獨(dú)特的中性母乳低聚糖

2’-巖藻糖基乳糖（2’-Fucosyllactose，2’-FL）是一種中性母乳低聚糖，其分子量為488.44Da。它通過(guò)α1-2糖苷鍵連接巖藻糖殘基和乳糖的半乳糖端，是一種十分特殊的天然三糖。2'-FL最早是由母乳中分離，隨后也在其他哺乳動(dòng)物的乳汁中檢測(cè)到，例如大猩猩、狗、山羊和小須鯨等，但并未在家牛、小鼠和恒河猴等相對(duì)常見(jiàn)的家畜或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物中檢測(cè)到。

2’-FL作為母乳中最豐富的的一類人乳寡糖，2’-FL在母乳中的濃度約為2-5 g/L，約占總?cè)巳楣烟堑?/span>25%。大量臨床調(diào)查發(fā)現(xiàn)，并不是所有的母乳中均能檢測(cè)到2’-FL，只有在Lewis血型系統(tǒng)中Secretor基因檢測(cè)為顯性的人群才能夠分泌2'-FL。

母乳喂養(yǎng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因子

大量研究表明，母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒在煩躁程度、哭鬧時(shí)間、吐痰次數(shù)等劣性表觀行為上要明顯優(yōu)于非母乳喂養(yǎng)的寶寶，甚至在上呼吸道感染、肺炎、尿道炎、過(guò)敏等幼兒常見(jiàn)疾病的患病頻率上也顯著低于非母乳喂養(yǎng)的。于是，母乳喂養(yǎng)被奉為撫養(yǎng)嬰幼兒的圣經(jīng)寶典，母乳的成分也被譽(yù)為嬰幼兒食品的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

研究表明，母乳中含有許多可能影響嬰兒健康的生物活性化合物（如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素、消化酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體和抗菌因子），其中包括一大類由乳腺合成的具有不同長(zhǎng)度或結(jié)構(gòu)的低聚糖，這些低聚糖被稱為母乳低聚糖（Human milk oligosaccharides，HMOs），最新研究表明，母乳喂養(yǎng)所帶來(lái)的種種有益功能，都與母乳中的低聚糖成分息息相關(guān)。

20世紀(jì)初，歐洲1 歲以內(nèi)非母乳喂養(yǎng)嬰兒的死亡率高達(dá)20%，是母乳喂養(yǎng)的7 倍，引起科學(xué)家的廣泛關(guān)注。母乳喂養(yǎng)與非母乳喂養(yǎng)嬰兒糞便中的細(xì)菌組成不同，前者含有更多的益生菌，對(duì)保持健康極為有利。

20世紀(jì)30 年代發(fā)現(xiàn)寡糖是母乳中最重要的益生元，然而HMO的人 工合成方法直到近年來(lái)才被掌握。隨著對(duì)母乳成分的深入研究和技術(shù)的發(fā)展，2’-FL現(xiàn)已成為目前唯一一個(gè)可以工業(yè)化生產(chǎn)的母乳低聚糖，也相繼在2015年和2016年獲得FDA和歐盟的批準(zhǔn)，將2'-FL納入嬰兒配方奶粉的合法成分，甚至作為膳食補(bǔ)充劑和營(yíng)養(yǎng)保健品。

母乳來(lái)源，選擇性增殖

2’-FL可作為菌群的代謝底物，選擇性地增殖嬰幼兒腸道中特定有益菌株的數(shù)量，促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)繁殖。體外發(fā)酵試驗(yàn)表明，雙歧桿菌和擬桿菌可以降解代謝40%以上的2’-FL，乳桿菌的消耗率較雙歧桿菌和擬桿菌低，而梭菌、葡萄球菌、腸桿菌和大腸桿菌的消耗率小于10%。

另外，有研究表明，2’-FL能顯著提高雙歧桿菌在腸黏膜上的黏著能力，并能夠選擇性地促進(jìn)雙歧桿菌的生長(zhǎng)，主要是長(zhǎng)雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌和嬰兒雙歧桿菌，還可以刺激一些擬桿菌種類的生長(zhǎng)。

雙歧桿菌是母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒腸道中的優(yōu)勢(shì)菌屬，其利用2’-FL的機(jī)制基于自身表達(dá)的2’-FL轉(zhuǎn)運(yùn)體（ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體）和糖苷水解酶基因，可產(chǎn)生多種降解酶，如α-巖藻糖苷酶、唾液酸苷酶、β-半乳糖苷酶。

腸道菌群代謝2’-FL，較乳糖而言會(huì)產(chǎn)生更多樣化的代謝物，包括甲酸鹽、乙酸鹽、1，2-丙二醇、乳酸鹽和裂解的巖藻糖。此外代謝2’-FL還會(huì)產(chǎn)生豐富的短鏈脂肪酸，降低腸道pH，進(jìn)一步營(yíng)造了酸性的腸道環(huán)境，抑制有害菌的生長(zhǎng)和定植，從而調(diào)節(jié)嬰兒腸道菌群的構(gòu)成。

