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摘要
探索酶的世界實在令人著迷！這篇文章深入探討了從烹飪到發酵中酶的重要角色，以及它們如何影響我們日常生活中的食物製作與品質。我親身體會到，在廚房裡運用正確的酶，不僅能讓料理更加美味，還能讓食品加工過程更具科學性和安全性。 歸納要點:
- 溴酶的最新研究揭示了其不同類型的切割位點和效率，這將有助於開發更精準的嫩肉技術。
- 除了鳳梨，木瓜與奇異果中的天然蛋白酶也能有效提升肉質柔嫩度，未來或可透過協同作用進一步優化。
- 利用生物資訊學與人工智慧結合基因工程，可望創造出新型高效能嫩肉酶，為食品加工帶來革命性改變。
科學與烹飪的關聯
我一直在談論烹飪的藝術，但今天想聊聊其中的科學。除了我們的大腦和感官對食物的反應外，我還想探討一些烹飪過程及其背後的原因。烹飪實際上是一系列微小實驗在即時進行，食材的質地、層次分明的風味和香氣都是有科學依據的。最近我對一個概念特別感興趣——酶。
酶是加速化學反應的一種蛋白質。我試著找一個合適的類比，最接近的或許是我們如何將大型任務拆解為更小、更容易管理的小步驟，以便更快速地完成。同樣地，酶能夠將複雜分子分解為更簡單的形式，使生物過程變得更加高效。
不久前，我偶然看到了一篇關於熱穩定脂肪酶（thermophilic lipases）的研究論文，此後我開始深入了解這些酶。但到底什麼是脂肪酶呢？脂肪酶是一種專門分解脂肪和油類的酶，而熱穩定脂肪酶則是在高溫和特定pH值下運作，通常用於需要高溫或強酸鹼環境下催化反應的行業，比如清潔劑製造業。
這些酶在食品中的作用可謂至關重要，它們通過分解不同類型的分子來加速化學反應。例如，在肉類嫩化方面，蛋白質分解酶可以幫助降低肉類中纖維結構，使其更加柔軟；而澱粉酶則影響麵團發酵過程，有助於形成細膩口感。在不同溫度和pH值下，這些酶活性的表現也會有所不同，因此理解它們在烹調中的角色，可以讓我們更好地掌握料理技巧。
酶是加速化學反應的一種蛋白質。我試著找一個合適的類比，最接近的或許是我們如何將大型任務拆解為更小、更容易管理的小步驟，以便更快速地完成。同樣地，酶能夠將複雜分子分解為更簡單的形式，使生物過程變得更加高效。
不久前，我偶然看到了一篇關於熱穩定脂肪酶（thermophilic lipases）的研究論文，此後我開始深入了解這些酶。但到底什麼是脂肪酶呢？脂肪酶是一種專門分解脂肪和油類的酶，而熱穩定脂肪酶則是在高溫和特定pH值下運作，通常用於需要高溫或強酸鹼環境下催化反應的行業，比如清潔劑製造業。
這些酶在食品中的作用可謂至關重要，它們通過分解不同類型的分子來加速化學反應。例如，在肉類嫩化方面，蛋白質分解酶可以幫助降低肉類中纖維結構，使其更加柔軟；而澱粉酶則影響麵團發酵過程，有助於形成細膩口感。在不同溫度和pH值下，這些酶活性的表現也會有所不同，因此理解它們在烹調中的角色，可以讓我們更好地掌握料理技巧。
酵素如何影響食物質地
用鳳梨嫩化肉類的經驗是我從《食戟之靈》這部有50多集的動漫中學到的，當時我在短短五天內就把它追完了。雖然不太推薦這部動漫，因為裡面有些奇怪的癖好，但我卻被美食吸引得無法自拔。不過說回正題，鳳梨裡含有一種叫做溴酶（Bromelain）的成分，它能自然地分解膠原蛋白，而膠原蛋白就是讓肉變硬的原因。因此，把鳳梨放在肉上能讓肉變得更加嫩滑，同時也增添了一層風味。不過要注意，不可以浸泡太久，否則肉會變得過於軟爛。通常2到4小時就足夠了。
觀點延伸比較:
