篇名 : 一字之差 乳酸飲料 和 乳酸菌飲料 大不同 作者 : 王瑄珮 市立松山工農 加二仁 李柔 市立松山工農 加二仁 指導老師 : 王昭君老師 1
壹 前言 現代人追求健康養生的飲食習慣, 飲品從傳統米漿 豆漿乃至於牛乳, 並衍生出 乳酸 飲料, 像我們就是乳酸飲品之愛好支持者, 隨著乳酸飲品市場的蓬勃發展, 銷售業績的日益上升, 市面上充斥著各式各樣琳瑯滿目含 乳酸 字眼的商品, 其中 乳酸菌 飲料和 乳酸 飲料也漸漸成為可相互替換的名詞 乳酸菌 飲料和 乳酸 飲料兩者是否真的可相互替換的名詞呢? 就如同物理課所上的電學, 雖大家皆心知肚明, 電池中會移動的只有負離子, 其會往正極跑, 卻因習慣的原因, 自然的說出正離子跑向負極 所以而這兩者僅僅的ㄧ字之差的飲品, 是否只拘限於組合上的不同呢? 更或者有其他的相異之處呢? 這些飲料對人體有何影響? 對於這兩種差不多到甚至通用的飲品令我們好奇心大動, 興起研究探索區分兩類的念頭 貳 正文 既然含 乳酸 的製品如此容易混淆, 首先我們先將這些製品先做好分類, 大致可區分為二大類 第一大類為包含用乳酸菌製造者, 含活性乳酸菌者, 如 : 優格 優酪乳, 及含已死乳酸菌者, 如 : 可爾必思飲品 或者併用乳酸菌及酵母菌的乳酒 等發酵製品 第二大類為非乳酸發酵製品, 即將各種原料經混合添加製造的人工合成飲品 一 認識 乳酸飲料 首先我們想針對乳酸飲料做了解, 在廣義的定義上舉凡內含 乳酸 的飲品, 均 可概稱為 乳酸飲料, 其因乳酸來源不同而可區分為以下二大類飲料 : 1. 非活性乳酸菌的發酵乳酸飲料 這種雖經發酵, 但內含的卻是死亡而不具活性乳酸菌的含乳酸飲品, 在市面上最常見者即為 可爾必思 的飲料商品, 其因為發酵製程經二次殺菌, 此時各種菌株, 無論乳酸菌 有害菌均被殺滅, 且產品中內含高量糖, 因此此類產品通常在常溫下可保存長達數個月 此種製品之製程, 略述如下 : A. 一次殺菌 脫脂乳加熱至 80, 經 20 至 30 分鐘 B. 冷卻 冷卻至 40 C. 發酵 加入 3% 發酵引子 L. bulgaricus, 於 38 發酵 24 至 48 小時, 最後 判定發酵完成為酸度達 1 至 1.5% 為宜 2
D. 均質 經激烈攪拌, 加熱至 60 均質化, 使凝結之凝乳分散乳化 E. 加糖 加砂糖並攪拌, 加熱使其溶解 F. 二次殺菌 保持 80,20 分鐘 G. 趁熱過濾 冷卻 H. 包裝 加入適量香草精及水果香精, 裝瓶密封 2. 用有機酸直接調製的 乳酸飲料 此種產品組成分約含有 46.4% 水分 17% 蛋白質 0.1% 脂肪 51.5% 糖分及 1% 乳酸, 亦可被稱為含 乳酸 成分之甜味清涼飲料, 再則其因原料來源的不同, 可區分為二大類, 一類為以脫脂乳的乳酸發酵液代替生乳, 加上多量砂糖製成糖漿狀的飲料, 雖不以乳酸菌種入乳品中發酵, 但脫脂乳已行乳酸發酵, 故同樣具有酸味, 一般多添加的糖來防止產品腐壞, 提升風味, 保持安定性等優點, 另一類則同樣利用脫脂乳加砂糖, 經殺菌, 將好菌壞菌一次殺滅, 冷卻後加入乳酸 檸檬酸 酒石酸等食用有機酸及香料等製成, 稱為人工合成的乳酸飲料 而因為本大類製程中均不經過乳酸菌之乳酸發酵, 故風味欠佳 總之, 只要飲料產品中, 含有多量的乳酸, 均可以廣義被論為 乳酸 飲料 二 熟悉 乳酸菌飲料 大略了解 乳酸飲料 後, 再來我們將更深入探討 乳酸菌飲料 1. 市售 乳酸菌 飲料 依據我國國家標準 CNS 3058 號中提出以生乳或鮮乳或乳製品為原料, 加乳酸菌或酵母菌處理之乳品, 稱為發酵乳品, 該發酵乳因加工處理方法之異同, 分為下列三種製品 A. 