后生元在食品和药品研究新前沿 (综述) Critical Reviews in Food Science and Nutrition——[11.176] 后生元化合物与活益生菌相比具有技术、安全和经济优势。中国农业科学院饲料研究所周志刚等38位科学家专门致信Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology杂志,对这一后生元定义提出了不同的看法,其中明确指出后生元最初的定义。
●研究背景
人体肠道微生物在促进人体健康、调节免疫功能方面具有至关重要的作用。研究表明，细菌感染、抗生素、饮食习惯、慢性腹泻和生活压力等因素会显著影响肠道微生物组成，因而导致肠道微生物平衡受到破坏并影响宿主的健康状况。在这种情况下，通过摄入益生菌可以克服肠道微生物群失衡。尽管益生菌是有效的，但其衍生的后生元代谢物也具有免疫益处。
近日，伊朗研究人员Sahar Sabahi在Critical Reviews in Food Science and Nutrition期刊发表题为“Postbiotics as the new frontier in food and pharmaceutical research”综述论文，总结了后生元的来源、生物学特性、潜在机制及未来应用。
后生元为可溶性化合物，包括源自益生菌的细胞组分，细胞壁组分，细胞分泌物和代谢物，并且当摄入足量时会促进宿主健康。后生元与活细菌分泌或裂解后从其结构中释放的可溶性代谢物有关，这些副产物为宿主提供了更多的生物活性和特定的生理作用。其中，短链脂肪酸 (SCFA)、磷壁酸、酶、肽聚糖、胞外多糖、维生素、表面蛋白和有机酸均为后生元。
2.后生元的分类
后生元可按其成分分类，例如脂质（丁酸盐、丙酸盐、乙酸盐、乳酸等）、有机酸（丙酸和 3-苯基乳酸等）、蛋白质（p40、p75 分子）、碳水化合物（多糖和磷壁酸）、复杂分子（脂磷壁酸和肽聚糖衍生物）和维生素（B 族维生素）。
3. 后生元的安全性
对于后生元的安全性问题，临床研究结果表明后生元在体内条件下具有适当的药代动力学特性，但也有部分副作用，例如呕吐、腹胀、脱水等不良反应。目前，只有少数研究报告了后生元的副作用，后生元的安全性仍在讨论，未来应进行动物模型或临床试以提供更多有价值的信息。
4. 后生元的鉴定、分离和生产方法
在发酵食品技术中，发酵被认为是后生元生产的主要方法之一。在生长过程中，微生物利用益生元（菊粉、抗性淀粉、低聚木糖、低聚果糖等），并产生多种后生元代谢物。除此之外，后生元还可以通过热和酶处理、溶剂萃取和超声处理，并使用离心、透析和冷冻干燥等方法提高其生产效率。同时，生产中多种因素会影响后生元的化学成分，从而导致其生物学性能的变化。例如，培养成分和孵化环境会影响乳酸菌的代谢物生成；共培养多种菌株可产生具有更高稳定性和功能性能的生物代谢物。目前，多种分析技术和仪器已被用于鉴定和表征后生元，例如HPLC辅助NMR技术和MALDI-TOF来识别和表征肽-多糖复合物和脂磷壁酸。关于后生元化合物仍存在许多挑战，未来需要更详细地研究后生元的性质、鉴定、提取方法，提高其在医学、制药和食品领域广泛应用的可能性。
5. 后生元的潜在有效机制
后生元通常表现出与益生菌相似的治疗效果，但具有不同的作用机制。研究表明，后生元降低血清胆固醇的机制包括抑制肠道中的胆固醇摄取和抑制胆汁酸的再摄取；可激活含有核苷酸结合寡聚化结构域的蛋白1，诱导脂肪细胞中的细胞自主脂肪分解；具有与通过调节免疫反应激活细胞凋亡途径相关的抗癌活性。诸多研究表明，后生元具有多种活性功效，但它们的确切机制有待进一步研究。
益生菌产品的主要问题是如何在生产和储存过程中保持其高活力，以及商业产品标签上标明的益生菌数量与其实际数量之间的显著差异。相比之下，将后生元添加在食品更易保持其功能特性，且具有后生元的产品在整个储存和运输过程中不需要冷链，既延长保质期而不降低商品的感官特性，极大地促进了其在食品工业的发展。研究表明，后生元可降低宿主对某些抗原的敏感性并减轻炎症，例如有效减轻乳糖不耐症、乳糜泻等症状，未来需要更有效的研究数据推动其在食品、医药领域的发展。
参考：
Critical Reviews in Food Science and Nutrition（IF：11.176）
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10408398.2022.2056727
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