| 食物名稱 | 微生物群落 | 主要成分 | 發酵過程 | 風味特徵 |
|---|---|---|---|---|
| 伊魯 (Iru) | 芽孢桿菌 | 豆莢種子 | 野生發酵，24-36小時 | 濃郁香氣與鮮味 |
| 富富 (Fufu) | 酵母、乳酸菌 | 木薯、蕉類或玉米粉 | 浸泡和發酵後煮製 | 柔軟易咀嚼，口感細膩 |
| 加里 (Garri) | - | 木薯粉 | 壓榨、乾燥及烘烤處理 | 較柔和的香氣 |
| 康普茶 (Kombucha) | - | 甜化黑茶或綠茶 | 三個階段的發酵過程 | - |
| 優格 (Yogurt) | - | - | ...乳酸菌與其他細菌共同作用... | - |
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鳳梨嫩肉的原理
發酵是我最喜愛的主題！我特別喜歡了解其他國家如何將發酵融入他們的烹飪中，比如韓式泡菜、味噌、酸種麵包和納豆等等。簡單來說，發酵就是一個代謝過程，透過那些我們肉眼看不見的微生物——例如細菌、酵母和黴菌——在食物中進行生長。這就像創業一樣：你從一個問題（生鮮原料）開始，然後召集一群團隊成員（微生物），他們會分解這些問題並找出解決方案（食物中的化學變化），最後過了一段時間，你便可以推出完成品。
發酵不僅能延長食物的保存期限，還能增強其風味、消化性及營養價值。而且，它也促進了益生菌豐富的食品產生，如優格和泡菜等，有助於腸道健康。發酵的核心在於酶。如果沒有它們，發酵根本無法進行。這些酶是由參與發酵的微生物所生成，它們負責分解分子，使得整個過程得以實現。
發酵不僅能延長食物的保存期限，還能增強其風味、消化性及營養價值。而且，它也促進了益生菌豐富的食品產生，如優格和泡菜等，有助於腸道健康。發酵的核心在於酶。如果沒有它們，發酵根本無法進行。這些酶是由參與發酵的微生物所生成，它們負責分解分子，使得整個過程得以實現。
發酵過程的基礎知識
發酵的過程有多種不同的類型，其中兩種特別常見的是：**
1. **野生發酵：**這是一種讓自然自行發展的方式，沒有額外添加任何東西。比如說，酸麵包和泡菜就是通過這種方法製作而成。一個例子就是製作酸麵團時，我們每天添加等量的水和麵粉，隨著時間推移，空氣中的微小細菌和酵母便會逐漸沉澱並開始繁殖。
2. **乳酸發酵：** 此過程是由特殊的細菌（如_乳酸菌_）將食物中的天然糖分轉化為乳酸而形成的。這些乳酸不僅賦予食物一種獨特的酸味，也起到了保鮮的作用。像優格、醃黃瓜、ogi、masa以及fufu等食品都屬於這類。
在了解發酵過程時，可以深入探討其基本原理，包括厭氧呼吸與微生物代謝等。此外，不同類型的發酵也各自有其應用，例如酒精發酵和乳酸發酵。在這些過程中，用到的一些常見材料，如麥芽、米、豆類等，都會影響最終產品的風味及質地。同時，在進行發酵時，一些環境因素，如溫度、pH值及氧氣濃度，也可能對結果產生重要影響。**
1. **野生發酵：**這是一種讓自然自行發展的方式，沒有額外添加任何東西。比如說，酸麵包和泡菜就是通過這種方法製作而成。一個例子就是製作酸麵團時，我們每天添加等量的水和麵粉，隨著時間推移，空氣中的微小細菌和酵母便會逐漸沉澱並開始繁殖。
2. **乳酸發酵：** 此過程是由特殊的細菌（如_乳酸菌_）將食物中的天然糖分轉化為乳酸而形成的。這些乳酸不僅賦予食物一種獨特的酸味，也起到了保鮮的作用。像優格、醃黃瓜、ogi、masa以及fufu等食品都屬於這類。
