優格歷史:為什麼益生菌研究
隨著塞爾柱土耳其人與後來的鄂圖曼帝國向西擴張,優格也跟著進入小亞細亞、巴爾幹半島與東歐。在巴爾幹地區,優格成為日常飲食的核心,保加利亞、希臘、塞爾維亞等地各自發展出不同的質地與風味偏好——希臘優格經過濾水處理,質地濃稠;保加利亞優格則強調特定菌種帶來的酸香。這些地方性的差異,日後竟成為益生菌研究的重要素材,這一點我們在下一節會詳細談。
十六世紀,關於優格進入西歐宮廷,流傳著一個相當有名的傳說:法國國王法蘭索瓦一世患有嚴重腹瀉,久治不癒,最後據說是由鄂圖曼蘇丹蘇萊曼一世派出的醫師,以優格治好了他的病。這個故事在史學上缺乏堅實證據,多半被視為後世附會,但它之所以能流傳數百年,恰恰反映了歐洲人對這種「東方神祕乳品」的想像——一種來自異國的、能治病的食物。
真正讓優格在歐洲普及的,是十九世紀末到二十世紀初的商業化生產。當時在西班牙、法國、瑞士等地陸續出現小型優格工坊,以實驗室培養的菌種進行標準化發酵。優格從「家家戶戶自己養的菌」變成了「工廠生產的商品」,這個轉變的意義非常深遠:它讓優格可以被大規模研究、被標準化描述,也讓「菌種」成為一個可以命名、可以買賣、可以申請專利的對象。
而在台灣與整個東亞,優格的普及時間相對較晚。二十世紀中期之後,隨著乳品工業與冷藏物流的建立,優格才逐漸從藥局裡的健康食品,走進便利商店的冷藏櫃。今天我們在台灣看到的優格產品,大致可分為凝固型(需要用湯匙挖)、攪拌型(質地均勻)、飲用型(可直接喝)與希臘式(經過濾水)幾類,這個分類方式其實是承襲了歐美的產業慣例,而不是東亞本地的傳統分類。
時期
優格歷史上的關鍵事件
對益生菌研究的意義
約西元前 5000–3000 年
中亞遊牧民族以皮袋自然發酵乳品
人類首次大規模攝取活性乳酸菌
西元六世紀
《齊民要術》記載製酪工藝
發酵乳技術開始被文字化、系統化
十一世紀
《突厥語大詞典》收錄「yoğurt」
確立「優格」一詞的語言源頭
十六世紀
優格傳說傳入西歐宮廷
形成「發酵乳有益健康」的民間認知
十九世紀末
歐洲出現商業化優格工坊
菌種可被分離、培養、標準化
二十世紀初
梅契尼可夫提出長壽假說
益生菌概念正式進入科學舞台
二、梅契尼可夫的長壽假說:益生菌研究的起點
如果說優格歷史是「人類怎麼做出發酵乳」的故事,那麼益生菌研究就是「人類怎麼解釋發酵乳為什麼有用」的故事。而在這兩個故事的交會點上,站著一位關鍵人物:伊利亞·梅契尼可夫(Ilya Metchnikoff)。
梅契尼可夫是俄羅斯出身的免疫學家,因吞噬作用的研究在 1908 年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。但他更為人所知的,是晚年提出的一個大膽假說:保加利亞山區的農民特別長壽,可能與他們大量飲用發酵乳有關。這個假說後來被稱為「長壽假說」,也成為益生菌科學最著名的起點故事。
保加利亞酸奶與巴爾幹半島的長壽傳說
二十世紀初,梅契尼可夫注意到一份關於保加利亞人口統計的資料,顯示當地百歲人瑞的比例異常地高。他進一步觀察到,這些長壽者普遍有飲用發酵乳的習慣——也就是後來被稱為「保加利亞酸奶」的產品。當時的微生物學才剛剛起步,梅契尼可夫便與同僚分離出這種酸奶中的主要菌種,命名為「保加利亞桿菌」(Bacillus bulgaricus),今日的學名則是 Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus。
