發酵

常見的發酵食物
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發酵，（Fermentation）,又稱醱酵。發酵是一種化學過程，透過厭氧過程分解葡萄糖等分子。 更廣泛地說，發酵是在葡萄酒和啤酒生產過程中發生的起泡現象，這一過程至少已有10,000年的歷史。 泡沫起因於二氧化碳氣體的釋放，儘管直到17世紀才意識到。 19世紀的法國化學家和微生物學家路易·巴斯德（Louis Pasteur）在狹義上使用發酵一詞來描述由酵母和其他微生物在無空氣（厭氧）條件下生長引起的變化。 巴斯德還發現認識到乙醇和二氧化碳不是發酵的唯一產物。

目錄

發酵的歷史

「發酵」一詞來自拉丁語fervere，意思為「煮沸」。發酵（Fermentation）一詞，ㄧ開始在14世紀晚期被煉金術士描述，而不是現代意義上的發酵過程。約在1600年，發酵的化學過程開始成為科學研究的主題。

發酵是自然過程。人們早在了解生化過程之前就已經進行了發酵，以生產葡萄酒，蜂蜜酒，奶酪和啤酒等產品。在1850和1860年代，路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）證明發酵是由活細胞引起的，因而成為第一位研究發酵的酶學家（zymurgist）或科學家。然而，巴斯德未能從酵母細胞中提取負責發酵的酶。 1897年，德國化學家愛德華·比希納（Eduard Buechner）研磨酵母，從中提取了液體，發現該液體可以發酵糖溶液。 愛德華·比希納的實驗被認為是生物化學科學的開端，為他贏得了1907年諾貝爾化學獎。

食品的發酵

很多肉製品也屬於發酵食品，發酵肉製品一直在人類飲食文化裡占有一席之地，如發酵香腸、火腿。很多人以為這些發酵香腸、火腿只是經過鹽漬、風乾的作用而已，其實在其製造與漫長熟成的過程裡，有許多微生物一起團隊合作發揮作用，產生很多化學變化，才會讓這些發酵肉製品與生鮮肉品的風味這麼不同，卻又具有其獨特的甘醇鮮美。

乙醇發酵

酵母和某些細菌進行乙醇發酵，丙酮酸（來自葡萄糖代謝）分解為乙醇和二氧化碳。由葡萄糖生產乙醇的化學方程式為：

C6H12O6（葡萄糖）→2 C2H5OH（乙醇）+ 2 CO2（二氧化碳）

乙醇發酵已用於生產啤酒，葡萄酒和麵包。值得注意的是，在果膠含量高的情況下進行發酵會產生少量甲醇，而甲醇在食用時會產生毒性。

乳酸發酵

來自葡萄糖代謝（糖酵解）的丙酮酸分子可以被發酵成乳酸。乳酸發酵用於在酸奶生產中將乳糖轉化為乳酸。當組織需要能量的速度比氧氣的供給速度快時，它也會發生在動物肌肉中。由葡萄糖生產乳酸的下一個方程是：

C6H12O6（葡萄糖）→2 CH3CHOHCOOH（乳酸）

由乳糖和水生產乳酸的過程可總結為：

C12H22O11（乳糖）+ H2O（水）→4 CH3CHOHCOOH（乳酸）

重要性

動物的肉品自古以來都是高價的蛋白質來源，取得不易，但是因為肉品營養豐富，容易腐敗變質，在沒有冰箱的古代，保存是大難題。肉品的發酵，就是古人找出幫助肉品保存的一種重要方法，並一直演變至今。發酵肉製品最主要的代表作就是發酵香腸、火腿，即使現代冷凍、冷藏的發達，肉品的保存已經沒有那麼困難了，但是這些發酵肉製品的特殊風味，仍是無法取代。總結來說，發酵的肉製品有以下優點:

• 1.幫助保存:

肉品發酵過程，表面的黴菌有助於降低水分活性；而生長在裡面的乳酸菌，會生成乳酸、降低pH。這些作用都有助於抑制雜菌與腐敗菌的生長，有助於肉品的保存。

• 2.增添風味:

在發酵與熟成的過程中，這些黴菌、酵母菌、乳酸菌等微生物，都會一邊生長，一邊分解肉品裡面的蛋白質、脂肪等，產生很多很複雜的小分子代謝物，如胺基酸、胜肽、脂肪酸、有機酸等。然後這些小分子會再進行化學反應與重組，如此一來就會產生更複雜的香味物質，讓發酵肉品產生與眾不同的風味。

在發酵肉品眾多風味中，最引人注意的是麩胺酸。麩胺酸是甘味的重要來源。長久以來，我們以為人類的基本味覺只有酸、甜、苦、鹹四種，要直到近世才發現還有第五種基本味覺存在，那就是「甘味」，也就是俗稱的「鮮味、旨味」，甘味的主要貢獻來源就是麩胺酸。在一般食品中，麩胺酸含量很低，僅僅在海帶、香菇、番茄裡含量比較高一點，後來由味之素公司首創的麩胺酸鈉發酵生產技術(俗稱味精)，才讓人有純化的便宜麩胺酸可以添加。

但是另一方面，科學家也發現經過發酵熟成的肉品中，麩胺酸的含量會大大提高，所以發酵肉品才會讓人感到特別的鮮美。西班牙的一項研究中指出，經過一年熟成的火腿裡，麩胺酸含量可以高達340毫克/100克，相較於新鮮豬肉平均麩胺酸含量才10毫克/100克，高出了34倍之多；另外在日本的另一項實驗中，發酵香腸裡麩胺酸的含量，也在一個月的時間裡提高了將近20倍以上。而這樣高的麩胺酸含量，就要歸功於微生物酵素分解豬肉裡的蛋白質，產生出這樣的游離麩胺酸。