どうして美味しくなるの?発酵のメカニズムについて

どうして美味しくなるの?発酵のメカニズムについて

食材を美味しくするだけではなく、新しい栄養素を生み出すこともある発酵。食品が発酵するときには、一体どのようなことが起きているのでしょうか。今回は発酵の仕組みやメカニズムについてご紹介します。

発酵とは?

毎日の食卓に発酵食品を取り入れている人も少なくないはず。しかしそもそも「発酵」とはどのような意味なのでしょうか。

微生物の力によってアルコールや炭酸ガスを作りだす

「発酵」とは、簡単に言えば「微生物の力によって食品が変化すること」ということになります。

たとえば味噌や醤油などを作るときには麹菌という微生物が欠かせません。この麹菌の働きによって作られるのがアルコールや炭酸ガス。

これらの成分の働きによって食材には様々な栄養素が生まれたり、長期保存が可能になったりと様々な変化が生まれます。

この発酵は様々な細菌やカビなどによっても起きることがあります。

人間にとって有効な微生物が働くこと

細菌やカビが食材に付着するというと、一般的には食べ物が痛んだり、カビが生えて食べられなくなったりするというイメージです。

しかし実は、食材の発酵と腐敗は、「微生物の働きによって食材が変化する」という点では変わりません。

では発酵と腐敗とはどのように異なるのでしょうか。

簡単に言えば、発酵と腐敗の違いとは人間にとって有益かどうか。もし微生物の働きによって、食材に人間の健康に役立つ栄養素が生まれたり、腐りにくくなったりという場合、それは「発酵」と呼ばれます。

一方、微生物の働きで変化した食材を人間が食べた場合、体調が悪化したり、食中毒が起きたりといった症状が現れるときには、それは「腐敗」と呼ばれることになります。

発酵食品の仕組み

食材を様々な形に作り替える発酵。食材が発酵するとき、そこではどんな現象が起きているのでしょうか。

微生物が持つ酵素が作用

発酵には微生物が関わっているというのはすでに説明した通りですが、さらに詳しく見た場合、食品を発酵をさせるときには、微生物が持っている酵素が大きな役割を果たしています。

酵素とは、簡単に言えば生き物の活動をサポートするために働く化学物質のこと。

酵素には消化を助ける消化酵素、食べ物からエネルギーを作り、それを活動に役立てる代謝酵素、さらに代謝酵素の働きを助ける食物酵素などがありますが、発酵食品に豊富に含まれているのは食物酵素です。

味噌や醤油、納豆、ヨーグルト、チーズといった発酵食品には豊富な食物酵素が含まれていますが、この食物酵素は身体の中に入ると免疫機能を高めたり、腸内環境を整えたりといった形で働き、人間の健康に役立ってくれます。

でんぷん質やタンパク質を分解

一方、食材を発酵させるときには微生物が持っている消化酵素が働きます。

微生物は栄養として、でんぷんやたんぱく質、糖分などを分解、それをエサにして自分の働きを強めていきます。

このときに発生するのが、アルコールや炭酸ガス。このアルコールや炭酸ガスの働きによって食材は変化、新しい物質が生まれることで、通常の食品から発酵食品へと生まれ変わります。

お酒が出来るメカニズム

発酵によって生まれる飲料といえばお酒。お酒ができるときにはどのようなメカニズムが働いているのでしょうか。

原料に酵母を加える

お酒造りに欠かせないのが「酵母」です。酵母とは、私たちの生活環境に生息している細菌類の総称。英語ではイーストと呼ばれ、パン作りにも用いられるものです。

お酒造りに用いられるのが「培養酵母」と呼ばれるもので、ほぼすべてのお酒にはこの酵母が加えられています。

特にお酒造りには、酒蔵に住み着いている酵母が作用、原材料をお酒に変化させる働きを行っています。

デンプンを糖分に分解

この酵母のエサとなっているのが糖分。糖分がなければ酵母は働くことができません。たとえば、ワインなどの場合、原料となるブドウに含まれている糖分を酵母が分解します。

しかし、日本酒やウイスキー、ビールなどの原料となる米や麦といった穀類には糖分は含まれていません。米や麦の主成分となるのはでんぷん。でんぷんだけでは酵母は働くことができず、お酒も造れないということになります。

このときに必要なのが「糖化」と呼ばれているものです。糖化とは、でんぷんを原料として糖分を作りだすことで、糖化によってでんぷんが糖分に変化することで、初めて酵母が働くことができます。

この糖化のときに重要な働きをするのが酵素。でんぷんにはある条件を満たすことで含まれている酵素が働くという特徴があります。

たとえばビールの原料となるのは「麦」ですが、麦の状態のままではうまく酵素が働くことができません。そのため、麦を少しだけ発芽させて「麦芽」の状態にすることで、酵素が働きやすくなり、アルコール発酵をスムーズに行うことができます。

また、日本酒の場合には麹の力によってでんぷんが分解、ブドウ糖になることで酵母が働くようになります。

分解するときにアルコールと二酸化炭素が発生

酵母は原料となる糖分を別の状態に作り変えます。このとき生まれるのがアルコールと炭酸ガス(二酸化炭素)。この酵母によってアルコールが生まれる現象が「アルコール発酵」と呼ばれるもの。

また、炭酸ガスはビールなどの炭酸の泡のもとになります。

ここで気になるのが、すべてのアルコールに炭酸の泡が含まれているわけではないということ。では、炭酸ガスが含まれているものと含まれていないものではどのような違いがあるのでしょうか。

実はこの違いは、発酵の状態の違いと大きな関係があります。

ビールや発泡性のワインなど、炭酸を入れたい場合には密閉状態での発酵が行われます。そうすることで、発生した炭酸を逃がさず、そのまま飲み物に閉じ込めることができるのです。

逆に炭酸の泡が必要でない場合には、密閉しない状態で発酵を行います。そうすることで炭酸ガスが徐々に抜けて、発泡しない状態のアルコールを作ることができます。

味噌が出来るメカニズム

日本を代表する発酵食品である味噌。味噌づくりにも発酵のメカニズムが用いられています。

大豆、麹菌、塩に乳酸菌と酵母菌を投入

味噌づくりのスタートとなるのが麹菌です。この麹を原料となる大豆に加えて塩と共に混ぜ合わせます。そのとき、同時に加えるのが乳酸菌と酵母菌。つまり、味噌は麹菌と乳酸菌、酵母菌の三つの菌によって作られる発酵食品ということになります。

アミラーゼやプロテアーゼといった酵素が出来る

麹菌によって生まれるのが、アミラーゼやプロテアーゼと呼ばれる酵素です。

これらの酵素の働きによって、でんぷんやたんぱく質の分解が進み、ぶどう糖、アミノ酸、脂肪酸が生まれます。

このぶどう糖は味噌の甘さの元になり、アミノ酸と脂肪酸はうま味や香りのもととなります。

一方、乳酸菌は発酵することで大豆独特のにおいを消し、酵母菌はアルコールを生成、味噌を長期保存できるようにするほか、香りのもとともなります。

独特な風味やビタミン類が生成される

このように、様々な菌類の働きによって生み出されるのが味噌の特徴。そのため、味噌は独特の風味を持った調味料になります。

また、これらの菌によってビタミン類が生成、味噌の栄養価を高める上でも一役買っています。

まとめ

知れば知るほど面白くなっていく発酵のメカニズム。もし発酵食品の美容と健康への効果をもっと詳しく知りたいという方は、その他の発酵食品のメカニズムについても調べてみるのはいかがでしょうか。

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