解碼益生元,從特異性到植物性

新營養
2023.08.22
為腸道注入健康正能量,植物益生元崛起。

來源:新營養(ID:ixinyingyang)


300多年前,荷蘭人列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)用(yong)自(zi)製(zhi)的(de)簡(jian)單(dan)顯(xian)微(wei)鏡(jing)觀(guan)察(cha)到(dao)細(xi)菌(jun)開(kai)始(shi),為(wei)人(ren)類(lei)健(jian)康(kang)研(yan)究(jiu)打(da)開(kai)了(le)新(xin)世(shi)界(jie)的(de)大(da)門(men)。微(wei)生(sheng)物(wu)的(de)發(fa)現(xian)推(tui)動(dong)人(ren)類(lei)走(zou)進(jin)龐(pang)大(da)且(qie)複(fu)雜(za)的(de)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)中(zhong),同(tong)時(shi)進(jin)一(yi)步(bu)為(wei)健(jian)康(kang)問(wen)題(ti)和(he)社(she)會(hui)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)提(ti)供(gong)新(xin)的(de)解(jie)決(jue)之(zhi)道(dao)。

由於腸道具備神奇的“獨立性”,人們將腸道稱為人體的“第二大腦”。一個成年人的胃腸道是由數千種微生物、數萬億微生物細胞和基因組成的相互關聯的多元化微生態係統,它們幾乎影響著人類健康和幸福的方方麵麵。

尤其近年來,在膳食結構以及生活節奏的影響下,《國民腸道健康調研報告》表示超過90%的中國人都會遇到便秘、腸易激綜合征(IBS)、胃食管反流病(GRD)和炎症性腸病等問題困擾,這也引起了人們對於腸道健康的關注,也希望維持自身腸道菌群的動態平衡。


01
腸道菌群與健康息息相關

每mei個ge人ren的de腸chang道dao菌jun群qun組zu成cheng都dou是shi獨du一yi無wu二er的de,嬰ying兒er是shi腸chang道dao菌jun群qun建jian立li的de關guan鍵jian時shi期qi,自zi誕dan生sheng之zhi日ri起qi從cong母mu體ti以yi及ji周zhou邊bian環huan境jing微wei生sheng物wu開kai始shi在zai新xin生sheng兒er腸chang道dao內nei定ding植zhi,形xing成cheng簡jian單dan的de微wei生sheng物wu群qun落luo。然ran後hou受shou到dao飲yin食shi、生活方式、環境和遺傳因素的影響,其腸道內菌群種類及數量開始變得豐富,腸道菌群也逐漸成熟。

當(dang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)科(ke)學(xue)證(zheng)據(ju)證(zheng)實(shi),身(shen)體(ti)的(de)健(jian)康(kang)與(yu)微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)組(zu)成(cheng)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan),更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)的(de)功(gong)能(neng)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)聯(lian)係(xi)。甚(shen)至(zhi)特(te)定(ding)的(de)腸(chang)道(dao)微(wei)生(sheng)物(wu)菌(jun)株(zhu)可(ke)以(yi)影(ying)響(xiang)新(xin)陳(chen)代(dai)謝(xie)、免疫功能、心血管健康,甚至通過腸-腦軸影響情緒和認知健康。

yincichangdaojiankanglibukaichangdaojunqundezuoyong,youyuyishengyuanduijitijiankangyouyi,bingqiecujinchangdaojunqunchengfenhehuoxinggaibian,liruyizhiyouhaijunshengchang,gaishanchangdaohuanjing,qienengweirentitigongduozhongyingyangwuzhi,yinciyingyangjiankangshipinxiangguanyingyongzaiyuceqineixuqiuyejinyibutisheng。genjuGrandview Research的數據顯示,預計從2022年到2030年將以14.9%的複合年增長率(CAGR)增長,2030年全球銷售額規模將大達到200億美元。


bansuizhexiaofeizheduiyishengyuanjiankangyichurenzhidejiashen,gongsizaiyanfafangmiandetouzibuduanzengjia,xiaofeizheyuelaiyuejieshouweihanyouyishengyuanchengfendechanpinjinxingfufei,zheyeweizhizaoshangtongguokaifabutongdechuangxinchengfen。tuidongyishengyuanchanpinshangxin,laiqiangzhanshichangfene。


02
來自腸道菌群調節的挑戰

由於腸道微生物菌群類型、zhongleihexianghuzuoyongkenenghuiyouhendachayi,zaijingzhengjiliedechangdaohuanjingzhong,shuwanyideweishengwuxibaoweileyingyangheshengcunerxianghulianhehuozhedouzheng,yincitongguochangdaojunqunlaitiaojierenleijiankangchengweiyoutiaozhanxingdeketi。lirujuyoujiandanjiegoudediteyixingxianweikeyibeixuduobutongdeweishengwuliyong,danshiqixiaoguogaoduyilaiyujitibenshencunzaideweishengwuqun。yinciyanjiurenyuanfaxianshixianweishengwuqunjijizhuanbianqujueyujixianzucheng,xuyaojingquebaxiangtedingdexijunjunzhuhuolianheti。