透過(guò)腸屏障，增強(qiáng)免疫力

2’-FL可透過(guò)腸屏障并進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，血液中的2’-F可以作為細(xì)胞因子直接或間接調(diào)節(jié)宿主腸細(xì)胞反應(yīng)，作用于上皮細(xì)胞糖基化，影響細(xì)胞增殖、分化和凋亡等，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。

臨床研究表明，喂養(yǎng)了強(qiáng)化2’-FL奶粉的嬰兒血漿中包括白細(xì)胞介素和腫瘤壞死因子α在內(nèi)的相關(guān)炎癥細(xì)胞因子濃度與母乳喂養(yǎng)的結(jié)果基本一致，并且顯著低于喂養(yǎng)常規(guī)奶粉的嬰兒。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，接種流感疫 苗的小鼠攝入2’-FL后，其脾 臟細(xì)胞中與流感疫 苗特異性相關(guān)的輔助性T細(xì)胞（CD4+）、細(xì)胞毒 性T細(xì)胞（CD8+）和γ-干擾素的含量顯著增加，說(shuō)明2’-FL能夠影響小鼠對(duì)流感疫 苗的體液免疫和細(xì)胞免疫。

特異結(jié)合，阻斷病原體粘附

2’-FL的結(jié)構(gòu)與腸道上皮細(xì)胞上的糖蛋白、糖鏈上部分結(jié)構(gòu)相似，可作為誘餌受體與腸道中的致病菌結(jié)合，進(jìn)而阻止致病菌與腸道上皮細(xì)胞受體結(jié)合，使之不能成功定植于腸道。

有研究表明2’-FL的結(jié)構(gòu)可有效抑制空腸彎曲桿菌在小鼠體內(nèi)的定植，空腸彎曲桿菌可導(dǎo)致嬰兒腹瀉，其與腸道上H-2抗原的結(jié)合是其感染宿主細(xì)胞的首要條件，而2’-FL可抑制這種結(jié)合，進(jìn)而防止在宿主體內(nèi)定植。

另外，通過(guò)觀察性實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，母乳中高含量的2’-FL可減輕空腸彎曲桿菌導(dǎo)致的嬰幼兒腹瀉，其作用是劑量依賴性的。

始于2016，終于2023：2’-FL值得期待

2’-FL被添加進(jìn)嬰配奶粉中以進(jìn)一步貼近母乳營(yíng)養(yǎng)組成，部分國(guó)家已有添加2’-FL的嬰配奶粉上市。HMOs的商業(yè)化生產(chǎn)可通過(guò)發(fā)酵或化學(xué)合成獲得，市場(chǎng)上的2’-FL主要是通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)的，發(fā)酵后的最終產(chǎn)物2’-FL通過(guò)了歐盟食品安全局（EFSA）和美國(guó)食品藥品嚴(yán)督管理局（FDA）的安全性認(rèn)證。

2015年，歐盟食品安全局評(píng)估報(bào)告認(rèn)為，2’-FL在1歲以下嬰幼兒配方奶粉中的添加是安全的。專家組認(rèn)為2’-FL在1歲以下嬰幼兒配方奶粉中的最大添加量為1.2 g/L，1～3歲嬰幼兒每日2’-FL最大攝入量為1.2 g/L，4～18歲兒童及青少年每日2’-FL最大攝入量為3.0 g/L。

2016年，美國(guó)食品藥品嚴(yán)督管理局批準(zhǔn)規(guī)定了2'-FL在嬰幼兒配方奶粉中的使用，并規(guī)定了2'-FL在嬰兒配方奶粉中的最大使用量分別為2.4 g/L，除外，還規(guī)定了其化學(xué)物理特性、生產(chǎn)工藝和在其可以添加的食物種類及推薦最大添加量等。

2017年11月，歐盟委員會(huì)發(fā)布2017/2201法規(guī)，批準(zhǔn)并授權(quán)大腸桿菌菌株BL21產(chǎn)生的2’-FL干粉和液體濃縮液作為新型食品添加劑用于嬰兒和較大嬰兒配方食品中，其每升終產(chǎn)品中允許添加1.2 g的2’-FL。

中國(guó)目前還未被批準(zhǔn)HMOs作為食品添加劑加入嬰幼兒配方奶粉，但2016年08月，中國(guó)國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心（CFSA）就2’-FL做為嬰幼兒配方食品中的食品添加劑向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)，其內(nèi)容有2’-FL作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到嬰幼兒配方食品中的用量、適用范圍、生產(chǎn)工藝和作用機(jī)制等。

2023年2月10日，國(guó)家衛(wèi)健委根據(jù)《食品添加劑新品種管理辦法》和《食品添加劑新品種申報(bào)與受理規(guī)定》，食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑新品種2’-巖藻糖基乳糖其安全性和工藝必要性已通過(guò)專家評(píng)審委員會(huì)技術(shù)審查，并開(kāi)始公開(kāi)征求意見(jiàn)，這說(shuō)明該品進(jìn)入市場(chǎng)將指日可待。

作者簡(jiǎn)介：

Martin.Yu，食品科技工作者、營(yíng)養(yǎng)師，長(zhǎng)期負(fù)責(zé)特殊食品研發(fā)工作，主要方向?yàn)椋?/span>FSMP、益生菌、特膳食品。