日本酒、味噌、しょうゆ、みりん、甘酒など、日本の多くの発酵食品では「麹」が使われます。ただし、発酵の途中で麹が自然に生じるわけではありません。麹は、蒸した米・麦・大豆などに麹菌を繁殖させて作る発酵原料です。
発酵食品づくりで麹が使われるのは、麹菌がアミラーゼやプロテアーゼなど多くの酵素を作り、原料のでんぷんやタンパク質を、酵母や乳酸菌が利用しやすい糖やアミノ酸などへ分解できるからです。この分解が、アルコール発酵や乳酸発酵を支え、甘味、うま味、香り、食感の形成にもつながります。
麹とは何か
麹は、米、麦、大豆などの穀物や豆類に麹菌を繁殖させたものです。日本の発酵食品でよく利用される黄麹菌の代表がAspergillus oryzaeです。
麹菌は糸状菌、つまりカビの仲間です。日本では長い間、酒、味噌、しょうゆなどの醸造に利用されてきました。学術的にも、Aspergillus oryzaeは日本の伝統発酵食品で重要な醸造用微生物として研究されています。
「麹」と「麹菌」は同じ意味ではありません。麹菌は微生物そのものを指し、麹はその麹菌を原料に繁殖させた食品製造用の素材を指します。
発酵すると麹が生じるわけではない
「発酵では麹が生じる」と表現されることがありますが、実際には麹をあらかじめ作り、それを発酵工程へ利用するのが基本です。
製麹では、蒸した米や麦などに種麹と呼ばれる麹菌の胞子を付け、温度や湿度を管理しながら菌糸を生育させます。麹菌が原料表面に広がり、十分な酵素を作った状態が麹です。
その後、日本酒なら麹を蒸米、水、酵母などと組み合わせ、味噌なら大豆や塩と合わせ、しょうゆなら大豆や小麦から作った麹を食塩水と合わせて発酵・熟成させます。
つまり、麹は発酵の結果として現れるものではなく、発酵を進めるために準備される重要な原料です。
麹菌はなぜでんぷんを糖へ変えられるのか
米や麦に多く含まれるでんぷんは、大きな分子です。酵母はでんぷんをそのまま効率よくアルコール発酵に利用できません。
そこで麹菌が作るアミラーゼ類が働きます。アミラーゼはでんぷんをより小さな糖へ分解する酵素です。特にグルコアミラーゼなどは、でんぷんから酵母が利用しやすいグルコースを生成するうえで重要です。
麹菌Aspergillus oryzaeのアミラーゼ生産を扱ったレビューでは、固体培養で作られるグルコアミラーゼGlaBが、清酒醸造ででんぷんからグルコースを供給する重要な役割を持つことが示されています。
この糖化能力があるため、でんぷんを多く含む米からでも、酵母がアルコールを作れる環境を整えられます。
日本酒では麹と酵母が役割分担する
日本酒では、麹菌と酵母が異なる仕事をします。麹菌は米のでんぷんを糖へ分解し、酵母はその糖をアルコールへ変えます。
この二つの反応は、もろみの中で同時並行で進みます。麹の酵素が糖を供給し続け、その糖を酵母が消費してエタノールを作るため、米から比較的高いアルコール濃度の酒を作ることができます。
PubMedに収載された清酒製造の研究でも、麹菌Aspergillus oryzaeが米でんぷんを糖へ変換し、清酒酵母Saccharomyces cerevisiaeがその糖をエタノールへ変える関係が説明されています。
麹と酵母は同じ微生物ではなく、糖化とアルコール発酵という別々の役割を分担しています。
麹はタンパク質も分解する
麹菌が作る重要な酵素はアミラーゼだけではありません。プロテアーゼやペプチダーゼなど、タンパク質を分解する酵素も作ります。
大豆や小麦のタンパク質が分解されると、ペプチドやアミノ酸が生じます。その中には、うま味に関係するグルタミン酸なども含まれます。
2024年のしょうゆ麹に関するレビューでは、Aspergillus oryzaeやAspergillus sojaeなどが作るプロテアーゼ、ペプチダーゼ、グルタミナーゼなどの酵素が、原料成分の分解としょうゆの味形成に重要であることが整理されています。
このため、麹は単に「酵母のための糖を作る材料」ではなく、うま味や香りのもとになる成分を生み出す役割も持っています。
なぜ味噌やしょうゆでも麹が必要なのか
味噌やしょうゆでは、日本酒とは目的が少し異なります。アルコールだけを作るのではなく、原料を長期間かけて分解し、味や香りを複雑にしていくことが重要です。
味噌では、麹菌の酵素が大豆のタンパク質や米・麦のでんぷんなどを分解します。そこから生じた糖やアミノ酸を、乳酸菌や酵母などがさらに利用し、有機酸や香気成分を作ります。
しょうゆでも、麹菌が原料を酵素分解した後、もろみの中で乳酸菌や酵母が働きます。海外レビューでは、麹菌が分解して作った成分が、その後の乳酸菌や酵母による発酵で有機酸や香気成分へ変わり、しょうゆ独特の風味形成につながることが説明されています。
