三省堂 大辞林

はっこう ―かう 0 【発酵/^▼醗酵】

（名）スル

(1)酵母や細菌などの微生物がエネルギーを得るために有機化合物を分解して、アルコール類・有機酸類・二酸化炭素などを生成していく過程。狭義には、微生物が酸素の存在しない状態で、糖類を分解してエネルギーを得る過程。酒・味噌・醤油・チーズなどの製造などに古来利用されてきた。
(2)頭の中で考えが芽生え、次第に熟してくることのたとえ。

「発酵」に似た言葉

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醸成  熟成

生物学用語辞典

発酵

英訳・(英)同義/類義語：fermentation,Glycolysis

一般的には食品や化学物質が、微生物の増殖により有用な成分変化を起こす場合をさす。逆に、利用できないような変化を起こす場合は腐敗、変成という。

微生物の用語解説

発酵 [Fermentation]

　発酵は一般にはおもにアルコール飲料、味噌、醤油、味醂(みりん)、乳製品などの食品や酢酸、酪酸、乳酸などの薬品の製造に利用されているのでよく知られているが、その基本的な原理はL.パスツール(フランス)によって明らかにされた。生化学的には酸素がない条件(嫌気条件)下で、微生物あるいは動物の筋肉などで行われるエネルギーを得る手段で、グルコースなどの糖類を分解して、最終的には炭酸ガスとアルコールをはじめ種々の有機化合物(ケトン、有機酸など)を生成する過程を発酵とよんでいる。その過程で得られるエネルギーをATP(アデノシン･三リン酸)へ蓄積する。したがって、発酵の過程は生化学では解糖(glycolysis)とよばれ、呼吸作用や光合成作用と並んで、特定の生物にとってはその生命を維持するための最も基本的で重要な過程であるといえる。
発酵を行って生育する微生物は酵母や麹かびをはじめ種々の真菌、乳酸菌や枯草菌など多くの従属栄養性の細菌である。細菌の中で自然界に優勢に生息している通性嫌気性菌は通常は酸素がほとんどない腸内、土壌や水底土などに生息しており、酸素がない状態では発酵を行って増殖するが、酸素を供給すると好気呼吸を行って、発酵の場合より盛んに増殖することができる。また、偏性嫌気性菌の中で、ボツリヌス菌、破傷風菌やウェルシュ菌などのクロストリジウム属の細菌はもっぱら発酵を行って生育する。人間は古くからこのような発酵という自然の現象を経験的に利用して、種々の食品を作ってきたのである。なお、高等動物の筋肉内では運動によって発酵が進んで乳酸が蓄積される。

日本酒用語集

発酵（はっこう）

呼吸と同様に、微生物のエネルギー獲得の一手段である。呼吸のように基質を炭酸ガスと水にまで完全に酸化せず、最終産物として、アルコールや有機酸など有用な物質をつくる。

焼酎・泡盛用語集

発酵（はっこう）

酵母がブドウ糖をアルコールにかえるように、微生物がある物質を他の有用物質にかえることを発酵という。ここで生成した物質が人間にとって好ましくない場合には腐敗という。たとえば酢酸菌が酒に生え、酒が酢っぱくなるときにはこれを酢酸敗といい、一方、同じ現象を食酢製造の立場からいえば酢酸発酵という。酵母は酸素が充分供給されるとブドウ糖を炭酸ガスと水にまで分解してしまうが、酸素が制限されるとアルコールをつくるようになるので、アルコール発酵は酵母にとって酸素のない状態での呼吸であるともいわれる。酒類の醸造は、酵母の生理作用を巧みにアルコール発酵として利用したものであり、発酵法によって次の三つに大別される。（一）並行複発酵－穀類やイモ類のようなデンプン質原料から酒類をつくる場合は、まず原料中のデンプンを麹（こうじ）や麦芽の糖化酵素の作用で糖分にかえ、ついでその糖分を酵母の発酵酵素の作用でアルコールにかえる新つの工程が必要である。本格焼酎や清酒などはこの二工程を一つの容器内で並行して行う。（二）単行複発酵－穀類を原料とした焼酎甲類やビールなどは前記の二つの行程を別々の容器内で行う。（三）単発酵－果実や糖蜜（とうみつ）のような糖質原料からつくられるものは酵母による発酵工程のみでよく、この種の酒にはワインやラムなどがある。

ウィキペディア

発酵

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2010/02/03 11:18 UTC 版)

