益生元-健康饮食的必备

生活中，人们越来越注重健康饮食。于是，便有一批主打“无糖”的饮料诞生，例如现在风靡生活中的“元气森林”气泡水、“喜茶”气泡水、“奈雪の茶”等等。这其中，喜茶推出的一款气泡水比较特别，其水内添加了一种名为“益生元”的物质。除此之外，频频出现在各种保健食品中，那么益生元究竟是什么东西？

图1. 含“益生元”的喜茶及各类保健品

肠道菌群

提到益生元，就不得不先提到肠道菌群。何为肠道菌群？肠道菌群是在我们的体表或体内寄居着的细菌、病毒和真菌的统称。有研究表面成人胃肠道粘膜的表面积达到300m2，寄居着1014个微生物，其数量是人体细胞总数的十倍，成人肠道菌群重量超过1kg，编码大约330万个特异基因，是人类基因编码基因数的150多倍。肠道菌群的代谢活力相当于一个器官的代谢活力，因此科学界也称肠道菌群是一个“被遗忘的器官”。肠道菌群在我们的生命中发挥了非常重要的作用。包括从食物中摄取能量、尤其是不能被人体消化的成分，比如纤维素、木质素等；产生重要的代谢产物，例如短链脂肪酸、维生素K；还能提高免疫系统、抵抗病原菌、体重控制、血脂调节等作用。知道了肠道菌群的概念及作用后，便可以开始介绍益生元了。

益生元的概念及种类

益生元是在1995年由英国的著名教授Gibson首次定义为一种不可消化的食品成分，通过选择性刺激结肠中的一种或有限数量的细菌生长或活性来有益影响宿主，从而改善宿主的健康状况。关于益生元的概念自被提出后，一直不断地发展和演变。2016年12月，国际益生菌和益生元科学协会重新审查了益生元的定义和范围，这个定义将益生元的概念扩展到可能包括非碳水化合物物质，应用于除胃肠道以外的身体部位及食物以外的其它物质，保留了选择性微生物群介导机制的要求，对健康有益的影响必须得到证明，才能被认为是益生元。 传统的益生元最主要的形式有低聚果糖(FOS)-喜茶中含有的成分、菊粉（Inulin）、低聚半乳糖(GOS)、抗性淀粉、低聚木糖(XOS)、阿拉伯低聚木糖 (AXOS)等。其中，FOS、Inulin、GOS（果糖、葡萄糖、半乳糖）是基于六碳糖的益生元，作为益生元选择性较差，也能促进一些有害微生物的生长。XOS、AXOS是基于五碳糖（木糖、阿拉伯糖）的益生元，作为益生元选择性较好，主要促进有益微生物的生长。除此之外，扩展后的益生元还包括共轭亚油酸及多不饱和脂肪酸、酚类物质和各种植物化学素、部分的膳食纤维。

图2. 益生元与非益生元的区分

益生元对健康的影响

不同的微生物具有不同的糖代谢能力以及不同的糖利用方式。例如有些菌，如双歧杆菌、乳酸菌能够生产降解益生元的糖苷酶；但有些菌，如金黄色葡萄球菌，就无法产生这些糖苷酶。因此，通过摄入这些碳水化物能改变我们的肠道菌群结构，进而实现对身体的影响。 益生元被双歧杆菌、乳酸菌降解之后会产生短链脂肪酸 (short chain fatty acid, SCFA)(乳酸、丙酸、丁酸)。短链脂肪酸可以降低血液中糖和脂质水平，降低肠道的pH，提高矿物质的溶解性，促进钙离子和镁离子的吸收，抑制有害的病原菌的生长（因为病原菌在低pH往往难以生存）；益生元能够刺激肠道激素的释放影响下丘脑神经元活动，比如影响胃口、调节血糖、甚至影响情绪等等；益生元作为代谢底物，能够被肠道菌群发酵利用，促进双歧杆菌等有益菌增殖，还可产生气体扩大肠道体积，减轻排便困难症状来防止便秘；益生元可被双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群利用产生代谢产物，而代谢产物反之又能促进其消化、生长和增殖，从而刺激了肠道免疫器官生长，提高巨噬细胞的活性，提高了机体的抗体水平等等。益生元对人体健康的影响是多方面的，下图总结了益生元对人体健康的影响。

图3. 益生元对健康的影响

益生元和益生菌的差异

益生菌是指给予一定数量的、能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物。不少医生和营养学家都建议多喝酸奶，因为酸奶里有大量乳酸菌，对我们的肠道健康有帮助。酸奶、奶酪等发酵的乳制品中含有乳酸菌以及它们的代谢产物。这些乳酸菌能够在我们体内发挥大量的有益功效，比如，抗高血压、抗糖尿病、肠道菌群调节、提高免疫力、降低血液胆固醇等等。

表1. 我国被批准应用于人体的益生菌种类

肠道健康和益生菌调理与益生元密不可分。由于益生元的存在，益生菌（即有益菌）才能在肠道内获得优势，从而快速繁殖生长并定植成为有益菌。益生菌和益生元相辅相成，共同发挥作用，促进有益菌生长繁殖，抑制有害菌生长，使得肠道的微生态环境保持平衡，预防和改善便秘和腹泻，提高免疫力，保持人体健康。

益生元的来源及补充

益生元那么重要，我们如何获得呢？最早的益生元来源是母乳，母乳中含有大量生物活性物质能促进新生儿免疫系统的成熟，这些活性物质主要是各种复杂的寡糖。人乳低聚糖是人乳中含量第3丰富的成分,其结构组成具有独有性,核心结构为5种基本单糖:岩藻糖、葡萄糖、半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰神经氨酸（唾液酸），这些单糖以岩藻糖基化或唾液酸化结构形式形成不同的中性低聚糖或酸性低聚糖。其中，人乳中含量最多的低聚糖为2′-岩藻糖乳糖、乳糖-N-新四糖和6′-唾液酸乳糖。母乳中的寡糖含量和复杂程度远高于牛奶，这些寡糖并不是给婴儿提供能量，而是帮助婴儿肠道菌群，尤其是双歧杆菌的建立，这些刚刚建立起来的肠道菌群极大地帮助婴儿并不完善的免疫系统来抵御环境中的有害因子，帮助婴儿免疫系统的成熟。这也是为什么婴儿在最开始生下来的一段时间不能用配方奶粉代替母乳的原因。

许多果蔬中含有天然的低聚糖，是公认的天然益生元或益生元的提取原料。表2中列出传统益生元的食物原料及其含量，如菊苣、菊芋、蒲公英和大蒜等都是益生元含量丰富的食物原料。草石蚕（又名地蚕、螺丝菜、甘露子等）是我国传统蔬菜，食用历史悠久，含有丰富的水苏糖，是一种天然的益生元，此外，芦笋、香蕉、洋葱、蜂蜜也含FOS和Inulin。主食中，小麦是主要的益生元来源，含有低聚果糖（FOS）和菊粉（Inulin）。

表2. 传统益生元的果蔬来源及其含量