コーナー展示 Special Display

発酵に関わる微生物は細菌、酵母、カビなどで、様々な気候風土のもと、そこに生息する微生物を利用して発酵食品をつくっています。同じ種類の発酵食品でも発酵微生物は千差万別で、食品としての機能性も異なります。

ここでは発酵に関わる代表的な微生物である酵母、乳酸菌、納豆菌などを紹介します。


コーナー展示1.発酵の母「酵母の恵み」発酵食品における酵母の役割とドメスティケーション

「酵母」をご存知ですか?「発酵の母」なんて名前で、なんか優しそうで、なんかおいしそうな雰囲気を醸しています。しかし、酵母が何者なのか?どこからきたのか?など,その実態を知るヒトは少ないのではないでしょうか?酵母とは、「一定期間の生活環において単細胞で生育する真菌類の総称」とされています。簡単にいうと「単細胞で生きている真核細胞」というざっくりした分類になります。よって酵母には正義の味方もいますし、もちろん悪役もいます。例えば、お父さんの足に住み着いている皮膚カンジダ症の菌も酵母ですし、クリプトコッカス症の原因も酵母です。つまり、私たち人類が「発酵」に利用しているのは酵母の中でもごく一部の「正義の味方」を上手に利用しているのです。

発酵食品における酵母の役割は・・・

私たち人類は様々な酵母を発酵食品に利用しています。味噌や醤油の生産ではシゾサッカロマイス・ルキシーなどが活躍していますが、日本酒やビール、ワインなどのお酒の生産のみならず、パンの発酵で利用されている「サッカロマイセス・セレビシエ」が「酵母界の大谷翔平」的存在です。では,彼らサッカロマイセス・セレビシエは発酵過程においてどのような役割をはたしているのでしょうか?

 サッカロマイセス・セレビシエは酸素がない嫌気状態でアルコール発酵を行い、その過程で糖からエタノールとCO2を生産します。エタノールを利用したのがお酒でCO2を利用したのがパンの発酵です。また,酵母は様々な香り成分や有機酸を醸します。これによってそれぞれの発酵食品に特徴的な風味を加えます。ただ単にエタノールとCO2を加えるだけでは美味しい風味の発酵食品はできない、つまり発酵食品は微生物が巧妙に醸してくれる様々な発酵成分のハーモニーによって初めて生産できるのです。

酵母の進化とドメスティケーション

 では,そもそもサッカロマイセス・セレビシエはどこからやってきたのでしょうか?実は酵母は自然界の至るところに住んでいて、彼らはそれぞれ「個性」をもった野生児でした。先人たちは酵母の存在を知る由もなく、発酵食品を「神様からの恵み」として、神様(実際は酵母)のご機嫌を伺いながら美味しい発酵食品ができる条件を模索し、神様(酵母)だけが降臨する醸造技術を発展させてきました。また発酵産物の中から美味しい産物を選抜し、より食品発酵に適した性質をもつ酵母の自然変異体を獲得していくことで高い発酵能力をもつ酵母に進化させてきました。つまり、私たち人類は長い歴史の間に酵母を家畜化(ドメスティケーション)することで、より美味しい発酵食品を追い求めてきたということになります。



コーナー展示2.「納豆とnatto、納豆菌」

納豆菌を英語で表すとBacillus subtilis (natto)(バチルス サチルス ナットォ)となります。Bacillusとsubtilisはそれぞれラテン語の「桿(棒)」と「細長い」に由来します。つまり、細長い桿菌という意味で、納豆発酵に使われる株(系統)であることを示すために、Bacillus subtilisの後ろに固有名詞の(natto)を付記するのです。生物種としてのBacillus subtilisに対応する和名は枯草菌(ルビ:こそうきん)であり、(natto)は分類上の種や亜種を示すものではありません。要するに、Bacillus subtilis (natto)は、納豆製造に使用される枯草菌の一系統という(日本人から見れば)少々回りくどい書き方をしているのです。

分子生物学が発展したおかげで、私たちは生物の種をそのゲノム情報(DNA塩基配列の全体像)と結びつけて理解するようになりました。微生物分類でも同様です。一方、DNA分析ができなかった時代には、顕微鏡観察した形態学的特徴や資化性、胞子形成、コロニーの性状、色、特徴ある代謝物の生産、さらに「人間」にとっての有害性(病原性)や有益性を指標に分類されました。もし、伝統的に欧州でも納豆が食されていれば、納豆菌は大豆発酵桿菌を表すBacillus soyfermentumと呼ばれていたかも知れません。

上述のように、納豆菌をnatto bacteriumあるいはnatto bacteriaと呼んでも、海外では理解されません。しかし、タイ王国の納豆様食品であるTooa nao (Thua nao,トゥアナオ)がThai nattoと表記されるなど、日本人以外の著者がnattoと記述する事例が少しずつ増えています。食品工業化で先行したnattoは、アジアの多くの国で作られる納豆とよく似た発酵食品の総称として認知されつつあります。
納豆菌には粘り物質(グルタミン酸が直鎖状に重合した化合物)の生産能や滑走(sliding)と呼ばれる運動能があり、このような性質を持つ枯草菌(=納豆菌)を稲藁などから見つけることは難しくありません。ところで、納豆のにおいや特有の粘りが苦手な人もいます。納豆臭や粘りを好まない消費者や事業者向け納豆として、臭気や粘りを弱くした納豆菌が近年開発されています。加工・調理が容易な粘らない納豆は、輸出や介護施設等での消費拡大につながると期待されています。


