畜產食品科技：另類的發酵乳–克弗爾
93/07/05
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郭卿雲｜
行政院農業委員會畜產試驗所
國人選擇的食物極為多樣，而且非常容易取得。但是，很多人對於食物攝取的內容和方式，並不怎麼重視。因此，造成營養攝取的不均衡，經常使膽汁分泌不足和腸胃機能衰弱，體內產生的廢物無法順利排除，變成各種疾病的根源，例如面皰、黑斑、痔瘡、便祕、肝病、糖尿病、心臟病、腎臟衰竭、肥胖和各種婦女病等。
現代人因為資訊發達，日漸了解到「體內環保」的重要性，因此，所謂的「健康食品」也開始大行其道。在國內，有幾家生產發酵乳的公司投入大筆資金，去證實他們產品的保健功效。也已經有幾種含乳酸菌的產品，經衛生署核可成為「健康食品」，使得國人對發酵乳的消費量，有日漸增加的趨勢。
克弗爾（kefir）和國人普遍飲用的酸酪乳（yogurt）同樣都屬於發酵乳，但是在口感和風味上，有很大的不同。克弗爾是屬於酒精類的發酵乳，源起於北高加索山區，傳說具有醫療和保健的效用，在舊蘇聯時代，使用最為普遍，年產一百二十萬公噸以上。目前，在一些歐美國家和日本的市場上，可以買到克弗爾的產品。
克弗爾的起源和傳說
克弗爾是一種歷史久遠的發酵乳製品。據說，在一三○○年左右，北高加索山區的牧人在山上把擠出的羊乳放在羊皮袋內，由馬匹載運下山，一路上晃動再加上日曬，因而生成克弗爾。如果，留下一部分舊的發酵乳，隔天再加入新的羊乳，經過一段時日，就會產生克弗爾粒，也就是克弗爾的菌元。
克弗爾（kefir）的名稱來自伊斯蘭語，代表「安寧」的意思。回教的先知穆罕默德也曾經利用克弗爾來傳教，向伊斯蘭教徒說明「飲用此物可以治病」，並教導教徒製造的方法，因此在回教地區，又稱克弗爾粒為「預言者之黍」。
對高加索人而言，克弗爾是一種極為普遍的乳製品，可以滋養身體、強壯體魄、維持健康，甚至可以供給醫院、療養院等醫療機構的病人食用。克弗爾首先在十九世紀傳入歐洲，再擴展到世界其他地區。
克弗爾中的微生物
克弗爾的菌元–克弗爾粒，據推測應該是生羊乳原料在羊皮袋中經過自然發酵後形成的。莫塔該（Motaghi）等人曾經在一九九七年，把羊的胃囊洗淨後做為培養克弗爾的場所，證實經過多次更換新鮮的生乳原料後，可以得到微小的顆粒。如果把這些小顆粒繼續培養，就可以得到比較大的顆粒，也就是克弗爾粒，用肉眼就可以看到了。這個特點和其他的發酵乳有很大的不同，因為一般的發酵乳主要是以純菌混合培養，用肉眼看不到它的菌元。
克弗爾粒的外形像花椰菜，外表帶有白色或香檳色，直徑在0.5～3.5公分之間。另外，它的外表具有不對稱的兩面，一面是平坦光滑的薄片形狀，另外一面則比較粗糙，捲曲呈螺旋狀。其實，克弗爾粒是由乳酸菌和酵母菌組成的複合菌相，這些菌元因為有它們所分泌的多醣成分–克弗蘭和黏蛋白等集結的基質圍繞包埋，而聚集成為粒塊狀。
克弗爾粒中的菌叢，主要是由同質型發酵的乳酸桿菌組成。然而，各地區的菌元組成，還是有非常大的差異。目前，已經有很多菌株分離且鑑定出來。主要的乳酸菌，包括乳酸鏈球菌、嗜酸乳酸桿菌、短乳酸桿菌、酪蛋白乳酸桿菌與克弗爾白念珠球菌。另外一方面，酵母菌的主要種類有克弗爾囊球酵母菌、啤酒酵母菌和克弗爾念珠菌等。
克弗爾粒不只是在羊乳中生長，也可以在牛乳中繁殖得到。比較好的生長溫度在攝氏18～25度之間。微生物會從克弗爾粒中脫落，進入牛乳中繼續繁殖，克弗爾粒也因此變大和變多。移除掉克弗爾粒的克弗爾，也可以當做接種物，但不可以多次連續接種，因為原有的微生物平衡已經被瓦解了。
克弗爾粒在牛乳中會同時進行乳酸菌的乳酸發酵和酵母菌的酒精發酵，而形成獨特的克弗爾發酵乳。在克弗爾成品中，各種乳酸菌的含量大概有106～109菌數／公撮，而各類酵母菌的含量則在106～108菌數／公撮之間。乳酸菌代謝所產生的酸，再加上酵母代謝產生的二氧化碳和微量的酒精，使克弗爾同時具有酸味、淡淡的酒精風味和碳酸的刺激風味等獨特的味道，所以又有「牛乳酒」的別名，也經常被稱為「香檳酸乳酪」。
