给你讲一个有关于益生元的故事,相信能解答你对益生元的绝大部分疑惑

给你讲一个有关于益生元的故事,相信能解答你对益生元的绝大部分疑惑

故事还要从30年前说起,当学界发现并认可了双歧杆菌在调节肠道方面的作用后,1984年,日本人发现母乳和奶粉喂养的婴儿肠道菌群存在差别,母乳喂养婴儿肠道内的双歧杆菌数量要高于奶粉喂养婴儿。为了改进婴儿奶粉配方,1989年,“双歧杆菌生长刺激因子”的概念在日本首次被提出。此概念一出,也引起了西方学界的关注,其中就有后来被世人尊称为“益生元之父”的英国教授 Glenn Gibson。

世人只知道“益生元之父”却不知有“益生元之母”

1995年Gibson教授与布鲁塞尔的Marcel Roberfroid教授基于“菊粉可以直达结肠,选择性地刺激双歧杆菌的生长”这一研究成果将益生元定义为:通过选择性的刺激一种或少数几种结肠内固有细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分。

尽管直至今天,关于“益生元”的定义仍没有国际公认的定论,但这些都是后话。因为“益生元”这一称谓本身所带来的学术价值以及随之而来的商业利益就足以让Gibson教授“名留青史”了。

但有所不知的是,世人只识Gibson,却并不知道,当年“益生元”概念的提出所基于的研究也倾注了另一个研究人员的心血,这个人来自中国,名叫王欣,目前是浙江省农科院植物保护与微生物研究所、浙江省食品微生物技术重点实验室和微生物生态与免疫研究室研究员。

时间拉回三十年后,当王欣教授与我面对面的谈起当年的这段经历时,依然难掩激动之情。

“当时我正在英国剑桥大学读博士学位,我和我的导师,也就是现在公认的‘益生元之父’Gibson教授所做的关于菊粉的人体临床实验都是正向的,而且效果非常明显,这让我们非常振奋。”王欣回忆到“我还记得当时有个受试者在参与临床实验初期,每五天才大便一次,而且量非常小,但在连续两星期,每天摄入15g菊粉后,他的大便间隔缩短为两天一次,量也有所增加。”

王欣提及的这个人体临床实验,正是后来Gibson教授与Marcel Roberfroid教授提出益生元概念所依据的菊粉人体研究。所不同的是,这个研究课题,在1993年成为了王欣在英国剑桥大学的博士毕业论文课题,题目是《人体肠道细菌对碳水化合物的发酵; Comparative aspects of Carbohydrate fermentation by colonic bacteria》。基于同样的研究课题,一篇名为《Dietary modulation of the human colonic microbiota—introducing the concept of prebiotics》论文后来成为被从事益生元领域研究的人引用最多的论文,因为这篇论文中,首次提出了“益生元”的概念。

就这样,从她的第一篇博士论文开始,菊粉、低聚果糖……益生元与王欣结下了不解之缘。

1993从英国剑桥大学达尔文学院获得博士学位后,她先后在澳大利亚CSIRO食品研究所以及昆士兰大学医学院工作。2006年回到浙江省农科院工作,2010年入选浙江省千人计划……近30年来,王欣一直从事着单胃动物和人体肠道微生物生态研究。用她的话来说,“她和益生元打了大半辈子的交道”。也因为她对益生元领域的突出贡献而被誉为“益生元之母”。

益生元的概念争论以及背后的巨大商业利益

还是回到“益生元”的话题上来,正如前面所提到的,“益生元”之所以如此吸引人,除了学术价值外,人们也嗅到了这个概念背后所隐藏的巨大商业利益。而这也成为了人们对于“益生元”概念争论不休的关键所在。

最初争论的焦点集中在益生元的“靶向”作用上。

因为有学者提出还有一些可以作为结肠细菌的代谢底物的成分可以广泛的刺激微生物的生长和活性,而不是“选择性的刺激一种或少数几种益生菌的生长与活性”。

这个观点的支持者认为,有文献指出,例如慢性肠炎、艰难芽孢杆菌感染和

肥胖等生理功能的发挥是依靠微生物整体的生物多样性而不是通过增加或减少某种微生物的数量。另外,一种微生物的初级代谢产物反过来还可以成为另外一种微生物的食物。

于是,关于益生元定义的争论焦点被转移到了功能上。

这种主张的发起人Universite´ catholique de Louvain大学助理教授 Laure Bindels认为,如果一种物质通过肠道微生物的代谢能够调节微生物群落整体的组成和活性,进而对宿主健康产生有利的影响,那么我们就认为这种物质属于益生元,它是通过改变微生态系统影响来微生物与宿主之间的关系,从而发挥生理功能的。