発酵（はっこう。「発酵」は代用表記で、本来の用字は「醱（醗）酵」）とは、狭義には、酵母などの微生物が嫌気条件下でエネルギーを得るために有機化合物を酸化して、アルコール、有機酸、二酸化炭素などを生成する過程のことである。広義には、微生物を利用して、食品を製造すること、有機化合物を工業的に製造することをいう。

概要

生物がエネルギーを得るための代謝は、大別して発酵、呼吸、光合成の三種がある。発酵と呼吸(好気呼吸、嫌気呼吸)は、有機物(例外的に硝酸塩や硫酸塩などの無機物)を酸化させ、その時遊離されるエネルギーでATPを合成する過程である。この酸化反応の副産物の［H］(もしくは電子）の排出形態により3つの代謝に分けられる。すなわち、［H］(もしくは電子）を有機物に渡せば発酵、酸素に渡せば好気呼吸、無機物に渡せば嫌気呼吸である。

発酵の大きな役割は二つある。一つは上述のように、有機物を酸化分解しATPを得ること。もう一つは、還元型NADを酸化型NADへ戻す役割である。詳しくは発酵の型で後述する。

学問としての発酵学の興り

17世紀末のオランダでアントニ・ファン・レーウェンフックが手製の顕微鏡を用いて、微生物を発見した。彼はビールもその観察の対象としており、そこに顆粒を発見したことを記録している。おそらくこれが酵母の発見とされるが、この時点ではそれと発酵の関連は考慮されていない。

発酵と微生物の関連については、古くは1818年に、Erxlebenがパンの発酵が微生物によるとの説をなしたが、ほとんど取り上げられなかった。1830年代には、数人の学者が「酵素の生命力説」を主張し、酵母の活動によって、糖分がアルコールと二酸化炭素になると述べた。これは当時の化学者を大いに刺激し、リービッヒらはこれを否定、化学物質の変化は単純な化学反応であり、そこに生物の関わる余地はないと主張した。彼らによると、酵母はそのような化学変化の結果として生じるものにすぎないという。

これらの論争に決着をつけたのがパスツールである。彼は酵母を様々な条件で培養し、酵母の発育の結果としてアルコールを生じること、ただし酸素が利用できる条件ではアルコールは発生せず、酵母の成長はその方がよいことなどを発見し、アルコール発酵は酸素呼吸の代用として酵母が行うものであること、それらが酵母が生活のためのエネルギーを得るために行う反応であると述べた(1876)。

これで一旦は収まったかに見えたが、1897年にブフナー兄弟は酵母を破砕した物質が、発酵を進める能力があることに気がついた。そこから、酵母の内部にアルコール発酵を進める物質が存在すると考え、この物質にチマーゼの名を与えた。そして、チマーゼこそが発酵の原因であり、酵母はそれを作るものではあるが、その過程そのものに生物は関与しない、との説を立てた。しかし、その後にこのチマーゼによる発酵が通常のアルコール発酵のようにうまく進まないことが判明し、やはり酵母が発酵を行うのだとの説に落ち着いた。現在では、チマーゼは多数の酵素の複合物質であると考えられている。

日本の大学教育における発酵学

日本の大学教育では、工学部工業化学科もしくは農学部農芸化学科、もしくはそれらと類似する学科が 発酵学の教育を担っている。
かつては、山梨大学（発酵生産学科）、大阪大学（発酵工学科）、広島大学（醗酵工学科）のように単独の学科が存在した大学もあった。最近では、発酵・微生物に特化した学科として、私立の別府大学（大分県）に発酵食品学科ができている。

発酵の型

生物がグルコースなどの糖を用いてエネルギーを得る時、グルコースを解糖系で分解を行いエネルギーを得ると同時に、最終生成物としてピルビン酸が得られる。またこの過程で、酸化型NADが還元型NADへと変化する。ここまでは、発酵、呼吸代謝に共通する部分である。ここから、呼吸代謝はこのピルビン酸をクエン酸回路、電子伝達系によって酸化分解し、最終電子受容体を酸素もしくは無機物で行う。そして、ATPを得ると同時に還元型NADを酸化型NADへ戻す。対して、発酵はピルビン酸を嫌気条件下でその発酵の型特有の経路を用いてエネルギー得て、還元型NADを酸化型NADに戻す。ただし、発酵は最終電子受容体として有機物を使用する。

