資訊 > 專家原創(chuàng) > 母乳低聚糖(HMOs)功能與食品應用研究
母乳是嬰兒最 理想的天然食品,它 contains 豐富的營養(yǎng)成分和生物活性物質,為嬰兒的健康成長提供全方位支持。在母乳的眾多成分中,母乳低聚糖(Human Milk Oligosaccharides,HMOs)是一類獨特而重要的碳水化合物,近年來在食品領域受到了廣泛關注。HMOs 不僅對嬰幼兒的健康有著深遠影響,其在食品中的應用也展現(xiàn)出巨大潛力,正逐漸成為食品領域的新興明星成分。
HMOs 的發(fā)現(xiàn)與認識
HMOs 的研究歷程已有 100 多年。1886 年,兒科學和微生物學家 Escherich 等發(fā)現(xiàn)腸道細菌能影響嬰兒腸道的消化過程以及消化相關生理功能,隨后化學家 Eschbach 和 Deniges 等發(fā)現(xiàn)人乳和牛乳中的碳水化合物組成不同。1900 年,兒科學和微生物學家 Tissier 及 Moro 發(fā)現(xiàn)母乳與奶粉喂養(yǎng)嬰兒的腸道菌群組成不同,到 1926 年,Sch?nfeld 等報道了人乳中存在“雙歧因子”。之后的幾十年里,HMOs 的相關研究不斷深入,科學家們逐漸認識到其獨特的結構和功能。
HMOs 的結構與分類
HMOs 是由葡萄糖、半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、巖藻糖和唾液酸這五種單糖通過不同方式鏈接而成的復雜混合物。根據(jù)結構組成的不同,可將 HMOs 分為兩大類:
? 中性低聚糖類:為 HMOs 的主要成分,可再細分為巖藻糖基化中性母乳低聚糖和非巖藻糖基化中性母乳低聚糖。其中,巖藻糖基化中性母乳低聚糖包括 2’-巖藻糖基乳糖(2’-FL)、3-巖藻糖基乳糖(3-FL)和二巖藻糖基乳糖(DFL)等;非巖藻糖基化中性母乳低聚糖有乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖-N-新四糖(LNnT)和 3’-半乳糖基乳糖(3’-GL)等。
? 酸性低聚糖類:又稱為唾液酸化母乳低聚糖,如 3’-唾液酸乳糖(3’-SL)和 6’-唾液酸乳糖(6’-SL)等。
目前已識別的 HMOs 超過 200 多種,是母乳中除水分外的第三大固體物質,其成分和含量受遺傳、泌乳期、母體特征等多種因素影響。
HMOs 的主要功能
? 調節(jié)腸道菌群:HMOs 幾乎不能被人體胃腸道消化吸收,可完整地到達結腸,作為益生元為雙歧桿菌等有益腸道微生物提供發(fā)酵底物,促進其生長和繁殖,從而增加有益菌的數(shù)量,抑制有害菌的生長,維持腸道微生態(tài)平衡。例如,2’-FL 能夠特異性地促進嬰兒雙歧桿菌的增殖,有助于建立健康的腸道菌群。
? 增強免疫力:HMOs 可以通過多種機制調節(jié)免疫系統(tǒng)。一方面,它們能夠阻斷病原體與腸道上皮細胞的附著,減少感染的發(fā)生;另一方面,HMOs 還可以激活免疫細胞反應,促進免疫細胞的增殖和分化,提高機體的免疫防御能力。此外,HMOs 也可促使腸道分泌型 IgA 分泌,增強黏膜免疫屏障。
? 促進大腦發(fā)育:胃腸道的菌群組成與大腦的行為變化有關,HMOs 通過微生物及其被代謝的產物經腸-腦軸促進大腦發(fā)育。酸性低聚糖被腸道微生物分解釋放唾液酸,唾液酸可與大腦中神經節(jié)苷脂結合,促進大腦發(fā)育。并且,HMOs 被特定細菌代謝產生的短鏈脂肪酸能穿過血腦屏障,直接與小膠質細胞相互作用,進而調控認知和促進智力發(fā)育。
