原创，。
(资料图)
一、低聚木糖与肠道健康
根据联合国粮食及农业组织和世界卫生组织 (FAO/WHO)、国际益生菌和益生元科学协会 (ISAPP)以及中国营养学会《益生菌与健康专家共识》的定义，益生菌是指当给予一定数量时，能够给宿主带来健康益处的活的微生物。
益生菌可以通过多种方式增强人类健康，改善肠道微生物组成，调节人体免疫功能，预防或减轻多种疾病的发生，例如益生菌可以预防艰难梭菌相关的腹泻，辅助治疗幽门螺旋杆菌[1]。
“益生元”的定义仍维持经典定义，2021年中国营养学会益生菌益生元与健康分会根据全球益生元科学研究证据现状和我国益生元产业发展现状，提出了《益生元与健康科学专家共识》概要，在本次共识中，益生元特指“一般不能被人体所消化吸收但可被人体微生物选择性利用，能够改善肠道微生物组成和/或活性从而益于人体健康的食物成分”[2]。
低聚木糖，属于益生元的一种，是一种功能性低聚糖，可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性，该特性被认为与维生素的产生、免疫刺激和降低肠道运转时间以及降低胆固醇等多方面有关，肠道中双歧杆菌的增殖也会抑制病原菌的生长繁殖，产生某些消化性的酶，并帮助机体重建肠道菌群[3-4]。
低聚木糖对肠道健康的作用还表现在有机酸的大量产生，如乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸，以及其他的有机酸如乳酸、琥珀酸、甲酸、异丁酸、戊酸、己酸和异己酸等，这些有机酸在预防各种肠道疾病中发挥重要作用[5-6]。
Aachary和Prapulla认为，由摄入低聚木糖引发的双歧杆菌增殖是维护肠道健康、预防肠道疾病的重要原因[7]。
研究发现，摄入低聚木糖后，肠杆菌、产气荚膜梭菌等数量有明显降低，进而有效降低这些有害菌群引起的防肠道疾病发生几率[8]。
二、低聚木糖原料的批准
2008年5月26日，原国家卫生部发布第12号公告，批准低聚木糖作为“新资源食品”。使用范围不包括婴幼儿食品，食用量应≤1.2克/天；生产工艺以小麦秸秆为原料采用蒸汽爆破法，经木聚糖酶酶解生产而成。
原国家卫生部发布第12号公告
图片来源：公众号@功能食品圈
2014年12月19日，国家卫健委第20号公示调整原卫生部2008年第12号公告批准低聚木糖的食用量和生产工艺要求。新食品原料低聚木糖的使用量修改为≤3.0克/天，使用范围不包括婴幼儿食品；生产工艺以小麦秸秆或玉米秸秆为原料采用蒸汽爆破法或高压蒸煮法，经木聚糖酶酶解生产而成。
2020年7月2日，欧盟委员会发布（EU）2020/916号条例，批准低聚木糖（xylo-oligosaccharides）作为新型食品的扩增用途。
三、肠道健康及益生元市场
益生菌和益生元在健康中的作用，尤其是在肠道健康中的作用受到越来越多重视，肠道健康、免疫调节及体重管理是消费者选择益生菌及益生元的主要诉求。
2022年国际食品信息理事会（IFIC）发布的《肠道健康和益生菌消费者洞察》报告显示，全球益生菌市场处于快速发展的趋势，2019年全球益生菌市场规模达462亿美元，预计2026年将达759亿美元，年复合增长率约为7.35%，整个市场容量将持续增长。
IFIC发布的此份报告显示，与2020年前相比，2021年越来越多的美国人正在尝试食用益生菌和益生元。该报告基于对1000名美国成年人的调查，展开了服用益生菌等相关情况的探讨，发现美国人食用益生菌的首要原因是其对肠道健康(51%)，其次是整体健康(38%)、免疫健康(33%)、体重管理（18%）以及心理或情绪健康(13%)等方面具有益处。
中国营养学会发布的《益生菌益生元消费者调查报告》显示，在10134份合格样本中，被访者对益生菌的认知率相对最高，达到了70%，益生元的认知率略低于益生菌为65%。
《益生菌益生元消费者调查报告》
图片来源：2022Z中国益生菌益生元消费者调研报告
其中，在益生元的认知机理中，益生元认知者对调节肠道菌群、肠道健康最为熟知；其次是消化健康及提高免疫力；体重控制/减肥、改善三高的认知率超过30%；支持脑部健康的认知率偏低，仅18%。
中国益生菌益生元消费者调研报告
图片来源：2022Z中国益生菌益生元消费者调研报告
自然阳光产品研发及产品法规总监扈晓佳在益生菌在线直播中也表示，国民肠道健康状况不容忽视，约90%的国人都会遇到肠道问题困扰，且在谷歌搜索中消费者对益生元的搜索也在持续增加。
国民肠道健康状况
图片来源：自然阳光
低聚木糖的主要有效成分属不消化但可发酵糖，可以顺利通过胃和小肠，直接进入大肠内被肠道细菌利用，且能够选择性地促进体内有益菌的代谢和增殖，从而促进机体肠道健康。
作为一种功能性低聚糖，低聚木糖在促进肠道健康方面具有较大的发展潜力。
四、低聚木糖在肠道健康方面的相关研究
低聚木聚糖作为益生元在肠道健康方面的作用已被大量的研究所证实。