Laure Bindels的观点一出,立即有学者提出,如果去掉发酵和代谢转化的要求将会使益生元的定义大大偏离它的初衷。潜台词是,如果Laure Bindels的观点成立,将有更多原本并不属于“益生元”范畴的产品被纳入这一范畴,进而获得相应的商业回报。

趁着与王欣教授当面请教的机会,我本能的也向她抛出了“益生元”概念的问题。在她看来,无论益生元将来会被如何定义和划分,有一点是可以肯定的,就是它必须通过某种渠道来对宿主健康产生有益影响,而这种有益影响的最初“作用机理”必须是通过调节肠道菌群而实现的。

说自己是“益生元”,证据呢?

“有了这样一种‘基本认同’后,我们才可以对‘益生元’进行功能评价。”而这也正是王欣现在正在做的事情之一。

时间闪回到2006年。王欣回国后参加了几场低聚糖研讨会,彼时国内低聚糖产业方兴未艾。在企业和资本的双重推动下,大量低聚糖产品上马,“有段时间,几乎每个月都有从未听说过的低聚糖新品问世,而且都声称自己是益生元。”但标榜自己是益生元的“依据”何在?答案五花八门,有人认为自己的产品属于膳食纤维,“只要是膳食纤维就是益生元”;也有人干脆反问“低聚糖不就是益生元吗?”值得注意的是,这样的认知混乱并不是个别现象,在当时,乃至现今的益生元领域仍然存在着这样那样的曲解甚至是误解。

从那个时候开始,王欣意识到,她必须为中国的益生元产业做些什么,而“认清什么产品是益生元,什么产品不是”是第一步,也是最最关键的一步。于是,2007年起由她牵头在浙江省农科院组建了肠道微生物与免疫实验室。建立了肠道体外模拟模型,并对模型的稳定性和可靠性进行了评估。同时,研究了环境因素对动物肠道细菌结构的影响、以及对肠道菌群调控的可能性。通过把体外发酵系统集成化与小型化,建立了人体肠道微生态快速检测系统,评估了多糖、寡糖类对个体肠道菌群结构的调节作用。王欣将这种评价体系称之为“益生元的功能评价”。

虽然学界仍然没有关于益生元的国际公认的统一概念,但对于其“通过调节肠道菌群进而对宿主健康产生有益影响”的作用机理是普遍认可的。这就使“益生元的功能评价”有了现实的,可操作的理论基础。“如果你说某种成分或产品是益生元,至少,要搞清楚它是否能够被肠道微生物利用,被那种微生物利用,如何利用,产生了哪些正向的临床效果。”这些看似最基础的问题搞清楚了,是不是“益生元”也就迎刃而解了。

而这套“益生元功能评价”方法也正是肠道微生态研究的常用方法。主要分为三个关键步骤:其一,体外模型研究。评估食品成分对肠道菌群结构和代谢产物的影响,这一步骤解决的首先是细菌之间以及细菌底物之间的关系;其二,动物试验。研究肠道细菌和宿主的相互作用,这一步骤主要解决的是细菌与宿主,以及底物与宿主之间的关系;其三,人体临床试验。确立食品组分和特殊化学产物对宿主的最终影响。到此才能把细菌与人,底物与人之间的关系基本摸清楚。“只有这些问题都搞清楚,弄明白,才能初步为某种成分或产品定性。而我刚刚回国的时候,国内甚至找不到开展益生元功能评价的专门机构。”而类似这种“评价体系”在国外已经非常健全,这也成为我国益生元产业与国外存在一定差距的原因之一。

有了“健康肠道菌群”的标准,我们或许可以对益生元做点什么了

到这里,我们试图说明的“什么是益生元、如何评价益生元”的问题似乎已经讲完了。但还有一个更为关键的问题值得我们再花些笔墨。既然无论是“益生元”还是“益生菌”都是围绕着“肠道菌群”这个焦点展开的,那么什么样的“肠道菌群”才能被称之为健康的“肠道菌群”?或说“健康肠道菌群”的标准是什么?

