益生元（膳食补充剂）
益生元（Prebiotics）是一种经选择性发酵的成分，产生特殊变化，组织、活化消化系统中对寄主健康有益的菌丛。益生质是一种膳食补充剂，它能够通过选择性地刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性，而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康。益生质普遍属于糖类（例如寡糖），但其定义并没有排除非糖类成分。成功的益生元应是在通过上消化道时，大部分不被消化而能被肠道菌群所发酵。最重要的是它只是刺激有益菌群的生长，而不是有潜在致病性或腐败活性的有害细菌。益生元是现代肠道功能、微生态调节的重要功能因子，是许多慢性代谢性疾病的预防、干预手段之一。
中文名益生元
Prebiotics
保健
畜牧、医疗、日常保健、食物等
功能性低聚糖
低聚糖，多糖等多种
双歧杆菌增殖效果
一般而言，肠内双歧杆菌共有8种，其中以两歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和短双歧杆菌的数量最多。不同年龄阶段人群的肠内双歧杆菌，其组成和比例有一定不同，如儿童阶段主要是婴儿双歧杆菌、两歧双歧杆菌和长双歧杆菌，青壮年和老年人肠道中则主要是青春双歧杆菌和长双歧杆菌。随着年龄增长，或不良饮食习惯及疾病等的影响，肠内双歧杆菌数量和比例很有可能会大幅下降，不利于人体健康状态的保持。
众多研究已分别证实：异麦芽低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等有明显的双歧杆菌增殖作用。Ryerofi等的体外发酵研究表明，七种低聚糖都能明显增殖双歧杆菌的前提下，增殖程度上略有差异(见图1)。具体地说，肠内的5种双歧杆菌对不同低聚糖的可利用性和利用率也各有不同(见表1)。
表15种双歧杆菌对益生元的可利用性
益生元图l不同益生元对肠内双歧杆菌的增殖效果
益生元Claire等的研究表明，低聚半乳糖和异麦芽低聚糖是能被各种双歧杆菌良好利用，且增殖率较高的益生元，但后者被长双歧杆菌和青春双歧杆菌的利用程度更高。而低聚木糖除了可被青春双歧杆菌和长双歧杆菌所利用外，其它双歧杆菌的可利用性都较差。因而，低聚半乳糖和异麦芽低聚糖是适合各年龄阶段人群食用的益生元。
乳酸杆菌增殖效果
经过体外试验和临床研究的比较试验发现，异麦芽低聚糖、低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等对人体肠内乳酸杆菌均有明显的增殖作用(见表2)。其中，低聚半乳糖对乳酸杆菌的增殖最多、也最全面。
表2不同益生元对肠内乳酸杆菌的增殖效果
益生元表34种乳杆菌对益生元的可利用性
益生元有害菌抑制效果
人体肠内的有害菌主要指梭菌。此外，一些兼性菌在机体健康出现状况时，也会转化为不利于人体健康的有害菌如大肠杆菌、拟杆菌等。成功的益生元不仅要能够增殖有益菌，还要能抑制有害菌的增殖。
通过体外试验和人体临床研究等的证实：异麦芽低聚糖对有害菌梭菌有明显的抑制作用，对潜在致病菌(如肠杆菌、肠球菌)无增殖作用(见表4)。与异麦芽低聚糖一样，低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖对有害菌及兼性菌也具有很好的抑制作用(图2)。
表4低聚异麦芽糖IMO对有害菌的抑制作用
益生元图2不同益生元对梭菌的抑制效果
益生元肠道菌群代谢
益生元食后直达大肠，在结肠中被大肠菌群发酵为能源而利用，并产生短链脂肪酸SCFA，主要是醋酸、丙酸和丁酸以及乳酸和气体。
（1）产酸量
肠道菌群代谢食物所生成的有机酸，一方面可以提供人体所需的能量，另一方面，可降低肠道pH值，形成不利于病原菌生存的环境，从而有效抑制肠道腐败，并提高对矿物元素的吸收率，促进肠道蠕动而有利于排便。一般乳酸杆菌只生成乳酸，而双歧杆菌主要产醋酸和少量乳酸。益生元被肠道菌群代谢后也会生成大量有机酸，使肠道pH值降低。
其中，以低聚半乳糖、乳果糖的产酸量最大，菊粉的产酸量最小。益生元被代谢后的各种有机酸的产生量为：醋酸LACT、GOS、SOS>FOS、IMO、XOS>Inulin；乳酸GOS、SOS>XOS、IMO、LACT>FOS、Inulin；丙酸LACT、Inulin、XOS、FOS>SOS、COS>IMO。
（2）产气量
人体肠道内除双歧杆菌和乳杆菌之外，几乎所有其他的菌群都能够产气，使人体出现不同程度的胀气和放屁现象。益生元被肠道菌群代谢后，可产生一定量的气体如CO2、H2、CH4。等。各种益生元由于糖苷键和组成的差别，会被不同类型的产气菌利用，产生的气体也会有差别。
Rycroft等通过体外试验比较了不同益生元的总产气量，发现异麦芽低聚糖和低聚半乳糖是众多益生元中总产气量最少的，而菊粉是总产气量最大的一种(见图3)。
另外，Oku等[就低聚果糖、低聚乳果糖、异麦芽低聚糖三种益生元的氢气产生量进行了临床验证，不论是10g/d还是20g/d的食用剂量，都是低聚果糖的产氢气量最大，而异麦芽低聚糖的产氢气量最少(见图5、6)。
图3不同益生元的产气量比较
益生元图4FOS/GS/IMO(10g/d)的氢气产量
益生元图5FOS/GS/IMO(20g/d的氢气产量
益生元有效剂量
正常的饮食每天可以提供5克-10克 的非消化性寡糖。对健康成年人寡糖有效剂量为每天15-20克，少于15克一般为认为是服用量不足。
目前市面上有很多号称是益生元的产品，但其纯度不高，比如一些奶粉、辅食、保健品等，只将添加益生元作为噱头，实则含量非常低，不能达到作用量，是欺骗消费者的手段。所以，购买益生元产品，最好要仔细查看益生元含量，含量一般达80%~90%属于高纯度。
参考资料1.益生元精准化研究进展·益生元精准化研究进展
2. 益生元3个必须知道的小常识·科普中国
