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超脱益生菌,聚焦益生元5大研究新进展

编者按:

益生元正在蓬勃发展,无论是在消化健康领域,还是肠外健康领域。产品配方制定者逐渐开始将益生元本身视为一种成分类别,而不是益生菌的延伸,这进一步激发了人们对益生元的兴趣。

今天,我们共同关注益生元最近的研究进展。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。

进展1:益生元改善心理健康

益生元研究的一个新兴领域是心理健康。在新冠肺炎流行期间,消费者对缓解压力和焦虑的自然疗法的兴趣飙升。Friesland Campina Ingredients 公司低聚半乳糖益生元(Biotis-GOS)的高级营销经理 Linda Peek 说:“这激发了益生元在心理健康调节作用方面的研究。”

“肠-脑轴现在是一个非常热门的话题,”Peek 说道,“去年,42%的消费者表达了他们对改善心理健康的需求,50%的人表示,压力导致了情绪和睡眠问题。尽管大家的兴趣空前高涨,但肠-脑轴仍然是一个新兴的科学领域。近年来,探究肠道微生物组在促进精神健康方面作用的研究才刚刚开始。”

最近的一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验试图确定 Friesland Campina 品牌的低聚半乳糖益生元产品――Biotis GOS 是否可以降低 18 至 25 岁、没有精神和胃肠道疾病病史的健康女性的焦虑,并改善其肠道微生物组的组成[1]。

在研究开始时,受试者通过状态-特质焦虑量表评估了基线状态的焦虑水平,然后被分配到高焦虑组(n=25)或低焦虑组(n=23)。这些组进一步细分为:(1)高焦虑+安慰剂组(n=13),(2)高焦虑+Biotis GOS 组(n=12),(3)低焦虑+安慰剂组(n=12),(4)低焦虑+Biotis GOS 组(n=11)。

所有组的参与者在基线时,均提供了粪便样本并完成了为期四天的饮食日记。此外,通过韦氏智力简表和注意力点探测任务,对参与者的智商和情绪处理进行了评估,并完成了一系列关于情绪、焦虑、睡眠和情绪调节的自我报告问卷。

接着,参与者每天服用 7.5 g 的 Biotis GOS 粉末或同等剂量的安慰剂,持续 28 天,并在研究结束后重复上述一整套测试。最终 48 名参与者完成了这项研究。

研究结果表明,与安慰剂相比,高焦虑加 Biotis GOS 组的自我焦虑得分显著下降,而低焦虑加 Biotis GOS 组则没有。高焦虑加 Biotis GOS 组的肠道微生物组的多样性增加,在注意力点探测任务中对负面刺激的偏向减少。虽然效果很小,但研究作者得出结论:Biotis GOS 可能在改善情绪焦虑方面是有效的,且有必要进行进一步的研究。

进展2:益生元调节免疫健康

肠-脑轴只是益生元作用的一个途径。益生元成分也在利用肠道健康和免疫健康之间的联系,为减少炎症和调节免疫的益生元产品创造潜在的市场机会。

“免疫健康在过去一年里一直是一个被高度重视的研究重点,”Clasado Biosciences B2B 销售副总裁 Frederic Narbel 说,“当我们想到‘免疫系统’时,我们往往会联想到白细胞攻击异物。然而,大约 70%的免疫细胞都存在于肠道中,因此肠道自然是我们的研究重点。”

Narbel 指出,Clasado 品牌的低聚半乳糖成分 Bimuno 在各种研究中都显示出了对免疫功能的积极影响。他说:“最近的研究表明,Bimuno 对老年人免疫恢复的标志物产生了积极影响,并改善了患有哮喘和超重样本的炎症标志物。”

Bimuno 是宝洁公司(Procter & Gamble)速效生物软糖(Align Fast-Acting Biotic Gummies)的成分之一。Clasado Biosciences 的 CEO Per Rehné 说道:“这种新的产品是合生制剂开发的一个很好的例子,这种产品将益生菌和益生元结合在了一起,能够同时提供两者的好处。”

进展3:益生元促进婴儿健康

作为早期营养规划项目(Earth Nutrition Programming Project,ESERSENT)的一部分,最近在欧洲进行的一项研究揭示了益生元补充剂对婴儿的益处[2]。

这是一项多中心、前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照试验,纳入了 160 名纯配方奶粉喂养的足月健康婴儿。这些婴儿被随机分配为两组:(1)每天服用 0.8 g/dL 的 Beneo 品牌 Orafti 品牌的 Synergy1(n=81),(2)每天只服用配方奶粉(n=79)。一直持续到他们一岁生日。

