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蓄势待发的后生元有哪些独特的优势?

后生元概念将原本混乱的灭活益生菌概念进行了统一,引起了业界更广泛的关注。目前,可制备后生元的菌株仍以传统益生菌为主,但随着下一代益生菌研究的深入,符合后生元概念的菌株也在不断更新。但是同时,对于全球行业而言,后生元的检测、功能评估、安全监管等都是一个棘手的问题。而且由于基础研究的欠缺,目前,相关部门和行业协会也无法得到足够的参考和依据来制定法律法规。未来还需加强后生元功效研究的权威性和可靠法,为行业进一步发展奠定基础。

 

随着人们对益生菌研究的不断深入,学者们发现,益生菌的功能活性不完全来自活菌,一些细菌的细胞膜、细胞壁以及代谢物同样具有相同或类似的功能活性。为了描述这些组分,一些学者使用副益生菌、热灭活益生菌、代谢产物、无细胞上清和细胞水解物等词汇对这类活性成分进行描述,而这些描述终究没有得到学术界和产业界的一致认可和接受。2019年,国际益生菌和益生元科学协会召集行业专家进行讨论和意见征集,将之前的概念进行归纳总结,于2021年发布了关于后生元(postbiotics)的概念和共识,将后生元定义为“对宿主健康有益的无生命微生物和(或)其成分的制剂”。

 

后生元共识发布后迅速得到了学术界和食品产业界的关注和认可。在2022年和2023年以postbiotic为主题词的文章发表数量均超过300篇。美国、日本、德国的益生菌公司也迅速推出了多款后生元产品。

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根据后生元共识,后生元的菌株来源并不限于传统的益生菌,只要灭活菌体成分有助于人体的健康便可称之为“后生元”。出于生物安全和产业化生产的考虑,目前,后生元的菌株来源主要以传统益生菌为主,如双歧杆菌属、乳杆菌属、链球菌属等都是后生元的主要来源菌株。但是随着“二代益生菌”研究的深入,研究者发现,灭活状态的“二代益生菌”,如黏液蛋白-阿克曼氏菌、普拉梭菌、脆弱拟杆菌、丁酸梭菌等,同样具有调节免疫、缓解炎症等后生元的益生功效,因此后生元的菌株来源也在不断更新变化中。后生元市场前景可期。

生物活性更直接更广泛

 

由于益生菌能够定植于肠道,进而实现改善免疫、调节菌群、改善肠道上皮屏障等多重功能。作为益生菌的衍生物,后生元的健康功效研究也主要集中在肠道健康。

 

后生元以膳食方式摄入后,肠道是其最直接和最重要的作用靶点,其各种组分可与肠道上皮细胞、固有层免疫细胞、肠道特征细菌等直接作用,对缓解肠道炎症、改善肠道菌群、缓解便秘等有一定帮助。值得一提的是,后生元作为多种活性物质的集合体,相比益生菌可能会更快、更直接地被肠道吸收。

 

肠道菌群与人体代谢紊乱之间的关系是近年的研究热点,菌群对人体代谢紊乱的调控很大程度上依赖微生物产生的各类代谢物,以及它们与宿主细胞上的受体之间的相互作用,这些代谢物包括短链脂肪酸、胆汁酸、多肽、色氨酸代谢物等。后生元作为多种益生菌代谢物的集合体,在调控代谢紊乱方面具有一定的天然优势。

 

由于代谢紊乱一直是学术界最关注的公共健康问题,后生元调节代谢紊乱作用机制解析也比较深入,逐步由完整的灭活菌体到后生元中某一种特定的功能组分。

 

作为灭活后菌体的统称,后生元组分主要分为两类,一类是细菌原本的结构组分,如细胞壁及细胞膜及其附属的结构物,包括胞外多糖、肽聚糖、S层蛋白、脂磷壁酸等,这部分物质已经有了较长的研究历史;另一部分是存在于细胞液中的活性分子,包括短链脂肪酸、胞内蛋白、氨基酸及多肽、氨基酸代谢物等诸多组分。

 

近年来,益生菌和后生元的生理功能的多样性被逐步挖掘,结构相对保守的细胞壁及细胞膜结构组分不具备如此多样化的功能,这就意味着细胞液中的活性物质中含有大量的潜在活性组分。利用代谢组学、基因组学技术,学者们也对这部分活性成分及作用机制进行了深入挖掘。

安全性更高 应用前景广阔

 