在了解發酵過程時，可以深入探討其基本原理，包括厭氧呼吸與微生物代謝等。此外，不同類型的發酵也各自有其應用，例如酒精發酵和乳酸發酵。在這些過程中，用到的一些常見材料，如麥芽、米、豆類等，都會影響最終產品的風味及質地。同時，在進行發酵時，一些環境因素，如溫度、pH值及氧氣濃度，也可能對結果產生重要影響。**
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發酵類型及其應用
在**酒精發酵**的過程中，酵母會消耗糖分，並釋放出酒精和二氧化碳氣體。這些氣體不僅為啤酒帶來了泡沫，也使麵團在製作時膨脹起來。接下來是**霉菌發酵**，聽起來有點奇怪，但其實某些類型的霉菌，如_青黴素屬（Aspergillus）_，對於食物的風味與質地變化非常有幫助。例如，大豆可以透過這種發酵方式轉變成醬油，而藍紋乳酪的製作也依賴它們的作用。再說到**培養發酵**，這種方法可與自然野生發酵形成鮮明對比。我們不再只是等待隨機出現的細菌或酵母，而是主動添加一些我們知道能夠成功工作的特定微生物，就像在優格中加入益生菌一樣。這樣不僅能提高發酵效率，也讓許多富含益生元的食物得以順利製作。此外，我們還可以探討各種原料如穀物、水果和乳製品在不同發酵過程中的獨特作用，以及如何選擇合適的培養基，以進一步提升最終產品的品質。而現代技術，例如基因編輯，也正在持續改進傳統發酵工藝，使其更加高效和靈活。
為何不同食物有不同微生物群落
不同食物之所以擁有各自獨特的微生物群落，主要是由於它們的成分、水分及周圍環境等因素所影響。比如說，像木薯和米這類澱粉含量高的食物，通常會吸引能夠分解糖類的細菌；而蛋白質豐富的食物，比如起司，則會引來專門處理蛋白質的微生物。此外，潮濕的食品如優格和泡菜更適合滋養那些喜愛濕潤環境的細菌，而乾燥食品如藍紋起司則往往依賴黴菌來發展。
有趣的是，有時候這些發酵過程甚至會同時進行。例如，在優格中，就可以看到乳酸菌與其他培養型細菌共同作用。而另一個例子是康普茶，它是一種用甜化黑茶或綠茶製作的發酵飲品，其製作過程可分為三個階段。這些多樣化的微生物相互影響，共同塑造了我們所熟知各式美味食品背後豐富而複雜的小宇宙。
有趣的是，有時候這些發酵過程甚至會同時進行。例如，在優格中，就可以看到乳酸菌與其他培養型細菌共同作用。而另一個例子是康普茶，它是一種用甜化黑茶或綠茶製作的發酵飲品，其製作過程可分為三個階段。這些多樣化的微生物相互影響，共同塑造了我們所熟知各式美味食品背後豐富而複雜的小宇宙。
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伊魯的發酵過程與風味
伊魯（Iru）是西南尼日利亞許多湯品中常見的調味料，早在調味塊普及之前，它已經成為增添美味的秘訣。伊魯獨特的鮮味，正是源自於其所含的谷氨酸，這種風味在舌尖上回蕩，讓人難以忘懷。想像一下，在Efo riro湯中的魚乾或Ogbono湯裡的熏貓魚，那份豐富深厚的口感，就是所謂的鮮味。
製作伊魯的過程始於採收豆莢並提取出種子。接著將這些種子煮沸，以軟化堅硬的外殼，然後用砂子在木質臼中輾磨以去除殼層。在再次清洗和煮沸之後，將豆子放入容器中進行野生發酵，此過程通常持續24至36小時。在此期間，各類芽孢桿菌會分解蛋白質形成肽和氨基酸，使伊魯產生濃郁香氣與豐富風味。有時還會添加鹽來延長保存期限。最後，可以根據個人口味將伊魯曬乾成散裝豆（稱為Iru Woro），或壓制成糊狀（稱為Iru Pete）。
