格伦·吉布森和马塞尔·罗伯弗罗伊德在1995年首次提出了益生元的概念。他们说:“118金宝搏抽水 一种不可消化的食物成分是否通过选择性地刺激结肠中一种或有限数量的细菌的生长和/或活性来对宿主产生有益的影响，从而改善宿主的健康后来在2008年，它被重新定义为“一种选择性发酵的成分，可导致胃肠道微生物群的组成和/或活性发生特定变化，从而对宿主健康有益。”
益生元包含在含有不同类型水果、蔬菜和豆类的人类饮食中，它们是植物多糖的来源，由微生物发酵。含有益生元的食物包括西兰花、胡萝卜、耶路撒冷、车前子皮、大蒜、洋葱、芦笋、小麦、燕麦、黑麦、大麦、西红柿、浆果、块根和根类蔬菜(红薯、土豆)等。如今，商业上生产益生元作为一种补充饮食。
益生元的作用机制
人体的酶，如胰淀粉酶和唾液淀粉酶，通过破坏碳水化合物(存在于我们的饮食中)中的糖苷连接来消化少量碳水化合物，而那些未被消化的则作为细菌发酵的底物。这些不可消化的物质包括低聚糖和多糖，它们通常被称为益生元，可以在小肠中承受消化和吸收。然而，这些会被肠道菌群发酵，尤其是双歧杆菌和乳酸菌在大肠中，对肠道有积极影响。
细菌产生的酶发酵复杂的多糖，并产生次级代谢产物，短链脂肪酸(SCFAs)，如丙酸，丁酸，醋酸盐和气体。这些副产物能促进胃肠道内良好原生细菌的活性和增殖，减少致病菌。它们还能保护身体的其他部位，如中枢神经、心血管和免疫系统。
益生元资格标准
对于含有益生元成分的食品，它们需要满足以下标准:
- 抗水解的在胃肠道上部不能被吸收的
- 天然存在于结肠中的一种或几种有益细菌的选择性底物。
- 对宿主的健康有益，能够改变植物群，使其更健康。
- 鼓励茁壮成长或代谢触发诱导管腔或系统的影响，有利于宿主的健康。
- 对于商业生产，必须有良好的储存寿命，如室温加热，脱水。
生命起源以前的例子
在人类饮食中，益生元以小浓度存在，包括满足上述标准的低糖碳水化合物和非碳水化合物。最广为人知的益生元包括菊粉、低聚半乳糖和低聚果糖，而其他包括多酚、乳酸醇、低聚木糖、低聚异麦芽糖等都是新兴的益生元。一些广泛使用的益生元有:
- Galacto-oligosaccharides: GOS由2 ~ 8个糖单位组成，其中2个是半乳糖和2个双糖(含2个半乳糖单位)，其中一个糖单位是末端葡萄糖。化学结构因分支、链长和糖基键的不同而不同。含有低聚半乳糖的食物包括扁豆、鹰嘴豆、乳制品、豆类等。
生物活性:促进短链脂肪酸的产生，减少潜在致病菌的数量，促进肠道的正常功能，脂质和碳水化合物的代谢等。它自然存在于母乳中，刺激婴儿肠道双歧杆菌和乳酸杆菌。由于它对免疫功能有积极的影响，所以在市场上可以买到，并添加到酸奶和婴儿配方奶粉等乳制品中。
- 菊粉:它是一种不可消化的水溶性贮藏多糖，存在于许多植物性食物中。这些聚合物由β-2,1连接的d-果糖呋喃糖分子的线性链组成，在还原性端由葡萄糖残基的蔗糖型连接终止。菊粉的果糖单位与菊粉的异构体碳之间存在β-()- d -frutosyl果糖键，因此菊粉很难被人体小肠吸收消化，但可以被人体大肠的肠道菌群发酵。含有菊粉的食物包括芦笋、蒲公英根、洋葱、菊苣、牛蒡、韭菜等。
生物活性:增加钙、镁的表观吸收，缓解便秘，控制老年二型糖尿病患者的血糖和血脂，抑制食欲，减轻体重，增强肠道微生物群等Bifidiobacteria。
- Fructooligosaccharides (FOS)提交:菊粉型果聚糖，热量低，是不易消化的碳水化合物。它们由线性果糖链组成，由β-2,1键连接。含有低聚果糖的食物:西红柿、大蒜、洋葱、小麦、黑麦、菊苣根、海藻、甘蔗、米糠、木瓜、甜菜根皮等。
生物活性:它能增强人体肠道菌群，降低患心脏病和某些癌症的风险，缓解便秘，改善高脂血症中的脂质，阻止肠道中腐败物质的产生，促进更健康的消化。它们有许多有利的生理作用，包括较低的致癌性，改善肠道中的矿物质吸收，并降低三酰甘油，磷脂和血清胆固醇的水平。
益生元的优势
益生元对人体健康有更积极的影响。以下是其中一些优点:
- 这些主要影响胃肠道以及远端器官，如中枢神经系统、免疫系统和心血管系统，因为它们的降解主要形成SCFAs，通过肠道肠上皮细胞扩散进入血液循环。
- 益生元的发酵产物主要是酸，它会将肠道的pH值从6.5降低到5.5，从而改变肠道微生物的数量。乳酸菌和双歧杆菌减少有害细菌。例如，殖民沙门氏菌由于甘露糖与沙门氏菌的粘附而阻止了上皮细胞的生长。
- 抑制了像梭状芽胞杆菌这样的腐败细菌的活动，如肠道中双歧杆菌的增加，有害的发酵产物就不太可能发生。
- 在肠上皮，丁酸减少病变的生长，如腺瘤和癌症在肠道。
- 肠道菌群通过“肠-脑轴”影响中枢神经系统的活动。一些益生元，如FOS和GOS，调节突触蛋白、神经递质(如d-丝氨酸)和脑源性神经营养因子。
益生元的局限性
益生元的摄入也有一些限制，如下所述:
- 益生元可能通过产生某些短链脂肪酸(即醋酸盐)而对脂质谱产生负面影响。乙酰辅酶a是肝细胞中脂肪酸合成的底物，可以从醋酸盐中生产。这可能解释了为什么直肠醋酸酯输注后血液中胆固醇和甘油三酯水平上升。
- 益生元在结肠中发酵，并在肠腔中具有渗透作用。它们会导致腹胀和胀气。
- 高剂量会引起腹泻和腹痛。
- 最近，大量的每日剂量与胃食管反流的增加有关。
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