コーナー展示3.     乳酸菌(食を支える微生物)

乳酸菌という微生物の名称は、1857年パスツールが酸敗した牛乳中に微生物が存在することを発見し、これを乳酸菌と名付けたことから始まります。現在の乳酸菌の定義は、糖類を発酵して乳酸などの有機酸を生産する微生物のことで、微生物分類学上の特定のグループを示すものではありません。乳酸菌は分類学上、多くの属*に散在しています。

*属とは近縁の種をまとめたグループの単位です。学名の頭の単語は、属名を示しています(例:乳酸菌の一種、ラクトコッカス・ラクティスはラクトコッカス属のラクティス種)

私たち人間が発酵食品を食する上で、乳酸菌の定義はとても重要です。乳酸菌は乳酸や有機酸を生産してくれるからです。これらが食材にたまると食材の環境は酸性にさらされることになります。酸性条件では人間に危害を加える微生物の生育が抑さえられます。乳酸菌が発酵を続けてくれる限りその食品を食することが可能であると期待できます。このため、食材の長期利用が可能になるのです。

また、乳酸菌自体が生物なので、ビタミン類や多糖類を保持し、人間の健康維持に貢献していると考えられます。ビタミン類は我々の体の維持に欠かせない栄養成分であり、体内で作りだすことができないため、食品から食する必要があります。元々食材にそのビタミンが含まれていなくても、乳酸菌が作ってくれます。多糖類は免疫力や疾病防御に関与することが知られています。乳酸や有機酸にはそれぞれ異なる味があります。味を楽しむという文化に貢献した可能性も考えられます。

 自然発酵において毎回同じ発酵食品を作れることは、我々人間にとってはとても重要なことです。ある程度のノウハウは必要としても、同じものを作れないと後世に伝わることはなく、発酵食品として歴史に名を刻むこともありません。例えばヨーグルトを考えてみましょう。乳に含まれる乳酸菌は糖を分解して乳酸などの有機酸を乳に放出します。その結果、乳の酸性度が少しずつ上がり酸性の乳となります。酸性の環境で生育できる微生物は限られるため、乳酸菌は乳の中で優占種となりヨーグルトができるのです。



コーナー展示4. 日本の「国菌」麹カビアジアの発酵文化を支える麹は権力の象徴?

「麹(こうじ)」は私たちアジア人にとって発酵醸造に欠かすことができない微生物の一つです。近年では、「塩麹」ブームがあったり、飲む点滴「甘酒」ブームがあったり、「麹」が発酵食品ブームの一翼を担っているのはご承知の通りです。しかし、麹とはどのようなものか、そこに使われている微生物は?となるとほとんどの方はご存知ないと思います。

麹とは、「米、麦、大豆などの穀物に麹カビなどの食品発酵に有効なカビを中心にした微生物を繁殖させたもの」とされています。簡単にいうと「発酵食品に使いたい麹カビを生やしたお米や豆」ということになります。

発酵食品における酵母の役割は・・・

では、麹カビのどのような能力が"食品の発酵"に利用されているのでしょうか?簡単にいうと麹カビは基本的に「食品の栄養素を分解する能力」に長けています。

例えば、お米や麦からお酒を作る場合、その原料はデンプンになります。アルコール発酵をする酵母はデンプンを利用する能力がないため、何らかの方法でデンプンを酵母が利用できるブドウ糖や麦芽糖に分解する必要があります。麹カビはデンプンを分解する酵素「アミラーゼ」をたくさん作りますので、私たちアジア人はお米から酒を作る際、麹を使って酵母の発酵を助けています。

また、麹カビはタンパク質を分解する酵素「プロテアーゼ」や脂質を分解する酵素「リパーゼ」もたくさん作りますので、醤油や味噌を作る際、麹を用いて材料の大豆や麦などのデンプンやタンパク質、脂質を分解する役割を担っています。塩麹を使うとお肉が柔らかくなるというのはこの麹カビのプロテアーゼを利用していることになります。

牙を抜かれた狼「麹カビ」は日本の国菌

 アジア各地では様々な種類のカビを麹に使っていますが、日本ではアスペルギルス属と呼ばれるカビを主に使っています。アスペルギルス属のカビは「食品の栄養素を分解する能力」に長けている反面、基本的に「カビ毒」を作るため、私たちヒトがそれを食べると死にいたるいわゆる"やばい菌"です。しかし、私たち人類は現在、麹を食べて亡くなるヒトはいません。これは、私たちの先人たちが遺伝的にカビ毒を作らないように変異した麹カビを上手に選抜し、それを代々受け継いで利用しているからです。まさに麹カビは牙を抜かれた狼かもしれません。

また、日本の花「国花」は桜、「国鳥」は雉子であることをご存知の方は多いと思いますが、日本の菌「国菌」が麹カビのアスペルギルス・オリゼであることを知るヒトは少ないと思います。

朝はお味噌汁とご飯、夜には日本酒で晩酌し、締めで醤油ラーメンを食べるお父さん、今日も「国菌」麹カビの恩恵に感謝です。