【讓知識成為食品添加物】發酵食篇Ⅰ
想像我們穿越回7000年前，那時候人類雖然進入新石器時代，但還是地表最弱生物之一，體力比不過猛獸，武器也不精良，每天提心吊膽會不會成為獅子、老虎的晚餐。那時候人類剛從舊石器的狩獵時代，進入新石器的農耕時代，農耕時代的好處是，不需要每天出去流浪冒險打獵或是採集野果，過著碰運氣的日子，有一餐沒一餐；農耕代表可以定居下來耕種，食物來源比較靠得住，確定可以吃飽之後，人類就比較有時間精力發展手工藝，甚至講究飲食。因此那時候可以說看到了文明的一絲曙光。
只是當時生存競爭依然激烈，確保食物來源的質與量非常重要，營養充足的人，體力好、抵抗力佳，相較起來有機會活得比較久、成為當時的生存贏家。我們要感謝這些老祖宗們發明了很多食品的加工方式，讓他們成為當時的勝利者，然後這些加工方式很多還傳承到今天，成為我們飲食的一個重要部份。而其中之一食品加工就是食品的發酵，最後生產出來的就是各式各樣的發酵食品。可以說發酵食品就是邁向贏家之路的食譜。
依照我們當今的定義，發酵是利用微生物的作用，將農、畜及水產品等原料製成食品的過程，產品如醬油、紅麴、豆腐乳、味噌、發酵蔬菜、醋等，能賦予食品特殊風味、改善外觀色澤與增加餐飲的豐富性。
發酵食譜
接下來讓我們來一窺贏家們的食譜
食譜1: 穀類製作成麵包
穀類是農耕文化的核心，不管是小米、大米、小麥、大麥、燕麥都是老祖宗們曾經種過的穀物，這些穀物提供重要的澱粉，是非常好的熱量來源。只是這些穀物含有一些反營養物質比如說植酸，植酸人體不只無法消化，而且更糟的是它還會阻礙我們對穀物中蛋白質、礦物質等等營養成分的吸收。
現在研究證明，如果穀類的麵團經過酵母菌的發酵，可以大幅降低植酸的含量，提高食品的營養價值(Elif Yaver and Nermin Bilgiçli 2019. Effects of different dephytinisation methods on chemical properties of commercial and traditional breads prepared from composite flour. Food Chemistry 276(15): 77-83)。同時研究發現，穀類在發酵過後，對營養來說非常重要的維生素B群含量也會顯著提高(Batifoulier et al. 2005. Effect of different breadmaking methods on thiamine, riboflavin and pyridoxine contents of wheat bread. Journal of Cereal Science 42(1): 101-108.)，而且發酵後的麵團又香又鬆軟，也更好吃。
食譜2: 牛奶製作成優格
乳製品可以說是農耕時代以來人類最重要的蛋白質來源，因為一頭牛(羊)殺來吃肉只能吃一次，但是擠奶是每天可以喝的，當然是節省又有效率多了。只是大部分成人有乳糖不耐症，其實是不適合喝牛奶的。人類在嬰幼兒時期有乳糖消化酵素，可以消化牛奶中的乳糖，但是成人之後，乳糖消化酵素會漸漸消失，無法消化牛奶裡的乳糖，這就是所謂的乳糖不耐症；輕則脹氣不舒服，重則造成腹瀉。
但是，有位英明的祖先發現，發酵後的牛奶喝了比較不會脹氣或腹瀉，喝起來較無負擔，大幅改善古人最容易碰上的蛋白質以及鈣質缺乏的問題。牛奶發酵後，依照作法不同可以分為優格、酸奶、發酵乳等等，基本上都是讓牛奶經過乳酸菌的發酵，讓乳糖被分解。而且，發酵後的優格還有許多牛奶所沒有的優點，所以優格在現今的時代，依然是一種重要的食品，更是許多地區不可或缺的飲食文化。
食譜3: 蔬菜製作成酸菜
蔬菜是很多營養成分如維生素C、膳食纖維、多酚類的重要來源，所謂發酵的蔬菜，就是像泡菜、酸(芥)菜、酸白菜、韓式泡菜、德國酸菜、酸黃瓜等等，使用蔬菜再經過乳酸菌或其他酵母菌等等微生物發酵的食品。
古代蔬菜的取得可不像現在的台灣這麼容易，錯過產季就沒有了，尤其如果是溫帶的冬天，天寒地凍不會有蔬菜生長。所以發酵的蔬菜，可以大大延長蔬菜的保存期限，成為一年四季都有蔬菜可吃的方法。更何況，蔬菜含有少量的植酸存在，經過發酵可以去除植酸，幫助營養的吸收。部分研究也顯示，某些蔬菜在發酵後甚至可以提高維生素C以及黃酮類的含量，營養價值更高。
食譜4: 肉類製作成香腸
