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酵母エキスの基礎知識を専門外でもわかるように解説します

食品科学
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『酵母エキス』ってご存知ですか?

スープ系の食品やお菓子の原材料表示を見ると、風味付けに使われていることがありますね。

このブログでは食品の科学的な知識について、食品の科学のカテゴリで解説しています。酵母エキスについては、以前僕のフォロワーさん (id:hisatsugu79) とのやりとりで…

 

 

酵母エキスについてのやりとりがありました。

 

酵母エキスなら、色んな食品に入ってるし、ちょうどいいですね。

おでんや中華スープ、お菓子からカレー粉まで…

旨味、苦味、塩味、食品に色んな味を与えてくれる万能調味料。

今回はそんな酵母エキスについて、解説していきます。 

 

目次

酵母エキスって何なの?

そもそも酵母とは?

酵母(こうぼ)またはイースト(英語:yeast)は、広義には生活環の一定期間において栄養体が単細胞性を示す真菌類の総称である。より一般的には食品などに用いられて馴染みのある出芽酵母の一種 Saccharomyces cerevisiae を指す。酵母は正式な分類群の名ではなく、いわば生活型を示す名称であり、系統的に異なる種を含んでいる。

 Wikipediaより。

酵母は微生物の中の一つのグループです。

酵母という微生物が1種類いるのではなく、”乳酸菌”と同じように、一つの分類に過ぎないのです。

 

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 例えば、パンを作るのはパン酵母。いわゆるイースト菌です。

そもそもイースト=yeastは直訳すると”酵母”なんでパン酵母だけを指すわけじゃないんですが…。

 

それは置いといて、パン酵母はSaccharomyces cerevisiaeが学名です。

もやしもんでは、S・セレビシエって呼ばれてましたね。

糖をアルコールにかもしてくれます。そのためビールや日本酒にも使われますね。

色んなS・セレビシエの中から、パンやビール、日本酒に合った子を選抜しています。同じS・セレビシエでも、発酵させてみると、ちょっとずつ風味が違ってきます。

そのため、お酒の酵母は、様々な”株”が公式に管理されてるんですよ。

”株”についてですけど、微生物は、同じ種類なんだけど違う性質を持つことがあって、細かくクラスタ分けされています。その微生物の性格みたいなもんですかね。

パンをよくかもすS・セレビシエちゃん、お酒をよくかもすS・セレビシエちゃん…それぞれ、記号や番号で分けられています。

S・セレビシエ NBRC 101557等々

このへんは、日本醸造協会(酵母の供給)を参考に…。

 

ちなみにパンに酵母を入れるのは、パンを膨らますためですが、これは酵母がアルコールを作る時に、ついでに二酸化炭素を出すからなのです。

ぺったんこのパン生地の中で二酸化炭素のガスをどんどん出します。それでパンが膨らむわけですね。

そして、パンを焼く時の熱で、一気に膨張してふっくらするわけです。気体は熱で体積が増えますからね。

 

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冒頭のTwitterにも書きましたが、シモの病気で有名なカンジダも酵母の一種です。

あ、カンジダも色んな種類がいて、病原菌もいるし、そうでないのもいます。

それ以外にも、水虫や腸炎の原因になる酵母もいます。

 

酵母が良い!悪い!って一括りにされることもありますが、酵母の中でも、食品に使われる酵母、病気の原因になる酵母、色々な種類がいるんです。

ちなみに、酵母エキスに使われる酵母はビール酵母やパン酵母など、食用酵母が使われています。あとはトルラ酵母なんてのもいます。こいつも元々は食用。

ビールを作って用無しの酵母を回収して、調味料に加工しちゃうんですな。栄養がパンパンに詰まっていますので、廃酵母をそのまま乾燥させて飼料にしちゃうこともありますね。

 

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ちなみにこれは、僕が学部生の頃、学生実験で撮った酵母の染色写真。

バーは10マイクロメートル。1/100ミリですね。

だいたい酵母の大きさは3〜5マイクロメートル程度。

大腸菌とか乳酸菌はその半分〜1/10くらいです。細菌の方がかなり小さい!