2016年一篇发表在《Frontiers in genetics》上的题名为“Advances in Gut Microbiome research, opening new strategies to cope with a Western lifestyle”的论文给出了作者认为的健康肠道菌群的标准,其中有三条标准获得了学界的公认。这三条标准分别为:菌群的a-多样性高、双岐杆菌数量丰富、丁酸产生菌数量丰富,丁酸产量高。

这是一个似乎比“益生元”的定义和评价标准更加基础和有指导意义的问题,但又是从事“益生元”行业的人必须搞清楚的问题。因为假设这个标准存在合理性,那么我们也许就能够依据这个标准为益生元定性了。

这个标准的前两条已经无须赘述,但需要解释一下“丁酸产生菌数量丰富,丁酸产量高”为什么可以入围“健康肠道菌群”的标准呢?(知道的人可以飘过)

要回答这个问题,还要从“肠道菌群结构的影响因素说起”。饮食和细胞分泌物被认为是影响肠道菌群结构的主要因素。前者主要是指食物中的蛋白质、碳水化合物、单糖等外源性营养物质,后者是肠上皮分泌的粘液和脱落的细胞这些内源性营养物质。其中,肠道菌群利用碳水化合物比如菊粉、低聚果糖等经过一系列复杂的发酵、代谢过程后,产生了三种重要的短链脂肪酸,分别是醋酸、丙酸和丁酸。这些短链脂肪酸在结肠内不仅能为肠粘膜细胞提供能量,促进细胞的代谢、生长,还可以降低结肠内环境pH值,减少有害菌的生长,防止肠道功能紊乱;更重要的是,近年来的研究证实,短链脂肪酸能够抑制抗炎因子的生成,对结肠验证反应起到抑制作用;短链脂肪酸还能抑制肿瘤细胞的增殖、控制原癌基因的表达、促进肿瘤细胞的分化和凋亡,起到一定的抗肿瘤作用。

而在这三种肠道微生物利用“益生元”发酵代谢的短链脂肪酸中,丁酸作为厚壁菌门(拟杆菌门和厚壁菌门是肠道菌群最主要的两大门类,其次是放线菌门、变形菌门和疣微菌门)的主要代谢产物,极易被结肠吸收并成为主要能量来源。并且已被充分证实了其在抗炎、抗癌变方面的效果。这也就解释了为什么“丁酸产生菌数量丰富,丁酸产量高”可以作为“健康肠道菌群”的标准之一。

膳食纤维是个更大的概念

谈到这里,还有一个关于“益生元”的疑问我们也询问了王教授。那就是“膳食纤维”和“益生元”是否是同一个概念?所谓的“我是膳食纤维,所以我也是益生元”的概念到底正确与否?

关于这个问题,王欣首先给出了几个基本概念。她认为,膳食纤维(产品)指的是一类纯化的、不可在小肠降解的、对宿主有一定生理有益效果的碳水化合物 ;而益生元则是可选择性发酵的食物原料,对肠道微生态的组成和活性产生特别的作用。从这个角度上讲,所有的益生元都是膳食纤维,但不是所有的膳食纤维都是益生元。“膳食纤维是个大概念,它包含了益生元”。而益生元的“先决条件”必须能够刺激肠道中有益菌生长,并不是所有膳食纤维都具备的。

当我们把“什么是益生元、如何评价益生元”“健康肠道菌群标准”“膳食纤维和益生元”是否是同一个概念”这些基础问题都搞清楚后,才能再回过头来谈国内益生元产业的发展。关于这个问题,王欣给出的意见是,随着研究的深入,不同分子量的益生元在生理功效上的差别逐渐来开。而人体肠道菌群本来就“千差万别”,就如同世上找不到两片一模一样的叶子一样,世上也没有两个完全一样的“肠道菌群”。未来,肠道菌群的个性化检测是饮食干预之前必要的步骤。国内益生元产业肯定也将走向更加精准化、个性化的发展道路。

可以预见,不仅学术界,整个产业界关于“益生元”的“争论与竞争”仍将持续下去。所不同的是,对于学术界而言,“争论需要充足的论据”;而对于企业而言“竞争则需要真正有效的,有核心竞争力的产品”。而这些就如同股市里的“成交量”,都是骗不了人的。

王欣教授(左)接受新营养xinyingyang.com主编赵媛(右)的现场采访。

新营养原创,作者:小普,转载请注明出处:http://xinyingyang.com/5401

5

扫一扫,分享到微信

猜你喜欢

文章评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

后发表评论

上一篇

听说果汁市场被逆袭,因为消费者越来越热衷于果昔

下一篇

膳食纤维大法好,到底好在哪里呢?

微信公众号

微信公众号