第一章 文獻回顧
第三節、 益生菌
益生菌原先指的是可改善宿主腸內微生物相的平衡，促進腸道內有益菌生 長，並有益於宿主生理代謝之單一或多種微生物群。但近年發現益生菌所生產 之代謝產物，也同樣具有促進宿主健康的功能。如活菌體、死菌體、菌體的萃 取物或其代謝產物等，均有助於宿主的生理代謝之功能 (D'Aversa et al., 2013)。因此目前對益生菌的定義則泛指對於宿主有正面效益之微生物群或其代 謝產物。而目前常見的益生菌則有乳 酸桿菌 (Lactobacillus)、比菲德氏菌 (Bifidobacteria)、酵母菌 (Yeast) 等。益生菌常被廣泛的添加在食品中，藉以增 加益生菌之攝取，並改善腸道菌相及抑制病原菌之生長。而益生菌也常被用於 食品加工，如以乳酸菌製做優酪乳、酵母菌製造啤酒等。將食品以益生菌進行 加工，以增添其食品之風味或作為膳食補充劑。
1. 乳酸菌
(1) 乳酸菌之介紹
能 夠 將 醣 類 分 解 並 產 生 乳 酸 的 細 菌 便 稱 之 為 乳 酸 菌 。 乳 酸 桿 菌 (Lactobacillus)、鍵球菌 (Streptococcus)、念球菌 (Leuconostoc) 等皆被稱為乳 酸菌。乳酸菌是存在於體內腸道中常見之益生菌，也是最具代表性之腸道益菌。
乳酸菌為格蘭氏陽性菌，且不具運動性亦不產孢子，屬兼性厭氧菌。乳酸菌生 長所需營養較複雜，其生存需具碳水化合物、胺基酸、核酸衍生物、維生素等。
乳酸菌常被使用在各種傳統發酵中以保存食品或增加食品之風味。
(2) 乳酸菌之保健功效
11
乳酸菌較為人知的功效是促進腸道蠕動，並改變腸道菌相，抑制腸道中病 原菌之生長，使腸道有益菌數量增加，進而使宿主腸道健康 (Wang et al., 2012)。而乳酸菌隨現代醫療的進步，而被發現擁有許多新功效。有研究發現腸 道的免疫反應與乳酸菌有一定的關係，乳酸菌藉由刺激腸道細胞使其免疫系統 被活化，並維持在動態平衡下，藉以提升腸道免疫，改善腸道障壁。
現在乳酸菌亦被發現具有改善代謝疾病之功效。乳酸菌在腸道中會促進膽 鹽形成膽汁酸，使脂質乳化過程受阻，而降低膽固醇的吸收 (St-Onge et al., 2000)。而體內乳酸菌的增加也有助於降低丙二醛 (Malondialdehyde, MDA) 的 含量，並增加超氧化物歧化酶 (Superoxide Dismutase, SOD) 和穀胱甘肽過氧化 物酶 (glutathione peroxidase) 的活性，進而降低脂質過氧化及改善脂質代謝 (Yong et al., 2010)。
(3) 乳酸菌於發酵的應用
乳酸菌具有許多不同的酵素，可進行許多不同之轉換，因此常被添加於食 品及中草藥以進行發酵。有研究將亞油酸通過乳酸菌進行發酵，則發現乳酸菌 具有將亞油酸轉化形成其異構體共軛亞油酸，而共軛亞油酸可幫助體脂肪轉化 為可消耗的熱量。經由乳酸菌發酵後增加共軛亞油酸含量，而共軛亞油酸攝取 的增加可促進減少脂肪囤積、降低體脂肪的比例 (Lee et al., 2003)。
亦有利用乳酸菌所含蛋白質分解酵素、胜肽分解酵素進行發酵。將乳酸菌 加入黑麥麥芽麵團中，其穀類蛋白便會被降解，而隨著發酵時間增加則麩胺酸 (glutamate) 及 γ-胺基丁酸 (γ-aminobutyrate, GABA) 便會開始累積，進而增加 黑麥芽酸麵團之營養價值 (Stromeck et al., 2011)。
