不同功能性低聚糖的益生元功效比較

2024年3月29日發(作者：暖一杯茶)

不同功能性低聚糖的益生元功效比較

關鍵字： 低聚糖

不同功能性低聚糖的益生元功效比較

黃婧 辛修鋒 楊海軍

（保齡寶生物股份有限公司）

摘要：隨著消費者健康意識的不斷增強，功能性食品倍受關注。益生元，作用一種功

能性食品配料，成為新一代功能性食品的主要角色，目前已廣泛應用于國內外各類食

品中。為使食品企業和消費者更清楚地了解益生元，更科學客觀地選擇益生元，本文

在國內外大量文獻的基礎上，對市場上常見的幾種功能性低聚糖（如低聚異麥芽糖IM

O、低聚果糖FOS、低聚半乳糖GOS、低聚木糖XOS）的益生元功效進行了比較分析。

關鍵詞：功能性低聚糖 益生元 雙歧桿菌 比較

益生元，是指可以選擇性刺激腸道中已定植的有益菌群的繁殖或活性的一種膳

食補充劑。成功的益生元應是在通過上消化道時，大部分不被消化而能被腸道菌群所

發酵的。最重要的是它只是刺激有益菌群的生長，而不是有潛在致病性或腐敗活性的

有害細菌。市場上常見的低聚異麥芽糖（IMO）、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（G

OS）、低聚木糖（XOS）、低聚乳果糖（LACT）、大豆低聚糖（SOS）、菊粉（Inul

in）等都屬于益生元的范疇

[1]

。

這些低聚糖雖屬益生元，但其結構、組成及糖苷鍵的差異是否會導致益生元效

果的差別呢？縱觀各種研究報道，多數是以空白組為對照而體現其益生元效果，鮮見

以各種益生元效果相互比較的研究。由于研究基礎（試驗方法、研究對象、檢測指標

等）的不同，不同益生元的效果難以比較。通過眾多文獻搜索，獲得了不同益生元相

互比較的研究文獻（含體外試驗和臨床研究），并進行歸納分析，得到較為客觀、科

學、準確的結論，為廣大消費者和食品廠商提供一定的參考。

一、不同低聚糖的益生元效果比較分析

依據各種文獻的試驗方法，衡量益生元效果所采用的指標主要有：對有益菌

（如雙歧桿菌、乳酸桿菌）的增殖效果；對有害菌（如梭菌）的抑制和潛在致病菌

（如大腸桿菌、腸球菌、擬桿菌等）的非增殖效果；被腸道菌群代謝后的產酸量和產

氣量。以下將采用這些指標，對不同低聚糖的益生元效果進行比較分析：

1、對有益菌——雙歧桿菌的增殖效果

一般而言，腸內雙歧桿菌共有8種，其中數量最多的5種是兩歧雙歧桿菌、嬰

兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、長雙歧桿菌和短雙歧桿菌。人體腸道內雙歧桿菌的數量

及菌群常受到年齡、飲食、疾病、藥物等因素的影響。新生兒腸道中雙歧桿菌占細菌

總數的92%；隨著年齡的增長，雙歧桿菌的數量和種類也發生一定變化。兒童階段主

要是嬰兒雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌和長雙歧桿菌，青壯年和老年人腸道中則主要是青

春雙歧桿菌和長雙歧桿菌。

眾多研究

[1-8]

已分別證實：低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖等

有明顯的雙歧桿菌增殖作用。Rycroft

[6]

等的體外發酵研究表明，七種低聚糖都能明顯

增殖雙歧桿菌的前提下，增殖程度上略有差異（見圖1）。具體地說，腸內的5種雙

歧桿菌對不同低聚糖的可利用性和利用率也各有不同（見表1）。Claire等

[7]

