喝牛奶為什麼肚子會咕嚕咕嚕叫？
― 分解乳糖的酵素，長大後反而減少的人比較多
喝完牛奶後肚子脹氣、咕嚕咕嚕叫，並不是因為腸胃虛弱。嬰兒時期分解乳汁的酵素，會隨著成長逐漸減少。對哺乳類來說，這其實是很正常的身體變化。
早上趕時間，一口氣喝完一杯冰牛奶。
搭上電車後大約30分鐘，肚子開始脹起來，還咕嚕咕嚕地叫。明明優格和起司都沒事，唯獨牛奶好像特別「可疑」。
同樣喝牛奶，家人裡有人沒事，有人卻不行。這個差異，究竟從哪裡來呢？
原因有兩個：「沒能分解的糖」跑到了大腸
牛奶的甜味來自「乳糖」，是兩種糖連在一起的形態，無法直接被吸收。小腸裡一種叫「乳糖酶」的酵素會把它切成兩份，但很多人在斷奶後，這種酵素會逐漸減少。
沒被切開的乳糖，會一路流到大腸。它在腸道裡吸引水分，還會成為腸內細菌的食物，產生氣體。脹氣和咕嚕聲的真面目，就是這些水分和氣體。
也就是說，牛奶本身並不「壞」。只是乳糖被分解的「地點」，從原本的小腸偏移到了大腸。我們依序來看看。
為什麼長大後酵素會變少？
對嬰兒來說，乳汁是唯一的食物。所以小腸內側排列著大量能分解乳糖的乳糖酶。
然而大多數哺乳類，過了斷奶期之後，就會減少這種酵素的製造量。就像把用不到的工具收起來一樣。人類原本也屬於這一類。
例外的是幾千年前就開始飲用牛奶或羊奶的地區居民。北歐和東非等地，據說有不少人帶有長大後酵素也不易減少的遺傳特質。從全球來看，成年後酵素仍充分保留的人約占三分之一。
在包括日本在內的東亞地區，酵素減少的人被認為占多數。「喝牛奶肚子會咕嚕咕嚕叫」並不是少數人的煩惱。圖1左邊是酵素正常運作的身體，右邊是酵素較少的身體所發生的事。
大腸裡發生了什麼？ ― 水分與氣體
在小腸沒被切開的乳糖，就這樣流入大腸。這裡會發生兩件事。
第一件是水分。隔著腸壁，水會朝「溶解濃度較高的一側」移動。乳糖殘留會讓腸道內變濃，於是身體這側的水分就會被吸引進來。以一杯牛奶所含的乳糖量估算，大約會有100 mL的水分滯留在腸道裡（會在最後的折疊區塊中驗證）。這就會造成腹瀉般的鬆軟感。
第二件是氣體。大腸裡住著大量細菌。乳糖對細菌來說是一頓大餐，分解時會產生氫氣、二氧化碳等氣體。氣體從內側把腸道撐開，就會有脹氣感；氣體和水分一起移動，就會咕嚕咕嚕作響。
醫院的檢查正是反向利用了這個機制。喝下乳糖後，若吐出的氣息中氫氣增加，就能證明是大腸裡的細菌分解了乳糖。
優格裡的乳酸菌會先把一部分乳糖吃掉、減少它的量。此外，活菌本身帶有的分解酵素，被認為在腸道裡也能幫上忙。長時間熟成的硬質起司，在製作過程中大部分乳糖會隨著水分（乳清）一起被排出，剩下的也會被分解，因此幾乎不含乳糖。
斷奶後酵素會減少，貓也一樣。成貓大多不易分解乳糖，喝牛奶可能會拉肚子。寵物專用牛奶事先已經降低了乳糖含量。
那牛奶就只能放棄了嗎？
並非如此。根據彙整研究的報告，即使是酵素較少的人，一次攝取約12 g以內的乳糖，大多不會出現症狀，或症狀很輕微。以牛奶換算，大約是一杯多一點。
訣竅有三個：減少一次喝的量，分成幾次喝；和食物一起喝，讓送到腸道的速度變慢；選擇事先分解乳糖的牛奶，或優格、起司。
也有報告指出，每天持續少量飲用，大腸內的細菌組成會改變，讓某些人的症狀變輕。不過一般認為，小腸本身的酵素量並不會因此增加。
另外，如果出現蕁麻疹或呼吸困難，可能不是乳糖的問題，而是對牛奶蛋白質過敏，機制完全不同。這種情況請不要勉強，務必諮詢醫師。
總結
喝牛奶肚子咕嚕咕嚕叫，是因為分解乳糖的乳糖酶在長大後減少，殘留的乳糖在大腸裡吸引水分，細菌又產生氣體所致。這是全世界多數成年人身上都會出現的、非常正常的身體變化。
不是牛奶不好。