 

酵母エキスとは?

これはそのまま。

酵母のエキス(抽出物)です。

 

酵母は単細胞なので、1つの細胞で生きています。

と言っても、私たちの体の細胞も似たようなものですね。集合体かどうかの違いです。

酵母の細胞の中にも、水分、たんぱく質、脂質、炭水化物、DNAと…私たちの細胞と同じような成分が入っています。

酵母細胞は”細胞壁””細胞膜”って組織で守られてるのですが、それらを酸とかアルカリとか、あるいは酵素とかでボロボロにしてやると、細胞の中の成分が出てきます。

 

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水風船を割るイメージですね。

  

これが”抽出=エキス化”です。

その抽出物を”加熱”したり”酵素分解”よって美味しくしていきます。

 

酵母エキスってどうやって作るの?

酵母エキスの抽出法

 

前の項やTwitterで言及した通り、酵母エキスの製造法は、主に3つに分けられます。

  1. 酸処理
  2. アルカリ処理
  3. 酵素処理

 

これら3つのいずれかの方法で、酵母の細胞壁を破壊し、内容物を溶出させます。

あ、いずれかと言いましたが、併用することもありますね。

酸・アルカリ処理だったり、弱い酸処理である程度壊してから酵素処理等。

その辺は、各メーカーのノウハウになってきます。今はあんまり薬剤処理って聞きませんね。

 

基本的に酸には塩酸を使います。

アルカリだと水酸化ナトリウムを使います。

その反応は全く違うのですが、薬剤による細胞壁の分解、溶解機構の話は割愛します。

 

あ、薬剤とか怖い…って話はちょっとストップ。

塩酸と水酸化ナトリウム…

中学生の理科で出てきた、酸とアルカリ混ぜたら食塩ができるよーってアレです。胃酸だって塩酸ですしね。

酸、アルカリ処理には基本的にこの薬剤しか使わないので、健康への害はまず心配ないと僕は考えています。

塩酸については、ちょっと議論がありますので、最後の『酵母エキスって安全なの?』の項目で詳しく説明します。

 

酵素の基礎知識:酵素処理とは?

酵母エキスに関しては、基本的にどのメーカーも酵素処理がメインの製造法だと思います。少なくとも、僕がメーカーでがっつり研究してた時はそうでした。

 

そもそも”酵素”とは、

『化学反応を促進してくれるたんぱく質』

を指します。

 

化学反応を促進する物質は”触媒”ですね。白金とか、光だって触媒になります。

生物の細胞の中にあるたんぱく質のうち、触媒機能を持つものが、”酵素”になります。

たんぱく質以外の生体内物質が触媒機能を持つこともありますが割愛します。

 

僕たちの遺伝子の構成単位であるDNAを繋げてくれるのも酵素。

胃酸とともに食べ物を消化(分解)してくれるのも酵素。

そして、中には、酵母の細胞壁を分解してくれる酵素や、特定のたんぱく質だけを分解する酵素もあります。

 

たんぱく質がたんぱく質を分解するってなんか違和感がありますが、酵素って、働きがとにかく限定的なのです。

『僕はあのたんぱく質しか分解しないよ!』

『僕はあの食物繊維のあの部分しか分解しないよ!』

って感じ。

もちろんアミノ酸をくっつけてたんぱく質にする酵素もありますよ。

 

たまーにお店とかに飾ってある、

『酵素を食べて健康に!!』

なんてPRには注意。

酵素ってそもそも何万種類もあるわけで、酵素ひとくくりで健康機能を持つなんて言えません。

それに、酵素を含む”ほとんど”のたんぱく質は胃腸でバラバラに分解されてアミノ酸になってしまうので。

もちろん消化液耐性のあるタンパク質もありますが。そもそも、胃液も、膵液も、腸液にも酵素が含まれてますし。

まぁ、酵素で痩せる!なんて謳い文句には疑問を感じますね。

 

さて、酵母エキスの製造に関しては、2つの酵素処理方法があります!

