- 微生物の種類と特徴
<カビ>
日本酒や味噌、醤油作りに欠かせない麹はカビの仲間です。カビは酵母や細菌に比べ、少ない水分量でも生育できますが、酸素がないと生育できません。カビの胞子は、高温に対する耐熱性が強く、例え１００℃～１３５℃までの温度帯であっても数分から数時間もの間、死滅せずに生き残る胞子が存在します。 このようなカビの中でも、麹カビは微酸性を好み、２５℃～３０℃くらいで活発に生育します。５０℃前後になると菌体は死滅しますが、麹カビによる分解作用は６０℃くらいまで有効に働き続け、胞子は１００℃前後まで生き続けます。菌体が死滅後も分解作用が継続するのは、麹に含まれる酵素が関係しているためです。麹カビが持っている酵素には、でんぷんを分解する酵素のアミラーゼや、タンパク質を分解する酵素のプロテアーゼがあり、これらの酵素が６０℃くらいまでは破壊されないため、菌体が死滅後も分解作用は継続し続けます。 ちなみに、日本酒醸造用の麹カビには、米のでんぷんを分解する必要があるために、アミラーゼを多く含むものを利用し、味噌や醤油醸造用には大豆のタンパク質を分解するために、プロテアーゼが多い麹を利用します。日本酒では、アミラーゼで分解されたでんぷんがブドウ糖になり、ブドウ糖が酵母菌のエサとなってアルコール発酵して、アルコール成分を造り出すわけです。また、味噌や醤油では、プロテアーゼで分解されたタンパク質がアミノ酸となり、独特のうまみ成分となります。
<酵母菌>
アルコールを生成することができる微生物です（※カビや一部細菌もアルコールを生成します）。酵母には、酸素を必要とする産膜酵母もありますが、大部分の酵母は酸素があるほうが生育は活発になるものの、酸素がなくても嫌気的発酵（アルコール発酵）により生育することができます。熱に対する耐熱性としては６０℃前後の比較的低温でも１０数分で死滅するものがほとんどです。ｐＨ４．０とか４．５の酸性を好み、乳酸菌の作り出したｐＨ２．０の強酸性でも繁殖することができます。 手作り食品を作る上で、酵母菌が他の微生物と大きく異なっている点が１つあります。それは、他の微生物を加えるのは食品の分解を主な目的としているわけですが、酵母菌を加えるのは、分解作用に加えて、他の微生物が生成した糖分をえさにしながら、各種アミノ酸、ビタミン、脂肪酸などを 「合成」 できる点です。この合成の働きは酸素の有無により異なり、酸素があるとこれらの物質を合成しますが、酸素がないとアルコール発酵に切り替わり、アルコールを生成します。味噌作りにおいて、仕込み１ヶ月後に切り返しをするのは、切り返しをすることで酸素を補給し、酵母菌のアミノ酸等合成作用を促すためです。
<乳酸菌>
細菌の一種で、糖をえさにして、乳酸を作り出すことができます。乳酸はｐＨ２．０～２．５の強酸性ですので、納豆菌など、他の細菌を殺菌することができます。４０℃～５０℃が適温ですが、１００℃でも死滅することはありません。また条件的嫌気性細菌のため、酸素はなくても生育します。どちらかというと酸素は大気圧よりも低い酸素分圧になることを最も好み、ぬか漬けのように空気には直接触れてはいないけれど、毎日かき混ぜることによって若干不足しながらも、酸素が供給されているような環境を好みます。
<納豆菌>
細菌の一種で、名前からもわかるように納豆作りに欠かせない納豆菌です。４０℃が適温ですが、７０℃くらいでも旺盛な繁殖力があり、タンパク質や脂肪、炭水化物など様々なものを強力な分解力で分解していきます。ヘタをするとタンパク質をアミノ酸に分解するだけでなく、さらにアンモニアにまで分解してしまう恐れがあります。酸素を好み、アルカリ性環境下におくと活発に活動しますが酸性に弱いので、乳酸菌が繁殖していると、乳酸菌が作り出す酸によって活性度が低下します。
<その他の細菌>
食中毒を起こすチフス菌、腸炎ビブリオ、ボツリヌス菌、ブドウ球菌などがあります。また、細菌に寄生するバクテリオファージと呼ばれるウィルスもあります。バクテリオファージは寄生宿主とファージの生育条件がほぼ一致することから、ファージのみの増殖を抑えることは困難です。 また細菌類には、食塩濃度が高くても生育できる好塩菌と呼ばれるものがあり、食塩濃度が２０％～３０％であっても生育が衰えない細菌があります。梅干し作りでは一般的に２０％の食塩濃度で作られることが多いわけですが、好塩菌では２０％～３０％でも生育できるわけですから、梅干し作りよりも高濃度の食塩でも繁殖していることになります。 生育温度は、－７～７５℃の範囲にあれば完全な殺菌はできないと考えた方が無難です。細菌は温度が１０℃上昇すれば、生育速度は２倍となり、細菌が生育できる上限の温度を超えると、酵素を構成するタンパク質が熱変性を受け、生育が阻害されはじめます。 圧力との関係では、３０℃の環境では３００気圧以上の圧力があれば細菌の死滅が始まりますが、中には６００気圧でも生育するものもあり、圧力によって殺菌を計ることは困難です。