麹は、後から働く微生物へ利用しやすい栄養を供給する「前処理」の役割を担っているともいえます。
麹は甘味を作ることもできる
甘酒のうち米麹から作るタイプでは、酵母によるアルコール発酵を主目的にしません。麹のアミラーゼが米のでんぷんを糖へ分解することで、砂糖を加えなくても甘味が生まれます。
この場合、主役は「発酵によるアルコール生成」よりも「酵素による糖化」です。そのため、麹を使う食品のすべてが同じ発酵の仕組みで作られるわけではありません。
麹には酵素を作る能力があるため、酒、味噌、しょうゆ、甘酒など、それぞれ異なる食品づくりへ応用できます。
麹菌の種類で役割が変わる
麹に使われる菌は一種類だけではありません。黄麹菌、黒麹菌、白麹菌などがあり、酒類や地域、原料に応じて使い分けられています。
たとえば焼酎づくりでは、黒麹菌や白麹菌が利用されます。これらの菌はクエン酸を多く作り、もろみを酸性に保ちやすい特徴があります。温暖な地域では、酸性環境を作ることが雑菌の増殖を抑えるうえで役立ちます。
一方、清酒や味噌、しょうゆでは黄麹菌が広く利用されています。どの麹菌を選ぶかによって、酵素活性、酸の生成、香りなどの特徴が変わります。
麹菌が酵素を作る量は一定ではない
麹菌を原料に繁殖させれば、いつでも同じ麹になるわけではありません。酵素の生産量は、原料の水分、温度、培養時間、酸素、麹菌株などに影響されます。
麹菌は固体表面で生育しながら、多数の酵素を外へ分泌します。研究では、でんぷんやその分解物がアミラーゼ遺伝子の発現を誘導する一方、グルコースが多い条件では一部の酵素生産が抑制される仕組みも知られています。
そのため、製麹では温度や湿度を細かく管理します。麹菌を増やすことだけでなく、目的の酵素を十分に作らせることが重要だからです。
麹が増えると発熱するのはなぜか
製麹中には、麹菌が増殖して代謝を行うため熱が発生します。大量の麹を作ると、この発熱によって原料温度が上がります。
温度が上がりすぎると、麹菌の生育や酵素生産に悪影響が出る可能性があります。そのため、伝統的な製麹でも、麹をほぐしたり広げたりして温度を調整する作業が行われてきました。
「発酵で温度が生じる」と表現される現象の一部は、このような微生物の代謝熱によるものです。
麹を使えば必ず発酵が成功するわけではない
麹には強い酵素力がありますが、麹を入れるだけで必ず望ましい発酵になるわけではありません。
発酵食品の品質は、麹の酵素活性に加えて、塩分、温度、水分、pH、酵母や乳酸菌の状態、熟成時間など多くの条件で決まります。
たとえば、しょうゆのもろみでは食塩濃度が高く、麹菌自体の増殖は抑えられますが、製麹中に作られた酵素がその後も原料分解に働きます。そして、その分解物を耐塩性の乳酸菌や酵母などが利用します。
麹は重要な出発点ですが、その後の微生物と環境条件が組み合わさって最終的な味や香りが作られます。
まとめ
発酵食品づくりで麹が使われるのは、麹菌が原料の上で増殖し、アミラーゼやプロテアーゼなど多くの酵素を作るからです。これらの酵素は、でんぷんを糖へ、タンパク質をペプチドやアミノ酸へ分解します。
その結果、日本酒では酵母が利用できる糖が供給され、味噌やしょうゆでは乳酸菌や酵母が利用できる栄養と、うま味や香りのもとになる成分が作られます。米麹甘酒では、糖化そのものが甘味を生みます。
麹は発酵の途中で自然に「生じる」ものではありません。米や麦などに麹菌を繁殖させてあらかじめ作り、その酵素の働きを利用する発酵原料です。麹と、酵母・乳酸菌などの後続微生物が役割分担することで、日本の多様な発酵食品が作られています。
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参考資料
- 楠本憲一「アスペルギルス等の有用醸造菌の利用について―麹菌研究の新展開―」マイコトキシン, 2023.
- Gomi K. Regulatory mechanisms for amylolytic gene expression in the koji mold Aspergillus oryzae. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2019.
- Starter molds and multi-enzyme catalysis in koji fermentation of soy sauce brewing: A review. 2024.
- Chemical and Bacterial Components in Sake and Sake Production Process. 2019.
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