アルコール発酵

二段階の化学反応を経てエチルアルコールへ変化させる。第一段階として、ピルビン酸から一分子の二酸化炭素が取り去られ、中間生成物のアセトアルデヒドが生じる。その後、アセトアルデヒドは還元型NADによって還元され、エチルアルコールとなる。

主として出芽酵母によっておこなわれる。糖分を分解してアルコールと二酸化炭素を発生する。アルコール飲料がその代表である。酵母は自然界では糖分の多い環境に生息し、果実の皮などにも附着している。そのため、果実をつぶして容器に置けば、自然にアルコール発酵が進む場合が多い。日本酒を造る場合、まず麹を米に働かせるのは、米のデンプンをコウジカビに分解させて糖にするためである。パン生地が膨れるのは、生地の中の糖分が分解されてできた炭酸ガスのためである。

乳酸発酵

化学的には、ピルビン酸を還元型NADによって還元し乳酸にする。最も単純なピルビン酸代謝経路。

メタン発酵

メタン発酵とは、メタン菌の有する代謝系のひとつであり、水素、ギ酸、酢酸などの電子を用いて二酸化炭素をメタンまで還元する系である。メタン菌以外の生物はこの代謝系を持っていない。嫌気環境における有機物分解の最終段階の代謝系であり、特異な酵素および補酵素群を有する。詳しくはメタン発酵を参照。

その他の発酵

ほかにも、酪酸型発酵、ブタノール-アセトン型発酵、硝酸塩発酵、酢酸発酵がある。

人間にとって有用な微生物の作用（広義の発酵）

発酵は食品に微生物が繁殖してその成分が変化することである。仕組みは腐敗と同じであるが、特に人間にとって有用な場合に限って「発酵」と呼ぶ。その境界はかなり恣意的であり、たとえば知らない人が鮒寿司を見れば、「腐っている」といって廃棄されるのはまず間違いないし、キビヤックに至っては、製造するイヌイット（エスキモー）以外にとってはそれが食用であるとは想像も付かないであろう。

特殊な臭いを持つものも多い。くさや、鮒寿司、納豆 などはアミンや硫化物、アンモニアなどの刺激臭が強いため、これを悪臭と感じる人が多く、好き嫌いがはっきり分かれる食品である。

最も広く見られるのは、アルコール発酵を利用した酒など、いわゆるアルコール飲料の製造である。ほぼ世界中に見られ、多様な素材を用いて様々な製造法が行われている。アルコール発酵はパンの製造などにも使われる。これは、いわゆる出芽酵母によっておこなわれるものである。ちなみにアルコール飲料や液体調味料の場合は、醸造とも呼ばれる。

アルコール発酵のように、特定の少数の微生物のみでおこなわれる過程もあるが、様々な微生物が複雑に関与する例も少なくない。味噌や糠漬けなどはその例であろう。その微生物の組成が異なれば、微妙に味も異なる。かつてはそれぞれの家に古くから伝えられたものがあり、家ごとに味の違いがあった。同様な例はキムチにもあるという。

発酵作用を利用した発酵食品は世界各地に見ることが出来る。ある種の微生物が多数を占めるため腐敗に対し耐性を示すことから、保存食として扱われる物もあるが、その鮮度が短いものも多く、発酵食品を保存食品に分類することは誤りである。また中には猛毒であるフグの卵巣を、発酵作用を通して食用可能にした河豚の卵巣の糠漬けのような発酵食品もある。

なお、微生物の作用によるものではないものも発酵と呼ばれることがある。茶の半発酵、完全発酵は、茶の葉に含まれる酵素による酸化発酵である。

発酵食品

醗酵食品を参照。

関連項目

• 代謝
• 嫌気呼吸
• 解糖系
• 酵母
• 腐敗
• 坂口謹一郎
• 小泉武夫
• 『もやしもん』（石川雅之作）- 発酵について正面から取り扱っている稀有な漫画
• サイレージ（ウシ等の発酵飼料）
• 発酵消毒（発酵熱を利用した消毒法。畜産分野で用いられる。）
• 発酵食品

参考文献

• 山中健生、「微生物のエネルギー代謝」、学研出版センター、1986年8月25日初版
• 細野明義、「畜産食品微生物学」、朝倉書店、2000年1月20日初版
• H.J.Phaff,M.W.Miller&E.M.Mrak (長井進訳）『酵母菌の生活』,(1982),学会出版センター