凝態原液發酵乳 : 經發酵處理後, 未再做高溫殺菌 添加調味料等處理之原液 B. 濃稠保久發酵乳 : 凝態原液添加調味料, 並給予高溫殺菌, 使其能保持鮮度一年以上之濃稠飲料 C. 稀釋調味發酵乳 : 凝態原料經稀釋並添加調味料之直接飲料 ( 註一 ) 發酵乳顧名思義是以生乳或鮮乳為原料, 加乳酸菌或酵母菌經發酵處理之乳汁, 為具活性的乳酸菌飲料, 即是乳品先予以高溫殺菌 ( 一般為 121,15-30 分鐘 ) 經乳酸菌接種發酵後便分裝銷售 由於此飲品中所含的乳酸菌具有活性, 乳酸菌能在人體大腸內迅速繁殖, 且產品內含之乳酸活菌至少應在 100 萬 /ml 以上, 大腸桿菌群檢測應為陰性 此產品可有效抑制體內腐敗菌和致病菌等不良菌的存 3
活和繁殖 產品也因為如此, 通常需密封包裝, 並在 2 一 10 之條件下貯存和 銷售, 保存期限通常只有 15 天 2. 乳酸菌飲料 的製造過程 A. 原料 普通以脫脂乳為原料, 採用全乳或是半脫乳者, 應於殺菌前先行均質, 避免製品發生乳脂分離的現象 B. 混合物之調整 原料乳加熱至 50 至 60, 加入脫脂乳粉及砂糖混合溶解並過濾, 再經均質化 C. 殺菌 加熱至 80 保持 30 分鐘, 以達殺菌效果 D. 冷卻 Lactobacillus bulgaricu 及 Streptococcus thermophilus 者冷卻至 45~ 50,Str. lactis 或 Str. Cremoris 者則需 30 以下 E. 添加發酵引子並進行發酵 加入 L. bulgaricus 者 37 至 40 不培養發酵約 12 小時, 酸度約 1.2%;Str. lactis 或 Str. cremoris 者經發酵 12 小時, 酸度約 0.65~0.75% F. 冷藏 發酵完成後, 即可於 0 至 5 冷藏之, 但絕不能使之凍結, 而該製品雖可在該溫度保存一週, 但仍以 2 至 3 日內飲用為宜 3. 談乳酸菌的歷史 乳酸菌泛指一群能發酵糖類產生乳酸的細菌, 在還未利用菌酛菌種接種發酵時, 奶發酵多半依賴的是生奶本生就有的乳酸菌, 推斷這些乳酸菌極可能源於綠色植物, 但不確定, 因為分離的 野生 型乳球菌與產業化菌株在乳糖水解酵素的作用模式上並不完全相同, 首先利用 ( 表一 ) 來認識乳酸菌的發展史 ( 表一 ) 乳品工業中的乳酸菌歷史回顧 1900 年以前儲存過夜的奶自然發酵, 用乳清接種奶 1857 年巴斯德 ( 法國 ) 由於細菌引起乳酸發酵, 巴氏滅菌出現 1873 年李斯特分離出乳桿菌 ( 現在的乳酸乳球菌 ) 1890~1899 年粉末菌酛 Chr. Hansen 實驗室 ( 丹麥 ), 英國乳品學院的實驗 Lloyd 的菌酛實驗 ( 薩默塞特郡乾酪學校 ) 1906 年 Marschall 菌酛 ( 美國 ) 1910 年 Metchnikoff( 前蘇聯 ) 無害酸奶菌 1919 年 Orla-Jensen 關於菌酛菌種特性的論點 1930~1949 年 Whitehead( 新西蘭 ) 單菌株 / 噬菌體的概念 1950~1959 年 Lewis( 英國 ) 工業化菌酛增值的保護體系 1960~1979 年濃縮深冷 / 冷凍乾燥增量凝固菌酛菌種抗噬菌體介質 4
