益生元(Prebiotics)是这样一种物质:它是一种膳食补充剂， 通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的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(Gibson and Roberfroid，1995)。成功的益生元应是在通过上消化道时，大部分不被消化而能被肠道菌群所发酵的。最重要的是它只是刺激有益菌群的生长，而不是有潜在致病性或腐败活性的有害细菌。

• 中文名 益生元
• 外文名 Prebiotics
• 功效 保健
• 应用 畜牧、医疗、日常保健、食物等
• 主要成分 功能性低聚糖

简介

　　益生元（Prebiotics）是这样一种物质：它是一种膳食补充剂，

　　通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的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（Gibson and Roberfroid，1995)。成功的益生元应是在通过上消化道时，大部分不被消化而能被肠道菌群所发酵的。最重要的是它只是刺激有益菌群的生长，而不是有潜在致病性或腐败活性的有害细菌。

概述

　　益生元是这样一种物质：它是一种膳食补充剂，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性，而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康。

　　对人体来说，优质的益生元，在通过消化道时，大部分不被人体消化，而是被肠道菌群吸收。最重要的是，它只是增殖对人体有益的菌群（益生菌），而不是增殖对人体有潜在致病性或腐败活性的有害菌。

　　通俗来说，益生元就是人体益生菌的“养料”。例如，立健的有效成分是异麦芽低聚糖，异麦芽低聚糖就是一种优质的益生元。

内涵

　　最基本的益生元为碳水化合物，但定义并不排除被用作益生元的非碳水化合物物质。理论上来讲，任何可以减少现在有害菌种，而有益于促进健康的菌种或活动的抗生素都可以叫做益生元。

　　此定义并没有侧重地强调某一特定的菌种。然而由于双歧杆菌和乳酸菌被认为对人体有很多有益的影响，所以一般的益生元被假设认为能促进此两种菌数量的增加或是其活性的增强。可以促进（生成促进）双歧杆菌的物质被认为为双歧因子。一些益生元可以作为双歧因子，反之亦然。但这两个概念并不相同，见下说明。

　　一般可以这么认为，益生元给益生菌提供“食物”,能够被肠道内有益细菌分解吸收，促进有益细菌生长繁殖。大家所熟悉的双歧因子就是促进肠内双歧杆菌生长的益生元。而异麦芽低聚糖(低聚异麦芽糖)是益生元中最为优异的菌种。

　　益生元（Prebiotics）是指不易被消化的食品成分，通过选择性的刺激一种或几种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物质。

　　益生元主要包括各种寡糖类物质（Oligosaccharides）或称低聚糖（由2～10个分子单糖组成）。更概括的说法是功能性低聚糖。 已开发成功的功能性低聚糖有果寡糖、大豆寡糖、半乳寡糖、异麦芽寡糖、木寡糖、甘露寡糖、壳寡糖、乳糖醇、异麦芽酮糖​10余种。

保健功效

　　益生元被明确的制定作用于大肠菌落。

　　以下为已经发表功效：

一、减轻便秘症状

　　此功效已经如食用纤维的功效一样被很好的证实了。很多益生元为在大肠中发酵的碳水化合物。通过发酵产生肠气体来增大肠体积从而缩短了消化物在肠中的逗留时间。便秘是由消化物在肠中逗留时间太长而引起的。经过时间短了自然有助于抵抗便秘。

　　除此之外，许多碳水化合物可以增加肠的水分含量，酸的分泌可以刺激肠蠕动。这些同样可以减少消化物经过肠的时间。

　　基于对新产代谢的改变而不是通过刺激某种细菌，最好的功效是由包括膳食纤维在内的碳水化合物混和物获得。

二、降低肠 pH 值

　　该作用是由于新产代谢来自从蛋白质发酵（生成氨，高 pH ）向更多碳水化合物发酵（生成酸）的改变。一些肠道疾病如节段性会肠炎和 IBS （急性肠道综合症）的特征都是有过高的肠 pH 值。降低 pH 从而可以降低（并非治愈）这些疾病的发生。这是有益于病人的。