值得一提的是，不同原材料、發酵時間及溫度會影響最終產品的口感和香氣。例如，大米或穀物作為發酵基底，加上優質水源，都能提升風味層次。因此，在探索伊魯背後的科學原理時，我們不妨關注這些因素如何交織，共同塑造出獨特而迷人的滋味體驗。
製作伊魯的過程始於採收豆莢並提取出種子。接著將這些種子煮沸，以軟化堅硬的外殼，然後用砂子在木質臼中輾磨以去除殼層。在再次清洗和煮沸之後，將豆子放入容器中進行野生發酵，此過程通常持續24至36小時。在此期間，各類芽孢桿菌會分解蛋白質形成肽和氨基酸，使伊魯產生濃郁香氣與豐富風味。有時還會添加鹽來延長保存期限。最後，可以根據個人口味將伊魯曬乾成散裝豆（稱為Iru Woro），或壓制成糊狀（稱為Iru Pete）。
值得一提的是，不同原材料、發酵時間及溫度會影響最終產品的口感和香氣。例如，大米或穀物作為發酵基底，加上優質水源，都能提升風味層次。因此，在探索伊魯背後的科學原理時，我們不妨關注這些因素如何交織，共同塑造出獨特而迷人的滋味體驗。
非洲傳統食品富富製作方法
富富是一種在西非國家如喀麥隆、迦納、塞拉利昂和塞內加爾廣受歡迎的食物，製作方法各有不同。舉例來說，迦納的富富是由蕉類製成，而尼日利亞則多用發酵的木薯來做，但很多人對其氣味並不喜歡，這主要與商業加工過程有關。不過我認為，如果能做好，它絕對比捶打山藥（Poundo yam）更美味——這要歸功於一位家庭朋友，她做的富富細膩光滑且無異味，我甚至向她請教了秘方。而今天，我也很樂意分享她的方法。
在製作富富時，首先選用的主要材料通常是木薯或其他澱粉類食材，如玉米粉等，這些原料不僅提供豐富的碳水化合物，也含有一定量的纖維素，有助於消化。其次，在發酵過程中，各種微生物如酵母和乳酸菌會參與其中，不但影響到最終產品的口感，更能延長保存期限。此外，加熱烹飪時會改變食材結構，使得成品更加柔軟易於咀嚼。
最後，不同地區對於富富的食用習慣也各具特色，在某些文化中，它常常被搭配濃郁醬汁或清湯一起享用，以提升整體風味。透過這樣了解，我們可以更深入地欣賞這道傳統食品所蘊含的文化背景與飲食藝術。
在製作富富時，首先選用的主要材料通常是木薯或其他澱粉類食材，如玉米粉等，這些原料不僅提供豐富的碳水化合物，也含有一定量的纖維素，有助於消化。其次，在發酵過程中，各種微生物如酵母和乳酸菌會參與其中，不但影響到最終產品的口感，更能延長保存期限。此外，加熱烹飪時會改變食材結構，使得成品更加柔軟易於咀嚼。
最後，不同地區對於富富的食用習慣也各具特色，在某些文化中，它常常被搭配濃郁醬汁或清湯一起享用，以提升整體風味。透過這樣了解，我們可以更深入地欣賞這道傳統食品所蘊含的文化背景與飲食藝術。
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富富與佳利氣味差異的原因
要做好富富，首先需要處理木薯。將木薯去皮、切塊、沖洗乾淨後，放入容器中浸泡3到5天，以便軟化，這過程中，一些細菌會幫助分解木薯中的自然毒素（如氰苷），轉化為無毒的化合物。
接下來是混合和過濾的步驟。把浸泡好的木薯瀝乾，加少量水進行打碎，再用紗布或起司布過濾。如果你打算長期保存，可以將麵團攤開晾乾做成粉狀；如果想要更細膩的粉末，可以繼續攪拌至光滑。
然後就是煮富富了。如果你打算馬上吃，就把麵團倒進鍋裡，或者直接將粉狀材料倒入鍋中，加水攪拌至均勻，再在中小火上煮，不斷攪拌直到變稠。這個步驟相當耗費體力，但如果你習慣製作其他類似食物，應該不會太困難。
最後，把已經拉伸的富富蓋好蒸5到10分鐘，就可以搭配你喜歡的湯品享用。值得一提的是，發酵過程帶來的強烈氣味有時可能讓人覺得不適，而商業生產的富富通常因為重複使用發酵水而散發更濃烈的臭味，因此自製的富富一般風味和香氣都會更加出色。
