來源：新營養（ID：ixinyingyang）
300多年前，荷蘭人列文虎克（Antony van Leeuwenhoek）用自制的簡單顯微鏡觀察到細菌開始，為人類健康研究打開了新世界的大門。微生物的發現推動人類走進龐大且復雜的生態系統中，同時進一步為健康問題和社會可持續發展提供新的解決之道。由于腸道具備神奇的“獨立性”，人們將腸道稱為人體的“第二大腦”。一個成年人的胃腸道是由數千種微生物、數萬億微生物細胞和基因組成的相互關聯的多元化微生態系統，它們幾乎影響著人類健康和幸福的方方面面。尤其近年來，在膳食結構以及生活節奏的影響下，《國民腸道健康調研報告》表示超過90%的中國人都會遇到便秘、腸易激綜合征(IBS)、胃食管反流病(GRD)和炎癥性腸病等問題困擾，這也引起了人們對于腸道健康的關注，也希望維持自身腸道菌群的動態平衡。
每個人的腸道菌群組成都是獨一無二的，嬰兒是腸道菌群建立的關鍵時期，自誕生之日起從母體以及周邊環境微生物開始在新生兒腸道內定植，形成簡單的微生物群落。然后受到飲食、生活方式、環境和遺傳因素的影響，其腸道內菌群種類及數量開始變得豐富，腸道菌群也逐漸成熟。當越來越多的科學證據證實，身體的健康與微生物群組成密切相關，更重要的是，微生物群的功能之間存在著重要的聯系。甚至特定的腸道微生物菌株可以影響新陳代謝、免疫功能、心血管健康，甚至通過腸-腦軸影響情緒和認知健康。因此腸道健康離不開腸道菌群的作用，由于益生元對機體健康有益，并且促進腸道菌群成分和活性改變，例如抑制有害菌生長，改善腸道環境，且能為人體提供多種營養物質，因此營養健康食品相關應用在預測期內需求也進一步提升。根據Grandview Research的數據顯示，預計從2022年到2030年將以14.9%的復合年增長率(CAGR)增長，2030年全球銷售額規模將大達到200億美元。
伴隨著消費者對益生元健康益處認知的加深，公司在研發方面的投資不斷增加，消費者越來越接受為含有益生元成分的產品進行付費，這也為制造商通過開發不同的創新成分。推動益生元產品上新，來搶占市場份額。
由于腸道微生物菌群類型、種類和相互作用可能會有很大差異，在競爭激烈的腸道環境中，數萬億的微生物細胞為了營養和生存而相互聯合或者斗爭，因此通過腸道菌群來調節人類健康成為有挑戰性的課題。例如具有簡單結構的低特異性纖維可以被許多不同的微生物利用，但是其效果高度依賴于機體本身存在的微生物群。因此研究人員發現實現微生物群積極轉變取決于基線組成，需要精確靶向特定的細菌菌株或聯合體。隨著益生元的研究深入，其功能性成分和特異性作用逐漸被發掘。2014年研究人員提出具有“離散結構”的纖維可以在競爭激烈的腸道環境對有益菌產生有利作用，進一步證明了纖維特異性可調節微生物群組成，進而確定其精確的功能結果：l低特異性纖維(如低聚果糖、菊粉)很容易被許多不同的微生物消耗，對健康產生的積極影響高度依賴于個體的基本微生物組組成。l高特異性纖維(如黃原膠、不溶性β-葡聚糖)只能由相對少量的腸道細菌發酵，這些細菌可能只存在于人類的一個亞群中，因此對健康產生的積極影響有限。l中等特異性纖維(如可溶性β-葡聚糖、II型抗性淀粉)能夠精確刺激被認為對健康有重大益處的菌株，包括產生短鏈脂肪酸(SCFAs)，這為開發創新性飲食干預措施提供了新的方向。圖示：益生元纖維特異性在調節微生物群組成和功能方面發揮重要作用加拿大、愛爾蘭、澳大利亞和其他國家的研究人員也紛紛發表數據，支持對益生元纖維按特性進行分類的必要性。一項系統性腸道發酵研究(SIFR)納入了24名健康成年人，比較了三種不同特異性的膳食纖維（inulin、carrot rhamnogalacturonan-I (cRG-I), and xanthan）對于受試者腸道微生物群的影響，其中每個受試者的糞便樣本孵育48小時，來測量腸道菌群組成和功能的變化。結果顯示，菊粉（低特異性）和黃原膠（高特異性）都會導致微生物群組成的變化，效果因人而異。相比之下，cRG-I作為一種中等到高特異性的纖維，可以選擇性地刺激受試者微生物群中常見的菌群分類，例如雙歧桿菌(長雙歧桿菌和青春期雙歧桿菌)以及抗炎菌株(如prausnitzii f.p prausnitzii, a.h ili, r.h homis)，并且不依賴于機體原本的微生物群組成。值得注意的是，雖然這三種益生元顯著增加了體內短鏈脂肪酸(醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯)的產生，但cRG-I比inulin產生的總短鏈脂肪酸的個體水平更一致，當等量日劑量為1.5 g/天時，受試者腹脹情況更為友好，發揮了正向的益生元效應。圖示：三種不同特異性的膳食纖維(低、中、高)對成年人腸道微生物群的益生元效應如今益生元已經被證實能促進胃腸道中特定有益微生物的生長，通過分解人類酶無法消化的復雜碳水化合物，來產生短鏈脂肪酸(SCFAs)，如醋酸酯、丙酸酯和丁酸酯等有益代謝物，為腸上皮細胞提供能量，調節各種生理功能，從而支持宿主的整體健康。隨著對微生物組和益生元的科學理解的進步，研究人員發現除了常見的菊粉和低聚果糖(FOS)等益生元成之外，一些關鍵的植物成分也為解決腸道問題提供有效支持，進一步優化人體功能的正常運作，促進人體達到最佳生理狀態，從而推動了整個益生元行業在預測期內的增長。例如原產于歐洲的洋甘菊，傳統上被用于緩解胃腸道問題所帶來的不適癥狀，來支持消化系統的健康。“藥食同源”成分——茯苓，富含去氫齒孔酸、16α-羥基松苓新酸等三萜類化合物，能夠有效減少氧自由基的產生，在促進腸道健康中也發揮著重要作用。
被譽為“蔬菜之皇”的朝鮮薊，其含有柚皮蕓香苷、芹菜素蕓香苷等黃酮類成分，還富含洋薊酸、綠原酸等酚類、菜薊苦素等萜類成分，有助于消費者減輕功能性消化不良的情況。
越來越多的研究發現水果多酚也是一種“益生元”，對腸道健康有重要作用。例如蘋果多酚是蘋果皮中含量特別豐富、抗氧化能力強的一類多酚，對胃腸道生理機能有正向的積極作用。
由于每個人都有獨特的微生物群，特定益生元可能會對不同的人產生不同的影響。在過去十年的科學驗證里，研究人員提出了根據益生元對腸道微生物群影響的特異性對其進行分層分類的重要性，通過特異性靶向有益的腸道共生菌群，或者結合益生菌或多酚或其他促進健康的成分結合使用，呵護身體腸胃健康，進而為消費者提供強大而持續的健康益處。
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參考文獻：
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