　　低的肠 pH 值也可以刺激肠蠕动从而抵制致病细菌。益生元可降低肠道pH值，可有效抑制肠道腐败产物的生成，并促进肠道蠕动而促进排便。在低pH由一级胆酸转变成具有致癌性的次级胆酸的反应受到抑制，此外氨浓度的降低也有利于减少癌变(Reddy等1993，Howard等1995)。短链脂肪酸对大肠上皮细胞有营养作用，特别是丁酸不仅是结肠细胞的主要能源基质，有助于免疫细胞的育成，而且具有很强的抗细胞增生、分化的能力，研究表明，丁酸同白介素一起可使小鼠腹膜癌肿消失(pe玎in，1994)。由于肠道菌群平衡改善，肠道免疫功能增强，由菌群失调引起的腹泻可得到改善。随着肠道功能改善，肝脏功能也得以改善．一般乳酸菌发酵生成的有机酸只有乳酸，而双歧杆菌的产酸以醋酸居多，与乳酸之比达15：1，不解离的醋酸对有害菌的抑制力比乳酸更强。[1]

三、调理细菌平衡

　　益生元可以帮助肠在经过抗生素，腹泻，压力或其它药物（非抗生素类）的干扰后恢复肠内细菌平衡。通过对某特定菌群的选择性的刺激而使平衡恢复。可能发生在很多种不同菌群上。这种刺激可以是直接的（被选择的细菌在益生元上生长）或是间接的（一些细菌释放对其它细菌生长有益的物质）

　　这种情况下，选择性刺激和新陈代谢的改变都起到作用。

四、影响血脂浓度

　　被声称对一些单糖有益，但次作用并未经证实。

五、预防肠癌发生

　　这一效应未经证实。但有很多迹象指出许多蛋白质发酵产物会提高患直肠癌的风险。所以蛋白质发酵的减少可以降低风险。而且碳水化合物发酵产物也许有降低直肠癌发病的可能。

　　同样的，最佳的降低风险效应是通过改变新陈代谢而不是某类细菌来获得。

六、增强免疫系统

　　益生元本身对免疫系统无任何作用。但是通过改变肠菌落从而可能影响免疫系统。该刺激可以是有益的或是无益的，有益作用是指免疫系统被激活来抵抗致病菌。无益作用是说由于刺激可能引起的过敏反应。

　　关于肠菌落对免疫系统的作用方面的研究已经很多，但至今还没有已知的对免疫系统有益的益生元物质。

　　食用益生元低聚糖也可以通过促进双歧杆菌增殖而有效降低腐败细菌产生的p葡萄糖醛酸酶、偶氮还原酶、硝基还原酶等可催化前致癌原成为致癌物的酶活性。低聚糖也能同一定的毒素、病毒和细菌表面结合而作为～种免疫佐剂，可减缓对抗原的吸收，增强抗原的效价和人体体液免疫力。

七、促进婴儿健康

　　四岁以下儿童的肠菌落很不稳定。许多口入致病菌都可以干扰微生物菌落。可以稳定菌落的物质可被认为是益生元。一些研究指出有些商业化的单糖可以改变菌落和降低 pH 值而起到由稳定效应。

有效剂量

　　正常的饮食每天可以提供 5 克 -10 克 的非消化性寡糖。对健康成年人寡糖有效剂量为每天 15 -20 克，少于15 克 一般为认为是服用量不足。

　　目前市面上有很多号称是益生元的产品，但其纯度不高，比如一些奶粉、辅食、保健品等，只将添加益生元作为噱头，实则含量非常低，不能达到作用量，是欺骗消费者的手段。所以，购买益生元产品，最好要仔细查看益生元含量，含量一般达80%~90%属于高纯度。

