発酵とは?初心者にも簡単!わかりやすく仕組みやメカニズムを解説【栄養士監修】

発酵食品
発酵ってそもそも何?仕組みやメカニズムをわかりやすく簡単に知りたい!

発酵食品や腸活が体に良いと話題ですが、何がどう体に良いのか・メカニズムや仕組みは、あまりよくわからないですよね。

そこで今回は、この3つを記事で紹介します。

この記事でわかること
  • そもそも発酵とは?なぜ体にいいの?
  • 発酵と腐敗の違いや、発酵に関する微生物
  • 発酵のメカニズムや仕組み
発酵の基礎を知りたい方は要チェックです!
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発酵とは?発酵食品に関する微生物にはどんなものがある?

発酵とは、微生物の代謝活動を利用して、うまみや栄養素を増やし、もともとの食材よりも保存性を高めることができるプロセスと技術です。

微生物は、地球上のあらゆる場所や、人間の皮膚・腸の中にいる生き物で、まだ発見されていないものも含め、数えきれないほどの種類があります。

発酵食品に関する微生物で、主要なものはこの3つです。

  • 麹などのカビ類(コウジカビ・シロカビなど)
  • 酵母類(パン酵母・ビール酵母・ワイン酵母など)
  • 細菌類(納豆菌・乳酸菌・酢酸菌など)

麹などのカビ類は、醤油や味噌などが作られるときに必要なもの。酵母類は、液体が多いです。

発酵とは?腐敗との違い

発酵とは、人間にとって有益な微生物の活動のことを言います。微生物の力を借りて、食品を「腐った」状態ではなく、「良い(おいしい)」状態に変えることです。

私たち人間に有利な状態にさせたものが「発酵」であり、不利な状態にさせたものを「腐敗」として、分けています。

発酵
腐敗
  • 人間にとって有益
  • 人間にとって有害

食品を発酵させると、元の味や匂い、食感が変化し、より深みのある味やにおいに変化し、食品の質がよくなります。

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発酵食品の、味噌やヨーグルトを思い浮かべてもらうと、わかりやすいかもしれません。

醤油やみりん、酒、酢などの調味料をはじめ、ぬか漬けや納豆など、日本には発酵食品がたくさんあります。日常的に食べているものも多いでしょう。

発酵の「微生物」とは?

発酵でよく言われる「微生物」は、ウィルスや細菌とはどう違うの?

発酵は、微生物が食品に直接作用して起こす「生化学反応」ですが、そもそも微生物とは何?と思いますよね。

微生物は、「肉眼では構造が判別できないような微小な生物」のことをいいます。

発酵をうながす微生物は、食品を分解することによって、人間に「無害」「有益」な化学物質を産み出す菌としての位置づけです。

発酵の仕組み・メカニズム

発酵は、とても複雑なプロセスを経て行われており、食品の種類によってそれぞれ異なります。しかし、基本的に2つの反応が同時進行しているものと考えられます。

なぜ2つの反応かというと、多くの食品がでんぷんなどの多糖類とタンパク質を含んでいることがポイント。多糖類もタンパク質も、「天然高分子」と言われ、たくさんの分子が結合しています。

数え切れないほど多くの分子がつながっているものを、微生物が一気に分解・発酵させるのは大変です。そのため、微生物はこの2段階を踏んで発酵を進めています。

  1. たくさんつながった鎖を分解して、バラバラにする
  2. バラバラにした分子を、分解する

たとえば、ビールやウイスキーを作るときは、まず麦芽に含まれる酵素により、でんぷん(高分子=たくさんつながった鎖)をブドウ糖に分解します。

そのあと、酵母(微生物)によって、ブドウ糖をアルコールに変え、発酵させてお酒に変化させます。

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この2段階のプロセスで、「発酵」させているのです。

日本酒・味噌・醤油の発酵のプロセスはまた別

日本酒や味噌、醤油が作られるときは、先ほどとはまた違った発酵プロセスを経ることになります。

これらは「平行複発酵」といい、一つの容器の中で、この2つの発酵が同時進行で行われています。

  • 麹菌の酵素による分解
  • 酵母によるアルコール発酵・乳酸菌による乳酸発酵

ビールの7%、ワインの10%と、世界中の醸造酒と比較しても、日本酒のアルコール含有量は20%前後と圧倒的に高い数値ですよね。

もろみ(水・麹・蒸米を混ぜたもの)の中で、ブドウ糖が徐々に作られ、作られたブドウ糖をアルコールに変化させていくという「酵母の働き方」そのものが理にかなっているため、アルコール含有量が高くなると言われています。