的研究表

明，低聚半乳糖和低聚異麥芽糖是能被各種雙歧桿菌良好利用，且增殖率較高的益生

元，但后者被長雙歧桿菌和青春雙歧桿菌的利用程度更高。而低聚木糖除了可被青春

雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和長雙歧桿菌所利用外，其它雙歧桿菌的可利用性都較差。

因而，低聚半乳糖和低聚異麥芽糖是適合各年齡階段人群食用的益生元。

表1 5種雙歧桿菌對益生元的可利用性

GOS

IMO

FOS

菌屬

√

√

√

雙青春雙歧桿菌

√

√

√

歧

嬰兒雙歧桿菌

桿

長雙歧桿菌

√

√

√

菌

短雙歧桿菌

√

√

√

屬

兩歧雙歧桿菌

√

√

[5,7,9,12]

圖1 不同益生元對腸內雙歧桿菌的增殖效果

[6]

XOS

√

√

√

2、對有益菌——乳酸桿菌的增殖效果

經過體外試驗

[6]

和臨床研究

[8]

的比較試驗發現，低聚異麥芽糖、低聚半乳糖、低

聚果糖、低聚木糖、大豆低聚糖等對人體腸內乳酸桿菌均有明顯的增殖作用（見表

2）。其中，低聚半乳糖對乳酸桿菌的增殖最多、也最全面

[9]

。

表2 不同益生元對腸內乳酸桿菌的增殖效果

[8]

乳酸桿菌濃度(lgCFU/g濕便, n=10)

服前

服后

8.11±0.98

8.44±0.98

*

IMO組

7.71±0.90

8.01±1.00

*

FOS組

7.96±1.02

8.28±0.91

*

XOS組

7.86±0.93

8.22±0.88

*

SOS組

(*:與服用前相比p<0.05;益生元劑量為3g/天,連續服用14天)

表3 4種乳桿菌對益生元的可利用性

[9,12]

GOS

IMO

FOS

XOS

菌屬

√

√

√

嗜酸乳桿菌

乳

√

干酪乳桿菌

酸

√

√

發酵乳桿菌

桿

√

√

√

唾液乳桿菌

菌

屬

3、對有害菌(包括兼性菌)的抑制效果

人體腸內的有害菌主要指梭菌。此外，一些兼性菌在機體健康出現狀況時，也

會轉化為不利于人體健康的有害菌如大腸桿菌、擬桿菌等。成功的益生元不僅要能夠

增殖有益菌，還要能抑制有害菌的增殖。

通過體外試驗

[5,6,10]

和人體臨床研究

[2,4,8,10]

等的證實：低聚異麥芽糖對有害菌梭

菌有明顯的抑制作用，對潛在致病菌（如腸桿菌、腸球菌）無增殖作用（見表4）。

與低聚異麥芽糖一樣，低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖對有害菌及兼性菌也具有很

好的抑制作用

[6,9,12]

（圖2）。

表4 低聚異麥芽糖IMO對有害菌的抑制作用

文獻來源

Kanko,1993

IMO劑量

10g/d

研究結論

梭菌比率由72.7%降至50%

大腸桿菌、梭菌數量顯著減

少

梭菌數量的減少極為顯著

腸內的梭菌、擬桿菌顯著減

少

梭菌被明顯抑制

腸桿菌、腸球菌無明顯增殖

張慶蘊,1996

5%

圖2不同益生元對梭菌的抑制效果

[6]

付萍,1999

Rycroft,200

1

顧清,2003

7.5g/d,7d

1%

15g/d

周景欣,2007

1%

周景欣,2007

3g/d,7-14d

腸桿菌、腸球菌無明顯增殖

4、被腸道菌群的代謝情況

益生元食后直達大腸，在結腸中被大腸菌群發較為能源而利用，并產生短鏈脂

肪酸SCFA，主要是醋酸、丙酸和丁酸以及乳酸和氣體。

（1）產酸量

腸道菌群代謝食物所生成的有機酸，一方面可以提供人體所需的能量，另一方

面，可降低腸道pH值，形成不利于病原菌生存的環境，從而有效抑制腸道腐敗，并

提高對礦物元素的吸收率，促進腸道蠕動而有利于排便。一般乳酸桿菌只生成乳酸，

而雙歧桿菌主要產醋酸和少量乳酸。益生元被腸道菌群代謝后也會生成大量有機酸，

使腸道pH值降低

[6,8]

