母乳餵養有啥好處？人乳低聚糖(HMO)可守護嬰兒腸道健康
母乳——「液體黃金」母乳是餵養嬰兒最佳的天然食品，其中含有多種營養物質，包括蛋白質、脂肪、碳水化合物、礦物質、維生素等，並且各種營養物質含量和比例非常適合嬰兒吸收利用[1]，也被稱為「液體黃金」。
母乳中的固體組分中，含量最多的是脂肪、其次是乳糖，再次是人乳低聚糖(HMO)[2]。HMO是母乳中所特有的，含量為5-15g/L，具有特殊的生物學功能。
我們重點講一下人乳低聚糖(HMO)。
那麼，什麼是人乳低聚糖(HMO)？Lianghui Cheng, et al. 2020[3]
HMO是由多個單糖組合構成的低聚糖。構成HMO的單糖種類有5種，包括N-乙酰氨基葡萄糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-岩藻糖、唾液酸[3]。雖然單糖種類只有5種，但單糖的空間構型，糖基序列等不同可以使得HMO的結構千變萬化，目前在母乳中已經發現了超過200種HMO分子[4]。
根據最新的研究結果，科學家們發現HMO大展身手的位置主要在腸道中[2]。人體腸道不僅僅是消化食物，吸收營養物質這麼簡單，還對人體健康具有極其重要的作用，這是因為腸道中生活著一群腸道微生物(GM)。成年人的腸道菌群由超過35000種細菌組成，大部分細菌屬於擬桿菌門(革蘭氏陰性)和厚壁菌門(革蘭氏陽性)，而真正對我們人體有益的菌所占比例卻很小，例如放線菌門的雙歧桿菌，疣微菌門的阿克曼菌，因此維持益生菌的丰度和多樣性是非常有必要的[5]。
益生菌
1、促進腸道有益菌群增殖
HMO具有滋養功能, 通過刺激腸道有益菌群(乳酸菌和雙歧桿菌)生長繁殖, 間接抑制有害菌群生長, 以維持腸道微生態平衡, 從而保護嬰兒腸道免受致病菌入侵[1]。
益生菌中的雙歧桿菌尤其喜歡HMO，它們可以利用HMO作為碳水化合物大量增殖[1]，實驗結果也證明了這一點，研究人員發現，在用母乳餵養6天之後，嬰兒腸道的雙歧桿菌成為了優勢菌種，數量是對人體無益甚至有害的腸桿菌(包括大腸桿菌、沙門氏菌等)的1000倍以上，而人工餵養的嬰兒腸道的雙歧桿菌僅為腸桿菌的1/10左右[6]。因此HMO也叫「雙歧因子」[1]。
HMO可以通過抑制NF-κB通路的激活，顯著地降低結腸組織中細胞因子(IL-6、IL-18、IL-13和IL-33)的分泌和mRNA表達，減少炎症發生的幾率從而預防結腸炎[7]。
3、增強腸道的免疫功能
腸道免疫
腸道是人體最大免疫器官, 擁有人體70%的免疫細胞，HMO可以加快腸道淋巴細胞的成熟並且可以維持促炎免疫細胞和抗炎免疫細胞間的平衡[8]。此外，HMO作為「雙歧因子」可以促進雙歧桿菌的增殖，而雙歧桿菌能刺激腸道產生免疫物質和抗體, 從而提高機體對病原菌和腫瘤的免疫力[1]。
腸道環境
HMO被結腸細菌發酵會產生乳酸和短鏈脂肪酸，使得嬰兒的腸道保持較低的pH，較低的pH不僅利於益生菌生長，同時也抑制有害菌的生長(如大腸桿菌和產氣莢膜梭菌）[9]。HMO還可以與病原體結合併作為抗粘附抗菌劑，減少其對腸細胞的侵入與感染[1]，例如引起嬰兒腹瀉的空腸彎曲桿菌，其造成腹瀉的第一步便是粘附與腸道黏膜，HMO就能抑制這一過程[10]。
HMO作為母乳特有的成分對剛出生的嬰兒腸道有如此多的益處，而目前人工餵養的奶粉做不到這一點，因此市面上有很多嬰兒配方奶粉開始選擇添加HMO來模擬母乳，為嬰兒的腸道健康提供幫助[11]。
改善腸道菌群——HMO與益生菌聯用腸道健康
從HMO的作用來看，它實際上是一種益生元。國際益生菌和益生元科學協會（ISAPP）最新的益生元定義：對宿主具有健康益處，可以被宿主中的微生物選擇性利用的底物[12]，而HMO正是可以被雙歧桿菌選擇性地利用來促進其增殖和代謝[13]。
那麼，既然HMO是種益生元，能夠調節腸道菌群，如果與益生菌一起使用效果會如何呢？究竟是1+1u0026gt;2還是1+1=2，甚至是1+1u0026lt;2？科學家早已經想到這一點，並進行了一系列研究。
從理論上講，由於益生元是益生菌的「食物」，益生元可以促進益生菌(主要是乳酸菌和雙歧桿菌)增殖、改善腸道菌群等，益生元和益生菌聯用的效果會更好[14]。我們把益生菌和益生元聯合使用稱為合生元 (synbiotic) [15]。
益生菌
研究也驗證了這一點，首先合生元對嬰兒的安全性是有保證的，即使長期服用也沒有風險[15]。其次，合生元的效果也不負所望，科學家們發現單獨使用益生元對壞死性小腸結腸炎(NEC)沒有效果，而單獨使用益生菌和使用合生元對NEC都有效果，但是合生元效果略好一些[15]。另外一篇研究表明合生元減少了艱難梭狀芽胞桿菌等病原體的定植，為健康的腸道微生物群落的發展奠定了基礎[16]。
