【慧聪食品工业网】目前，公认的人体所必需的营养素有7种，即蛋白质、脂肪、碳水化合物、水、维生素、矿物质和膳食纤维。自20世纪70年代随着科学家对膳食纤维的研究的不断深入，人们对益生元的兴趣日益增加。益生元有重要的营养健康作用，经常补充会对很多疾病有预防和治疗的效果。近年来，益生元的新价值被不断挖掘，也让人们对益生元有了更深的认识。
本文将全面阐述益生元的健康功效及其新价值。
什么是益生元？益生元，一个既熟悉又陌生的名字，一个能够实现人体微生态平衡的优秀配料，已经逐步走进千家万户。1995年，英国雷丁大学食品微生物学教授格兰·吉布森(Gibson)定义益生元是指“人体不消化或难消化的食物成分，选择性地刺激少数几种结肠生理活性细菌的生长和活性，从而对宿主产生健康效应”。2007年9月，联合国粮农组织(FAO)召集国际顶级专家开展了益生元技术会议，对益生元的定义作出修正，认为“益生元是一种可通过调节微生物菌群而有益于宿主健康的无生命的食品成分”。
能作为益生元的食物成分必须满足两个条件：
1.不能被哺乳类上消化道的酶所水解，最好在大肠中不被消化，能够在整个结肠内诱发糖分解代谢。
2.能选择性地刺激大肠中对宿主健康有益的细菌的生长和活性代谢。一般来说，要证明一个物质是否为益生元，要求十分严格，必须经过体外试验、动物试验和人体试验的研究。迄今为止，公认满足“益生元”要求的有3种：菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖。
目前，市场上使用的益生元多为低聚糖类。低聚果糖(FOS)又称果寡糖、果糖低聚糖或果聚糖，是一种水溶性膳食纤维，由蔗糖和1—3个果糖分子通过β-2-1糖苷键与蔗糖中的果糖基结合而成，主要由蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖组成的混合物。低聚果糖广泛存在于自然界的36，000多种植物中，如梨、香蕉、大蒜、芦笋、小麦、大麦、韭菜、燕麦中都含有FOS。菊粉(Inulin)跟低聚果糖类似，只是其聚合度范围更大，通常为2—60之间。低聚半乳糖(GOS)是含有半乳糖的低聚糖，结构是Gal-(Gal)n-Glc(注：Gal：半乳糖;Glc：葡萄糖，n=1—4)形式的低聚糖，是以乳糖为原料，利用β-半乳糖苷酶催化而生成的。它是目前能工业化生产的最接近母乳低聚糖的益生元。益生元的健康功效益生元的生理功能主要是通过促进人体肠道有益菌的繁殖，减少有害菌，恢复肠道微生态平衡来促进人体的健康。
低聚糖还具有膳食纤维的功能，可增加大便的持水性和容量，从而易于排出，起到“肠内清道夫”的作用，对便秘、腹泻起到双向调节，还可吸附肠道中阴离子、胆汁酸而有效降低血脂和胆固醇。改善肠道菌群，增殖有益菌大肠是人体最大的细菌库，粪便干物质中30%—50%是细菌体，人体细菌的95%以上集中在大肠，大肠内容物的含菌量每克可达1012cfu以上，代谢非常旺盛。进入大肠的碳水化合物，是经上消化道吸收后的残留物，每天约只有10—60克，其中大部分为抗性淀粉、非淀粉多糖及非吸收性糖类和膳食蛋白等，由食物摄入非消化性的低聚糖只有几克。大肠因缺乏大肠细菌可利用的碳源，一旦有碳水化合物进入，就会对肠道菌群代谢产生重要影响。大肠利用低聚糖的能力是不同的，体外试验结果表明，双歧杆菌对各种低聚糖几乎都可以利用，而一些有害菌对大多数益生元几乎都不能利用或很难利用。