应用领域

　　由于优异的品质与无害性，益生元已被广泛运用到医疗、日常保健、食物添加等行业。

　　常见的产品有：

　　含益生元的益生菌

　　水溶性膳食纤维

　　人体临床实验能充分表明：伲特膳食纤维所含有的益生元能够增加肠道内双歧杆菌和乳酸菌的数量和代谢能力，同时抑制有害菌的生长。不但是来自法国天然提取的绿色食品，体现益生元的优势和充分利用其功能。由于是非药物，这类应用使用人群非常广泛，其中，非常适用于有肠道问题的人群。

功效比较

　　依据现有文献的试验方法来看，评估益生元的效果大多采用的指标为：对有益菌(如双歧杆菌、乳酸杆菌)的增殖效果；对有害菌(如梭菌)的抑制和潜在致病菌(如大肠杆菌、肠球菌、拟杆菌等)的非增殖效果；被肠道菌群代谢后的产酸量和产气量。不同功能性低聚糖的益生元（市场上常见的异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)、聚葡萄糖（PDX））等都属于益生元的范畴）效果比较如下：

1　对有益菌——双歧杆菌的增殖效果

　　一般而言，肠内双歧杆菌共有8种，其中以两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和短双歧杆菌的数量最多。不同年龄阶段人群的肠内双歧杆菌，其组成和比例有一定不同，如儿童阶段主要是婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌和长双歧杆菌，青壮年和老年人肠道中则主要是青春双歧杆菌和长双歧杆菌。随着年龄增长，或不良饮食习惯及疾病等的影响，肠内双歧杆菌数量和比例很有可能会大幅下降，不利于人体健康状态的保持。

　　众多研究已分别证实：异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等有明显的双歧杆菌增殖作用。Ryerofi等的体外发酵研究表明，七种低聚糖都能明显增殖双歧杆菌的前提下，增殖程度上略有差异(见图1)。具体地说，肠内的5种双歧杆菌对不同低聚糖的可利用性和利用率也各有不同(见表1)。

　　表1　5种双歧杆菌对益生元的可利用性

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)

　　图l　不同益生元对肠内双歧杆菌的增殖效果

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

　　Claire等的研究表明，低聚半乳糖和异麦芽低聚糖是能被各种双歧杆菌良好利用，且增殖率较高的益生元，但后者被长双歧杆菌和青春双歧杆菌的利用程度更高。而低聚木糖除了可被青春双歧杆菌和长双歧杆菌所利用外，其它双歧杆菌的可利用性都较差。因而，低聚半乳糖和异麦芽低聚糖是适合各年龄阶段人群食用的益生元。

2　对有益菌——乳酸杆菌的增殖效果

　　经过体外试验和临床研究的比较试验发现，异麦芽低聚糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等对人体肠内乳酸杆菌均有明显的增殖作用(见表2)。其中，低聚半乳糖对乳酸杆菌的增殖最多、也最全面。

　　表2　不同益生元对肠内乳酸杆菌的增殖效果

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

　　表3　4种乳杆菌对益生元的可利用性

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

3　对有害菌(包括兼性菌)的抑制效果

　　人体肠内的有害菌主要指梭菌。此外，一些兼性菌在机体健康出现状况时，也会转化为不利于人体健康的有害菌如大肠杆菌、拟杆菌等。成功的益生元不仅要能够增殖有益菌，还要能抑制有害菌的增殖。

　　通过体外试验和人体临床研究等的证实：异麦芽低聚糖对有害菌梭菌有明显的抑制作用，对潜在致病菌(如肠杆菌、肠球菌)无增殖作用(见表4)。与异麦芽低聚糖一样，低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖对有害菌及兼性菌也具有很好的抑制作用(图2)。