  • 酵母自身が持つ酵素によって”自己消化”させるパターン。
  • 酵母の細胞やたんぱく質を分解する酵素を添加して反応させるパターン。

この2つです。

後者はそのままですが、”自己消化”については、ちょっと別解説します。

 

自己消化とは?

記述の通り”自己消化”には、酵母が持ってる酵素を使うと言いました。

 

細胞の中には何千以上の酵素が存在しています。

その中には、たんぱく質を分解して美味しいアミノ酸にしてしまう酵素もあります。

代謝を回してエネルギーを得るには、糖やたんぱく質の分解酵素の働きも大事ですが、ただただ分解するだけでは生命活動を維持できません。

分解をちょうど良い程度に抑え、細胞の活動を適正に維持するような酵素もありますし、その酵素を制御するような酵素も…色んな酵素が絡み合って、代謝を回してくれるんです。

 

本題の自己消化に話を戻します。

 

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自己消化の最初のプロセスは酵母細胞を加熱して殺菌することです。

 

殺菌したら意味ないように思うかもしれませんが、酵素に種類毎によく働く温度があるんです。『最適温度』と呼びます。

例えば、40℃近くになると、酵母は徐々に死滅しますが、この温度帯は酵母内の特定の酵素がよく働く温度だったりします。

中には30℃、50℃と酵素によって最適温度は違います。

仮に40℃が最適温度のたんぱく質分解酵素細胞壁分解酵素があるとしましょう。

酵母、および酵母が持ってる酵素もだいたい失活(機能がなくなること)します。しかし、この2つの酵素は非常に活性が高いと、この2つの酵素のみがヒャッハー!状態になります。

たんぱく質分解酵素はどんどんアミノ酸を作ります。細胞壁分解酵素はガンガン細胞壁をぶっ壊します。その結果、酵母エキスの素ができちゃうわけですね。

 

ただ、これだけだと、上手いこと味が出なかったりするので、もう少し旨味が欲しい場合は別のたんぱく質分解酵素を加えてアミノ酸含量を増加させたりするわけです。

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酵母自身は本来、死ぬ直前に自己消化します。

何回も分裂して、周りに栄養も無くなり…

『あ…もう無理…死のう…(ビクンビクン』

ってなっちゃうんですね。年寄り酵母は自己消化して天に召されます。

 

この辺のノウハウは、【酵母エキス 製造法】とかで特許検索すればたくさん出てきますん。

 

酵母エキスの精製工程

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酵母の細胞成分を抽出して粉かペーストに加工したのが酵母エキスです。

水を蒸発させてあげないといけません。水分が高いと微生物汚染もしちゃいますしね。

 

抽出した酵母エキスの精製は、

  1. 遠心分離
  2. 濾過
  3. 濃縮
  4. 粉末化

の工程になります。

遠心分離は、遠心力をかけて大きな不純物、例えば中身を抜かれた酵母細胞とかを除去します。例えばビール酵母を使った場合、ビールの原料(ホップとか?)も混ざってますしね。

遊園地とかにグルグルするやつあるじゃないですか。それでめっちゃ回転すると、コーヒーカップの端に引き寄せられますよね。そんな感じで大きなゴミが回収されます。

その後は、濾過ですね。フィルターを通して、細かい不純物を除去します。フィルターによるけど、ここでボロボロになった細胞のカスとかが除去されます。

んで、濃縮。加熱して水分飛ばします。ペーストだとここで終わり。

最後に粉末化。もっと加熱して水分のほとんどを飛ばします。

 

こんな感じで酵母エキスが作られるわけですね。

酵母エキスなど、様々な食品の加工プロセスはこの本で非常にわかりやすくまとめられています。醤油から豆腐、生ハム、カレールーまで、ほとんどの加工食品が網羅されています。

専門知識が無くても大丈夫ですし、食品に興味がある方は、この本に載ってることは把握している方が良いと思います。

 

酵母エキスっておいしいの?