研究表明，低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚异麦芽糖和乳酮糖等可使菌群发生改变，双歧杆菌和乳酸杆菌水平增加，有时还可使梭菌及拟杆菌的数量下降。吉布森等用模拟大肠升结肠和横结肠等不同部位的肠环境的多级发酵槽，接种粪便进行厌氧连续培养来观察低聚果糖对肠道菌群的影响，结果显示，低聚果糖可不同程度地促进所有肠道菌的生长，但只有双歧杆菌生长最快，而产气荚膜梭菌、大肠杆菌、粪肠球菌及拟杆菌等腐败菌远不如用葡萄糖作碳源时好。
人体试验也表明，各种难消化低聚糖可促进人体大肠双歧杆菌的增殖。以低聚果糖为例，日本学者光冈(Mitsuoka)就23名老年病人(50—90岁)进行试验，在每日膳食中添加低聚果糖15克，为期2周，每日收集粪便作细菌学试验。结果表明，食用低聚果糖后其大便中双歧杆菌比试验前增加了10倍，由108cfu/克增加到109cfu/克粪便，大便中双歧杆菌的检出率，由87%增加到100%。粪便肠杆菌由108cfu/克降低到106-7cfu/克，pH值下降0.3个单位，停止食用后双歧杆菌减少。益生元刺激人体肠道双歧杆菌等有益菌群生长，增强肠道定植抗力而改善肠道功能是因受试者的年龄、饮食、健康状况及其他因素而异。在一定的范围内，改善肠道功能的效果随使用剂量增大而增加。
长期食用益生元低聚糖，肠道菌群适应后，会增强对益生元的分解，其最大无作用量会增加，停用后效果也会逐渐消失。与益生菌一样，其调整肠道菌群的效果持久性不长，需经常不断食用。提高免疫力益生元通过促进双歧杆菌增殖来调节肠道微生态平衡，诱导肠黏膜淋巴系统的免疫活性以及激活体液免疫和细胞免疫，从局部或整体调节机体免疫功能。日本学者细野(Hosono)等进行的老鼠试验表明，低聚果糖能通过改变肠道微生态环境而促进肠黏膜的CD4+PP淋巴细胞亚群分泌IgA和白细胞介素IL-5、IL-6，并抑制Th2控制的免疫应答。曼哈塔(Manharta)等研究表明，低聚果糖通过增加PP淋巴细胞分泌，在大肠和小肠部位均能激活或诱导黏膜免疫系统，从而提高免疫力。预防便秘便秘与肠道菌群互为因果关系。肠道菌群失调可以诱发便秘，而便秘进一步加重了肠道菌群失衡。
益生元作为一种水溶性膳食纤维，不被人体消化吸收，以原形形态达到大肠，有选择性地增殖有益菌。同时，小分子的低聚果糖可产生较高的渗透压，而使结肠壁的水分析出进入结肠，使粪便变软，从而有利于缓解便秘;另外，益生元在被有益菌利用的过程中产生醋酸、丁酸等短链脂肪酸，促进肠道蠕动，促使粪便排出体外，进而缓解便秘。我国山东大学王宁的研究表明，便秘患者每日服用低聚果糖5克，连续7天后，能提高便秘患者的排便次数，改善排便状况和排便性状，对便秘患者具有一定的通便作用。抗衰老衰老的自由基学说已被国内外学者认可。
自由基是人体代谢过程中不断产生的损害自身的毒性产物，它广泛参与生理与病理过程。机体在自由基及其诱导的氧化反应下导致衰老。自由基的含量随增龄而升高，同时，自由基促成的脂质氧化作用及生成的过氧化脂类也随年龄而增加。自由基的消除主要靠氧化剂完成，特别是超氧化歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)。益生元能够调节肠道菌群，增殖肠道双歧杆菌，而双歧杆菌能增加血液中SOD的活性和含量，从而起到抗衰老的作用。
另外，日本学者出口(Deguchi)等研究表明，双歧杆菌可降低大鼠肠道pH值，清除氨等有害物质，可大大减轻肝脏清除这些物质的负担，因而可以减少自由基的生成。此外，双歧杆菌还能促进人体对微量元素的吸收，而许多微量元素如锰、铜、锌等处于SOD的活性中心，与SOD的活性密切相关。