? 保護腸道屏障:HMOs 有助于維持腸道黏膜的完整性,增強腸道屏障功能,防止有害物質和病原體穿過腸道黏膜進入血液循環(huán),從而減少腸道疾病的發(fā)生風險。例如,在新生兒壞死性小腸結腸炎等腸道疾病中,HMOs 具有一定的預防和保護作用。
HMOs 在食品中的應用現(xiàn)狀
? 嬰幼兒配方食品:由于母乳是嬰幼兒的最 佳食品,而在無法進行母乳喂養(yǎng)或母乳不足的情況下,添加了 HMOs 的嬰幼兒配方食品能夠更好地模擬母乳的營養(yǎng)成分和功能,為嬰幼兒的健康成長提供支持。2023 年,中國國家衛(wèi)生健康委正式批準了 2’-巖藻糖基乳糖(2’-FL)和乳糖-N-新四糖(LNnT)作為食品營養(yǎng)強化劑新品種,可用于嬰幼兒配方食品等食品類別。目前,全球已有多個國家批準 HMOs 應用于嬰幼兒配方食品,眾多相關產品在歐美、中東、亞太和拉美地區(qū)等 160 多個國家和地區(qū)上市。
? 其他食品領域:除了嬰幼兒配方食品,HMOs 在成人營養(yǎng)品、乳及乳制品、功能性飲料、消化健康相關的膳食補充劑與功能性食品中也有應用。有臨床研究顯示,補充 HMOs 可以改善成人腸易激綜合征(IBS)和潰瘍性結腸炎患者的癥狀,因此其在特醫(yī)食品等領域也具有廣闊的應用前景。
HMOs 的生產與安全性
? 生產方式:目前,HMOs 的生產主要通過基因工程菌發(fā)酵來進行。通過將人乳中合成 HMOs 的相關基因導入微生物中,使其在發(fā)酵過程中產生 HMOs,然后經過分離、純化等工藝得到高純度的 HMOs 產品。這種方式生產的 HMOs 在結構上與母乳中天然存在的 HMOs 完全一致,能夠滿足食品工業(yè)的需求。
? 安全性:全球范圍內,針對不同人群的多個臨床研究均表明,HMOs 作為膳食補充劑或用于食品中是安全的,且耐受性良好。無論是短期還是長期、低劑量還是高劑量的 HMOs 干預,受試者攝入后均未出現(xiàn)安全性問題。我國公告批準的 HMOs 也均按照“三新食品”相關申報要求進行了嚴格的安全性審查,確保其不存在安全性風險后予以批準。
母乳低聚糖(HMOs)作為母乳中的精粹成分,在嬰幼兒的生長發(fā)育和健康維護中發(fā)揮著不可替代的作用,其在食品領域尤其是嬰幼兒配方食品中的應用具有重要意義。隨著生產技術的進步和成本的降低,以及對 HMOs 研究的不斷深入,相信 HMOs 將在食品領域得到更廣泛的應用,為人類的健康帶來更多益處。未來,我們期待 HMOs 能夠在食品行業(yè)中發(fā)揮更大的潛力,為不同年齡段人群的營養(yǎng)健康保駕護航。
作者簡介:
蘿卜,資深纂稿人,新聞傳播專業(yè)碩士研究生,江蘇省新聞編輯工作者,鹽城市食品行業(yè)協(xié)會新聞工作者。
母乳是嬰兒最理想的食物,純母乳喂養(yǎng)能滿足嬰兒6月齡內所需要的全部液體、能量和營養(yǎng)素。母乳低聚糖(HMOs)是母乳中繼乳糖、脂肪之后的第三大固體成分,作為眾多低聚糖的復雜混合物,HMOs具有多種結構和功能,在嬰幼兒生長發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。
母乳是嬰兒最理想的食物,純母乳喂養(yǎng)能滿足嬰兒6月齡內所需要的全部液體、能量和營養(yǎng)素。母乳低聚糖(HMOs)是母乳中繼乳糖、脂肪之后的第三大固體成分,作為眾多低聚糖的復雜混合物,HMOs具有多種結構和功能,在嬰幼兒生長發(fā)育中發(fā)揮著重要作用。
母乳低聚糖(HMOS)是自然存在于人乳中的復雜混合低聚糖,是母乳中僅次于乳糖和脂肪的第三大成分,在母乳成分中占比達 8%。
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