1980~1999 年產業化的直接桶接種及乳酸菌的基本操作 表格來源 : 徐岩 ( 註二 ) 4. 乳酸菌的分門別類 乳酸菌一般為耐氣嫌氣性菌, 不具運動性, 其中 包括乳酸桿菌屬 (Lactobacillus) 鏈球菌屬 (Streptococcus) 小球菌屬(Pediococcus) 白念珠球菌(Leuconostoc) 等四屬 ( 註三 ), 加上近來科學家發現一主要存在於嬰兒腸道中的乳酸菌, 比菲德氏菌屬 (Bifidobacterium) 故大自然中共有五屬乳酸菌且有高達 59 株菌種的乳酸菌, 在食品工業中應用於製作發酵乳製品 乳酸製劑 生產澱粉糖 醃漬蔬菜 製作乾酪 發酵醬油 味噌等多種產品, 而其中我們最關心的為應用在發酵乳酸飲料之菌株, 以下針對幾株市面上常見的菌株做介紹 : A. 保加利亞乳酸桿菌 (Lactobacillus bulgaricus) 型態為桿狀, 適於生長在 40-50, 為最高乳酸產量的乳酸菌, 故多用在養樂多 優格等產品 B. 嗜酸性乳酸桿菌 (Lactobacillus acidophilus) 短桿狀, 可單獨或成鏈排列, 於 37 生長快速, 具整腸功效, 市面上統一 AB 優 酪乳所稱 A 菌 即為此菌, 其工業上亦可做為乳酸製劑 C. 龍根菌 (Bifidobacterium longum) 比菲德氏菌屬是近來年十分風行的益生菌, 益生菌 指的是微生物菌體的製備或其細胞組成物, 有益於寄主的健康細菌, 其普通存在於哺乳動物如人類嬰幼兒 成人的腸道中, 是腸道中最優勢的菌種, 但隨著年齡成長, 此菌的含量會大幅減少, 必須藉由外界飲食攝取來補充之,B. longum( 龍根菌 ) 是近來最常用在添加發酵乳的菌株, 其不具移動性, 呈不規則桿狀, 少見分枝狀, 為統一 AB 優酪乳中所稱之 B 菌 D. 凱氏乳酸桿菌 (Lactobacillus casei) 此菌是常聽到 ABC 三益菌 中的 C 菌, 多用於製作發酵乳製品及乳酸菌膠囊, 為強調保健功效食品之添加物, 近來統一公司出產的 LP33 優酪乳, 全名 Lactobacillus paracasei 33 也同屬於凱氏乳酸桿菌的一株, 現有文獻積極著重在其對過敏性鼻炎之抗過敏性保健的研究 E. 嗜熱乳酸桿菌 (Lactobacillus thermophilus) 最適生長溫度在 50 至 60 之間,15 下難以生長, 呈長桿狀, 自然存於牛奶中, 是牛奶巴氏殺菌腐敗之主因 其優點為生長快速, 會產酸來抑制腸道中壞菌的生 5
長, 並可和保加利亞乳酸桿菌合併使用, 例如此菌的介入可使體內葉酸分子的合 成順利完成 三 乳酸飲料 和 乳酸菌飲料 對人體的影響性 1. 乳酸飲料具備之營養價值 因國人的飲食習慣普遍較 吃甜不吃酸, 所以業者在製作乳酸飲品時, 加入的糖一次比一次兇, 在近來一則新聞指出董氏基金會調查市售的乳酸飲料, 實際多是 糖 高, 一瓶 200ml 的飲品中相當於加入 8 顆方糖, 熱量不止超過 160 大卡, 需要爬 90 層樓階梯才能消耗一瓶乳酸飲料的熱量 且因乳酸飲料多半於在後階段需經二次殺菌, 殺滅有益身體機能的有益菌, 故營養價值也相對於較低, 國人在選擇此種飲品時不得不慎 2. 乳酸菌飲料帶給健康的價值性 乳品本身就是一個高營養價值的食物, 若再加本身即可產生多種滅菌素的乳酸菌, 兩者迸出了許多耀眼的火花, 自古以來, 古人便知道發酵乳比原乳更加具有營養價值, 從 聖經 和一些印度神書中就相關發酵乳製品, 因此發酵乳製品能帶給人體的影響是絕對不容小可 近代科學研究更提出多種含活性乳酸菌的發酵飲品之保健功效, 以下就略陳述之 : A. 具抗菌力乳酸菌可產生大量的有機酸, 主要為乳酸, 這些酸類的累積, 可降低環境的 ph 值, 對格蘭氏染色陽性及陰性細菌產生廣效性的抑制作用, 而未解離的乳酸和醋酸也可在細胞內高 ph 環境下產生解離作用, 產生氫離子, 干擾其他微生物的代謝作用, 以達到抗菌功能 B. 