只是乳糖被分解的地點，錯過了而已。
關於細菌分解食物的機制，請參考 發酵和腐敗，差別在哪裡？；關於把消化交給微生物負責的動物，請參考 牛明明只吃草，為什麼能長得那麼大？。
- 放假的早上，配著食物喝下100 mL（半杯）牛奶。
- 接下來幾個小時，記錄肚子脹氣或作響的情況。如果沒事，改天再稍微增加量。
- 試著和「空腹一口氣喝下同樣量的日子」或「喝分解乳糖牛奶的日子」做比較。
症狀會因為喝的量、喝法和當天的身體狀況而不同。訣竅是不要用一次的結果就下定論。不舒服的話請不要勉強繼續。
想深入了解的人 ― 用語、公式與教科書的連結從國中理化到大學專業科目，會明確標示各段落屬於哪個程度
- 國中國中理化課教的範圍
- 高中高中「生物」「化學」課教的範圍
- 高中＋高中課程的進階內容，或教科書專欄程度的內容
- 大學高中不會教，屬於大學專業科目（生物化學、人類遺傳學）的內容
- 研究連大學都還沒當作「定論」教授、研究者目前正在探究中的話題
國中用語：這個現象是有名字的
- 乳糖（lactose）：由葡萄糖（glucose）和半乳糖各一分子連接而成的糖，是牛奶甜味的來源。
- 乳糖酶（lactase）：位於小腸內側表面的酵素，能把乳糖切成兩個糖分子。
- 乳糖不耐（乳糖不耐症）：乳糖酶不足，攝取乳糖後出現脹氣、咕嚕作響、軟便等症狀的狀態。
- 滲透壓：用膜隔開濃度不同的液體時，水會朝濃度較高一側移動的力量。
國中高中用公式驗證：一杯牛奶，會讓多少水分被吸引進腸道？
到達大腸的乳糖，會讓腸道內的液體比體液更濃。水會一直移入腸道，直到濃度一致為止。我們來估算一下這個水量。
| 用符號表示 | V ＝ ( m ÷ M ) ÷ C |
| 用文字表示 | 被吸引進來的水量 ＝ 乳糖的分子數（重量 ÷ 每莫耳重量）÷ 體液濃度 |
| 公式的由來 | 滲透壓的平衡。根據凡特荷夫公式（滲透壓 ＝ 溶質粒子濃度 × 氣體常數 × 溫度），滲透壓由溶解粒子的濃度決定。這裡假設水會移動，直到腸道內濃度與體液相同為止。 |
| V | 被吸引進腸道的水量（單位：L） |
| m | 到達大腸的乳糖重量（單位：g） |
| M | 乳糖每莫耳的重量（單位：g） |
| C | 體液濃度（每1 L溶解的粒子莫耳數） |
| 每100 g牛奶所含乳糖比例（依日本食品標準成分表的碳水化合物量） | 約4.8 g，比例為0.048 |
| 一杯牛奶（以200 mL約等於200 g估算） | 200 g |
| 乳糖每莫耳的重量 | 342 g |
| 體液濃度（溶解粒子） | 約0.29 莫耳/L |
| 一次攝取不易出現症狀的乳糖量 | 約12 g |
| 一杯所含乳糖量（g） | 200 × 0.048 ＝ 9.6 |
| 乳糖的分子數（莫耳） | 9.6 ÷ 342 ≒ 0.028 |
| 被吸引進來的水量（L） | 0.028 ÷ 0.29 ≒ 0.097 |
| 換算成mL | 0.097 × 1000 ＝ 97 |
| 不易出現症狀的12 g，相當於幾杯？ | 12 ÷ 9.6 ＝ 1.25 |
③ 換算成實際感受：一杯（200 mL）牛奶，大約會讓100 mL、也就是半杯左右的水分滯留在腸道裡。而且細菌把一個乳糖分子分解成好幾個小分子的酸之後，粒子數會增加，因此被吸引進來的水分被認為還會更多。不易出現症狀的12 g，換算成牛奶大約是1.25杯。一次控制在一杯以內，可以當作一個參考標準。
高中高中＋酵素的「挑食」，以及大腸裡的發酵
高中酵素只對特定對象起作用，這稱為受質專一性。乳糖酶會切開乳糖，但不會切開蔗糖。兩個糖連接而成的「雙糖」，必須經過水解變成單一的「單糖」後，才能被小腸吸收。