接下來是混合和過濾的步驟。把浸泡好的木薯瀝乾，加少量水進行打碎，再用紗布或起司布過濾。如果你打算長期保存，可以將麵團攤開晾乾做成粉狀；如果想要更細膩的粉末，可以繼續攪拌至光滑。
然後就是煮富富了。如果你打算馬上吃，就把麵團倒進鍋裡，或者直接將粉狀材料倒入鍋中，加水攪拌至均勻，再在中小火上煮，不斷攪拌直到變稠。這個步驟相當耗費體力，但如果你習慣製作其他類似食物，應該不會太困難。
最後，把已經拉伸的富富蓋好蒸5到10分鐘，就可以搭配你喜歡的湯品享用。值得一提的是，發酵過程帶來的強烈氣味有時可能讓人覺得不適，而商業生產的富富通常因為重複使用發酵水而散發更濃烈的臭味，因此自製的富富一般風味和香氣都會更加出色。
酵母在烘焙中的角色
為什麼加里（garri）不會有氣味，而木薯粉（fufu）卻有呢？其實，這是因為加里在發酵後經過了壓榨、乾燥和烘烤的處理，這些過程能有效去除大部分導致氣味的化合物。反觀木薯粉則是在發酵後直接進行攪拌，並沒有經過乾燥或烘烤，因此它保留了較多強烈的發酵氣味成分。這樣一來，加里的香氣就變得比較柔和，而木薯粉則散發出更濃烈的氣息。
說到酵母，我們之前提到發酵中會產生酵母，而我們在許多糕點中也會添加酵母，那麼它們之間有什麼不同呢？其實，它們的作用是一樣的，都是透過發酵來促進食物變化。在烘焙中常用的酵母是名為 _Saccharomyces cerevisiae_ 的一種菌株，它負責將糖轉化為二氧化碳，正是這個轉換使麵團膨脹起來。雖然酸種麵包也使用相同的酵母，但與商業型態不同的是，酸種還包含其他細菌。在烘焙時，高溫會殺死這些酵母，停止其發酵過程。
最近我對於酶學產生了一些新的興趣，也許未來我可以將我的研究方向與食品結合起來。我目前正在從事一項機器學習、化學工程背景以及對於酶學熱情交織的新項目。如果你知道任何擁有尼日利亞相關數據庫的人選，可以提供包含脂肪水解酶（lipases）氨基酸序列的信息，那就太好了！謝謝你的聆聽❤️
說到酵母，我們之前提到發酵中會產生酵母，而我們在許多糕點中也會添加酵母，那麼它們之間有什麼不同呢？其實，它們的作用是一樣的，都是透過發酵來促進食物變化。在烘焙中常用的酵母是名為 _Saccharomyces cerevisiae_ 的一種菌株，它負責將糖轉化為二氧化碳，正是這個轉換使麵團膨脹起來。雖然酸種麵包也使用相同的酵母，但與商業型態不同的是，酸種還包含其他細菌。在烘焙時，高溫會殺死這些酵母，停止其發酵過程。
最近我對於酶學產生了一些新的興趣，也許未來我可以將我的研究方向與食品結合起來。我目前正在從事一項機器學習、化學工程背景以及對於酶學熱情交織的新項目。如果你知道任何擁有尼日利亞相關數據庫的人選，可以提供包含脂肪水解酶（lipases）氨基酸序列的信息，那就太好了！謝謝你的聆聽❤️
參考來源
發酵的科學
語言: 繁體中文 ; 出版社: 晨星 ; 出版日期: 2020/10/12 ; 內容簡介. 你喜歡發酵食物嗎？ ── 食品科學家的熱門研究課題！美食狂熱者的最愛！養生保健者的必吃食物！──. 日常生活中 ...
來源： 博客來從化學到物理、生理學、酵素發酵，烹飪科學家李康民的美味 ...
在廚房裡學到了一切科學知識：從化學到物理、生理學、酵素發酵，烹飪科學家李康民的美味科學課. 出版社森林. 作者李康民. 價格說明.
來源： 酷澎
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