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【納豆博士が解説】発酵に欠かせない微生物「酵母」と「バクテリア(細菌)」の種類と作られる食品

発酵食品は日本の伝統的な食文化であり、発酵抜きには和食は成り立たないと言っても過言ではないでしょう。もちろん、日本以外の国にも発酵食品は存在しますし、それらはその国の食文化や気候風土と密接に関わっています。前回に引き続き、発酵食品に欠かせない微生物として、酵母とバクテリアについてご紹介致します。

目次

発酵のもと「酵母」は、発酵に欠かせない微生物

酵母とは、「発酵のもと」という意味。発酵において極めて重要な微生物群です。パン酵母やビール酵母が有名です。アルコールや香気成分だけでなく、タンパク質、ビタミン類、核酸などの供給源としても利用されています。

酵母は、麹カビや麦芽によって作られた糖を食べ、アルコールや香りの成分であるエステル類を生成します。これらの成分は、発酵熟成過程でさらに変化し、発酵食品独特の複雑で馥郁(ふくいく)とした香気成分などを構成します。

酵母の種類と作られる食品

パン酵母・ビール酵母

サッカロミセス属の酵母で、アルコールやエステル類の生産能が高い特徴があります。パン酵母もビール酵母も同一の酵母ですが、株(個体)ごとの個性が強く、それぞれの発酵食品に適した株が使用されることで商品ごとの特徴となって表れています。ビールのうち、上面発酵ビール(エール、スタウトなど)は、異なる種の酵母により作られます。

作られる食品等

日本酒、ビール、ワイン、その他の酒類(テキーラは除く)、パン、ぬか漬け、酵母エキス(調味料)、健康食品

耐塩性酵母

サッカロミセス属および類縁の酵母で、高い食塩濃度中でも発酵を行うことができるのが特徴です。

作られる食品等

醤油、味噌、チーズ、ソーセージなど

産膜酵母

食品表面に膜を張るように生育する酵母の総称です。ハンゼヌラ属の酵母はエステル生産能が高く、日本酒の発酵後期に働きます。ピヒア属の酵母はリンゴ酸の製造に利用されます。その反面、漬物やビール、ワインの製造時には有害菌(変敗菌)となり、嫌われています。

作られる食品等

日本酒、リンゴ酸(有機酸)

トルラ酵母

核酸の生産量が高く、味の良い酵母エキスの製造に利用されています。

作られる食品等

酵母エキス(調味料)など

細菌(バクテリア)の種類と作られる食品

納豆菌

稲わらを始め自然界に広く生育する細菌です。微生物の分類学上、枯草菌の一種とされていますが、ネバネバ物質(PGA)、ビタミン K2、ナットウキナーゼ、ポリアミンなど納豆菌だけに特徴的な物質を数多く生産します。胞子を形成し休眠状態になると、100℃の熱や氷点下の気温、宇宙空間でも死滅することがない強い菌です。ヒトでは、生きて腸に到達し、腸内細菌を助ける働きをします。

作られる食品等

納豆、酵素製剤(タンパク質分解、デンプン分解)、 整腸剤(指定医薬部外品)など

乳酸菌

糖(主にブドウ糖)を食べて、乳酸を作る菌の総称で、約400種類ほどが発見されています。その多くは、人の腸内において善玉菌として働いています。従来は、人工的に培養できる菌の研究が主流でしたが、近年、遺伝学的手法による腸内細菌叢の研究が進み、培養できない新しい菌の発見や、分類学における位置付け(門目科属)の変更などが日々行われている過渡期にある注目の菌群です。

作られる食品等

チーズ、ヨーグルト、発酵バター、乳酸発酵飲料、乳酸菌飲料、漬物(古漬、スグキ漬、ぬか漬、キムチなど)、なれ鮨、発酵乳酸(有機酸)など

関与する食品等

日本酒、味噌、醤油など

ビフィズス菌

乳酸菌と共に、発酵乳製品の製造には欠かせない菌です。空気が無い環境で生育する嫌気性菌ですので、ビフィズス菌が含まれている食品は限られています。ヒトの腸内において善玉菌として働いており、近年では、その重要性が益々注目されている菌です。