儿科医生在研究开始时、第 2 个月、第 4 个月、第 6 个月、第 9 个月和第 12 个月对婴儿进行了检查,并对婴儿的健康状况进行了多方面的评估,包括睡眠习惯、哭闹习惯、大便次数和重量、消化、体重、身高以及感染或发烧的频率和持续时间。在第 2 个月、第 6 个月和第 12 个月时收集粪便样本,并分析其中双歧杆菌属、肠杆菌科、拟类杆菌、肠道柔嫩梭菌属和球形梭菌属的丰度。

虽然对照组和实验组之间感染频率没有差异,但服用了 Synergy1 的婴儿平均感染的持续时间更短。在五次随访中,有四次实验组婴儿的每日总哭闹时间低于对照组。基于此,研究作者得出结论,补充 Synergy1 与感染持续时间缩短和婴儿健康状况的轻微改善有关。

“益生元纤维是一个将持续发展的重要研究领域。”北美 Beneo 功能性碳水化合物区域产品经理 Kyle Krause 说。他预测,未来的研究将探索它们对认知健康的影响。

Kyle Krause 继续说道:“我们将继续研究益生元纤维的作用,因为它们与免疫健康、加强内部防御机制和肠-脑轴有关。虽然有很多关于益生元纤维对身体健康益处的研究,但我们希望看到更多关于微生物组对认知健康影响的调查研究。”

进展4:益生元有效管理体重

益生元会成为减肥补充剂中的下一个重要成分吗?OptiBiotix Health PLC 的子公司 OptiBiotix 的首席执行官 René Kamminga 说:“体重和代谢健康是益生元研究中最有趣的领域。”他特别指出,益生元、肠道微生物组和情绪之间的交叉促成了令人兴奋的研究。

“伊利诺伊大学的一项新研究表明[3],食用富含天然益生元纤维的牛油果可能有助于改善肠道健康,”Kamminga 说,“此外,印第安那大学医学院的研究人员发现,胃特异性蛋白-胃泌素-1(GKN1)与肠道中的微生物存在相互作用,并可能在肥胖的发展过程中起重要作用[4]。虽然需要更多关于 GKN1 发挥作用的证据,但这可能是微生物组调节剂和益生元制剂的另一个研究方向。”

2020 年的一项研究调查了 OptiBiotix 的品牌减肥成分 SlimBiome 对 12 名 BMI 在 25 至 35 之间、年龄在 18 至 65 岁的女性的体重、体脂和腰臀比的影响[5]。SlimBiome 是一种由凝聚的葡甘聚糖、低聚果糖和吡啶羧酸铬组成的混合物。

这项研究是一项单组的、前瞻性、开放性的人体试验,对志愿者进行了为期 4 周的跟踪研究。所有 12 名受试者都用每餐为 206 千卡的 GoFigure 奶昔(OptiBiotix 公司的代餐产品)充当早餐和午餐。每份 GoFigure 奶昔含有 3 g 的 SlimBiome。受试者每天还会摄入两份 112 千卡的零食,每份零食含有 1.5 g 的 SlimBiome。晚餐时,受试者被允许食用他们选择的健康膳食,前提是他们的摄入量不超过 1500 千卡/天。

受试者将在研究开始时和结束时测量腰臀比和血压,并每周填写一次饮食控制问卷。此外,在研究开始和结束时,对受试者的血压、肠道微生物多样性、静息代谢率和身体成分进行了评估。

4 周后,受试者的体重平均减轻了 1.9 kg,平均 BMI 从 29.3 下降到 28.6,平均腰围和臀围分别下降了 3.5%和 2.7%,平均体脂百分比下降了 1.2%,平均脂肪质量下降了 1.7 kg。而且受试者的收缩压在统计上也显著降低。研究作者得出结论,SlimBiome 可能有助于减轻体重和脂肪量。

进展5:噬菌体或成新型益生元

从历史上看,益生元市场主要由膳食纤维和其他成分组成,这些成分通过各种途径间接支持胃肠道健康。现在,配方设计师正在创造一种新型的益生元,它可以通过作用于细菌菌株本身,直接促进消化功能。

Deerland Probiotics & Enzymes 的科技副总裁 John Deaton 说:“一种被称为噬菌体的新型益生元正展示出它支持消化健康的能力,并为益生菌和噬菌体的合作打开了大门。”

Deaton 说:“噬菌体天生的作用就是制服一类特定的细菌。食用针对微生物组中已知的致病性或无关菌株的噬菌体,将使肠道菌群从生态失调转变为更健康、更强健的微生物组。噬菌体通过破坏细胞壁和接管目标细菌的代谢过程,来发挥作用。”