醤油の発酵プロセス

醤油の発酵も同じ。麹と酵母が協力して発酵を進めます。

大豆や塩など醤油の原料になるものが仕込まれた直後は分解がまだ進まず、糖分も少ないため、まずは乳酸菌が働き、乳酸という酸を出して、中性だった液体を酸性にします。

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酸性の状況下では、雑菌の繁殖が抑えられ、「腐敗」が起きにくくなります。

そして、ある程度分解が進み、糖分が出てきて酵母が発酵するのに適した状態になると、次は酵母が活発に活動を始めるのです。

酵母は酸素を好むので、このタイミングで空気を取り入れる「櫂入れ(かいいれ)」という作業を行います。醤油メーカーのホームページなどで、大きな棒を樽に入れてかき混ぜている様子を、見たことがある方もいるかもしれません。

醤油作りの櫂入れ
出典:西日本新聞

酵母の発酵が落ち着いたころの「もろみ」には、アルコールが存在します。

雑菌が入ったとしても生きられる環境ではないため、時間をかけて十分に熟成させることができます。こうして、大豆のタンパク質が分解され、色がどんどん濃くなり醤油の色に近づいていきます。

醤油や味噌の色が濃い茶色の理由

発酵食品

醤油や味噌の色が濃くなっていくのは、アミノ酸と糖類が結合して起きる「アミノカルボニル反応」によるもの。この「アミノカルボニル反応」によって、「メラノイジン」という褐色物質が作られます。

発酵によってできるもので代表的なものに「エステル」があります。

たくさんの種類があるエステルですが、たとえばバナナなど果物の香りの大部分は、エステルによるものです。

これは、発酵によって生まれた各種アルコールと、同じく発酵によって生まれた乳酸や酢酸などの有機酸が合わさったものです。

エステルは、酵母や細菌の発酵が終わってから生まれるもので、発酵する期間が長いほど多くなります。熟成された醤油や味噌の香りが良いのも納得ですね。

発酵はさまざま化学反応が同時進行で進む

このように、発酵のプロセスではさまざまな化学反応が同時進行で進み、もともとの原料とは全く違う物質に変化していきます。

発酵のプロセスを経て、醤油も味噌も日本酒も、それぞれ特有の味や色、香り、質感などに変化します。

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これは、微生物の種類だけではなく、微生物の組み合わせや割合、発酵する物質の温度や濃度などによっても変わります。

こういった意味で、厳密にいえば「発酵で同じ生産物ができることはない」といえるでしょう。

発酵食品が体にいい理由

発酵食品は、なぜ体にいいの?

食材が発酵することで、もとの食材にはなかった、人間にとって役立つ菌が産まれるからです。

たとえば、きゅうりを生のまま食べるよりも、ぬかに漬けて発酵食品にしてから食べることで、ビタミンB1や植物性乳酸菌など、腸内環境をととのえる菌が増えます。

ふつうのきゅうりを食べるより、ぬか漬けきゅうりで発酵させてから食べた方が、もとのきゅうりにはなかった栄養素がとれるので、おトクなんですよね!

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発酵食品を日常的に食べることで、腸内環境がととのって、風邪をひきにくくなるなど免疫力が上がります。

ぜひ、参考にしてみてください。

発酵食品・腸活関連の資格の一覧・値段・違いまとめ

今回紹介した発酵のメカニズムなど、発酵食品や腸活を学べる資格講座がたくさんあります。

発酵食品や腸活に関する資格を、比較しやすいよう表にまとめました。

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※資格の詳細は変更される可能性があります。最新情報の確認をお願いします。

発酵食品や腸活関連の資格は、こちらの記事で詳しく解説しています。

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