解码益生元，从特异性到植物性

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300多年前，荷兰人列文虎克（Antony van Leeuwenhoek）用自制的简单显微镜观察到细菌开始，为人类健康研究打开了新世界的大门。微生物的发现推动人类走进庞大且复杂的生态系统中，同时进一步为健康问题和社会可持续发展提供新的解决之道。

由于肠道具备神奇的“独立性”，人们将肠道称为人体的“第二大脑”。一个成年人的胃肠道是由数千种微生物、数万亿微生物细胞和基因组成的相互关联的多元化微生态系统，它们几乎影响着人类健康和幸福的方方面面。

尤其近年来，在膳食结构以及生活节奏的影响下，《国民肠道健康调研报告》表示超过90%的中国人都会遇到便秘、肠易激综合征(IBS)、胃食管反流病(GRD)和炎症性肠病等问题困扰，这也引起了人们对于肠道健康的关注，也希望维持自身肠道菌群的动态平衡。

1. 肠道菌群与健康息息相关

每个人的肠道菌群组成都是独一无二的，婴儿是肠道菌群建立的关键时期，自诞生之日起从母体以及周边环境微生物开始在新生儿肠道内定植，形成简单的微生物群落。然后受到饮食、生活方式、环境和遗传因素的影响，其肠道内菌群种类及数量开始变得丰富，肠道菌群也逐渐成熟。

当越来越多的科学证据证实，身体的健康与微生物群组成密切相关，更重要的是，微生物群的功能之间存在着重要的联系。甚至特定的肠道微生物菌株可以影响新陈代谢、免疫功能、心血管健康，甚至通过肠-脑轴影响情绪和认知健康。

因此肠道健康离不开肠道菌群的作用，由于益生元对机体健康有益，并且促进肠道菌群成分和活性改变，例如抑制有害菌生长，改善肠道环境，且能为人体提供多种营养物质，因此营养健康食品相关应用在预测期内需求也进一步提升。根据Grandview Research的数据显示，预计从2022年到2030年将以14.9%的复合年增长率(CAGR)增长，2030年全球销售额规模将大达到200亿美元。

伴随着消费者对益生元健康益处认知的加深，公司在研发方面的投资不断增加，消费者越来越接受为含有益生元成分的产品进行付费，这也为制造商通过开发不同的创新成分。推动益生元产品上新，来抢占市场份额。

2. 来自肠道菌群调节的挑战

由于肠道微生物菌群类型、种类和相互作用可能会有很大差异，在竞争激烈的肠道环境中，数万亿的微生物细胞为了营养和生存而相互联合或者斗争，因此通过肠道菌群来调节人类健康成为有挑战性的课题。例如具有简单结构的低特异性纤维可以被许多不同的微生物利用，但是其效果高度依赖于机体本身存在的微生物群。因此研究人员发现实现微生物群积极转变取决于基线组成，需要精确靶向特定的细菌菌株或联合体。

随着益生元的研究深入，其功能性成分和特异性作用逐渐被发掘。2014年研究人员提出具有“离散结构”的纤维可以在竞争激烈的肠道环境对有益菌产生有利作用，进一步证明了纤维特异性可调节微生物群组成，进而确定其精确的功能结果：

l低特异性纤维(如低聚果糖、菊粉)很容易被许多不同的微生物消耗，对健康产生的积极影响高度依赖于个体的基本微生物组组成。

l高特异性纤维(如黄原胶、不溶性β-葡聚糖)只能由相对少量的肠道细菌发酵，这些细菌可能只存在于人类的一个亚群中，因此对健康产生的积极影响有限。

l中等特异性纤维(如可溶性β-葡聚糖、II型抗性淀粉)能够精确刺激被认为对健康有重大益处的菌株，包括产生短链脂肪酸(SCFAs)，这为开发创新性饮食干预措施提供了新的方向。

图示：益生元纤维特异性在调节微生物群组成和功能方面发挥重要作用

加拿大、爱尔兰、澳大利亚和其他国家的研究人员也纷纷发表数据，支持对益生元纤维按特性进行分类的必要性。一项系统性肠道发酵研究(SIFR)纳入了24名健康成年人，比较了三种不同特异性的膳食纤维（inulin、carrot rhamnogalacturonan-I (cRG-I), and xanthan）对于受试者肠道微生物群的影响，其中每个受试者的粪便样本孵育48小时，来测量肠道菌群组成和功能的变化。

