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后生元的功能及产业化应用

后生元的功能及产业化应用

    产业的发展总是在科技的推动下不断的推陈出新、迭代升级,健康产业亦是如此。进入21世纪以来,益生菌犹如一盏明灯,给健康产业界照亮了一条平坦大道。自2001年联合国粮食及农业组织和世界卫生组织(FAO/WHO)正式提出益生菌定义以来,我国益生菌产业如雨后春笋般快速发展。据统计,我国益生菌市场已突破千亿规模。

    伴随对益生菌研究的不断深入,益生菌产业不断迭代升级,益生菌1.0(仅指益生菌)、益生菌2.0(益生菌+益生元)、益生菌3.0(益生菌+益生元+营养元素)推动益生菌产业快速发展。近几年,科学家们研究发现,益生菌的多种益生功效与其死菌体或代谢产物密切相关,这就将益生菌产业升级至下一个产业发展阶段——益生菌4.0,即后生元




    2021年5月国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)在全球范围发布了后生元的共识声明,将后生元定义为:给宿主带来健康益处的无生命的微生物或其成分的制剂。

    后生元的“火”不是炒作,而是近年来对其多功能性的不断深入研究以及其应用场景的多种可能性决定的。

    后生元成分复杂,不仅包括肽聚糖、磷壁酸等菌体成分,还包括维生素、脂质、有机酸、细菌素、短链脂肪酸等活性代谢产物。后生元成分的多样性决定了其具有多种功能特性,包括平衡肠道菌群、增强肠道上皮屏障功能、增强免疫调节和促进新陈代谢。

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    后生元可以通过改善肠道菌群促进宿主健康。通过大量临床试验或动物实验,许多科学研究已经证实了这一点。例如,针对后生元开展了一项针对炎症性肠炎(IBD)的动物实验,结果发现,后生元可以帮助治疗小鼠的IBD,对肠道菌群的菌相分析发现其肠道菌群结构得到明显改善,有益菌丰度明显升高。另外,肠道菌群与宿主之间存在多种信号传递系统,后生元可以改善肠道菌群结构并通过肠-X轴预防和辅助治疗多种疾病,例如慢性肝病、肺结核疾病等。鉴于后生元的安全特性,其平衡肠道菌群的功能有望用于帮助新生儿建立完善和有益的肠道菌群。

    后生元成分可帮助修复或增强肠道上皮屏障功能。肠道上皮细胞是肠道的第一道防线,不仅是物理屏障,还与宿主免疫系统互作,限制有害物质和微生物移位到身体其他部位。上述动物实验同时证明,后生元可以抑制肿瘤坏死因子(TNF-)、白介素IL-1和IL-12的表达,同时促进IL-10的表达,增强肠道屏障功能,从而改善结肠炎小鼠模型的肠道损伤。后生元具有与活性益生菌类似的益生功效,且更加安全,在不适合活性益生菌的条件下后生元是预防及治疗炎症性肠病有效且有潜力的方法


    后生元可通过增强机体的免疫调节功能尤其肠道免疫改善机体健康状况。肠道是人体最大的免疫器官,约占人体免疫系统的70%,后生元通过肠道调节宿主免疫系统,从而提高机体免疫力。有研究发现后生元能够下调结肠上皮HT-29细胞中PGE-2和IL-8的表达,并调节巨噬细胞IL-1、IL-6、TNF-和IL-10的表达。最近还有研究报道后生元调节免疫的功能特性对新型冠状病毒肺炎-19(COVID-19)患者的辅助治疗和康复有一定的帮助。


    后生元可以调节机体新陈代谢。后生元调节机体代谢的方式包括活性物质进入人体循环系统直接调节和通过调节肠道菌群进行间接调节。临床实验表明后生元对多种代谢性疾病的治疗均有辅助效果。例如,多项临床试验表明,后生元在预防和治疗肥胖和代谢紊乱、提高宿主的钙吸收率并提高骨密度、改变神经代谢物水平从而缓解抑郁症状等方面具有积极作用。此外,还有研究证明后生元还可以改善畜禽动物的代谢状态,提高动物生长性能。因此,基于后生元的功能特性和安全性,其有望成为一类新型且安全的饲料添加剂。

    除上述功能外,与益生菌相比,后生元还具有多个优点:一是后生元更稳定,具有更长的保质期和更好的环境耐受性;二是后生元安全性更高。后生元对一些特殊人群如新生儿、敏感人群同样适应。后生元也不受抗生素的干扰抑制,不存在传递耐药基因的风险;三是后生元具有更广泛的作用靶点。后生元不仅限于肠道,口腔、皮肤、泌尿生殖道或鼻咽等都可作为后生元的靶点,而且更易于被肠道吸收,提高利用率。因此,后生元应用范围非常广,可以用于食品、保健品、化妆品、饲料、植物营养等多个行业中,具有广阔的市场应用潜力。

    以充分的科学研究和临床试验为支撑,后生元的产业化道路发展迅速。目前,国内外已有嗅觉灵敏的公司开始布局后生元市场,开发出各种后生元产品。国际上,作为全球益生菌开发最成熟的市场,日本在后生元商业化方面也领跑全球。日本好侍食品株式会社、麒麟、朝日、日清、森永等食品企业都推出了自己的后生元产品。在欧美国家,美国嘉吉集团收购了微生物发酵产品制造商DiamondV公司,推出后生元制剂EpiCor。德国诺维信公司推出了治疗幽门螺杆菌保健品Pylopass™的MONO灭菌版;在国内,我国的后生元产业属于萌芽阶段,但发展迅速。专注于后生元原料及后生元终端产品的研发和生产企业,已开发出护肤后生元、治疗口腔疾病后生元、可添加到食品的后生元、饲料后生元、植物营养后生元等系列后生元原料产品。而上述产品的开发是基于大量的人群试验或动物实验。例如,应用自己研发的后生元,进行了一项后生元对面部皮肤影响的100多人的人群试验,结果发现后生元具有显著的抗过敏均衡皮肤菌群功效。后生元经体外试验和人体临床验证,其对口腔病原菌变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌、具核酸杆菌、伴放线放线杆菌等具有显著抑制作用,可用于口腔疾病的辅助治疗。后生元具有调节肠道菌群平衡,提高免疫力和辅助治疗肠胃疾病等功效,可用于炎症性肠炎等的辅助治疗。


    后生元的产业化,是一片刚刚起步的蓝海。2021年是后生元元年,预计5年内全球后生元市场将达到千亿级规模。当前是后生元产业发展的关键机遇期,期待我国后生元产业抓住机遇,抢占风口,快速占领中国庞大的市场。


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