梅契尼可夫的理论核心是「腸道腐敗說」。他認為,大腸中的腐敗菌會產生有毒代謝物,加速人體老化;而乳酸菌能夠在腸道中抑制這些腐敗菌,從而延緩老化、延長壽命。他甚至親身實踐,每天飲用發酵乳,並在《延長壽命》(The Prolongation of Life, 1904)一書中大力推廣這個觀點。
必須誠實地說:以今天的標準來看,梅契尼可夫的部分推論過於簡化。保加利亞的長壽統計在方法學上有許多可議之處,而「保加利亞桿菌」其實並不是人體腸道的常駐菌,它通過胃酸的能力有限,很難在腸道中長期定殖。但這無損於他的歷史地位——他第一次把「吃進去的活菌」與「宿主的健康狀態」放在同一個科學框架裡討論,這個問題意識至今仍是益生菌研究的核心。
從「保加利亞桿菌」到「益生菌」概念的誕生
梅契尼可夫之後,陸續有研究者投入這個領域。一九一九年,法國巴斯德研究所的亨利·蒂西耶(Henri Tissier)從健康嬰兒的糞便中分離出雙歧桿菌,並觀察到腹瀉嬰兒體內的雙歧桿菌數量明顯較少。這是另一個重要的里程碑:研究焦點從「外來的發酵菌」轉移到「人體腸道原生的菌相」。
一九三〇年代,日本京都帝國大學的醫學博士代田稔分離出一株能夠耐受胃酸的乳酸菌,也就是後來我們熟知的「代田菌」(Lactobacillus casei Shirota)。這個菌株在一九三五年被商品化,成為世界上最早以大規模商業形式推廣的益生菌飲品之一。代田稔的理念非常樸素:「預防醫學應該從腸道開始。」這句話放在今天來看,依然相當有前瞻性。
「益生菌」(probiotics)這個詞本身,則要到一九六五年才由 Lilly 與 Stillwell 兩位學者正式提出,用來描述「由微生物產生的、能促進其他微生物生長的物質」。一九七四年,Parker 把定義修正為「有助於腸道微生物平衡的微生物或物質」。直到一九八九年,Fuller 才提出更接近今日理解的定義:益生菌是「透過改善腸道菌相平衡,對宿主產生有益作用的活菌製劑」。
而目前國際上最常被引用的定義,來自二〇〇一年聯合國糧農組織與世界衛生組織(FAO/WHO)的專家會議:益生菌是「在攝取足夠數量時,能對宿主產生健康益處的活微生物」。這句定義看似簡單,卻藏著兩個關鍵門檻——「活」與「足夠數量」。這也是為什麼後來市面上會出現那麼多關於「活菌數」與「菌株編號」的討論。
三、益生菌研究的科學進化:從經驗到實證
如果說二十世紀上半葉的益生菌研究還停留在「觀察與假說」階段,那麼二十世紀末到二十一世紀,這門學問可以說經歷了一場徹底的質變。推動這場變化的,不只是生物技術的進步,更是研究方法的翻新。
腸道菌相的黃金時代:分子生物學帶來的革命
長久以來,研究腸道菌有一個根本性的困難:人體腸道裡的微生物,絕大多數在實驗室環境下無法培養。傳統的微生物學方法是「採樣、塗盤、培養、鑑定」,但這個方法只能捕捉到整體菌相的極小一部分,而且嚴重偏向那些容易生長的菌種。這就像是想要認識一座城市的居民,卻只能用一種非常特定的餌去釣魚。
一九九〇年代之後,分子生物學的工具開始被引入腸道菌研究。透過分析 16S rRNA 基因序列,研究者可以在不培養的情況下,直接從糞便樣本中辨識出有哪些菌種存在。這項技術打開了一扇門,讓人類第一次能夠較完整地描繪腸道菌相的組成。
接著是二〇〇〇年代的大型計畫:歐盟的 MetaHIT 計畫(2007 年啟動)與美國的人類微生物體計畫(Human Microbiome Project, 2007–2016),以前所未有的規模對人體各部位的微生物進行定序。這些計畫的成果徹底改變了我們對人體的理解——原來人體內的微生物細胞數量與人體自身細胞數量相當,甚至更多;原來每個人的腸道菌相組成差異極大;原來菌相的多樣性與肥胖、代謝症候群、發炎性腸道疾病、甚至情緒與神經系統都有關聯。
