开菲尔粒(Kefir grains)实际是开菲尔(Kefir)乳品的发酵剂，可用于家庭或工业化的开菲尔生产。它起源于俄罗斯北高加索地区，在古时当地的山岳牧民将牛乳或山羊乳注入羊皮口袋经自然发酵生产酸乳酒，其残留物再补加牛乳或山羊乳继续发酵，经长期发酵后在皮口袋中形成不规则颗粒状物体，即为开菲尔粒。1

开菲尔粒的微生态特点开菲尔粒的结构与组成开菲尔粒(Kefir grains，简称KG)是由数种乳酸菌与酵母菌等微生物之间的共生作用而形成的特殊粒状结构。其形状比较有规则，多数呈花椰菜状，也有少量的薄片状和旋涡状或纸卷样等结构，表面卷曲、不平整或高度扭曲，直径大多在 1-15mm不等，最高可达20mm 以上，多为白色或淡黄色(有时KG受到杂菌污染呈淡黄色)而富有弹性的菌块。KG大约有50%的成分是由乳酸菌自身代谢向胞外分泌并蓄积的黏性多糖(由1:1 比例的半乳糖和葡萄糖)构成，它可作为微生物固定化的支撑体或栖息的多糖基质。此外，还有大量的水和少量蛋白质、脂肪和其它成分。具有活性的KG浮于乳的表面，可生长、分裂并将其特性传给下一代以产生新粒。当它在乳中生长扩大时，观察不到特性上的变化，仅看到粒由小变大，其数量的增加依赖于原粒的分裂，但是在没有原粒的条件下人们无法合成新的开菲尔粒。1

开菲尔粒中的菌相1.乳酸菌

乳酸菌包括乳球菌属、乳杆菌属和明串珠菌属

1.1乳球菌属(Lactococcus) 包括乳酸乳球菌乳酸亚种(L.lactis subsp.lactis)、乳酸乳球菌丁二酮乳酸亚种(L.actis subsp.diacetilactis)和乳酸乳球菌乳脂亚种(L.lactissubsp. cremoris)等。它们属于同型乳酸发酵菌，最适生长温度30- 35℃，是开菲尔粒最多的、也是最具活力的一部分菌群，在发酵初期的几个小时内就迅速产酸，当酸度达到 115 T 时即被抑制。

1.2乳杆菌属(Lactobacillus) 包括嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、德氏乳杆菌(L.delbrueckii)、德氏乳杆菌乳酸亚种(L.delbrueckii subsp.lactis)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(L.delbrueckii subsp.bulgaricus)、瑞士乳杆菌 ( L . h e l v e t i c u s ) 、马乳 酒样乳杆菌 ( L .kefiranofaciens)、干酪乳杆菌(L. casei)、发酵乳杆菌(L.fermentum)、 短乳杆菌(L.brevis)、高加索奶乳杆菌(L.k efir ) 、布氏乳杆菌( L . buchneri )、嗜热乳杆菌( L .thermophilus)等。其中前6种属于同型乳酸发酵菌，后5种属于兼性异型乳酸发酵菌，干酪乳杆菌属于异型乳酸发酵菌。它们最适生长温度为37 -42℃，产酸能力较强，分解蛋白质生成氨基酸的能力也较强，能使牛乳变粘稠。Riviere(1963)首次发现了KG中25%的干重是由L.brevis 或 L.kefir 分泌的胞外多糖所构成。德氏乳杆菌保加利亚亚种、瑞士乳杆菌、短乳杆菌和干酪乳杆菌几乎出现于所有KG中，KG的基质物质很可能由这些菌产生。

1.3明串珠菌属(Leuconostoc) 包括肠膜明串珠菌肠膜亚种(L.mesenteroides subsp.mesenteroides)、肠膜明串珠菌葡聚糖亚种(L.mesnteroides subsp.dextranicum)等。它们最适生长温度为20-30℃，能利用蔗糖合成大量荚膜葡聚糖，并产生多量的B族维生素，参与开菲尔乳特殊风味的形成，但产酸能力不强。