高中＋大腸裡細菌分解乳糖，是一種無氧環境下的發酵。會產生醋酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸，以及氫氣、二氧化碳。有些人還會產生甲烷。喝下乳糖後測量吐氣中氫氣量的「氫氣呼氣試驗」，正是利用這種發酵反應的檢查方法。
大學成年後酵素仍保留的人，差別在基因的「開關」
成年後乳糖酶仍持續製造的特性，稱為乳糖酶持續性（乳糖酶活性持續症）。造成差異的並非乳糖酶基因（LCT）本身，而是調控其表現的上游區域。這個區域位於相鄰基因（MCM6）之中，據信與該處的單一核苷酸多型性有關。歐洲和東非各自出現了不同的突變並擴散開來，是酪農文化改變基因頻率的「基因與文化共同演化」代表案例，廣為人知。
📖 公式推導與更深入的內容：乳糖不耐症（維基百科，日文） ／ 乳糖酶（維基百科，日文）
研究目前還不完全清楚的事
- 症狀的輕重，並非只由酵素量決定。 即使攝取相同量的乳糖，每個人的症狀表現也大不相同。一般認為和腸內細菌組成、腸道的敏感程度有關，但整體全貌尚未完全清楚。
- 「習慣」真的能減輕症狀嗎？ 有報告指出每天持續飲用能讓症狀變輕，但這和心理預期效果難以區分，研究結果尚未一致。
- 突變為什麼能擴散得這麼快？ 乳汁的營養、水分補充、鈣質吸收等，有好幾種假說，究竟哪一個在哪個地區發揮作用，目前仍在討論中。
也就是說，本文的內容也只是「目前已知範圍內的說明」。即使覺得「自己對牛奶很弱」，透過調整量與喝法，仍有相當大的改善空間。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文哪個段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化（消化與吸收、消化酵素） | 原因1：糖在小腸被分解、吸收的過程 |
| 高中 | 生物（酵素的受質專一性、雙糖與單糖） | 乳糖酶只切開乳糖的內容 |
| 高中＋ | 化學（滲透壓、凡特荷夫公式） | 用公式驗證：被吸引進來的水量 |
| 大學 | 生物化學・人類遺傳學（乳糖酶持續性、基因與文化共同演化） | 成年後仍有人保留酵素的原因 |
| 研究 | 消化系統醫學・腸道菌叢學 | 症狀的個人差異、習慣的效果 |
| ― | 與生活的連結 | 分次飲用・配著食物一起喝・選擇分解乳糖的牛奶 |
- 乳糖不耐症 ― 維基百科（日文）
- Shaukat A, et al. (2010) Systematic Review: Effective Management Strategies for Lactose Intolerance. Annals of Internal Medicine 152(12).
- 日本文部科學省《日本食品標準成分表（八訂）》(文部科学省『日本食品標準成分表（八訂）』) 普通牛奶成分值
- Swallow DM (2003) Genetics of lactase persistence and lactose intolerance. Annual Review of Genetics 37.
- Itan Y, et al. (2009) The origins of lactase persistence in Europe. PLoS Computational Biology 5(8).
※本文為一般大眾取向的科普說明。文中數值僅為幫助理解機制的參考估算值。若症狀嚴重、持續很久，或出現體重減輕等情況，請勿自行判斷，應諮詢醫療機構。