在合生元安全性和有效性都得到研究證明之後，有部分益生菌產品開始考慮將HMO作為添加劑加入到產品中去[17]。有研究表明，1g益生元配上80億-650億CFU益生菌是合生元的最佳比例[18]。
改善腸道的環境——HMO類似物與多酚聯用益生元還包括菊粉、多酚、低聚果糖、低聚異麥芽糖等。除了合生元，科學家也逐漸開始探索HMO和其他益生元聯用的效果，而多酚由於其強大的抗氧化能力，從眾多益生元中脫穎而出，成為科學家研究的重點對象。
多酚是具有多個酚羥基的化學物質的總稱，具有很強的抗氧化作用，我們熟知的EGCG，白藜蘆醇，綠原酸，花青素，原花青素都在此類[19]。多酚本身作為一種益生元，對腸道就有一定的益處。有證據表明，一些膳食多酚能夠通過促進益生菌生長和抑制病原體來調節腸道微生物群[12]。
腸道菌群
目前關於HMO與多酚的聯用的研究報道較少，而大多數研究關注HMO類似物(與HMO結構類似的物質)與多酚聯用，研究發現HMO類似物與多酚聯用可能是通過降低腸道的pH值來促進益生菌的生長，改善腸道的環境[20]。例如有研究發現添加菊粉(HMO類似物)與黃酮類(多酚)的飼料餵養大鼠，其盲腸的pH有效地降低了[21]。另一項研究表明在體外腸道模型中，長期給予低聚木糖(HMO類似物)和多酚的混合物可以促進結腸中食物的發酵，進而提高乳酸水平來改善益生菌生長的環境，使得結腸黏膜得以保護[21，22]。
HMO及其類似物的市場前景巨大現在很多商家們不滿足於把HMO添加到嬰兒配方奶粉和益生菌產品中去，他們也在尋找類似HMO的益生元，如菊粉，低聚木糖、多酚等，把它們添加到一些食物中去，為人體提供一定的益處。例如有些酸奶添加了菊粉作為益生元，加入一些果粒來提高多酚含量和增加風味。
目前HMO類似物的市場規模正以每年30%的速率飛速增長，市場發展空間十分巨大[23]。或許在不久的將來，HMO及其類似物不僅能在奶粉、益生菌領域中發光發熱，還能添加在更多食物中，我們能擁有更多美味又健康的飲食新選擇。
參考資料
[1] 中國實用兒科雜誌, 24(11), 882-884.
[2] 精細與專用化學品, 27(12), 3.
[3] Critical reviews in food science and nutrition, 61(7), 1184–1200.
[4] J Agric Food Chem, 54(20), 7471-7480.
[5] Physiological Reviews, 90(3), 859-904.
[6] 食品安全導刊(10X), 2.
[7] Life Sciences, 242, 117220.
[8] 中國食品學報, 21(8), 22.
[9] 任科雨. (2010). 不同濃度嗜酸乳酸桿菌對急性實驗性結腸炎的療效和結腸菌群的影響及其免疫相關機制研究. (Doctoral dissertation, 中南大學).
[10] Journal of Biological Chemistry, 278(16), 14112-14120.
[11] 乳業科學與技術, 43(5), 6.
[12] Advances in Food and Nutrition Research, 95, 41-95.
[13] 中國微生態學雜誌, 33(7), 7.
[14] 中國食品, No.685(021), 118-119.
[15] Journal of Pediatrics, 166(3), 545-551.
[16] Current Opinion in Biotechnology, 73, 108-120.
[17] 具有人乳寡糖,益生元和益生菌的兒科營養組合物. CN106255505A.
[18] Pharmacological research, 106061.
[19] Advances in Food and Nutrition Research.Academic Press,2021:1-33.
[20] 食品與藥品(05),485-492. doi:CNKI:SUN:SDPK.0.2021-05-021.
[21] Nutrition, 22(9), 898-904.
[22] Journal of Functional Foods, 47, 163-171.
[23] 生物產業技術(6), 4.