。其中，以低聚半乳糖、乳果糖的產酸量最大，菊粉的產酸量最

小。具體的先后次序為

[6]

：醋酸產量LACT、GOS、SOS>FOS、IMO、XOS> Inulin；

乳酸產量GOS、SOS>XOS、IMO、LACT>FOS、Inulin；丙酸產量LACT、Inulin、X

OS、FOS>SOS、GOS>IMO。

（2）產氣量

人體腸道內有很多可以產氣的細菌，除雙歧桿菌和乳桿菌之外，幾乎所有其他

的菌群都能夠產氣。益生元被腸道菌群代謝后，可產生一定量的氣體如CO

2

、H

2

、CH

4

等。當人體食用過量的益生元時，會出現不同程度的脹氣和放屁現象。由于益生元糖

苷鍵和組成的差別，會被不同類型的產氣菌利用，產生的氣體也會有差別。

Rycroft等

[6]

通過體外試驗比較了不同益生元的總產氣量，發現低聚異麥芽糖和

低聚半乳糖是眾多益生元中總產氣量最少的；而菊粉是總產氣量最大的一種（見圖

3）。另外，Oku等

[11]

就低聚果糖、低聚乳果糖、低聚異麥芽糖三種益生元的氫氣產生

量進行了臨床驗證，不論是10g/d還是20g/d的食用劑量，都是低聚果糖的產氫氣量最

大，而低聚異麥芽糖的產氫氣量最少(見圖5、6)。

圖3不同益生元的產氣量比較

[6]

圖4 FOS/GS/IMO(10g/d)的氫氣產量

[11]

圖5 FOS/GS/IMO(20g/d)的氫氣產量

[11]

二、主要結論

綜上所述，低聚異麥芽糖、低聚果糖、低聚半乳糖等在進入大腸后，都能被腸

道菌群選擇性地發酵（主要是被雙歧桿菌與乳酸菌所利用，不被有害菌利用），因而

都是十分優秀的益生元。它們的主要差異在于被腸道菌群利用程度不同，具體表現在

對不同有益菌的增殖程度、有害菌受抑制程度、產酸量和產氣量等方面的差異。在實

際應用中，可針對這些低聚糖的差異特點，為不同的消費群體和食品種類選擇最適宜

的益生元品種，比如：

1、對于發酵型乳制品，可選擇更能促進某菌種生長的益生元（參考表1、表

3），幫助并協同該菌種最大化發揮對人體的健康作用。

2、對于嬰幼兒及兒童群體，在嬰幼兒配方奶粉及配方食品的開發過程中，可選

擇能全面增殖雙歧桿菌，且增殖率較高的益生元，如低聚半乳糖、低聚異麥芽糖等。

3、對于中老年人群體，鑒于其便秘和腸道老化癥狀十分嚴重，可考慮選擇能集

益生元和膳食纖維效果于一體的低聚糖如低聚異麥芽糖、低聚果糖等，幫助中老年人

恢復健康。

4、對于對腸胃脹氣較為敏感的人群，可適當避開食用大豆低聚糖、低聚果糖等

容易脹氣的益生元，而選擇產氣量最少的低聚異麥芽糖、低聚半乳糖等。

總之，針對不同的食品種類和消費群體需求，都有對應的最適益生元。不能說

“某種益生元是最好的益生元”，而只能說哪些是適用范圍較廣的益生元。因此，消

費者在面對不同益生元時一定要理性選擇。

參考文獻：

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學位論文，2007

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