更關鍵的是,次世代定序技術讓研究成本大幅下降,益生菌研究從「一種菌對一種症狀」的線性思考,轉向「整個菌相生態系如何與宿主互動」的系統性思考。這也解釋了為什麼今日的益生菌產品愈來愈強調「複方」與「菌相平衡」,而不只是單純標榜某一株菌。
不過,這裡也要提醒一個常見的誤解:菌相研究告訴我們「關聯性」,但關聯不等於因果。某種疾病患者的腸道菌相與健康人不同,並不代表菌相失衡就是病因,也可能是疾病的結果。益生菌研究最困難的部分,正是要在這片充滿關聯性的資料中,找出真正的因果鏈。
菌株特異性:為什麼「益生菌」不是一個籠統的名詞
如果你只從這篇文章帶走一個觀念,那我會希望是這一個:益生菌的健康效益具有高度的菌株特異性。
所謂「菌株」,指的是同一菌種之下,具有不同基因特徵的特定分離株。打個比方:同樣是人類,你我之間的基因差異很小,但能力、專長、健康狀況卻天差地遠。細菌也是一樣。同樣是 Lactobacillus rhamnosus 這個菌種,不同菌株在耐酸能力、附著腸道的能力、免疫調節的效果上,可能完全不同。
這就是為什麼國際學界與產業界會強調「菌株編號」的重要性。你在產品包裝上看到的「LGG」、「Shirota」、「NCFM」、「BB-12」這類代號,就是菌株的識別碼。有編號,代表這株菌被分離、被鑑定、被保存,並且有對應的研究資料可以追溯;沒有編號,往往代表這株菌的來源與研究基礎不明確。
二〇〇〇年代之後,國際益生菌與益生元科學協會(ISAPP)多次召集專家共識會議,釐清益生菌的定義與使用原則。其中一個反覆被強調的重點是:不能把「益生菌」當成一個整體來宣稱功效。某株菌在特定條件下對特定族群有某種效果,不代表同一菌種的其他菌株也有相同效果,更不代表「益生菌」這個類別整體具有該效果。
另一個常被忽略的變數是「劑量」。FAO/WHO 的定義中明確要求「足夠數量」,而研究上常見的有效劑量落在每天 10⁸ 至 10¹⁰ CFU(菌落形成單位)之間,但這個數字因菌株與適應症而異。此外,菌株能否活著通過胃酸與膽鹽、能否在腸道中存活足夠時間,也都是影響效果的關鍵。這就是為什麼「活菌數」只是門檻,而不是全部。
CFU:菌落形成單位,用來估算產品中可繁殖的活菌數量。
菌株特異性:不同菌株的健康效益不可互相類推。
四、優格歷史與益生菌研究的現代交會
走過五千年的發酵史與一百多年的科學研究,這兩條線在今天正式交會。我們在超商貨架上看到的每一杯優格,背後其實同時承載著遊牧民族的生存智慧、二十世紀初的長壽假說,以及二十一世紀的菌相科學。
從傳統發酵到標準化生產:優格產業的科學化
現代優格的工業製程,基本上是把傳統發酵「可控化」。流程大致是:生乳經過均質與殺菌(去除雜菌,避免不確定性)、降溫至適合菌種生長的溫度、接種指定菌種(最典型的是 Streptococcus thermophilus 與 Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 的組合)、保溫發酵至 pH 值降到約 4.5 左右、冷卻定型。
這個「標準雙菌組合」其實很有意思:兩種菌之間存在共生關係。嗜熱鏈球菌會產生甲酸與二氧化碳,刺激保加利亞乳桿菌生長;而保加利亞乳桿菌分解蛋白質產生的胺基酸與胜肽,又回過頭來促進嗜熱鏈球菌生長。兩者互相餵養,讓發酵在數小時內完成。這套機制在二十世紀被逐步釐清,也成為食品微生物學的經典案例。
