今年4月15日,國家食品安全風險評估中心對營養強化劑新品種2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)公開征求意見,意見指出,2’-FL可以作為營養強化劑添加到嬰兒配方食品中。去年12月,中國營養學會營養健康研究院線上發布了關于母乳低聚糖(HMOs)功能、法規管理及應用前景的報告,并于今年6月20日和帝斯曼聯合線下發布。
作為母乳中的生物活性物質,HMOs對初生嬰兒腸道菌群建立和後續腸道微生物的平衡方面有重要作用。今天我們就來講講這一天然的益生元。
圖片制作:魚樂
母乳低聚糖(HMOs)是在妊娠末期和哺乳期,由母親乳腺分泌的水溶性低聚糖。HMOs在泌乳早期濃度較高,随着時間的推移逐漸降低。初乳中HMOs含量為20-25克/升,熟奶中HMOs含量為10-15克/升。
根據分子末端連接的單體,可以将HMOs分為三類:中性岩藻糖基化HMOs、中性非岩藻糖基化HMOs和酸性HMOs。其中2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL,中性岩藻糖基化HMOs)是母乳低聚糖中的主要成分。
2’-FL結構式
國内法規現狀
2’-FL被列為食品營養強化劑新品種(征求意見)
來源:公開征求乳糖酶等3種食品添加劑新品種意見(2022年4月15日)
用量及使用範圍:
發酵菌株:
該2’-FL是以乳糖等為原料,經發酵、提純、幹燥等工藝制得。
國外法規現狀
美國:HMOs通過了GRAS認證
歐盟
歐盟(EU)2017/2470批準2’-FL為新食品原料,可以單獨或者和LNnT(乳糖-N-新四糖)一起應用于嬰幼兒食品中,2’-FL最大添加量為1.2g/L,LNnT最大添加量為0.6g/L。
來源有合成法和微生物發酵法,發酵法可使用菌種有:大腸杆菌K12,大腸杆菌BL21。
澳新
A1155:2’-FL可以單獨或者和LNnT一起應用到嬰幼兒配方奶粉和兒童膳食食品中,最大添加量2.4g/L,LNnT最大添加量為0.6g/L。
A1190:2’-FL可以應用到嬰幼兒配方奶粉和兒童膳食食品中,最大添加量2.4g/L
其他
數據來源:澳新A1190
食問實答
1)母乳低聚糖具有哪些功能?
對腸道微生物的影響
作為益生元,HMOs不易被上消化道消化吸收,能完整到達結腸,可為結腸細胞提供營養和能量。在厭氧條件下,HMOs選擇性的被雙歧杆菌和拟杆菌等益生菌利用,産生後生元和短鍊脂肪酸,從而有效地促進兩歧雙歧杆菌的生長,對腸道菌群進行修飾、能夠調節腸上皮細胞反應。
母乳喂養的嬰兒腸道微生物菌群主要由雙歧杆菌屬、乳杆菌科和腸杆菌科組成,而嬰兒配方奶粉喂養的嬰兒腸道微生物則主要富集索狀芽孢杆菌、拟杆菌、螺旋菌和反刍腸球菌科。
對腸道健康及免疫系統的發育影響
母乳喂養可以促進腸道菌群的增殖并支持胃腸道系統和免疫系統的建立。母乳中的岩藻糖基低聚糖可通過競争機制抑制空腸彎曲杆菌和大腸杆菌毒素與腸黏膜受體的黏連,可通過影響不同細胞群來調節機體的免疫反應。2’-FL和3’-FL可以起到抗病毒黏附作用。
對大腦發育的影響
HMOs的代謝産物如唾液酸能夠促進嬰幼兒大腦發育、神經元傳遞和突觸發生。
2)母乳低聚糖在嬰兒體内的分解産物有哪些?
嬰兒腸道中分解HMOs的酶主要有岩藻糖苷酶、β-己糖苷酶、乳酰-N-二糖磷酸化酶、唾液酸酶和β-半乳糖苷酶,分解産物分别為岩藻糖、乳糖、乳酰-N-二糖、唾液酸、半乳糖。
圖源:參考文獻3
3)HMOs主要有哪些生産方式?
目前HMOs的主要生産方式有化學合成法、酶法合成、生物發酵法。
化學合成法由于步驟複雜,原料昂貴,并會使用有毒試劑,所以僅用于生産小批量,以分析為目的的HMOs。
酶合成法主要使用的酶是糖基轉移酶(GT)和工程糖苷酶(糖苷水解酶,GH)。
微生物發酵是目前最常用的生産工藝,國外大部分獲得批準的HMOs是采用生物發酵法生産,使用的菌種主要是大腸杆菌K12和大腸杆菌BL21。微生物發酵法成本相對較低,便于實現大規模生産。
産品應用
牛乳中的低聚糖濃度明顯低于母乳,大概低100~1000倍,所以目前市面上的一些嬰配奶粉會添加HMOs,讓奶粉的營養價值更貼近母乳。
目前我國尚未批準HMOs在食品中的應用,國外添加了HMOs的嬰幼兒配方奶粉以及其他食品通過跨境電商平台在國内銷售。
1、嬰幼兒配方奶粉
1)雀巢超級能恩适度水解蛋白奶粉3段
圖源:京東
産地:德國
聲稱:支持寶寶腸道健康,支持免疫系統生長,有助腸道益生菌增生
2'-FL添加量:183mg/100g
2)惠氏啟賦幼兒配方奶粉3段
圖源:京東
産地:愛爾蘭
聲稱:添加母乳低聚糖
2'-FL添加量:150mg/100g
低聚果糖添加量:1.8g/100g
3)雅培心美力幼兒配方奶粉3段
圖源:京東
産地:愛爾蘭
聲稱:激發寶寶自生免疫力
2'-FL添加量:132mg/100g
低聚果糖添加量:1.32g/100g
2、膳食補充劑
1)Biostime 兒童HMO益生菌
圖源:京東
産地:法國
聲稱:支持免疫功能、消化健康及營養吸收
2'-FL添加量:9600mg/100g
2) Culturelle 兒童益生菌
圖源:亞馬遜
産地:美國
聲稱:支持免疫系統健康,幫助消化系統更好的工作。
2'-FL添加量:1g/份
目前國内外企業都看好并布局國内HMOs的應用市場,去年年底帝斯曼宣布,中國相關部門已經批準了其提出的六種HMOs合成菌株的安全性,科漢森生産的HMOs也正在我國審批中,近日協和發酵生化株式會社(協和發酵生化)2'-FL的生産菌株已通過我國有關部門的安全性評估。
随着後續法規的審批落地,生産方式的改進優化,母乳低聚糖終将大規模走入國内消費者的視野中。
參考文獻
1. Commission Implementing Regulation (EU) 2017/2470 of 20 December 2017 establishing the Union list of novel foods in accordance with Regulation (EU) 2015/2283 of the European Parliament and of the Council on novel foods (Text with EEA relevance. )
2.Human Milk Oligosaccharides: 2′-Fucosyllactose (2′-FL) and Lacto-N-Neotetraose (LNnT) in Infant Formula
3.王豔菲,公丕民,張蘭威.母乳低聚糖及其在嬰幼兒配方乳粉中的替代品研究進展[J].
4.楊寶雨等.母乳低聚糖的研究[J]
5.中國營養學會.《母乳低聚糖:功能、法規管理及應用前景》
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