ヨーグルト、ザワークラウト、ピクルスなど、これらの製品は乳酸発酵なしには存在しません。

この記事では、乳酸菌の働きで何が起こるのかを理解するために、乳酸発酵についてもう少し詳しくご紹介します！

乳酸発酵とは

生物が生き残るためには、エネルギー源からエネルギーを取り出せなければなりません。 発酵は、植物や動物の呼吸と同じように、エネルギーを得るための方法です。

発酵にはいくつかの種類がありますが、乳酸発酵は、発酵の結果として乳酸が生成されるタイプです。 乳糖やブドウ糖などの糖類を発酵させ、その過程でエネルギーを放出し、乳酸を生成します。

乳酸発酵は細菌だけではなく、人間にも起こります。

乳酸発酵はバクテリアだけでなく、人間にも起こります！もしあなたが広範囲にスポーツをしていて、筋肉が「酸っぱくなる」と感じたら、それは文字通り酸っぱくなるのです。

乳酸菌

さまざまな細菌が乳酸発酵を利用して糖を乳酸に変えますが、そのほとんどが乳酸菌という適切な名前のグループに属しています。 このグループの中にも、例えば、ラクトバチルス、ロイコノストック、ラクトコッカスなど、いくつかの種類があります。

乳酸菌は、乳酸発酵を目的として食品に添加されることもありますが、人体や植物など、さまざまなところに自然に存在しています。

乳酸

乳酸は酸であり、液体のpH値を下げる働きを持っていますが、その構造は以下の通りです。 分子の右側にある-COOH基が、乳酸を酸にしています。 この基のプロトン（H+）は、非常に簡単に基から離れて、周りの残りの水の中に居座ってしまいます。 その結果、プロトンの濃度が高まり、pH-値の低下につながります（詳しくはこちら）。

乳酸の発酵反応

乳酸菌にはさまざまな種類があり、糖を乳酸に変える方法も異なります。 また、菌が利用できる糖の種類によっても、反応の様子が異なります。 最も単純で一般的に説明されるメカニズムは、グルコースをエネルギー源として出発するものです。

グルコースは、ホモフェルミン型&ヘテロフェルミン型という2つの主要な経路で乳酸に発酵されます。 ここでは経路を単純化して説明しますが、実際には細胞内ではもっと多くの段階を経ています。 また、バクテリアは発酵中にエネルギーを回収しながら、他にも様々な反応を行っています。

反応スキーム1：グルコース – ホモフェルミン反応

乳酸発酵のホモフェルミン反応メカニズムでは、1分子のグルコースが2分子の乳酸に分解されます。 この反応では、バクテリアが利用できるエネルギーが放出されます。

C6H12O6 → 2 C3H6O3

反応スキーム2：グルコース – ヘテロ発酵

すべての乳酸菌がグルコースをそれほど効率よく分解できるわけではありません。

C6H12O6 → C3H6O3 + C2H6O (エタノール) + CO2 このときもエネルギーが放出されて菌に蓄えられますが、ホモ発酵の反応の半分しかありません。 例えば、牛乳です。 牛乳に含まれる糖は乳糖です。 乳糖はいわゆるジサカリドで、1分子のグルコースと1分子のガラクトースからできています。 適切な乳酸菌を使用すれば、乳糖をグルコースとガラクトースに分解する酵素を持っています。 グルコースは、前述の経路のいずれかで発酵させることができます。

食品中の乳酸発酵

食品中の乳酸発酵は、望ましい場合もありますが、非常に望ましくない場合もあります。

望ましくない、腐敗

乳酸菌は、野菜だけでなく肉も腐敗させます。 乳酸が生成されることで、製品が酸っぱくなり、美味しくなくなってしまうのです。

食品に含まれる好ましい乳酸菌

ヨーグルト、ピクルス、オリーブ、ザワークラウト、サワークリーム、サワードウなどの場合、乳酸菌にはその役割を果たしてもらいたいものです。 乳酸菌は食品の保存に役立ちます。 ヨーグルト&やサワークリームは牛乳の保存食であり、ザワークラウトはキャベツの保存食であることを考えてみてください。 保存性以外にも、味や食感に望ましい変化をもたらします！

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