《Food Production, Processing and Nutrition》:A comprehensive review on kefir: composition, microbial diversities, meta-analysis and biological significances on human health
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这篇综述系统梳理了开菲尔(kefir)这一富含益生菌的发酵饮品的最新研究进展。文章深入探讨了其营养与微生物组成(如乳酸菌LAB、酵母菌),重点分析了开菲尔菌(kefiran)等功能组分,并通过大量实验证据综述了其在调节肠道健康、抗炎、抗氧化、抗菌、抗动脉粥样硬化等方面的生物活性与潜在健康益处,为将其开发为可持续的功能性食品提供了最新见解。
开菲尔是一种富含益生菌的发酵乳饮品,由多种有益微生物在开菲尔粒(kefir grains)中形成共生联合体发酵而成。其最确证的健康益处包括改善肠道和消化健康,这得益于其丰富的益生菌多样性,能够增强肠道平衡并促进乳糖消化。
开菲尔粒
开菲尔区别于其他发酵乳制品的独特之处在于其发酵剂——开菲尔粒。这些颗粒呈不规则、分叶状,形似小花椰菜,直径通常为1-4厘米,颜色为白色至浅黄色。开菲尔粒由开菲尔菌(kefiran)、蛋白质、微生物细胞碎片等物质构成。其微生物群落是一个复杂的细菌和酵母共生联盟,主要包括乳酸菌(LAB)如Lactobacillus kefiranofaciens、Lacticaseibacillus paracasei、Lactiplantibacillus plantarum,以及酵母菌如Saccharomyces cerevisiae、Kluyveromyces marxianus等。乳酸菌和酵母之间通过多种机制相互作用,例如酵母可以消耗乳酸菌产生的乳酸,帮助缓解环境酸胁迫;酵母产生的二氧化碳(CO2)能营造微需氧环境,促进乳酸菌生长;同时,酵母还能为细菌提供氨基酸、生长激素和维生素等营养物质。
传统与工业化生产
传统的开菲尔制作方法是将原料奶加热至95°C后冷却,加入开菲尔粒,在20-25°C下发酵约24小时,之后滤出颗粒用于下一次发酵。

现代工业化生产则多使用由精选的乳酸菌和酵母配制的发酵剂代替开菲尔粒,以实现生产的规模化和质量稳定性。但发酵剂生产的开菲尔在微生物多样性上通常低于传统方法。

组成与关键成分
开菲尔的营养成分因奶源、菌粒微生物组成、发酵及储存条件而异。通常含有约2.7-3.5%的蛋白质、2-3%的脂肪以及碳水化合物。发酵过程提高了蛋白质的消化率,并合成了B族维生素。其微生物组成复杂,主要包括乳酸菌、醋酸菌(AAB)和酵母菌。其中,
开菲尔菌(kefiran) 是一种由
Lactobacillus kefiranofaciens等产生的水溶性胞外多糖,是构成开菲尔粒结构的关键,也为产品提供了独特的流变学特性。

除了乳制开菲尔,还有以糖、果汁或蔬菜汁为基质发酵的
非乳制开菲尔(如水开菲尔),为素食者或乳制品过敏者提供了替代选择,其微生物群落和代谢产物与乳制开菲尔既有相似也有差异。

生物活性与健康益处
大量实验证据支持开菲尔具有多种生物活性:
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抗菌与免疫调节:开菲尔及其分离微生物对多种食源性病原体和腐败真菌表现出抗菌活性,其机制包括竞争性粘附于肠上皮、排除病原体和调节免疫反应。
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抗炎与抗氧化:开菲尔消费与抗炎和抗氧化效应密切相关,有助于减轻氧化应激和慢性炎症。
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代谢调节:研究表明,开菲尔具有抗动脉粥样硬化、抗高血压和抗糖尿病的潜力。其发酵过程中产生的生物活性肽(如来源于β-酪蛋白的肽段)具有血管紧张素转换酶(ACE)抑制活性,可能有助于管理高血压。
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肠道健康:丰富的益生菌群是开菲尔促进肠道平衡、辅助乳糖消化的基础。发酵过程水解乳糖,使得乳糖不耐受者也可能受益。
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新兴潜力:新兴研究还提示了开菲尔在抗癌和神经保护方面的潜力,但尚需进一步的临床验证。
研究与市场趋势
通过文献计量分析可见,2015年至2025年间,关于开菲尔的研究文献数量显著增长,特别是在2021年后达到高峰,反映了该领域日益增长的科学兴趣。土耳其是全球发表开菲尔相关研究最多的国家。

近年来,研究热点集中在开菲尔的微生物多样性、抗菌活性和生物活性(如果味开菲尔)等方面。

全球功能性食品和饮料市场的增长,以及消费者在COVID-19疫情期间对健康食品需求的提升,共同推动了开菲尔市场的扩张。
挑战与展望
开菲尔的工业化生产仍面临挑战,主要是其较短的保质期和储存成本。开菲尔粒的保存(如冷冻或冻干)和产品的稳定性是确保质量的关键。未来的研究将更深入地探索开菲尔微生物群在菌株水平上的多样性、代谢产物的产生以及像开菲尔菌这样的功能性生物分子。通过强调其治疗潜力、宿主-微生物相互作用以及作为可持续功能性食品基质的工业前景,开菲尔有望在未来健康和营养需求中扮演重要角色。