隨著益生元的研究深入,其功能性成分和特異性作用逐漸被發掘。2014年研究人員提出具有“離散結構”的纖維可以在競爭激烈的腸道環境對有益菌產生有利作用,進一步證明了纖維特異性可調節微生物群組成,進而確定其精確的功能結果:

l低特異性纖維(如低聚果糖、菊粉)很容易被許多不同的微生物消耗,對健康產生的積極影響高度依賴於個體的基本微生物組組成。
l高特異性纖維(如黃原膠、不溶性β-葡聚糖)隻能由相對少量的腸道細菌發酵,這些細菌可能隻存在於人類的一個亞群中,因此對健康產生的積極影響有限。
l中等特異性纖維(如可溶性β-葡聚糖、II型抗性澱粉)能夠精確刺激被認為對健康有重大益處的菌株,包括產生短鏈脂肪酸(SCFAs),這為開發創新性飲食幹預措施提供了新的方向。


圖示:益生元纖維特異性在調節微生物群組成和功能方麵發揮重要作用
加拿大、愛爾蘭、澳大利亞和其他國家的研究人員也紛紛發表數據,支持對益生元纖維按特性進行分類的必要性。一項係統性腸道發酵研究(SIFR)納入了24名健康成年人,比較了三種不同特異性的膳食纖維(inulin、carrot rhamnogalacturonan-I (cRG-I), and xanthan)對於受試者腸道微生物群的影響,其中每個受試者的糞便樣本孵育48小時,來測量腸道菌群組成和功能的變化。

結果顯示,菊粉(低特異性)和黃原膠(高特異性)都會導致微生物群組成的變化,效果因人而異。相比之下,cRG-I作為一種中等到高特異性的纖維,可以選擇性地刺激受試者微生物群中常見的菌群分類,例如雙歧杆菌(長雙歧杆菌和青春期雙歧杆菌)以及抗炎菌株(如prausnitzii f.p prausnitzii, a.h ili, r.h homis),並且不依賴於機體原本的微生物群組成。

值得注意的是,雖然這三種益生元顯著增加了體內短鏈脂肪酸(醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯)的產生,但cRG-I比inulin產生的總短鏈脂肪酸的個體水平更一致,當等量日劑量為1.5 g/天時,受試者腹脹情況更為友好,發揮了正向的益生元效應。

圖示:三種不同特異性的膳食纖維(低、中、高)對成年人腸道微生物群的益生元效應

03
為腸道注入健康正能量,植物益生元崛起

如今益生元已經被證實能促進胃腸道中特定有益微生物的生長,通過分解人類酶無法消化的複雜碳水化合物,來產生短鏈脂肪酸(SCFAs),如醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯等有益代謝物,為腸上皮細胞提供能量,調節各種生理功能,從而支持宿主的整體健康。

隨著對微生物組和益生元的科學理解的進步,研究人員發現除了常見的菊粉和低聚果糖(FOS)dengyishengyuanchengzhiwai,yixieguanjiandezhiwuchengfenyeweijiejuechangdaowentitigongyouxiaozhichi,jinyibuyouhuarentigongnengdezhengchangyunzuo,cujinrentidadaozuijiashenglizhuangtai,congertuidonglezhenggeyishengyuanxingyezaiyuceqineidezengchang。liruyuanchanyuouzhoudeyangganju,chuantongshangbeiyongyuhuanjieweichangdaowentisuodailaidebushizhengzhuang,laizhichixiaohuaxitongdejiankang。


“藥食同源”成分——茯苓,富含去氫齒孔酸、16α-羥基鬆苓新酸等三萜類化合物,能夠有效減少氧自由基的產生,在促進腸道健康中也發揮著重要作用。


被譽為“蔬菜之皇”的朝鮮薊,其含有柚皮芸香苷、芹菜素芸香苷等黃酮類成分,還富含洋薊酸、綠原酸等酚類、菜薊苦素等萜類成分,有助於消費者減輕功能性消化不良的情況。


越來越多的研究發現水果多酚也是一種“益生元”,對腸道健康有重要作用。例如蘋果多酚是蘋果皮中含量特別豐富、抗氧化能力強的一類多酚,對胃腸道生理機能有正向的積極作用。


youyumeigerendouyoudutedeweishengwuqun,tedingyishengyuankenenghuiduibutongderenchanshengbutongdeyingxiang。zaiguoqushiniandekexueyanzhengli,yanjiurenyuantichulegenjuyishengyuanduichangdaoweishengwuqunyingxiangdeteyixingduiqijinxingfencengfenleidezhongyaoxing,tongguoteyixingbaxiangyouyidechangdaogongshengjunqun,huozhejieheyishengjunhuoduofenhuoqitacujinjiankangdechengfenjieheshiyong,hehushentichangweijiankang,jinerweixiaofeizhetigongqiangdaerchixudejiankangyichu。


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參考文獻:

[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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