作られる食品等

ヨーグルト、ぬか漬、発酵乳製品、乳酸菌飲料、整腸剤(指定医薬部外品)など

酢酸菌

発酵食品の分野では、アルコールから酢酸を作るアセトバクター属、グルコノバクター属の細菌を酢酸菌と呼びます。食酢は、3 ~ 5 % の酢酸を主成分とする酸性調味料です。日本では、米麹を酵母で発酵させた後に酢酸菌で発酵させて作る米酢、酒粕を酵母で発酵させた後に酢酸菌で発酵させて作る粕酢、穀類を酵母で発酵させ蒸留した醸造用アルコールを酢酸菌で発酵させた酒精酢などが作られています。玄米を主原料として酢酸菌で発酵させた黒酢や、もち米を主原料とする中国の香醋も米酢に含まれます。

欧米諸国ではワインや発酵ブドウ果汁を酢酸菌で発酵させたブドウ酢(ワインビネガー)、リンゴ果汁を酵母で発酵させた後に酢酸菌で発酵させたりんご酢(アップルビネガー)、麦芽を酵母で発酵させた後に酢酸菌で発酵させた麦芽酢(モルトビネガー)などが主流となっています。腸内細菌の中で酢酸菌とされる菌は、腸内でオリゴ糖などをエサとして酢酸を作る菌の総称となっており、複数の菌が存在します。

作られる食品等

食酢(米酢、粕酢、酒精酢、果実酢など)

酪酸菌

酢酸菌同様に、発酵食品の分野では酪酸を生成するクロストリジウム属の細菌を酪酸菌と呼びます。本菌は、嫌気性の胞子形成菌と言い、空気が無いところで生育します。ぬか漬やヨーグルト中に含まれています。また、「宮入菌」の名称で整腸剤としても販売されています。腸内細菌の中で酪酸菌とされる菌は、腸内でオリゴ糖などをエサとして酪酸を作る菌の総称となっており、複数の菌が存在します。

作られる食品等

ぬか漬、ヨーグルト、発酵乳製品、整腸剤(指定医薬部外品)など

その他のバクテリア

前述の発酵食品の他にも、スポーツ飲料・プロテインや食品・健康食品など幅広い分野で使用されているアミノ酸、かつお節の主な旨味成分であるイノシン酸やシイタケの主な旨味成分であるグアニル酸(核酸系調味料)、有機酸(リンゴ酸、グルコン酸、乳酸、酢酸)などもバクテリアの培養(発酵)法により作られています。発酵の原料(エサ)になるのは、デンプンや糖蜜(サトウキビの搾り汁)等の天然物であり、これらの技術は日本で開発され、世界に広まって行きました。

その他の微生物

その他の微生物として、食品ではありませんが、抗生物質(医薬品)とその原料物質の多くは放線菌というカビとバクテリアの中間にいる微生物の培養(発酵)法で作られています。

また近年では、微細藻類に分類され、それ自身が食品や健康食品になるクロレラやスピルリナ(ミドリムシ)、健康食品に利用されているアスタキサンチンや植物性DHA・EPAを作るオーランチオキトリウムなどが、持続可能な食品資源として注目されています。これらも、それぞれの微細藻類の培養(発酵)法で作られます。微細藻類の多くは光合成により生育しますので、太陽の光があれば培養が可能で、その他の微生物に比べて培地(栄養源)として使用する原料が少なくて良いという利点もあります。なお、キノコも担子菌というカビの仲間ではありますが、発酵というよりは栽培に近いので、今回は省略します。

参考文献・サイト

1)    くらしと微生物、村尾澤夫・藤井ミチ子・荒井基夫 共著、培風館
2)    日本酵素産業小史、日本酵素協会
3)    公益財団法人 日本醸造協会 : https://www.jozo.or.jp/
4)    日本酒製造参考ページ  : https://www.oenon.jp/product/sake/process/
5)    味噌製造参考ページ :
https://www.hanamaruki.co.jp/misogura/about/production-flow-of-miso/
6) 醤油製造参考ページ : https://www.soysauce.or.jp/knowledge/process
7) 紅麹参考ページ: https://www.kobayashi-vs.co.jp/benikoji/component.html
8) 川崎寿、上田賢志:微生物探索が食にもたらす革新,化学と生物,54 (1),   54‐60, 2016
小笠原 和也

小笠原 和也 
そのもの株式会社学術顧問/九州大学大学院 農学研究院 特任准教授

熊本大学大学院医学教育部卒。 ナットウキナーゼをはじめとする機能性⾷品原料の研究開発、 35年間に渡る納⾖菌を主とする微⽣物学・醗酵学・酵素学の研究開発の経験をもとに幅広く活躍中。

熊本大学大学院医学教育部卒。 ナットウキナーゼをはじめとする機能性⾷品原料の研究開発、 35年間に渡る納⾖菌を主とする微⽣物学・醗酵学・酵素学の研究開発の経験をもとに幅広く活躍中。

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