Jean-Michel Lecerf在人体临床试验《Xylo-oligosaccharide(XOS)in combination with inulin modulates both theintestinal environment and immune status in healthy subjects, while XOSalone only shows prebiotic properties》的研究中，选取60名健康志愿者，通过随机、平行、安慰剂对照、双盲研究，确定低聚木糖(XOS)和菊粉-低聚木糖混合物 (INU-XOS)的益生元作用。试验将60名志愿者分为三组，测量在纳入时 (V0)进行，然后在治疗的第一天(V1)、2周后(V2)和4周后(V3)进行。分别接受5g XOS、INU-XOS（3g INU + 1g XOS）以及等量的小麦麦芽糊精（安慰剂）进行为期4周的临床试验，收集粪便样本以评估这些产品对人体微生物群等的影响。
结果显示，与安慰剂组相比，XOS组的V2和V3（分别为P=0.003和0.001）以及INU-XOS组的V2和V3（分别为P=0.015和0.001）的双歧杆菌种群数量高于安慰剂组。在INU-XOS组中，V1和V2之间的乳酸菌数量适度增加（约0.5log）（P=0.048）。与安慰剂相比，XOS (P=0.027) 和INU-XOS组 (P=0.047)在V2时的消化链球菌数量增加（1log），但两组在V3时都恢复到基线。从基线到研究结束的变化分析仅显示两组对双歧杆菌有着显着影响[9]。
Kevin等人也发现，低聚木糖的摄入能够显著增加人体肠道中双歧杆菌的数量，但是对乳酸杆菌、拟杆菌和梭菌属的数量影响并不明显[10]。
低聚木糖的摄入
图片来源：《Xylo-oligosaccharide (XOS) in combination with inulin modulates both theintestinal environment and immune status in healthy subjects, while XOS alone only shows prebiotic properties》
王鑫在《低聚木糖润肠通便及调节肠道菌群功能的研究》中参照保健食品检验与技术评价规范（2003版）中关于通便功能及调节肠道菌群功能的评价方法，对小鼠摄入低聚木糖后的小肠推进率、首粒黑便时间、排黑便粒数及重量进行测定，评价低聚木糖对小鼠的排便及肠道菌群的影响。
结果表明低聚木糖剂量组的小鼠小肠推进率均与模型对照组小鼠无显著性差异（p＞0.05）；排便实验中低聚木糖1.0、2.0g/kg剂量组小鼠首粒黑便时间、5h排便粒数及5h排便质量均与模型对照组具有显著性差异（p＜0.05）。低聚木糖干预后，小鼠肠道内双歧杆菌及乳杆菌数量较干预前显著增加（p＜0.05），并与对照组形成显著性差异（p＜0.05）[11]。
低聚木糖的摄入
图片来源：《低聚木糖润肠通便及调节肠道菌群功能的研究》
李婉在《低聚木糖对小鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响》中选取18-22 gBalB/C雄性小鼠，随机分为低、中、高剂量组和对照组共4组，剂量组连续14 d分别以0.12、0.23、0.70g/（kg·BW）低聚木糖灌胃，对照组用等量无菌生理盐水灌胃。收集0、7 、14d小鼠粪便进行肠道菌群菌落数量及短链脂肪酸乙酸、丙酸、正丁酸和异丁酸含量的测定。
结果表明，低聚木糖可以促进小鼠肠道益生菌双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖，并抑制肠道中可能致病菌肠杆菌、肠球菌、产气荚膜梭菌的生长。在摄入0.23g/（kg·BW）条件下，对双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖作用最强，对肠球菌、产气荚膜梭菌的抑制生长作用最强；增加低聚木糖的摄入剂量，可以提高对肠杆菌生长的抑制[12]。
低聚木糖可以促进小鼠肠道益生菌双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖
图片来源：《低聚木糖对小鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响》
低聚木糖在大肠中被有益菌利用，过程中产生的短链脂肪酸对机体健康有重要意义，不仅对肠道健康有影响，更重要的是还影响低聚木糖发挥其他生理功能。
五、低聚木糖在食品中的相关应用
拜耳的「达益喜」益生菌固体饮料中添加了抗性糊精、菊粉、低聚果糖、低聚木糖醇四种水溶性膳食纤维；
无限极系列品牌「常欣卫口服液」中含有4.5g低聚木糖，以及150.3mg的粗多糖；
「常欣卫口服液」
图片来源：无限极系列品牌
碧生源系列品牌「益生元酵素果冻」中含有8%低聚木糖；
益生元酵素果冻
图片来源：碧生源企业官方
蒙牛新养道系列品牌「零乳糖牛奶」每100mL添加72.1mg低聚木糖；
「零乳糖牛奶」
图片来源： 蒙牛企业官方
蒙牛品牌「超金装中老年奶粉」中添加了低聚木糖、低聚果糖、聚葡萄糖三种益生元；
超金装中老年奶粉
图片来源：蒙牛企业官方
目前，低聚木糖作为一种高效益双歧因子在食品、保健品和饮料领域中被广泛应用。
参考文献