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『旨味』とは

そもそも、『旨味』って何でしょう。

味噌汁のいい感じの旨味とか、”しいたけの旨味”とか言いますね。

(しいたけは世界で一番嫌いな食べ物ですが)

 

旨味とは…

『アミノ酸』

『核酸』

この2つから感じられる風味と思って下さい。

アミノ酸、核酸…アミノ酸は前の項にちょっと書きましたけど、もうちょい詳しく説明します。

アミノ酸と核酸

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こいつらはどの生物の細胞にも必須の分子でございますね。

  • アミノ酸は、たんぱく質の構成単位
  • 核酸は、DNA、遺伝子の構成単位

です。

 

たんぱく質は、20種類のアミノ酸、数百、数千個が一列につながって出来ています。

20の1000乗と考えれば、そのバリエーションの多さがわかるでしょうか?

このアミノ酸配列によって、 機能が違ってくるわけですね。

ちなみに、アミノ酸が数個、数十個結合した小さい集合体はペプチドと言います。

 

たんぱく質を食べると、胃腸で消化されてアミノ酸になります。小さい分子にしないと人体は吸収できません。

そして、吸収されたアミノ酸は、僕等の体の中でたんぱく質を作る素になるのです。

アミノ酸のうち”必須アミノ酸”はヒトが生合成できないので、外から食べないといけません。

 

酵母エキスもたんぱく質分解酵素で処理してアミノ酸を増やすわけですが、アミノ酸にも味があるわけですね。

ざっとこんな感じ。

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専門書なら、どこにでも描いてある図です。プライベートでパワポ使ったのは初めてだ…。

グルタミン酸ナトリウムなんて調味料見たことあるかもしれません。要は味の素なんですが。MSGとも言う。

あれは、グルタミン酸にナトリウムを結合させた化合物です。こっちのが旨いし扱いやすいのです。軽く合成してるから化学調味料に当たるってんで、敬遠する人もいます。

まぁ、細胞内にもグルタミン酸塩は存在するんですけどね…

 

こんな感じで酵母のタンパク質を分解して、アミノ酸にしてあげると、旨味やら甘みやら苦味やら…色んな風味が出てきて、料理に複雑味(良い意味で)が出るわけです。コクとか広がりとかメーカーによって言い方は色々…

色んな風味が合わさった、プロっぽい風味の調味料ができます。

 

もちろん、酵母の種類や、添加する酵素によって、どんなアミノ酸がどれだけエキス化されるか違ってくるので、味も変わります。そこを食品メーカーが研究開発するわけですな。

 

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次は核酸

核酸に、リン酸と糖が結合すると、DNAになります。このDNAが億単位でつながって遺伝子になるわけです。酵母も人間も一緒。

そんな遺伝子も、分解すると一部は旨味が出てきます。

ちなみに、DNA以外にも、RNAっていう分子が細胞にはあり、それも核酸で構成されてます。

核酸も何種類かあるんですが、旨味を持つのは、主にイノシン酸グアニル酸ですね。

自己消化でも生成されますが、DNAの分解酵素を添加することもあります。

かつお節とかしいたけの旨味とか言われるのは核酸の旨味です。ちなみに、核酸のみを製造する場合は、微生物による発酵生産になります。

調味料用の核酸を作るためだけに育種された微生物を、各メーカーが保存しているのです。

  

酵母エキスって安全なの?

酵母エキスのアレルギー

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酵母にもアレルギーがあるんです。

でも、酵母ってアレルギー表示義務が無いんですよ。非常に稀なので。

 

卵とか、エビとか、アレルギー症状を起こす人が多い物質は表示基準があります。

しかし、この世にあるすべてのたんぱく質はアレルギーを引き起こす可能性があるので、特にアレルギーを起こしやすいたんぱく質のみ表示基準が設けられています。

 

 そもそもアレルギーとは?

血液の中には、”抗体”という異物を認識する免疫系のたんぱく質があります。

抗体が異物の認識すると、異物をやっつけてくれる免疫細胞に警報出します。白血球たちですね。

そんな感じで、血液の秩序を守ってくれるんですが…

 

この抗体の働きも人によって全然ちがう。

『お前は…OK…』

『お前は……ダメ!オイ白血球殺っちまえコイツ!!!』

その基準は、人それぞれ、抗体それぞれなんです。

 

酵母エキスも全てのたんぱく質が分解されてるわけではないので、アレルギーを引き起こす可能性はあるかもしれないですね。

 

免疫等については、という『はたらく細胞』マンガでわかりやすく描かれています。

とりあえず、全てのたんぱく質はアレルギー物質になりうる、ってことだけは押さえてください。

 

酵母アレルギーの関連論文

せっかくなんで、Google Scholerで文献調べてみました!

