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當乳酸菌遇上牛奶

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2016/07/15 ・2743字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

本文由味全公司委託,泛科學企劃執行

大家都知道,家畜(牛、羊、馬……)所生產的奶必須低溫保存,但是在還沒有先進冷藏宅配技術的古代,這卻是一個艱難的任務。

想像一下自己穿越到千年前,身為遊牧民族一員的你,將羊奶或牛奶放在袋中以利隨時補充水分和營養,然而這些奶在路途中悄悄的產生一些化學變化,等運送到目的地的時候奶都不奶了!你發現奶變得很濃稠,嘗起來有些酸酸的……這可能就是最初我們的祖先發現發酵乳的狀況。

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優酪乳最早可能就是遊牧民族發現的。圖/By D7031tg – Own work, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.

發酵乳最早的起源地已經不可考,也有人認為它應該是在不同文化中被獨立發現很多次,不過這樣的飲食文化一直保留到今天,成為現代人的熱門飲品。

目前認為優酪乳或是發酵乳品,在西元前 5000 年人類開始將牛羊當成家畜之後就出現了,但我們真正了解奶會何會變成優酪乳,卻是近百年以來的事情。1905 年,27 歲的保加利亞學生賽德蒙.格里戈羅夫(Stamen Grigorov)發現了優酪乳中的一種乳酸菌——保加利亞桿菌(Lactobacillus bulgaricus),大家從此知道,原來是乳酸菌造成牛奶發酵,才製作出優酪乳[1]。

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發現第一個乳酸菌的科學家賽德蒙.格里戈羅夫(發現當時還是個學生呢!)圖/Public Domain, wikimedia commons.

所以,乳酸菌怎麼改變牛奶?

乳酸菌不單指一種細菌,它是一群主要能分解乳糖來產生能量的細菌總稱,包含眾多不同種類。因為各家公司、各種產品的配方不同,目前發酵乳中用到的乳酸菌菌株有好幾種,其中以上面提到的保加利亞桿菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)是屬於美國規定的優酪乳發酵菌種,台灣大多數的優酪乳產品也含有這兩種菌種,而有些產品也會額外加入其他菌種如雷特氏 B 菌(Bifidobacterium lactis)、嗜酸乳桿菌(又稱 A 菌,Lactobacillus acidophilus)、龍根菌 B 菌(Bifidobacterium longum)等[2]。

當乳酸菌被加到牛奶之中,遇上牛奶中的乳糖(lactose),對它們而言就像是看到滿滿的生長能量,乳酸菌會將乳糖轉換成乳酸。當乳酸開始產生之後,液體的 pH 值會下降,也就是變得比較酸,同時也讓原先容易流動的牛奶逐漸變得黏稠狀[3]。

到底發生了什麼事?這就要來看牛奶中的酪蛋白如何受到酸的影響。

原本在牛奶當中的酪蛋白透過磷酸鈣鹽組成「酪蛋白膠粒」(Casein micelles),一粒一粒的膠粒外圍帶有負電,會相互排斥不會聚集在一起。但當環境變酸,首先會造成膠粒本身面臨磷酸鈣鹽溶解、結構被破壞,酪蛋白們先是因為沒有磷酸鈣鹽牽制結構變鬆散,但隨著 pH 值持續下降,反而又使酪蛋白們重新緊密聚集成一團。此外,這些酪蛋白團不再具有負電荷,不再相互排斥,而是相互連結形成一個三維網狀結構。從可以自由跑來跑去的酪蛋白膠粒,轉換為酪蛋白團的三維網狀結構,也就改變了優酪乳的口感,形成濃稠的口感[4]。

  • 從牛奶變成優酪乳的過程中,酪蛋白們發生了什麼事情?

乳糖不耐症為什麼可以喝優酪乳?

許多人無法順利消化乳糖,只要喝到牛奶或一些乳製品,就會腹脹、腹瀉或不斷放屁。這是所謂乳糖不耐症(Lactose intolerance),患者可能是因為小腸中用來分解乳糖的乳糖酶(lactase)分泌量太少,而這些乳糖再進入大腸時,大腸中的細菌將乳糖分解成水和氣體,造成患者腹瀉和放屁[5]。

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為什麼有些人可以喝優酪乳,卻無法喝牛奶?圖/pixabay, public domain

許多人以食用優酪乳來取代對牛奶的攝取,只是令人疑惑的是,優酪乳明明就是用牛奶製成的,為什麼乳糖不耐症患者的腸胃不能接受牛奶卻能接受優酪乳?

其實答案很簡單:優酪乳在成份上與牛奶相似,含有豐富的鈣、磷和鐵等成分,差異在於乳糖量不同,原因是製作優酪乳過程加進的乳酸菌利用了乳糖產生乳酸,因此優酪乳中的乳糖含量比牛奶低,可避免大量乳糖進到大腸中[6]造成腹瀉。而乳酸菌也可以分泌出乳糖酶,在腸胃道中幫助分解剩餘的乳醣,乳糖就不會再聚集在腸道造成乳糖不耐症患者的困擾了[7]。

優酪乳可以增加腸道好菌、抑制壞菌嗎?