结果显示，菊粉（低特异性）和黄原胶（高特异性）都会导致微生物群组成的变化，效果因人而异。相比之下，cRG-I作为一种中等到高特异性的纤维，可以选择性地刺激受试者微生物群中常见的菌群分类，例如双歧杆菌(长双歧杆菌和青春期双歧杆菌)以及抗炎菌株(如prausnitzii f.p prausnitzii, a.h ili, r.h homis)，并且不依赖于机体原本的微生物群组成。

值得注意的是，虽然这三种益生元显著增加了体内短链脂肪酸(醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯)的产生，但cRG-I比inulin产生的总短链脂肪酸的个体水平更一致，当等量日剂量为1.5 g/天时，受试者腹胀情况更为友好，发挥了正向的益生元效应。

图示：三种不同特异性的膳食纤维(低、中、高)对成年人肠道微生物群的益生元效应

3. 为肠道注入健康正能量，植物益生元崛起

如今益生元已经被证实能促进胃肠道中特定有益微生物的生长，通过分解人类酶无法消化的复杂碳水化合物，来产生短链脂肪酸(SCFAs)，如醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯等有益代谢物，为肠上皮细胞提供能量，调节各种生理功能，从而支持宿主的整体健康。

随着对微生物组和益生元的科学理解的进步，研究人员发现除了常见的菊粉和低聚果糖(FOS)等益生元成之外，一些关键的植物成分也为解决肠道问题提供有效支持，进一步优化人体功能的正常运作，促进人体达到最佳生理状态，从而推动了整个益生元行业在预测期内的增长。例如原产于欧洲的洋甘菊，传统上被用于缓解胃肠道问题所带来的不适症状，来支持消化系统的健康。

“药食同源”成分——茯苓，富含去氢齿孔酸、16α-羟基松苓新酸等三萜类化合物，能够有效减少氧自由基的产生，在促进肠道健康中也发挥着重要作用。

被誉为“蔬菜之皇”的朝鲜蓟，其含有柚皮芸香苷、芹菜素芸香苷等黄酮类成分，还富含洋蓟酸、绿原酸等酚类、菜蓟苦素等萜类成分，有助于消费者减轻功能性消化不良的情况。

越来越多的研究发现水果多酚也是一种“益生元”，对肠道健康有重要作用。例如苹果多酚是苹果皮中含量特别丰富、抗氧化能力强的一类多酚，对胃肠道生理机能有正向的积极作用。

由于每个人都有独特的微生物群，特定益生元可能会对不同的人产生不同的影响。在过去十年的科学验证里，研究人员提出了根据益生元对肠道微生物群影响的特异性对其进行分层分类的重要性，通过特异性靶向有益的肠道共生菌群，或者结合益生菌或多酚或其他促进健康的成分结合使用，呵护身体肠胃健康，进而为消费者提供强大而持续的健康益处。

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参考文献：

[1]Grand View Research. Global prebiotics market size, share & trends analysis report by ingredients (FOS, inulin, GOS, MOS), by application (food & beverages, dietary supplements, animal feed), by region, and segment forecasts, 2022–2030. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/prebiotics-market

[2]Hamaker, B.R.; Tuncil, Y.E. A perspective on the complexity of dietary fiber structures and their potential effect on gut microbiota. J Mol Biol. 2014, 426 (23), 3838-3850. DOI: 10.1016/j.jmb.2014.07.028

[3]Cantu-Jungles, T.M.; Hamaker, B.R. New view on dietary fiber selection for predictable shifts in gut microbiota. mBio. 2020, 11 (1), e02179-19. DOI: 10.1128/mBio.02179-19

[4]Deehan, E.C.; Yang, C.; Perez-Muñoz, M.E.; et al. Precision microbiome modulation with discrete dietary fiber structures directs short-chain fatty acid production. Cell Host Microbe. 2020, 27 (3), 389-404. DOI: 10.1016/j.chom.2020.01.006

[5]Warren, F.J.; Fukuma, N.M.; Mikkelsen, D.; et al. Food starch structure impacts gut microbiome composition. Msphere. 2018, 3 (3), e00086-18. DOI: 10.1128/mSphere.00086-18

[6]Van den Abbeele, P.; Deyaert, S.; Albers, R.; Baudot, A.; Mercenier, A. Carrot RG-I reduces interindividual differences between 24 adults through consistent effects on gut microbiota composition and function ex vivo. Nutrients. 2023, 15 (19), 2090. DOI: 10.3390/nu15092090

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