2022-07-10|閱讀時間 ‧ 約 8 分鐘

奶克菲爾 | 微生物的組成與成分(上)

一粒一粒的克菲爾菌粒,究竟是由什麼微生物所組成的呢?我們飮用下去的克菲爾又含有什麼成份?這裡會分別從兩個來源進行探討,一是奶克菲爾菌粒(Milk kefir grains,以下以菌粒稱之),另外一個是奶克菲爾(Milk kefir,菌粒所發酵出來的發酵乳,以下以奶克稱之)。上篇主要探討菌粒,下篇則探討奶克。

菌粒的外型特徵
菌粒的外型通常像是花椰菜一樣,質地QQ的具有彈性,表面有黏滑的液體,顏色則是淡淡的米黃色,通常大部分的人所飼養的尺寸從小如米粒到大如鳥蛋。但發酵聖經的作者山鐸.卡茲在書中公布一張他看過的最大的菌粒,有約30公分大。澳洲已故的奶克菲爾愛好者Dom也則曾在他的YouTube影片中分享他所飼養的巨大片狀菌粒。顯然奶克菲爾菌粒的型態與尺寸可以具有極端的差異與變化。筆者自行飼養的同一罐奶克菌粒中,就可以同時看到條狀或顆粒狀的不同型態。

菌粒的結構
菌粒當中約有八成是水,其餘兩成為蛋白質與胞外多醣Kefiran(5)。
菌粒當中存在獨特的微生物共生結構。外層由乳酸菌組成,內部則以酵母菌為主,交界處則為混合區,同時有細菌、酵母菌及真菌。微生物之間則由一種特殊的胞外多醣Kefiran(以下稱克菲蘭)連結在一起,克菲蘭為葡萄糖與半乳糖以1:1的比例組成,主要由兩種乳酸菌Lactobacillus kefiranofaciensLentilactobacillus kefiri有關(1),兩者皆因爲最初是由奶克菲爾菌粒中分離出來發現,而以kefir來命名*。克菲蘭主要是由Lactobacillus kefiranofaciens合成(5)。
*有趣的是,在台灣地區土壤微生物名錄中,將Lentilactobacillus kefiri(舊名為Lactobacillus kefiri,於2020年改名)列為原生種土壤微生物(3),顯示這種乳酸菌並非奶克菲爾菌粒獨有,而可能是土壤環境中普遍存在的乳酸菌。在其他種類的發酵乳中,也曾經分離出這種乳酸菌。(2)

菌粒的微生物組成
整體來說,菌粒當中的微生物族群裡,乳酸菌科一共占據了65%到90%,其餘的成員由酵母菌(偶爾會有真菌)組成。
主要乳酸菌的成員有:
  • Lacticaseibacillus paracasei
  • Lactobacillus acidophilus
  • Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus
  • Lactiplantibacillus plantarum
  • Lactobacillus helveticus
  • Leuconostoc mesenteroides
  • Lactococcus lactis
  • Lentilactobacillus kefiri
  • Lentilactobacillus parakefiri
  • Lactobacillus kefiranofaciens
主要的酵母菌成員則變化較大,主要有Candida, Debaryomyces, Kazachstania, Kluyveromyces, Pichia, Saccharomyces, Torulaspora等等
值得注意的是,這些微生物並非總是一次全部出現在同一顆菌粒中,而是各國的研究人員,從當地或其他國家取得的菌粒裡,曾經發現到的微生物種的總和。(4)因此,雖然從研究論文當中可以看到數十種微生物琳瑯滿目表列出來,但並非表示自行發酵的奶克菲爾,或購買來的奶克菲爾就確實包含所有品種的微生物,這也是終端消費者在面臨銷售話術時需要判讀的一環。
2008年台灣大學發表的研究中,從三組來自台灣不同來源的奶克菲爾中(分別被命名為新竹、蒙古與伊朗),判讀到L. kefiranofaciens, L. kefiri, Lc. lactis, Leu. mesenteroides等微生物種。(6)
從研究論文的統整中可以看出,菌粒微生物種的組成有一些固定成員,比如說上述的Lactobacillus kefiranofaciensLentilactobacillus kefiri就幾乎出現在每一種來源的菌粒中。但不同來源的菌粒當中,同樣的微生物的組成比例並不一定相同,除此之外,可能還彼此含有一些不一樣的成員,顯示出奶克菲爾也許會因地制宜,調控菌種的平衡。上述的Dom也曾經在他開設的網站提到過,他收到來自世界各地的菌粒,飼養一陣子之後,味道都會趨近相同(因網站已關閉,無法標注資訊來源)。這些資訊都還有待科學研究來進行釐清。

參考資料
  1. Rosa, D., Dias, M., Grześkowiak, Ł, Reis, S., Conceição, L., & Peluzio, M. (2017). Milk kefir: Nutritional, microbiological and health benefits. Nutrition Research Reviews, 30(1), 82-96. doi:10.1017/S0954422416000275
  2. https://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0001-1508201715444800
  3. https://taibnet.sinica.edu.tw/chi/taibnet_species_detail.php?name_code=423237
  4. Brianda D. González-Orozco, Israel García-Cano, Rafael Jiménez-Flores, Valente B. Alvárez, Invited review: Milk kefir microbiota—Direct and indirect antimicrobial effects, Journal of Dairy Science, Volume 105, Issue 5, 2022, Pages 3703-3715, ISSN 0022-0302, https://doi.org/10.3168/jds.2021-21382. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022030222001205)
  5. https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jam.14107
  6. Chen HC, Wang SY, Chen MJ. Microbiological study of lactic acid bacteria in kefir grains by culture-dependent and culture-independent methods. Food Microbiol. 2008 May;25(3):492-501. doi: 10.1016/j.fm.2008.01.003. Epub 2008 Jan 29. PMID: 18355674.

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