古代肉類取得非常不容易，絕對不容許讓它腐壞浪費掉，殺一頭豬如果一次吃不完，唯一的方法就是透過加工保存下來，以後慢慢吃。其中一個非常重要的保存方式就是讓肉進行發酵，做成香腸的形式，其中主要是利用乳酸菌，或是其他酵母菌或黴菌為輔。這類香腸我們現在還是吃得到，比如說義大利式的薩拉米香腸，或是泰國也有酸豬肉香腸，甚至中式火腿、臘腸都算。就算現代冰箱普及，保存肉類不需要靠發酵了，這類食品也已經成為現今飲食文化不可或缺的一部分。
看到這裡，是不是覺得古代要成為贏家非常不容易，這些加工方法又多麼的珍貴呢? 我們更應該對身為贏家的子孫自豪，並對於我們現代人把發酵食品更加發揚光大感到光榮。
以現代的眼光來看，發酵食品的優點總結有:
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幫助延長食品的保存期限
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提高食品的色、香、味、質地
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提高食品的營養價值
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提供食品額外的機能性
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提供益生菌
目前世界各地的發酵食品加起來不下數千種，之後的篇章會繼續深入介紹。
慎選發酵食品
發酵食品博大精深，運用的材料可能非常不同，古代使用的各種發酵菌來自天然，卻有很大的變化，各地製造的環境如溫度、濕度又有所不同，可以說是形形色色，風味或是營養價值都大不相同。不過也因此造成各種發酵食品品質參差不齊。如果做不好，裡面可是會有微生物污染等等的健康風險，比如說生菌數過高、病原菌污染、或是毒素殘留的問題，所以不可不慎。所幸現代因為科學研究以及生產技術發達，以及食藥署制定的法規依據，我們對發酵食品的生產已經有很好的掌控，所以對於發酵食品的選擇，我們還是有一些原則可以依循。
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菌種不可以亂選
發酵菌可以來自天然，但是現代更多用的是純化的菌種。天然來源的菌種，可能很複雜，我們比較難以完整掌握它的特性，純化後的菌種經過鑑定，我們對它的特性比較了解，比較能夠確保它的使用安全。舉例來說食藥署「可供食品使用原料彙整一覽表」中，有列出「微生物及其來源製取之原料」這個類別，裡面清楚列出有許多經過評估可以安全食用的乳酸菌、酵母菌等等微生物。
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生產過程注意微生物污染
其實發酵食品本身就是一種食品的保存手段，也就是說在得當的發酵過程之下，乳酸菌等優勢菌種可以幫助消滅其他病原菌，所以相對是比較安全的。
發酵食品之原料要選擇品質良好、沒有腐敗腐爛的原材料，同時要清潔乾淨，製作時也要確保符合食品良好衛生規範準則等規範，避免其他雜菌汙染。
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注意微生物毒素的污染
(1)肉毒桿菌毒素
發酵食品如泡菜、醃菜常常封裝在瓶罐內，內部屬於無氧的環境，是肉毒桿菌適合生長的環境，肉毒桿菌會產生肉毒桿菌毒素，屬於一種神經毒素，中毒症狀由噁心、嘔吐、腹瀉等消化道症狀，再轉為視力模糊、嚥吞困難等神經症狀，嚴重的會造成四肢麻痺甚至死亡。醃漬時所用的食品原料應充分洗淨；確保發酵後食品的酸鹼值控制在pH 4.6以下；並在食用前以100℃加熱10分鐘以上；購買真空包裝的食品，也要注意是不是可以即食，如果不是，就要加熱後再吃，同時保存也要保持冷藏；避免一歲以下嬰兒食用蜂蜜。(衛福部食品藥物管理署，107，106年食品中毒發生與防治年報。https://www.fda.gov.tw/tc/publicationsContent.aspx?id=125)
(2)真菌毒素
發酵食品如果製造過程操作不當，可能會伴隨著不良的黴菌增生，黴菌增生後會產生黴菌毒素，這些黴菌毒素包含黃麴毒素、赭麴毒素等，是有肝毒性或致癌性的，所以要盡量避免其產生。
總而言之，發酵食品讓我們的飲食文化更豐富，也會提高食品的營養價值、產生額外的機能成分，同時又能增添風味，所以是很珍貴的一種食品加工方式。善用發酵食品的同時注意避免其帶來的食安風險，可以帶給我們健康與享受。
（本文與科學人雜誌合作，撰文：韋恩）