克弗爾的製造
克弗爾的傳統製造方法是把克弗爾粒和原料一起放置在羊皮袋內，發酵到起泡為止，再用紗布過濾取得克弗爾。它的工業生產方法一直到近幾年才發展出來。工業生產克弗爾的方法，主要是因為研究免疫學得到諾貝爾獎的前蘇聯學者梅契尼可夫（Ilya Metchnikoff），在法國的巴斯德研究所工作時所開始。當時，梅氏曾經到保加利亞旅行，發現有很多百歲的人瑞，於是對當地居民的飲食展開調查，結果發現他們經常飲用自製的發酵乳。
他推論發酵乳中的乳酸菌一定能在人類腸中繁殖，因而能夠抑制腸內腐敗菌的增殖，降低腐敗菌毒素的產生，從而延緩人類的老化。因此，他發表了一篇「人生長壽論」，探討發酵乳的有效性、特性以及與長壽的關係，引起各界對發酵乳的注意。舊蘇聯也致力於研究克弗爾的連續式工業生產法，蘇聯國家科學研究院的微生物研究所花費巨額的研究費和15年的歲月，終於在一九八二年，完成世界上第一個生產高加索型克弗爾的工業程序。
克弗爾的營養價值
克弗爾大部分的組成和熱量都和原料乳非常接近，但是經由微生物的發酵作用，可以把牛乳中的部分蛋白質水解成為水溶性氮或游離胺基酸，因此，蛋白質的吸收效率可以提高。一般牛乳中含有3％的乳脂肪，主要是供作身體活動的熱量來源，克弗爾中的乳脂肪在發酵過程中受到脂質酵素分解，使乳脂肪分解成極微細的粒子，因此克弗爾中的乳脂肪比牛乳中的容易消化吸收。同時，膽固醇與脂肪的代謝也較牛乳容易。
此外，牛乳中的乳糖屬於不容易消化吸收的營養素，進入人體腸內後，會使腸道的滲透壓提高，對於乳糖不耐症的人來說，會造成腸胃不適、腹脹、腹痛的現象。但是在克弗爾中，乳糖卻可以促進乳酸菌的生長，這些有益菌把部分的乳糖分解成乳酸，再加上微生物會分泌乳糖分解酵素，因此克弗爾比較適合乳糖不耐症的人們食用。克弗爾所生成的乳酸，有80％以上是容易吸收的反向右旋型（以L（＋）或S（＋）表示），人體對反向右旋型乳酸的吸收率遠比順向左旋型（以D（－）或R（－）表示）高。乳酸除了可以促進胃液的分泌，提高鈣、磷、鐵等礦物質的吸收外，並且可以抑制其他不耐酸的有害菌生長。
克弗爾因為含有發酵所生成的乳酸、酒精、二氧化碳等物質，在口中會產生微微的刺激和涼爽的感覺，同時也有促進唾液分泌的作用。克弗爾的酒精含量通常在0.5～2％左右，可以促進人體的新陳代謝，順暢循環系統，以及使神經傳遞更穩定。
牛乳中原本就含有維生素A、B1、B2等，在經過克弗爾粒中微生物的發酵作用後，甚至會合成更多的維生素，包括維生素B1、B2、B6、B12、葉酸等維生素Ｂ群。維生素B1可以幫助碳水化合物的消化吸收，如果缺乏，容易得到腳氣或神經痛、肌肉痛、末稍神經痛的疾病。維生素B2有保持皮膚或指甲、毛髮等健康的作用，缺乏的時候，會患有口角炎、結膜炎。維生素B6和B2一樣，不足的時候，也會導致皮膚炎或皮膚粗糙。維生素B12和葉酸都是與製造紅血球相關的維生素，缺乏的時候，會得到惡性貧血症。如果能每天飲用克弗爾，不僅可以攝取優良的蛋白質及多種維生素，還可以幫助礦物質的吸收，更有種類繁多的微生物來改善腸胃道的狀況。
克弗爾與健康的關係
從長久飲用者的口耳相傳中，知道克弗爾具有醫療和保健的功效。自從前蘇聯學者梅契尼可夫發表：「經常飲用發酵乳能夠阻止大腸中嫌氣性孢子形成菌的生育」的理論以後，有很多科學家陸續研究克弗爾有益健康的科學證據。目前，已證實的健康效益包括：改善消化機能、降低膽固醇、合成肝醣、預防腦血栓、腦中風、心肌梗塞等成人病，抗癌、活化巨噬細胞和減肥等。
從以前蘇聯科學院發表的資料中，說明克弗爾可以促進胃液的分泌。和其他發酵乳比較，克弗爾可以增加50％的唾液分泌，而且分泌的時間延長為兩倍。對於胃炎、十二指腸潰瘍等消化機能不好的患者，可以明顯改善他們的消化機能。