[1]中国好营养.
[2]中国营养学会益生菌益生元与健康分会
[3] ROBERFROIDM，GIBSON G R，HOYLES L，et al. Prebiotic effects：Metabolic and health benefits[J]. British Journal of Nutrition，2010，104：1-62.
[4] GROOTAERT C，VAN den Abbeele P，MARZORATI M，et al. Comparison of prebiotic effects of arabinoxylan oligosaccharides and inulin in a simulator of the human intestinal microbial ecosystem[J]. FEMS Microbiology Ecology，2009，69：231-242.
[5] GERAYLOU Z，SOUFFREAU C，RURANGWA E，et al. Effects of dietary arabinoxylan-oligosaccharides and endogenous probiotics on the growth performance，non-specific immunity and gut microbiota of juvenile Siberian sturgeon[J]. Fish & Shellfish Immunology，2013，35（3）：766-775.
[6] LI Z，SUMMANEN P H，KOMORIYA T，et al. In vitro study of the prebiotic xylooligosaccharide （XOS） on the growth of Bifidobacterium spp and Lactobacillus spp[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition，2015，66：919-922.
[7] AACHARY A A，PRAPULLA S G. Xylooligosaccharides （XOS） as an emerging prebiotic：microbial synthesis，utilization，structural characterization，bioactive properties，and applications[J]. Comprehensive Reviews in Food Science & Food Safety，2011，10：2-16.
[8] GIBSON G R，SCOTT K P，RASTALL R A，et al. Dietary prebiotics：current status and new definition [J]. IFIS Functional Foods Bulletin，2010，7：1-19.
[9]Jean-Michel·Lecerf/LecerfJM;Flore·Dépeint/Dépeint F，et al.Xylo-oligosaccharide (XOS) in combination with inulin modulates both the intestinal environment and immune status in healthy subjects, while XOS alone only shows prebiotic properties.[J].The British journal of nutrition,2012,Vol.108(10): 1847-1858.
[10] SARMA S M. Finger millet arabinoxylan protects mice from high-fat diet induced lipid derangements，inflammation，endotoxemia and gut bacterial dysbiosis[J]. Int J Biol Macromol，2018，106：994-1003.
[11]王鑫,朱婧,刘静,肖林,孙忠伟,陈小刚,李东.低聚木糖润肠通便及调节肠道菌群功能的研究[J].食品工业科技,2015,36(14):359-362.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.065.
[12]李婉,张晓峰,常爱武,肖林,许国辉.低聚木糖对小鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响[J].河南工业大学学报(自然科学版),2014,35(05):93-96+120.DOI:10.16433/j.cnki.issn1673-2383.2014.05.018.
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