根據中華民國國家標準(CNS),優酪乳、優格等發酵乳產品每毫升要有至少 100 萬個活菌以上(發酵乳 1000 萬個活菌以上,調味發酵乳及稀釋發酵乳 100 萬個活菌以上),在我們喝一口優酪乳的同時,就同時喝下了很多的菌。

我們也常聽到喝優酪乳可以「改善我們的腸胃道細菌相」,「增加好菌、驅逐壞菌」,讓我們的腸胃道更健康。研究顯示,優酪乳中的乳酸菌到小腸末段還能保留足夠發揮效用的活菌數,也帶有一定的活性。但是像保加利亞桿菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)在經過消化道時,並不太會在大腸的黏膜表面駐紮下來,我們似乎很難留下這些好菌,只能希望它們待在消化道的有限期間能發揮作用[8]。在這種情況下,我們不能期待喝一次就能產生很「有感」的腸道變化,而是需要更長時間的觀察。

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想要喝一次優酪乳就看出效果,基本上是不可能的!圖/pixabay, public domain.

近年來也有許多關於乳酸菌的研究,但科學家對於優酪乳中的乳酸菌對人體好處有些保留,倒不是說他們找到乳酸菌對人體有什麼危害,而是乳酸菌對人的效果因人而異。人的腸胃道中有 400 種以上的微生物,每個人體內的菌相都有所差異,這些個體差異,讓我們的身體在面對不同種類、數量的菌,可能造成不同程度的反應,產生的效果也不會一致[9, 10]。

所以到底該不該喝優酪乳?優酪乳的成分的確具有高營養價值,內含的好菌也有機會為我們的腸胃道帶來正面效益,對於乳糖不耐症患者來說,是鮮奶的替代品。想讓自己的腸胃道健康,喝優酪乳只是其中一種途徑,我們可以將之視為整體飲食健康的配套,但別把喝優酪乳當成一切腸胃道問題的解藥。

 

參考資料:


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今年夏天絕不能錯過——「搞笑諾貝爾獎世界展」首度登台!

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/05/17 ・1966字 ・閱讀時間約 4 分鐘

你一定知道諾貝爾獎,但你知道世界上竟然還有搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prize)嗎?搞笑諾貝爾獎是對諾貝爾獎的有趣模仿,甚至還會邀請真正的諾貝爾獎得主來參加!

搞笑諾貝爾獎由美國的科學雜誌《不可思議研究年報》的主編馬克·亞伯拉罕斯發起,每一屆都號稱「第一屆」,每次都會頒發十座獎盃給各領域中「無法被複製」或「荒唐到不應該再來一次」的研究者,頒獎要旨是希望讓大家能夠"先大笑,再思考"。臺灣也有多位學者共襄盛舉,並曾六度獲獎,臺灣立法院更曾拿下和平獎,其中原因竟然是因為他們以打架替代戰爭!典禮現場更是充滿歡笑,讓人佩服科學家怎麼一本搞笑做研究!

搞笑諾貝爾獎頒獎現場超搞怪!

  • 量身打造獎盃,每年都以當年獲獎的研究為靈感,製作不同主題的獎盃!
  • 不值錢獎金,得獎者會獲得比壁紙還不值錢的高額辛巴威幣作為獎金。
  • 甜便便小姐,得獎者只有 60 秒的時間能發表感言,只要一超時,年幼的「甜便便小姐」就會大叫:「請停下來吧!煩死人了!」直到得獎者下台。
  • 全場亂飛的紙飛機,頒獎典禮中會安排一名背著一個紅色靶心的人,讓台下觀眾將手中紙飛機射向台上的靶心。
2009 年的得獎者們。

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ㄎㄧㄤ到爆獎項搶先看

搞笑諾貝爾獎世界展將集結眾多搞笑諾貝爾獎的獲獎研究,其中有許多讓人會心一笑的內容,像是鴿子也懂藝術?日本學者就曾做過實驗,證明鴿子可以分得出畢卡索和莫內的畫;在野外遇到熊怎麼辦?只要穿上防熊裝就不用怕;指甲刮黑板的聲音經研究證實為世界上最讓人痛苦的聲音!

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  1. 鴿子也懂藝術?|連鴿子都分得出畢卡索和莫內的畫!
  2. 野外遇到熊了怎麼辦?|穿上防熊裝,再也不怕!
  3. 動物也吃重口味!?|綠頭鴨也有戀屍癖!?
  4. 用「屁」交流!|看看鲱魚怎麼用放「屁」溝通!
  5. 逃跑鬧鐘|還想賴床按鬧鐘嗎?鬧鐘本人跑起來給你追!
  6. 最討厭的聲音!|指甲刮黑板太邪惡了!
  7. 如何增加乳牛的產乳量?|不妨給牠取個名字吧!
  8. 胸罩變口罩|在突發的緊急狀況時胸罩變防護口罩!?  
  9. 恐龍走路長甚麼樣子?|在雞的屁股裝上一根棒子就知道!
  10. 貓是液體嗎?|喵星人的貓體力學大解密!

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 圖/歷屆得獎者授獎畫面
圖/日本展出現場照

展覽資訊

  • 展覽名稱:搞笑諾貝爾獎世界展
  • 展覽日期:2022 年 6 月 25 日(六)至 2022 年 9 月 11 日(日)
  • 展覽地點:國立臺灣科學教育館 七樓南側特展區(臺北市士林區士商路 189 號)
  • 展覽時間:平日9:00-17:00/週末、國定假日、暑假 9:00-18:00
    (閉展前 30 分鐘停止售票及入場)
  • 休展日:6/27(一)、9/5(一)
  • 主辦單位:寬宏藝術經紀股份有限公司、三貝多股份有限公司
  • 企劃單位:株式会社ドリームスタジオ(Dream Studio Company)
  • 授權單位:IMPROBABLE RESEARCH, INC.

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