改善腸道黏膜壁障急性下痢 食物過敏 結腸不適 骨盆放射線治療後所引起的代謝性變化, 及因大腸癌所產生的對人體的衝擊性等都會引起腸內微生物菌叢的變化, 對腸道的壁障產生傷害, 以致於產生不同形態的腸內發炎作用, 有效的益生性細菌能於腸道內著床, 黏合腸道的皮外組織, 改變腸道黏膜壁障之功能 C. 增加維生素 B 群及維生素 K 的含量 在人體大腸內, 乳酸菌能合成維生素 B 群及 K Reddy 等人研究發現凝態優酪 乳在 42 培養 3 小時, 可達到最高的維生素 B 群產量 6
D. 避免乳糖不耐症全球大約 70% 的人口患有乳糖代謝不良症, 其原因在於大量乳糖存於大腸, 無法被消化, 產生腸道不適的症狀, L. bulgaricus 及其它種乳酸菌經常被應用於發酵乳工業中, 具有足夠的 β -Galactosidase 活性, 可顯著的減少產品中乳糖的含量 ( 註四 ), 故飲用發酵乳製品可避免乳糖不耐症患者的症狀產生 E. 改善腸胃蠕動乳酸菌具有改善腸胃蠕動的功能, 即改善便秘現象, 二蔗酮糖的輕瀉作用, 可舒緩緩慢性便祕, 並為腸道吸收, 也可被其他乳酸菌 ( 如嗜酸乳酸桿菌 L. acidophilus) 轉化為乳酸及醋酸, 不只增加滲透效應外, 更可使腸道內 ph 值下降, 降低糞便的 ph 值, 促進小腸蠕動 F. 降低血液中膽固醇含量嗜酸乳酸桿菌 (L. acidophilus) 具有降低血膽固醇及脂肪的功能, 此效應可能與抑制 3-Hydrox-3-methylglutaryl CoA reductase 有關, 在人體內生性膽固醇合成系統中, 它是一種速率限制性酵素, 若此酵素受到抑制, 即能促進膳食膽固醇排到糞便中 G. 增強免疫力 乳酸菌的免疫調節機能極受重視, 一般認為和其菌體表面多醣成分有關, 雖然其機轉仍不十分清楚, 但已有研究顯示乳酸桿菌等細菌菌體能通過腸壁上的 Peyer patch 區域而進入血液或淋巴系統 ( 註五 ) H. 預防腫瘤的產生攝取發酵乳製品或乳酸菌食品, 可以產生抗癌的效應, 這些抗癌效應主要在於抑制致突變物質的活性, 和減少與致癌性物質 致突變性物質或腫瘤促進性物質相關的酵素數量, 進而壓制腫瘤的發展 參 結論 透過一連串的收集探討了解後, 這二者飲料字面上的一字之差, 彼此看似相像卻 隱含著極大的差異性, 故我們將二者做了一番統整及比較, 完成如 ( 表二 ) 所述 相信經由此表可以帶給國人在選購上參考, 不再因為想追求健康吃入 乳酸飲料, 卻適得其反造成人體的傷害, 而 乳酸菌飲料 內含高量活性乳酸有益菌, 且市面上多個廠商品牌通過行政院衛生署健康食品管理法的認證, 可標示為健康食品, 故希望能經由有效正確的飲食來達到食療保健之目的 7
( 表二 ) 乳酸飲料及乳酸菌飲料之比較 乳酸飲料 乳酸菌飲料 原料 脫脂乳或乳粉 多為生鮮乳 有無接種乳酸菌 不一定 有 產品黏稠度 較小 較大 內含活菌數 幾近於 0 規定每 ml 至少 100 萬個以上 乳酸來源 發酵或人工化學添加 乳酸菌進行發酵 對健康影響性 糖量高 熱量高 乳酸菌之保健效果多 肆 引註資料 註一 續光清 (1996) 食品工業 台北縣 : 徐氏基金會 註二 徐岩 ( 主譯 ) ( 2006 ) 發酵食品微生物學 台北縣 : 藝軒圖書出版社 註三 黃忠村 (2008) 食品微生物 台南市 : 台灣復文 註四 陳俊成 (2003) 乳酸菌之益生作用 食品資訊,196,55 註五 台灣乳酸菌協會 網站 http://www.talab.org.tw/knowledge.htm#06 ( 檢索日 期 2009.9.28) 8