但要注意,這套「標準雙菌」的目的主要是為了風味與質地,而不是為了益生菌效果。嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌其實都不擅長在人體腸道中定殖。因此,許多強調機能性的優格產品,會額外添加經過研究驗證的益生菌菌株,例如某些雙歧桿菌或鼠李糖乳桿菌。這類產品在標示上通常會同時列出「發酵菌種」與「機能性菌株」,消費者可以從中看出產品的設計邏輯。
另一個現代趨勢是「後生元」(postbiotics)與「滅活菌」的興起。研究發現,某些熱處理後的菌體或其代謝產物,仍可能具有免疫調節等作用。這挑戰了「益生菌必須是活的」這個傳統定義,也讓產業在製程與保存上有更多彈性。不過目前這類產品的科學證據仍在累積中,消費者選購時宜保持審慎。
消費者該如何理解益生菌標示與功效宣稱
在台灣,食品的標示與宣稱受到《食品安全衛生管理法》規範,一般食品不得任意宣稱療效。因此你會看到廠商使用「幫助維持消化道機能」、「改變細菌叢生態」、「促進新陳代謝」這類詞彙,這些是法規允許範圍內的敘述,並不代表該產品經過臨床試驗證實能治療或預防疾病。這是選購時很重要的基本認知。
那麼,面對琳瑯滿目的產品,一般消費者可以怎麼看?以下幾個面向值得留意:
菌株是否有編號:有明確菌株編號,通常代表該菌株有對應的研究資料。
還有一個常被忽略的重點:益生菌的效果與「個人原本的腸道菌相」有關。二〇一八年發表在《Cell》期刊的兩篇研究指出,不同個體對同一組益生菌的反應差異很大,有些人能讓益生菌順利通過腸道,有些人則否;而益生菌補充對原本菌相的影響,也因人而異。這意味著「別人吃了有效」不代表「你吃了也有效」,更不代表人人都需要補充。
從優格歷史的角度來看,這件事其實非常耐人尋味。五千年前的遊牧民族不知道什麼是菌株、什麼是 CFU,他們只是在長期實踐中發現「這樣做的奶不會壞,吃了身體也還不錯」。今天的我們擁有了分子工具與臨床試驗,卻反而更清楚地認識到:人與微生物之間的關係,遠比「吃好菌補好菌」這種線性模型複雜得多。
五、結語:一壇酸奶裡的人類文明史
回顧整條時間軸,優格歷史與益生菌研究其實是同一枚硬幣的兩面。前者是人類在沒有顯微鏡的時代,靠著觀察與傳承累積出來的飲食智慧;後者則是我們拿起了科學工具,回頭去解釋那些智慧為什麼成立、又在哪些地方需要修正。
梅契尼可夫的長壽假說也許過於樂觀,保加利亞農民的故事也許被過度浪漫化,但正是這些「不完全正確」的假說,推動了一整個世紀的研究。從保加利亞桿菌到雙歧桿菌,從代田菌到菌相定序,每一步都是在修正前一步的誤差。科學從來不是一次到位,而是一連串「接近」的過程。
而對一般消費者來說,這段歷史最大的啟示或許是:優格是一種食物,益生菌是一種科學概念,兩者不能混為一談。一杯好吃的優格,價值在於它的風味、質地與發酵帶來的營養變化;而益生菌產品是否有效,則要看菌株、劑量與科學證據。把它們放在正確的位置上理解,我們才能在貨架前做出更從容的選擇。
下次當你打開一杯優格,不妨想想:這杯乳白色的東西,曾經是草原上羊皮袋裡的一場意外,曾經是歐洲宮廷裡的一則傳說,也曾經是諾貝爾獎得主餐桌上的一項實驗。五千年來,人類與微生物一直在互相馴化,而我們手上這杯優格,就是這段關係最平易近人的一個縮影。
至於益生菌研究的下一個五十年會走到哪裡?從目前的趨勢來看,個人化菌相分析、精準益生菌配方、後生元應用,都是值得關注的方向。但無論技術怎麼演進,那個最根本的問題依然沒變——我們吃進去的微生物,究竟如何與我們的身體對話?而這個問題,最早是從一壇酸奶開始被問出來的。