から挽いた小麦粉が必要ですが、蒸しパンを作るには中グルテンの小麦粉だけが必要で、ケーキを作るには低グルテンの小麦粉が必要です。

画像出典: Tuchong Creative

これは、タンパク質含有量の高い小麦粉は、長時間こねた後に優れたグルテンを生成するため、パンの発酵が良くなり、独特の風味が出て、柔らかくて丈夫で噛みごたえのあるパンになるからです。蒸しパンやケーキには、高いグルテン含有量は必要ありません。

パスタを発酵させるために最も一般的に使用される材料は酵母です。食べ物を「膨らませる」ことができるのは、酵母のガス生成によるものです。

小麦粉は水に触れると分解し、水を吸収し始めます。酵母はデンプンと接触すると「働き」始めます。代謝を開始するには、小麦粉に含まれる糖分と添加された糖分に頼ることになります。このプロセスにより、エネルギー、二酸化炭素ガス、アルコールが生成され、生地に泡が満たされ、生地の構造が柔らかくなります。

温度は酵母のガス生成に大きな影響を与えます。一般的に、酵母は 35°C 前後で最も早くガスを生成します。ただし、この温度で続けると酸が多く生成され、味に影響が出るため、酵母の風味を良くするためには、一般的に 27 ℃ に保つことが推奨されます。

イースト菌に加えて、ベーキングソーダをパスタの膨張剤として使う人もいますが、風味や色はイースト菌で作られたものほど良くありません。混ぜ方が不均一だったり、重曹が完全に溶けていなかったりすると、食材の一部が茶色く変色したり、苦味が出たりします。

発酵パスタは普通のパスタに比べて柔らかく消化しやすいため、胃の弱い人や高齢者にも優しい食べ物です。

大豆の発酵：

大豆自体に独特の香りがあり、発酵させた大豆の風味も多種多様です。一般的なものとしては、納豆、発酵豆腐、味噌や醤油など調味料として使えるものがあります。

それらの独特の風味はすべて微生物から生まれます。例えば、餡子を作る際にはカビが重要な役割を果たします。伝統的な方法で餡子を作るには、まず麹を作る、つまり食品と菌糸を混ぜた原料を培養しなければなりません。

その後、すべての原材料を塩水に浸します。このプロセスの間、カビは成長できず、プロテアーゼ、アミラーゼ、セルラーゼなどのさまざまな酵素を分泌します。プロテアーゼは原料中のタンパク質をポリペプチドとアミノ酸に分解します。アミラーゼはデンプンをグルコース、二糖類、三糖類、デキストリンに変換します。セルラーゼは原料中のペクチン、セルロース、ヘミセルロースなどを分解し、さまざまな糖に変換します。この一連の工程により独特の風味が生まれます。

醤油はもともと味噌を作るときに残った汁で、味噌澄ましとも呼ばれています。今日の醤油は、主に脱脂大豆粕と小麦ふすまを蒸して麹菌で発酵させ、塩水を注いで油を作ります。発酵の過程で、タンパク質はアミノ酸に分解されます。デンプンは単糖類、二糖類、多糖類に分解されます。アミノ酸は糖と反応して茶色になります。

味噌は日本独特の大豆ペーストです。醸造工程では、まずキビまたは米を炊き、それを浅い皿に入れて発酵させ、麹を作ります。準備した麹を潰して煮た大豆に入れ、5～15％の塩と、先に醸造した味噌の一部を加え、30～38℃の環境に置きます。乳酸菌と耐塩性酵母が原料中のタンパク質、炭水化物、油分を分解し、旨味物質を生成し、褐変反応を起こします。味がまろやかになるまでには数ヶ月から数年かかります。

納豆も発酵させた大豆から作られます。大豆を煮た後、納豆菌とともに40℃で20時間発酵させます。タンパク質は細菌の酵素によってアミノ酸に分解され、オリゴ糖は単糖に分解され、クリーミーでナッツのような風味を持つ芳香化合物の混合物と、長鎖グルタミン酸成分と長鎖分岐を持つスクロース（この2つの成分が納豆の粘り気と糸引きの原因）が生成されます。

よく食べられている発酵豆腐は、アクチノバチルスやムコールなどのカビによって豆腐を発酵させた食品です。

発酵大豆製品は独特の風味がありますが、一般的に塩分が多く含まれているため、食べ過ぎには注意が必要です。

野菜の発酵

野菜は発酵すると、漬物、ザワークラウト、キムチなどのおいしい食べ物に変わります。主な発酵微生物は乳酸菌であり、独特の風味の源でもあります。

漬物を作るには、野菜を塩水に完全に浸し、密封する必要があります。ピクルスの味をよりサクサクにするには、精製されていない海塩を使用してください。これは、精製されていない海塩には、架橋を促進し、細胞壁ペクチンを強化するカルシウムやマグネシウムなどの成分が含まれているためです。次に、嫌気性条件下では、野菜は酵母とカビの発酵を抑制します。乳酸菌などの嫌気性細菌だけが繁殖を続け、野菜の代謝された糖分を消費し、さまざまな乳酸、その他の酸、二酸化炭素、アルコールを生成すると同時に、漬物中の亜硝酸塩含有量を分解します。