多酚類物質存在於各種植物中，且多為優良的抗氧化物。而乳酸菌可將其 分解轉換後更有利於吸收。橄欖中的橄欖苦苷透過乳酸菌進行發酵後，可形成 羥基酪醇 (hydroxytyrosol)。而羥基酪醇具有高抗氧化能力，其含量的提高則有 助於橄欖油之價值，且透過乳酸菌發酵後橄欖苦苷的含量減少，則可提升橄欖 及橄欖油之口感 (Santos et al., 2012)。
12
2. 酵母菌
(1) 酵母菌之介紹
酵母菌為單細胞真菌，屬酵母科 (
Saccharomycetaceae)
。亦為常見益生菌之 一。酵母菌生長範圍廣泛，多生長於營養豐富與潮溼的環境，常被發現於植物表 面及土壤中。由於不具鞭毛故無法移動，其型態多為球形、卵圓形、橢圓形、臘 腸形等。在不同的基質中加入酵母菌進行發酵製作啤酒、葡萄酒等不同的酒精飲 料。而加入酵母菌促使麵糰發酵，則是以酵母菌所產生之二氧化碳使麵包更加蓬 鬆有彈性。上述對酵母菌之利用皆是利用酵母菌於無氧環境下進行無氧發酵，消 耗醣類而產生酒精及二氧化碳的特性。而其酵母菌多為釀酒酵母。釀酒酵母為 Saccharomyces 屬，被廣泛使用在食品、工業等領域，爲傳統 用於製作麵包和饅頭等食品及釀酒之微生物，是最常被用於發酵的生物種類。而 其含有豐富的蛋白質及維生素，因此常以膳食補充品的形式添加入食品中，也因 蛋白質含量豐富，而成為科學實驗中培養基的主要原料之一。
(2) 釀酒酵母之保健功效
釀酒酵母為常見之益生菌，其可改善宿主腸道菌相。而因抗生素導致的腹 瀉則可藉由釀酒酵母的攝取達到治療之效果。因抗生素會導致結腸菌群失衡，
進而誘發腸道及肝臟產生氧化傷害及發炎反應。而攝取釀酒酵母可提升腸道當 中的抗氧化力及抑制發炎，因而達到保護腸道之作用 (Duman et al., 2013)。而 酵母菌的攝取也助於調節體內急性或慢性免疫發炎機制。有研究證實攝取釀酒 酵母粉末，可增加體內抗體的數量並活化自然殺手細胞等，藉此調控體內免疫 反應。而釀酒酵母也會降低體內發炎因子的表現，以抑制體內發炎反應 (Evans et al., 2012)。
(3) 釀酒酵母菌於發酵的應用
釀酒酵母菌具有多種分解酵素，常用來分解醣類及聚醣類 (Klimacek et al.,
13
2010)。因此可利用釀酒酵母分解纖維素，進而加以利用纖維素。而羥丙基甲基 纖維素 (hydroxypropyl methylcellulose, HPMC) 加入麵糰中經由釀酒酵母發酵 後製成之麵包，被發現具有降低血清中低密度脂蛋白含量，且肝臟中膽固醇亦 有顯著減少。代表透過酵母菌轉換羥丙基甲基纖維素可促進降膽固醇之功效的 提升 (Kim et al., 2011)。
酵母菌亦可生產許多酯類化合物可增加發酵物之香味並提升其風味。米德 是美國一種傳統飲料，將已稀釋後的蜂蜜加入釀酒酵母發酵成蜂蜜酒。研究發 現釀酒酵母不單單只有生產酒精，也會產生出醋酸異戊酯、辛酸乙酯和己酸乙 酯等酯類，增加蜂蜜酒之香氣並提升其風味 (Pereira et al., 2013)。
3. 乳酸菌與酵母菌共培養之協同效果
乳酸菌在發酵過程中會將醣類進行代謝進而產生乳酸，而乳酸在不斷的堆 積下會導致其環境中的 pH 值呈現弱酸性，在弱酸性的環境下許多菌的生長將 會受到抑制。而酵母菌在弱酸性的環境下卻依然可持續生長 (Piper, 2011)，故 酵母菌可與乳酸菌進行共培養，而其生長不會遭受到抑制。另有研究指出將乳 酸菌及酵母菌進行共培養時可降低乳酸含量並可促進多醣的產生 (Tada et al., 2007) 。酵母菌與乳酸菌在進行共培養時，酵母菌具有穩定性乳酸菌生長及增 強其代謝之功效 (Liu and Tsao, 2009)。