2酵母菌 与其他发酵乳制品的发酵剂最明显的区别是：KG中分布着不同种类和数量的酵母菌，它给开菲尔乳带来醇味、酯香和CO 2。但若酵母菌过量将导致产生大量CO2、乙醇和酵母臭 实际上开菲尔乳中酵母菌数量不足，原因是酵母菌繁殖世代时间较乳酸菌长，且不耐酸、易受开菲尔中其它菌产生的丁二酮和一些成分的抑制。KG中的酵母菌包括乳糖发酵型和乳糖非发酵型二类。前者包括乳酸酵母(Saccharomyces lactis)、脆壁酵母(Saccharomyces fragilis)、马克斯克鲁维酵母( Kluyveromycesmarxianus ) 、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)、脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)、乳酒假丝酵母(Candida kefir)、酒香酵母(Brettanomycesanomalus) 等；后者包括啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、德氏酵母(S.delbrueckii)等。

3醋酸菌 纹膜醋酸杆菌(Acetobacter aceti)和恶臭醋酸杆菌(A.sancens)等被认为在维持KG中的菌相平衡和共生方面有重要作用，同时还有提高开菲尔粘度的作用 。1

开菲尔粒中的菌相相互关系KG中的微生物之间存在密切的共生关系，在分解蛋白胨生成维生素的条件下，乳酸菌被酵母菌和醋酸菌激活，而只有在乳酸菌存在时，乳糖非发酵型酵母和醋酸菌才能生长。乳酸菌通过作用于乳糖产生乳酸，为酵母菌和醋酸菌生长提供了良好的生长环境，当同型发酵乳酸菌生长受到抑制时，可使酵母菌积累酒精速度减慢。它们在牛乳中发酵、代谢产生的乳酸、乙醇、CO2等物质，形成开菲尔乳品良好的口感和风味。其中生成的丁二酮、乙醛、羟丁酮、丙醛等各种挥发性羰基化合物与开菲尔乳品的风味有密切关系。1

开菲尔的纯培养发酵剂的开发和研制至今，关于开菲尔粒有三个未解之谜而使它成为一种具有神奇色彩的有机物，即开菲尔粒是如何产生的在不使用原粒情况下为什么不能生成新粒开菲尔粒的成粒机理等。实质上，开菲尔粒中菌相的共生关系和菌相比例关系不是恒定不变的。对大规模工业化生产而言，它存在着易变、不易控制、粒的回收、清洗及再处理后的使用都显得过于麻烦等缺点。大量研究表明，不同地区、不同来源及相同来源，不同培养条件的开菲尔粒在菌相及其比例等方面都有许多不同。并不是所有开菲尔粒都能表现良好的发酵特性以生产出优质的开菲尔。Kasa1ica(1989)报道，南斯拉夫用开菲尔粒生产的开菲尔就频繁出现了产品风味平淡、产气量低等缺点。其原因是所使用的开菲尔粒中菌相共生关系较弱，比例失调。澳大利亚、德国等国家的开菲尔也存在因使用开菲尔粒而发生质量不稳定的报道。也有很多生产开菲尔的国家和地区已在积极开发和研制开菲尔的纯培养发酵剂，而且卓有成效，有的因此而获得了专利。如在1979年和1984年前苏联和联邦德国有人因改良开菲尔粒发酵剂和研制开菲尔发酵剂而获得专利。其产品中乙醇和CO2含量很低，避免包装胀罐问题。当然，在研究使用各种纯培养发酵剂生产开菲尔时还存在许多问题，需要更进一步研究加以改进和解决。尤其是需要科学的理论依据，避免盲目筛选组合搭配。以往对开菲尔的理论研究，基本上被“神奇”开菲尔粒中的菌相所吸引，热衷于开菲尔粒中菌种的分离鉴定与成粒机理及其对肿瘤作用等方面的研究，而忽视了开菲尔粒中菌相之间的相互作用及共生关系的研究，致使纯培养发酵剂的研究缺乏明确的科学理论指导。由于传统的开菲尔工作发酵剂的制备，一旦不使用开菲尔原粒，就无法继续增殖、传代，即使采用增殖后的开菲尔原粒的滤液制备工作发酵剂，不仅连续传代时活力不稳定，而且也易发生杂菌污染或因开菲尔原粒共生菌群失衡，而使发酵乳制品的风味等品质性能下降，从而限制了传统开菲尔发酵乳制品的商品化生产。只有利用从开菲尔粒中分离出发酵牛乳性能优良的乳酸菌和酵母菌，来制备高活力的纯培养发酵剂，才能实现开菲尔的商品化生产。在20世纪90年代中期我国开始致力于研究开菲尔纯培养发酵剂，因此，以筛选性状优良的菌种组合，注重菌种之间的共生关系，开发研制优质开菲尔纯培养发酵剂已是开菲尔产品由民间流传走向大规模商品化生产的必然发展趋势。1