相比益生菌,后生元在应用的过程中有其独特的优势。首先,后生元安全性更高,后生元不会对某些疾病、易感人群造成感染,也没有抗生素耐药基因转移的风险;其次,流通更方便,益生菌活菌极易失活,因此在流通过程中需考虑温度、水分、氧气的影响,相比而言,后生元产品流通更方便、保存期更长;第三,健康功效的独特性,后生元含有的多种活性成分,益生作用更为直接,因此会产生类似益生菌活菌甚至更健康的功效。

 

目前,后生元在功能性膳食补充剂、食品品质改良剂、防腐剂等方面具有很好的应用前景。

 

后生元作为功能性膳食补充剂应用到食品中,食品功能宣称主要集中于改善肠道健康方面,少数研究涉及口腔健康等。

 

除了具有健康功效,后生元某些代谢物如胞外多糖等还可用于食品物化性质的改良。作为微生物合成并分泌到细胞壁外的一种次级代谢产物,多种乳酸菌具有极强的胞外多糖分泌能力。胞外多糖可以作为稳定剂、乳化剂、胶凝剂、增黏剂等,进而改变食品的乳化、凝胶和流变特性。有研究发现,将骆驼奶中植物乳杆菌分离出的胞外多糖添加到奶酪中后,提高了奶酪的外观及整体品质,弥补了传统奶酪的感官缺陷。

 

此外,后生元组分中的有机酸、胞外多糖、多肽等具有良好的抗菌、抗氧化的功能,且相比于单一防腐剂具有制备简单、安全、抑菌谱广的优势。有研究发现,热灭活的嗜酸乳杆菌LA5、动物双歧杆菌BB-12后生元对嗜冷腐败菌具有较好的拮抗作用,可有效延长高水分马苏里拉奶酪的保质期。

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功效循证不充分法律法规待完善

 

后生元是一个复杂的体系,尽管近几年的研究让人们对后生元有了一定认知,但从食品应用角度而言,一些基础研究的支撑还有不足之处。

 

首先,来源菌株的范围和要求不明确。后生元选用的微生物必须是公认安全的,且拥有明确的遗传背景和生物学特性。后生元的来源菌株除了传统的益生菌,还有下一代的益生菌,如Akk、普拉梭菌等,安全性尚未得到充分认证。而且,能否根据其原始微生物的安全性推断后生元的安全性也存在争议。

 

其次,功效的真实性和可靠性需要谨慎甄别。目前,后生元的功效结果以细胞实验和动物实验结果居多,人群实验的证据较少,设计和组织完善的随机对照临床试验的证据更是少之又少,这直接导致很多学者对后生元的有效性持怀疑态度。

 

同时,对后生元组分的认知不足,导致无法准确量化后生元有效剂量和代谢过程。后生元是一个混合体系,其含有种类丰富的组分,虽然研究者们已经探索出了部分组分的功效,但未知物质仍占大多数。后续研究应明确后生元中的关键组分,建立检测方法,才能量化后生元在宿主体内代谢、吸收的方式以及每日摄入量等关键信息。

 

另外,菌株灭活方式还需深入研究。不同的灭活方式会产生不同的细胞裂解成分及活性物质,产生的后生元组分及其健康作用也存在差异,并且菌株灭活方式是否会引入新的食品安全风险需要谨慎评估。

 

尤其对于全球各国的食品监管系统,后生元概念的出现都是一个很大的挑战。目前,国内外监管机构均未建立专门针对后生元食品或膳食补充剂的法规或标准管理框架,对后生元的使用及相关要求尚未建立共识。尽管各国已经出现了标称“后生元”的产品,但目前均以普通食品、保健食品的方式进行监管,并未建立专门的检测标准或评估规范。

 

中国生物发酵产业协会于2023年2月发布《益生菌制品 乳酸菌类 后生元》的团体标准。该标准规定了益生菌制品乳酸菌类后生元的术语定义、分类等要求,在理化指标方面,仅从游离氨基酸含量和有机酸含量的最低限值进行规定;在安全指标方面,也仅从重金属、致病菌的角度进行了安全限量的要求。同时要求后生元所用的菌种应符合《可用于食品的菌种名单》,有明确的分离来源、全基因组信息、分类鉴定和安全性评价。但是对于功能宣称范围、量化检测、加工方法等关键问题均未提及。从全球范围来看,后生元的检测、功能评估、安全监管等都是一个棘手的问题。在今后的研究中,还需要更加强化后生元功效研究的权威性和可靠性,并建立全面可靠的后生元的定性、定量检测方法和安全评估方法,为国家和行业相关法律法规标准的制定提供参考和依据。


 

文章来源:健康霄云汇  图片来源:创客贴会员
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