人體內的膽固醇大部分是在肝臟和小腸內產生的（1～1.5克／日），小部分是由攝食而來的（0.5克／日）。若攝食過多的膽固醇，則會在血管中聚集，造成動脈血管硬化，血管壁逐漸變厚而阻塞。血液中的膽固醇含量高於220毫克／公合，也就是所謂的高血脂症，是腦血管和心血管疾病的重要危險因素。
研究指出，肝內的膽固醇經過氧化以後所產生的膽鹽，可以和醣類或胺基酸結合，形成結合式膽鹽。如果，消化道內有足夠的乳酸菌，可以把它分解成「去結合型膽鹽」，在酸鹼值pH6以下會和膽固醇的沈澱一起排出，不僅有助於降低膽固醇的吸收，更可以減少膽鹽的產生，並且可以加速膽固醇的代謝。
在一九九二年，佛吉斯等人曾將六組克弗爾粒接種在每公升含有2毫克膽固醇的牛乳中，經過24小時的培養後，發現克弗爾可以降低膽固醇含量到原先的16～59％左右。此外，吃進的克弗爾也容易合成為人體的能源–肝醣，以備能量欠缺時使用。所以克弗爾在蘇聯時代，就已經合法地做為病人和學校食品。
日本學者古代等人在一九九五年發現，克弗爾可以預防血栓，使血流順暢。一般來說，引起血栓的原因很多，例如大腸菌產生的內毒素可以誘發血栓，引起老化、感冒、緊張、免疫力降低和膽固醇提高等現象。在小鼠試驗中，證明這一種血栓是可以治癒的。
由人體糞便中分離得到的部分菌體所產生的酵素，像硝基還原酶、偶氮還原酶及β-己四醇醛，會使大腸內的致癌原變成致癌物，因而提高腸癌的發生率。但是，如果腸內有足夠的有益菌存在，就可以減低這些有害酵素的活性。此外，克弗爾中含有抗變異原的物質，可以抑制小鼠的腹部水腫瘤、大腸直腸癌、白血症及細胞癌化等，推測和菌體產生的胞外多醣有關。克弗爾也可以提高干擾素的生成、促進Ｔ細胞和NK細胞的活性，進而達到抗癌的效果。
身體受到異物（例如細菌和病毒）入侵的時候，會啟動免疫系統的防線，以儘早消滅異物。一開始，免疫機構先由巨噬細胞負責吞食並消滅進入體內的異物。從小鼠的實驗中，發現給予克弗爾，可以使巨噬細胞吞食異物的時間提早，證明克弗爾可以增加游離型巨噬細胞活化的能力。
日莫氏在二○○○年利用食用低鈣的老鼠來做比較，發現食用高鈣和低熱量的飲食，可以幫助過胖的老鼠減去一半的體重。美國普渡大學則以自願受試者進行兩年的試驗，發現鈣質的攝取和體脂肪的代謝有很大的關聯。
這些受試者的年齡在18～31歲之間，體重在正常範圍內，進食的熱量控制在一千九百大卡以內，並且以牛乳、發酵乳和乳酪等乳製品做為主要的鈣源。如果，每日攝取鈣量在一千毫克以上，在試驗期間，平均體重減少了3～4公斤。如果能搭配運動，那麼減肥的效果更為明顯。不過，如果鈣質攝取量少於780毫克，體脂肪的比例反而增加。由試驗結果，研究團隊給了以下的結論：食用鈣質可以幫助人體能量的平衡，體內鈣含量的多寡會決定脂肪是應該被燃燒或是貯存在體內。
克弗爾在臺灣的現況
在國內，商業化的產品尚未大量生產，主要原因在於組成的菌相太過於複雜，以克弗爾粒為菌元的方式來生產克弗爾，不容易維持各類菌種穩定的比例，而造成最終產品嗜口性上的些微變化。雖然，無損產品的功能性，但消費者的接受度必定不高。因此，國內目前的消費形態，大多由親朋好友處取得克弗爾粒，或者由生機食品店購得國外進口的克弗爾菌粉，以自行更新牛乳的方式，培養DIY的克弗爾，再以自身經驗口耳相傳克弗爾的功效，介紹給其他的親朋好友。
國內有關克弗爾的研究，最早開始於十年前，由臺灣大學畜產學系的林慶文教授帶領，指導數名碩博士班的學生進行克弗爾菌種的篩選、加工應用的可行性、菌種副產物的生成、抗氧化的特性等多項研究，目前仍然持續進行中。國內也有幾位學者，陸續加入相關研究的行列。冀望日後能研發出國內適用的工業化菌種，以供給商業化生產，並可以結合國內醫學研究團隊，針對克弗爾對人體的效益進行有系統、周全的探討。