　　表4　低聚异麦芽糖IMO对有害菌的抑制作用

　　图2　不同益生元对梭菌的抑制效果

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

4　被肠道菌群的代谢情况

　　益生元食后直达大肠，在结肠中被大肠菌群发酵为能源而利用，并产生短链脂肪酸SCFA，主要是醋酸、丙酸和丁酸以及乳酸和气体。

　　1　产酸量

　　肠道菌群代谢食物所生成的有机酸，一方面可以提供人体所需的能量，另一方面，可降低肠道pH值，形成不利于病原菌生存的环境，从而有效抑制肠道腐败，并提高对矿物元素的吸收率，促进肠道蠕动而有利于排便。一般乳酸杆菌只生成乳酸，而双歧杆菌主要产醋酸和少量乳酸。益生元被肠道菌群代谢后也会生成大量有机酸，使肠道pH值降低[9-10]。其中，以低聚半乳糖、乳果糖的产酸量最大，菊粉的产酸量最小。益生元被代谢后的各种有机酸的产生量为：醋酸LACT、GOS、SOS>FOS、IMO、XOS>Inulin；乳酸GOS、SOS>XOS、IMO、LACT>FOS、Inulin；丙酸LACT、Inulin、XOS、FOS>SOS、COS>IMO。异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)．

　　2　产气量

　　人体肠道内除双歧杆菌和乳杆菌之外，几乎所有其他的菌群都能够产气，使人体出现不同程度的胀气和放屁现象。益生元被肠道菌群代谢后，可产生一定量的气体如CO2、H2、CH4。等。各种益生元由于糖苷键和组成的差别，会被不同类型的产气菌利用，产生的气体也会有差别。Rycroft等[9]通过体外试验比较了不同益生元的总产气量，发现异麦芽低聚糖和低聚半乳糖是众多益生元中总产气量最少的，而菊粉是总产气量最大的一种(见图3)。另外，Oku等[17][就低聚果糖、低聚乳果糖、异麦芽低聚糖三种益生元的氢气产生量进行了临床验证，不论是10g/d还是20g/d的食用剂量，都是低聚果糖的产氢气量最大，而异麦芽低聚糖的产氢气量最少(见图5、6)。

　　图3　不同益生元的产气量比较

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

　　图4　FOS/GS/IMO(10g/d)的氢气产量　　

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

　　图5　FOS/GS/IMO(20g/d的氢气产量

　　异麦芽糖低聚糖(IMO)：低聚果糖(FOS)、低聚半乳(GOS)、低聚木糖(XOS)、低聚乳果糖(LACT)、大豆低聚糖(SOS)、菊粉(Inulin)

选择原则

　　综上所述，低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等在进入大肠后，都能被肠道菌群选择性地发酵(主要是被双歧杆菌与乳酸菌所利用，不被有害菌利用)，因而都是十分优秀的益生元。

　　它们的主要差异在于被肠道菌群利用程度不同，具体表现在对不同有益菌的增殖程度、有害菌受抑制程度、产酸量和产气量等方面的差异。在实际应用中，可针对这些低聚糖的差异特点，为不同的消费群体和食品种类选择最适宜的益生元品种，比如：

　　(1)发酵型乳制品

　　对于发酵型乳制品，可选择更能促进某菌种生长的益生元(参考表l、表3)，帮助并协同该菌种最大化发挥对人体的健康作用。

　　(2)婴幼儿及儿童群体

　　对于婴幼儿及儿童群体，在婴幼儿配方奶粉及配方食品的开发过程中，可选择能全面增殖双歧杆菌，且增殖率较高的益生元，如低聚半乳糖、低聚异麦芽糖等。

　　(3)中老年人群体

　　对于中老年人群体，鉴于其便秘和肠道老化症状十分严重，可考虑选择能集益生元和膳食纤维效果于一体的低聚糖如低聚异麦芽糖等，帮助中老年人恢复健康。

　　(4)对肠胃胀气较为敏感的人群

　　对于对肠胃胀气较为敏感的人群，可适当避开食用大豆低聚糖、低聚果糖等容易胀气的益生元，而选择产气量最少的低聚异麦芽糖、低聚半乳糖等。

　　总之，针对不同的食品种类和消费群体需求，都有对应的最适益生元。不能说“某种益生元是最好的益生元”，而只能说哪些是适用范围较广的益生元。因此，消费者在面对不同益生元时一定要理性选择。