キムチが発酵しているとき、低温と低塩分は腸内細菌の増殖を促し、酸、アルコール、芳香化合物などを含んだ淡白な味を生み出すことができます。温度が高いほど、ラクトバチルス・ジェルミナリスの増殖と乳酸の生成が促進されます。一般的に、キムチの主な菌は初期段階ではロイコノストック菌ですが、その後はラクトバチルス菌が主な菌になります。

野菜は発酵の過程でビタミンB群の含有量が増えますが、納豆製品と同様に、一般的に塩分が多く含まれているため、摂取量をコントロールする必要があります。

牛乳の発酵

牛乳は食事中のカルシウムの優れた供給源ですが、牛乳の味を好まない人も多くいます。代わりに、彼らは発酵乳から作られたヨーグルトやチーズを好みます。

ヨーグルトを発酵させる主な微生物は乳酸菌（さらに簡略化して、ラクトバチルス・ブルガリカスとストレプトコッカス・サーモフィラスの 2 つの基本種に分類されます）です。この2つの細菌はお互いの成長を刺激し合い、牛乳特有の乳糖を消化して乳酸を生成し、牛乳に放出します。最初は連鎖球菌がより活発に活動しますが、後に酸性度が上昇するにつれて、別の種類の細菌が活発になります。このプロセスにより、他の微生物の成長と繁殖が妨げられ、カゼインが半固体の凝乳に凝集し、もともと液体だった牛乳が濃くなります。

チーズは、殺菌した牛乳に適量の乳酸菌スターター、レンネット、塩を加えて牛乳中のカゼインを凝固させ、ホエーを除去して作られる乳濃縮物です。味わいが濃厚なだけでなく、栄養素もさらに濃縮されています。

研究により、発酵乳製品に含まれる有益な細菌は腸内の微生物学的環境を改善し、体の免疫機構を調節できることがわかっています。

ただし、ヨーグルトやチーズを選ぶ際には、ヨーグルトについては、発酵後に加熱処理をしていない、乳酸菌数 106 CFU/g (mL) 以上の無糖ヨーグルトを選ぶことをお勧めします。チーズは低塩チーズを選ぶのがおすすめです。

要約:

発酵食品の独特の風味は、微生物の「魔法の働き」によるものです。味は美味しいですが、発酵環境の管理が不十分なために細菌が増殖し、健康被害が発生する恐れがあるため、経験がない場合には家庭で発酵食品を作ることはお勧めできません。

参考文献:

[1] ハロルド・マッキー、著者。蔡成志による翻訳。食べ物と料理。パスタ、ソース、デザート、飲み物。北京美術写真出版社。 2013年8月。

[2] Liu Zhiwei、Tan Xinghe、Yao Shuguang。餡子の研究の進歩と発展の方向[J]。中国調味料、2011、36(03):13-16。

[3] Feng Wei、Zhou Linan、Liu Ye、Yu Zhenfeng、Shen Quanfeng、Shen Haifeng、Du Fujun、Wei Ximing。醤油醸造の発酵プロセスと関連酵素システム[J]。バリューエンジニアリング、2018、37(12):165-166。 DOI: 10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2018.12.070。

[4] 陳乾、李永潔、胡英英、温栄新、孔保華。伝統的な発酵食品における微生物の多様性と風味形成の関係とメカニズムに関する研究の進展[J]。食品産業科学技術、2021年、42(09):412-419。 DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2020070365.

[5] ハロルド・マッキー『食品と料理：野菜、果物、スパイス、穀物』蔡成志による翻訳。北京美術写真出版社。 2013年8月。

[6] 朱パンパン、ジュニン、チャン・シューウェン、ルー・ジアピン、パン・シャオヤン、ルー・ジン。常温チーズ加工技術と保存期間安定性に関する研究の進歩[J]。中国乳業、2022年、50(01):32-36。 DOI: 10.19827/j.issn1001-2230.2022.01.007。 [7] ディン・ルイシュエ、ワン・イーラン、ウー・リナ、ユエ・シーチン、ルオ・シュエ、ウー・ジュンルイ。発酵乳がヒトの腸の栄養的健康を調節することに関する研究の進歩[J]。食品・発酵産業、2018年、44(12):281-287。出典: : DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.017984.

[8] ハロルド・マッキー、著者。翻訳：林慧珍。食べ物と料理。牛乳、卵、肉、魚。北京美術写真出版社。 2013.8

この記事は、中国科学普及-星空プロジェクト（創造と栽培）によって作成されました。転載の際は出典を明記してください。

著者: 薛清馨、中国国家衛生委員会の最初の栄養指導員の一人であり、中国の登録栄養士

査読者: 北京大学公衆衛生学院准研究員兼博士課程指導者、張娜