胃肠道健康

让好菌更好的关键: 后生元/类生元 Postbiotics

益生菌虽已是相当成熟的营养补充品,但全球市场需求还是不断成长,尤其近几年亚洲地区更是大幅成长,预估2020年市场规模将超过850亿美元。但益生菌有不耐高温、胃酸、胆碱的先天劣势,商品应用的型态备受限制,因此相关厂商都在努力寻求突破。目前引领国际乳酸菌发展的日本,在便利店、超市或卖场通路,都已布满各种益生菌的新型商品,举凡糖果、饼干、饮料、果冻、咖哩块,甚至是泡面、面包等一般食品都有益生菌的影子。这些新商品蓬勃发展背后的关键,就是使用「灭活型」的有益菌,由于其功能明确,也为了与益生菌区分,国际益生菌协会及一些国际组织,近年来已将这种灭活型有益菌正式命名为「后生元 (Postbiotics)」或「类生元」[1] [2]。

后生元/类生元的定义与特色

有别于传统益生菌需要在肠道定殖一段时间后才能产生效用,后生元/类生元代表着益生菌经由热封处理后的代谢产物或是菌体成分,因为分子小,可透过肠道黏膜快速进入体内,产生多项帮助健康的益处,包括增强免疫、平衡肠道菌丛群、调节生理机能等 (图1) [2]。多项实验显示后生元/类生元的免疫激活能力更快、更好[3],说明存活与否,不再是促进健康的唯一或必要条件。同时,后生元稳定,不仅耐高温、耐胃酸、耐胆碱,而且后加工性不受局限,包括长保乳饮、饮料、高温烘焙食品等都可应用,商品保质期也更长,特殊的后生元,菌株有效成分能被完整封存,活性甚至可维持长达5年。

「益生联 Probiogenics」/「Tribiotics」益生菌新体系

益生菌结合益生元 (Prebiotics) 能产生所谓「共生元 Synbiotics」的协同作用,但始终无法解决部分菌株稳定性弱,不耐久存、不耐胃酸,以及容易因肠道菌群紊乱遭受坏菌竞争而受损的缺点 [4]。

为了克服上述困难,国际上先进的益生菌市场正在形成一种由后生元所主导的第三代益生菌新体系:「益生联 Probiogenics」/「Tribiotics」,利用后生元高效率的免疫激活特性,打造一个有利于好菌定殖和生长的肠道环境,改善菌群失衡,让益生菌、益生元更能发挥应有的功效。

如何选择好的后生元?

后生元发挥效力的关键取决于优质的菌株、培育过程以及热封存条件。研究显示,筛选过的菌株,经由特殊培育及热封存技术处理,它们的免疫激活能力远优于一般菌株,日本发现经特殊热灭活程序的植物乳杆菌L-137 (Lactobacillus plantarum L-137),又名 L-137 吉开株的表现较为突出 (图2),即便采取破坏性实验,经高温加热或肠胃消化液处理后,仍保有高度生理活性 (图3)[3]。

L-137吉开株极为特殊,菌株有效成分脂壁酸 (Lipoteichoic acid, LTA) 含量是一般菌株的 2~6倍,能较其他菌株诱导约2~10倍的IL-12。此外,L-137的脂壁酸结构是由较多的丙氨酸 (Alanine) 组成,能稳定结构、不易产生变性、氧化和降解,因此对热、酸、碱的耐受性突出[5]。

好的后生元,如何让好菌更好?

热灭活L-137 吉开株 (后生元) 通过胃酸后,直接经由小肠微皱褶细胞吸收,迅速反应于免疫细胞,藉由脂壁酸刺激 IL-12的分泌[6]和激活第一型干扰素生成[7],强化免疫防护力。研究证实,热灭活L-137吉开株能透过激活免疫因子IL-12和 IFN-γ[8],打造好的肠道环境,有效辅助好菌定殖[9],抑制坏菌生长,若能结合益生菌、益生元形成「益生联」体系,好菌更能大幅生长 (图4),如同鱼帮水,水帮鱼的相辅相成;微生态平衡后,又能增进肠道绒毛的吸收能力,提升营养吸收,帮助健康维护、发育成长[8],提高整体生活质量[10]。

人体一旦具备充足的免疫防护和营养能量,面对病毒威胁也才有依靠,临床证实持续补充L-137吉开株能提升体内 IFN-β 浓度和特定免疫细胞数量[7,11],有助于削弱肺部病毒的致病力度[12]、强化扑杀病毒能力[12],降低上呼吸道的感染率[11]。在受到感染后,也能有助于缩短感染时间和后续治疗用药时程,整体加速身体复原 (图5)[7,11] 。

综合上论,热灭活植物乳杆菌L-137吉开株可快速诱导免疫细胞产生作用,显着加强免疫能力,加速改善肠道环境,让好菌不因坏菌竞争而效果打折,同时微生态平衡、优化后,可提升营养吸收,充分展现「益生联」新体系强强连手的加乘效果。

结论

国际食品趋势期刊「Trends in Food Science & Technology」在2018年发表文章,预言后生元/类生元将会是功能性食品的明日之星[2]。其实不难理解后生元/类生元的重要性和增长性,它不仅具有耐热、耐酸、耐久存的特性,还能协助益生菌发挥更好的生理活性。因此,不仅科学界已大量着手研究,市场也因新创的多元加工方式,为大众提供新的消费方向。虽然目前亚太市场尚未成熟,但日本已有食品巨擘大量投入研发资源开发后生元相关商品,相关的国际期刊研究成果也大幅增加。相信不久的将来,这股由后生元掀起的风潮也将抵达国内,不仅提升益生菌商品的功能,也开启市场应用更多的可能,例如在长保乳饮、饮料、糖果、高温烘焙品等一般食品的添加应用。

参考文献
1. Frontiers in microbiology. 2019; 10: 1047.
2. Trends in Food Science & Technology. 2018; 75: 105-114.
3. Bioscience, biotechnology, and biochemistry. 2012; 76: 918-922.
4. Journal of food and drug analysis. 2018; 26: 927-939.
5. International Immunopharmacology. 2015; 25: 321-331.
6. Microbiology and immunology. 2010; 54: 143-151.
7. Immunopharmacology and Immunotoxicology. 2012; 34: 937-943.
8. Animal Feed Science and Technology. 2019; 257: 114272.
9. Journal of applied animal research. 2012; 40: 140-147.
10. The Journal of nutrition. 2006; 136: 3069-3073.
11. Journal of nutritional science. 2013; 2: e39.
12. International Immunopharmacology. 2009; 9: 1122-1125.

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