John Deaton 解释说:“噬菌体作为一种益生元类别出现,提供非纤维的替代品,扩大了配方设计师的选择。”他还说:“以膳食纤维为基础的益生菌通常会导致令人不快的副作用,如胃肠道不适和腹胀等。相比之下,噬菌体可以减少胃肠道不适,并在与益生菌结合时提供协同效益。”

由 Deerland 资助的一项 2020 年的随机、平行、双盲、安慰剂对照临床试验,调查了 Deerland 品牌的 PreforPro 噬菌体混合物与动物双歧杆菌乳酸亚种 BL04 联合使用时是否能发挥协同作用[6]。

该研究纳入了年龄在 18 岁到 65 岁之间,体重指数在 20 到 34.9 之间的参与者,并将参与者随机分配到以下组别中:(1)由 15 mg 大米麦芽糊精组成的安慰剂组(n=21),(2)1×10[9] CFU 的动物双歧杆菌乳酸亚种 BL04 (n=23),或者(3)1×10[9] CFU 的动物双歧杆菌乳酸亚种 BL04 和 1×10[6] CFU(噬斑形成单位)的 PreforPro(n=12)。

其中 PreforPro 分别由 LH01 肌尾噬菌体(LH01-Myoviridae)、LL5 长尾噬菌体(LL5-Siphoviridae)、T4-D 肌尾噬菌体(T4D-Myoviridae)、LL12 肌尾噬菌体(LL12-Myoviridae)组成。并且,该活性成分以 15 mg 胶囊的形式给药,每天一次,持续四周。

在测试之前,受试者被要求禁食 8 小时,禁止运动 12 小时,并在 24 小时内避免任何药物或补充剂的摄入。参与者保持正常饮食,并在干预期开始和结束时完成为期两天的饮食记录。所有受试者在测试时提供血液样本,并在基线时和四周后填写消化健康问卷。受试者利用布里斯托大便分类法自我报告排便情况,并提供粪便样本以供分析。

与其他两组相比,PreforPro 组的结肠疼痛改善,胃肠道炎症轻微改善。此外,在研究期间,PreforPro 组靶向大肠杆菌的噬菌体数量显著增加,与肠道炎症相关的细菌丰度降低。

虽然该研究的作者列出了一些干扰因素,包括受试者的饮食不受控制的事实,但他们仍然认为,PreforPro 可能有助于控制偶尔出现的胃肠道症状,并可能有助于增强双歧杆菌乳酸亚种的胃肠道效应。

Deaton 指出,越来越多的证据表明益生元不仅仅是益生菌的食物。他说:“PreforPro 的研究表明,像噬菌体这样的益生元可以帮助维持健康的微生物组的平衡。”

益生元蓬勃发展

益生元市场不再只是关于消化健康。随着新的研究证实,益生元具有减肥、免疫调节、维持儿童健康等各个方面的作用,配方设计师和品牌方有各种机会创造和定位具有多种功能的益生元。

随着对皮肤健康和大脑健康等领域的研究不断深入,益生元市场将继续发展成为一个充满创新机会的多功能竞技场。

参考文献:

1.Johnstone N et al. “Anxiolytic effects of a galacto-oligosaccharides prebiotic in healthy females (18-25 years) with corresponding changes in gut bacterial composition.” Scientific Reports, vol. 11, no. 1 (April 15, 2021): 8302

2.Neumer F et al. “Long-term safety and efficacy of prebiotic enriched infant formulaCa randomized controlled trial.” Nutrients, vol. 13, no. 4 (April 13, 2021): 1276

3.Thompson SV et al. “Avocado consumption alters gastrointestinal bacteria abundance and microbial metabolite concentrations among adults with overweight or obesity: A randomized controlled trial.” Journal of Nutrition, vol. 151, no. 4 (April 8, 2021): 753-762

4.Overstreet AMC et al. “Gastrokine-1, an anti-amyloidogenic protein secreted by the stomach, regulates diet-induced obesity.” Scientific Reports, vol. 11, no. 1 (May 4, 2021): 9477

5.Keleszade E et al. “A pilot study to assess the effect of a fibre and mineral formulation on satiety and satiation when taken as part of a calorie restriction diet in overweight and obese women.” Journal of Functional Foods, vol. 74 (November 2020)

6.Grubb DS et al. “PHAGE-2 study: Supplemental bacteriophages extend Bifidobacterium animalis subsp. lactis BL04 benefits on gut health and microbiota in healthy adults.” Nutrients, vol. 12, no. 8 (August 17, 2020): 2474

原文链接:

https://www.nutritionaloutlook.com/view/prebiotic-research-is-expanding-health-applications-and-formulations

作者|Mike Straus

编译|张龙飞

审校|617