发酵是大自然的“法术”，是人类利用微生物制造美食的过程，让同一种食物拥有了千变万化的风味。
比如我们常吃的馒头、面包、酸奶、泡菜、豆瓣酱等，都是美味的发酵食品。常吃发酵食品还能平衡肠道菌群、维持肠道健康、调节免疫力。
(资料图)
那么，食物是如何被发酵的呢？咱们这就来探究下发酵食物的变化过程。
面食的发酵：
制作不同的发酵面食需要用到不同的面粉，成品的风味大不相同。比如做面包需要用高蛋白小麦撵磨成的面粉，而做馒头只需要中筋面粉即可，做蛋糕则需要低筋面粉。
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这是因为蛋白质含量高的面粉经过长时间的揉捏后，会生成较好的面筋，能让面包更好的发酵，风味独特，软韧耐嚼。而馒头和蛋糕对筋性的要求都不高。
发酵面食最常用的就是酵母，它之所以能让食物“膨胀”起来，关键就在于酵母的产气作用。
面粉遇到水后会破裂，开始吸水。酵母菌和淀粉接触以后便开始了“工作”，它会依赖面粉中的糖以及添加的糖，开始代谢作用。这个过程会产生能量、二氧化碳气体和酒精，能使面团充满气泡，结构变得松软。
温度对酵母的产气作用影响较大，一般在35℃左右酵母产气速度最快。但持续在这个温度却会产生更多的酸，影响味道，所以一般建议维持在27℃，酵母风味更好。
除了酵母以外，还有人习惯用小苏打作为面食膨发剂，但风味和色泽不如酵母膨发的好，如果混合的不均匀或者小苏打没有完全溶解，食物局部颜色会褐变，口感苦涩。
和普通的面食相比，发酵面食柔软易消化，对肠胃不好的人以及老年人群较为友好。
大豆的发酵：
大豆本身就具有独特的气味，而发酵后的大豆味道千变万化，常见的有纳豆、豆腐乳，还有可以用来调味的味增、酱油等。
它们的独特风味都出自于微生物之手，比如在制作豆瓣酱的时候霉菌起到主要的作用，传统方式制作豆瓣酱的时候要先制曲，也就是培养出食物、菌丝相混合的原料。
然后所有的原料都沉浸在盐卤中，这个过程霉菌不能生长，分泌出各种酶类，其中就有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶。蛋白酶把原料中蛋白质分解成多肽及氨基酸；淀粉酶把淀粉转化成葡萄糖、双糖、三糖及糊精等；纤维素酶分解原料中的果胶、纤维素、半纤维素等，使其转化成各种糖类，这一系列的过程带来了特有的风味。
酱油最开始是调制豆瓣酱时残留的浆汁，也被称为豆酱清。而现在的酱油主要是脱脂豆粕和小麦麸皮，经蒸料处理和米曲霉发酵后，用盐水淋油而得。在发酵的过程中蛋白质被分解为氨基酸；淀粉被分解为单糖、双糖和多糖。氨基酸会和糖类反应，呈现出棕色。
味增则是日本特有的豆瓣酱，酿造过程需要先烹煮谷子或稻米，煮好以后摆在浅盘子里发酵制曲。将制好的曲放入碾碎煮熟的大豆中，加入5%~15%的盐和一份先前酿造的味增，放置在30~38℃的环境中，里面的乳酸菌和耐盐性酵母会分解原料中的蛋白质、碳水化合物和油脂，生成风味物质并发生褐变反应，历经数月至数年的时间直到味道香醇。
纳豆也是以大豆作为原料发酵而成的，将大豆煮熟后，在40℃的环境中以纳豆枯草杆菌发酵20个小时，蛋白质被细菌酵素分解为氨基酸，寡糖被分解为单糖，生成混合有奶油味和坚果味的芳香化合物，以及谷氨酸长链成分和具有长链支链的蔗糖（这两种成分使纳豆黏到拉丝）。
而人们常吃的豆腐乳则是豆腐经过霉菌发酵后的食品，比如放射毛霉菌和毛霉菌。
虽然发酵豆制品风味独特，但普遍含盐较高，不能多吃。
蔬菜的发酵
蔬菜经过发酵之后可制作成腌菜和酸菜以及泡菜等美食，主要发酵微生物为乳酸菌，也是其特殊风味的来源。
腌菜需要将蔬菜完全浸没在盐水中并密封，多选用未精炼的海盐，能使腌菜吃起来更爽脆。这是因为未精炼的海盐中含有钙、镁等成分能助长交叉联结并强化细胞壁果胶。接下来，蔬菜在无氧的条件下，抑制了酵母菌以及霉菌的发酵，只有乳酸菌这类厌氧菌能够继续繁殖，消耗蔬菜中已经被代谢过的糖分，产生多种乳酸、其他酸类、二氧化碳和酒精，同时还可以降解腌菜中的亚硝酸盐含量。
泡菜在发酵的时候，低温低盐有利于肠膜明串珠菌的滋生，能产生一种清淡口味，其中包含酸、酒精、芳香化合物等；温度较高的时候有利于胚芽乳酸杆菌的繁殖，产生乳酸。一般情况下泡菜初期以明串珠菌类为主，随后以乳酸杆菌为主。
蔬菜发酵的过程中B族维生素含量会增加，但和发酵豆制品一样，发酵蔬菜普遍也含有较高的盐，需要控制食用量。
奶类的发酵
牛奶是饮食中补钙的良好来源，但很多人并不喜欢牛奶的味道，反而更喜欢牛奶经过发酵后制成的酸奶和奶酪。
发酵酸奶的主要微生物是乳酸菌（进一步简化到两种基本菌种为：保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌），这两种菌会相互刺激生长，消化牛奶中特有的乳糖，产生乳酸菌释放到牛奶中。刚开始的时候链球菌比较活跃，后期随着酸度的增加，另一种菌变得活跃起来。这个过程会阻碍其他微生物的生长繁殖，并让酪蛋白聚集成半固态的凝乳，使原本液态的牛奶变得浓稠。
奶酪是在杀菌后的牛奶中加入适量乳酸菌发酵剂、凝乳酶和盐，使牛奶中的酪蛋白凝固，排除乳清后制得的乳制品浓缩物。不仅味道浓郁，营养也被进一步浓缩。
有研究发现：发酵乳制品中的有益菌能够改善肠道微生态环境，调控人体的免疫机制。
不过在选择酸奶和奶酪的时候建议：酸奶要选择发酵后未经过热处理乳酸菌数≥106CFU/g(mL)的无糖酸奶；奶酪建议选择低盐奶酪。
总结：
发酵食品之所以风味独特，都是出自于微生物的“鬼斧神工”。虽然吃起来很美味，但如果没有经验，并不建议在家自制发酵食品，避免因发酵环境控制不好而导致杂菌滋生，危害健康。
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作者：卫健委首批营养指导员 中国注册营养师 薛庆鑫
审核：北京大学公共卫生学院 副研究员 博士生导师 张娜
