發酵是大自然的“法術”，是人類利用微生物制造美食的過程，讓同一種食物擁有了千變萬化的風味。
比如我們常吃的饅頭、面包、酸奶、泡菜、豆瓣醬等，都是美味的發酵食品。常吃發酵食品還能平衡腸道菌群、維持腸道健康、調節免疫力。
那么，食物是如何被發酵的呢？咱們這就來探究下發酵食物的變化過程。
面食的發酵：
制作不同的發酵面食需要用到不同的面粉，成品的風味大不相同。比如做面包需要用高蛋白小麥攆磨成的面粉，而做饅頭只需要中筋面粉即可，做蛋糕則需要低筋面粉。
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這是因為蛋白質含量高的面粉經過長時間的揉捏后，會生成較好的面筋，能讓面包更好的發酵，風味獨特，軟韌耐嚼。而饅頭和蛋糕對筋性的要求都不高。
發酵面食最常用的就是酵母，它之所以能讓食物“膨脹”起來，關鍵就在于酵母的產氣作用。
面粉遇到水后會破裂，開始吸水。酵母菌和淀粉接觸以后便開始了“工作”，它會依賴面粉中的糖以及添加的糖，開始代謝作用。這個過程會產生能量、二氧化碳氣體和酒精，能使面團充滿氣泡，結構變得松軟。
溫度對酵母的產氣作用影響較大，一般在35℃左右酵母產氣速度最快。但持續在這個溫度卻會產生更多的酸，影響味道，所以一般建議維持在27℃，酵母風味更好。
除了酵母以外，還有人習慣用小蘇打作為面食膨發劑，但風味和色澤不如酵母膨發的好，如果混合的不均勻或者小蘇打沒有完全溶解，食物局部顏色會褐變，口感苦澀。
和普通的面食相比，發酵面食柔軟易消化，對腸胃不好的人以及老年人群較為友好。
大豆的發酵：
大豆本身就具有獨特的氣味，而發酵后的大豆味道千變萬化，常見的有納豆、豆腐乳，還有可以用來調味的味增、醬油等。
它們的獨特風味都出自于微生物之手，比如在制作豆瓣醬的時候霉菌起到主要的作用，傳統方式制作豆瓣醬的時候要先制曲，也就是培養出食物、菌絲相混合的原料。
然后所有的原料都沉浸在鹽鹵中，這個過程霉菌不能生長，分泌出各種酶類，其中就有蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶。蛋白酶把原料中蛋白質分解成多肽及氨基酸；淀粉酶把淀粉轉化成葡萄糖、雙糖、三糖及糊精等；纖維素酶分解原料中的果膠、纖維素、半纖維素等，使其轉化成各種糖類，這一系列的過程帶來了特有的風味。
醬油最開始是調制豆瓣醬時殘留的漿汁，也被稱為豆醬清。而現在的醬油主要是脫脂豆粕和小麥麩皮，經蒸料處理和米曲霉發酵后，用鹽水淋油而得。在發酵的過程中蛋白質被分解為氨基酸；淀粉被分解為單糖、雙糖和多糖。氨基酸會和糖類反應，呈現出棕色。
味增則是日本特有的豆瓣醬，釀造過程需要先烹煮谷子或稻米，煮好以后擺在淺盤子里發酵制曲。將制好的曲放入碾碎煮熟的大豆中，加入5%~15%的鹽和一份先前釀造的味增，放置在30~38℃的環境中，里面的乳酸菌和耐鹽性酵母會分解原料中的蛋白質、碳水化合物和油脂，生成風味物質并發生褐變反應，歷經數月至數年的時間直到味道香醇。
納豆也是以大豆作為原料發酵而成的，將大豆煮熟后，在40℃的環境中以納豆枯草桿菌發酵20個小時，蛋白質被細菌酵素分解為氨基酸，寡糖被分解為單糖，生成混合有奶油味和堅果味的芳香化合物，以及谷氨酸長鏈成分和具有長鏈支鏈的蔗糖（這兩種成分使納豆黏到拉絲）。
而人們常吃的豆腐乳則是豆腐經過霉菌發酵后的食品，比如放射毛霉菌和毛霉菌。
雖然發酵豆制品風味獨特，但普遍含鹽較高，不能多吃。
蔬菜的發酵
蔬菜經過發酵之后可制作成腌菜和酸菜以及泡菜等美食，主要發酵微生物為乳酸菌，也是其特殊風味的來源。
腌菜需要將蔬菜完全浸沒在鹽水中并密封，多選用未精煉的海鹽，能使腌菜吃起來更爽脆。這是因為未精煉的海鹽中含有鈣、鎂等成分能助長交叉聯結并強化細胞壁果膠。接下來，蔬菜在無氧的條件下，抑制了酵母菌以及霉菌的發酵，只有乳酸菌這類厭氧菌能夠繼續繁殖，消耗蔬菜中已經被代謝過的糖分，產生多種乳酸、其他酸類、二氧化碳和酒精，同時還可以降解腌菜中的亞硝酸鹽含量。
泡菜在發酵的時候，低溫低鹽有利于腸膜明串珠菌的滋生，能產生一種清淡口味，其中包含酸、酒精、芳香化合物等；溫度較高的時候有利于胚芽乳酸桿菌的繁殖，產生乳酸。一般情況下泡菜初期以明串珠菌類為主，隨后以乳酸桿菌為主。
蔬菜發酵的過程中B族維生素含量會增加，但和發酵豆制品一樣，發酵蔬菜普遍也含有較高的鹽，需要控制食用量。
奶類的發酵
牛奶是飲食中補鈣的良好來源，但很多人并不喜歡牛奶的味道，反而更喜歡牛奶經過發酵后制成的酸奶和奶酪。
發酵酸奶的主要微生物是乳酸菌（進一步簡化到兩種基本菌種為：保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌），這兩種菌會相互刺激生長，消化牛奶中特有的乳糖，產生乳酸菌釋放到牛奶中。剛開始的時候鏈球菌比較活躍，后期隨著酸度的增加，另一種菌變得活躍起來。這個過程會阻礙其他微生物的生長繁殖，并讓酪蛋白聚集成半固態的凝乳，使原本液態的牛奶變得濃稠。
奶酪是在殺菌后的牛奶中加入適量乳酸菌發酵劑、凝乳酶和鹽，使牛奶中的酪蛋白凝固，排除乳清后制得的乳制品濃縮物。不僅味道濃郁，營養也被進一步濃縮。
有研究發現：發酵乳制品中的有益菌能夠改善腸道微生態環境，調控人體的免疫機制。
不過在選擇酸奶和奶酪的時候建議：酸奶要選擇發酵后未經過熱處理乳酸菌數≥106CFU/g(mL)的無糖酸奶；奶酪建議選擇低鹽奶酪。
總結：
發酵食品之所以風味獨特，都是出自于微生物的“鬼斧神工”。雖然吃起來很美味，但如果沒有經驗，并不建議在家自制發酵食品，避免因發酵環境控制不好而導致雜菌滋生，危害健康。
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作者：衛健委首批營養指導員 中國注冊營養師 薛慶鑫
審核：北京大學公共衛生學院 副研究員 博士生導師 張娜