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まず一番上の。

Forty-seven subjects diagnosed as having inhalant allergies to fungi were tested for allergic sensitivity to bakers’ yeast. Skin prick tests with yeast extract showed that 35 subjects responded with wheal reactions that were at least 3 mm while 32 subjects were regarded as clearly RAST-positive to bakers’ yeast antigens. Skin and RAST testing with purified enolase from bakers’ yeast and ………

Inhalant Allergies to Fungi: Reactions to Bakers’ Yeast (Saccharomyces cerevisiae) and Identification of Bakers’ Yeast Enolase as an Important Allergenの要旨より。

 …要は RASTっていう、アレルギーを調べる試験を酵母エキスでやったらしい。したら、その中に含まれてたenolase(エノラーゼ)ってたんぱく質にアレルギー反応を示した人がいたと。

 

次に2番目のやつ。

The Saccharomyces cerevisiae allergens were characterized by IgE-immunoblotting with serum samples of 83 patients; 63 represented patients with atopic dermatitis with previous positive skin prick test or RAST for S. cerevisiae, seven patients with AD but negative test results and…

IgE-binding components of baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) recognized by immunoblotting analysis. Simultaneous IgE binding to mann an and 46-48 kD allergens of Saccharomyces cerevisiae and Candida albicansの要旨より。

こっちも同じような内容しか書いてないですね。

 

クロロプロパノールについて 

以下のブログでも言及されていました。

 

塩酸による酸処理の項でも”塩酸については議論がある”って書いたんですが、生物由来の原料を塩酸で加熱しちゃうと、クロロプロパノールって有害物質がごくごく微量生成してしまうのです

これは、生物の中に含まれる油と、塩酸の構成物質である塩素が反応することで生成されます。

薬剤処理による製造が多い”たん白加水分解物”なんかだと、よく議論されますね。

正直、常識的な食事の摂取量で、健康に悪影響を及ぼすほどCPを摂取することはないと思うんだけどなー…。

 

ま、酵母エキスに関しては、ほとんど酵素分解で作るんであんまり関係はないですね。

 

番外編:食の安全性ってなんだろう?

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僕ね、食品メーカーで働いてたってのもあるんですけど、添加物とか全然関係なく食べるんですよね。

 

確かに、マウス試験とかで発がん性とか、臓器の機能障害とかが認められている添加物はあるわけで、積極的に添加物を摂取していこうとは思いませんが。

 

ただ、もちろんそれらには、摂取基準が決められていて、それを大幅に下回る濃度でしか普通の食品には入ってないわけです。

そもそも、マウスでの安全性試験とか、異常な量を過剰摂取させて試験させることもザラですし。

人間が乳化剤だけをおかずにメシ食うとか無いですしねー。

 

食品添加物、化学調味料が安全とは言いません。

ただ、添加物を危険と議論するなら、そもそも”塩””砂糖”の方が、健康に関しては危険だと思ってるんですよ。現状の食生活を省みるならば。

 

加工食品にコンマ何パーも入ってない乳化剤等を気にしながら、5%、10%の割合で塩や砂糖が入っている食品を、何も気にせずに食べている人とかを見ると、すごく違和感がありますね。

 

添加物とか全然関係なく食べるんですよねー、っていうのは、

普段の糖分や、塩分、動物油が健康に与える影響力を100として、影響力が1あるかどうかもわからない微量の添加物たちにそんなに注意してもなぁ…

って意味です。

 

もちろん、その”1”を突きつめるのは悪いことじゃないんですけど。

 

摂取を推奨してるわけじゃないですよ。

ただ、なーんか、思想のバランス偏ってる人が多いな…と思います。

正しい知識で、科学的に物事を判断できる眼を養いたいですね。 

  

みるおか

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