人乳寡糖(HMOs, human milk oligosaccharides)作為一種特殊的低度聚合糖,在奶粉、食品等配方中的添加旨在模仿母乳的營養成分和生物活性分子,從而綜合促進腸道健康、免疫系統發育和整體健康。其通過與微生物互動產生有益代謝產物,增強腸道屏障功能,減少腸道炎癥;同時,調節腸道菌群平衡,促進益生菌生長,維護腸道健康;此外,或促進嬰兒大腦發育。因此,人乳寡糖的添加為食品增添了有價值的功能成分,為嬰兒和成人的健康提供全面支持。
人乳寡糖即人乳中的低聚糖,由5種單體(D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰葡萄糖胺、L-
巖藻糖和N-乙酰神經氨酸(唾液酸)以不同比例結合形成。
人乳寡糖的分類
人乳寡糖(HMOs)可分為中性人乳寡糖(Neutral HMOs)和酸性人乳寡糖(Acidic HMOs)。中性人乳寡糖是包含巖藻糖基的低聚糖,酸性人乳寡糖是包含唾液酸及其硫酸鹽的結構的低聚糖。至今已經證明人乳中有200多種低聚糖。
人乳寡糖在嬰幼兒食品中的應用及作用
目前,被批準用于嬰幼兒配方食品中的人乳寡糖有兩種:2-巖藻糖基乳糖(2’-FL)和乳糖-N-新四糖(Lacto-N-neotetraose)。
名稱 |
2-巖藻糖基乳糖
(2’-FL) |
乳糖-N-新四糖
(Lacto-N-neotetraose) |
CAS No. |
41263-94-9 |
13007-32-4 |
結構式 |
 |
 |
分子式 |
C18H32O15 |
C26H45NO21 |
分子量 |
488.43 |
707.62 |
使用量 |
1-17g/Kg |
0.5-8.5g/Kg |
- 通過阻止病原體附著于上皮細胞,發揮抗炎癥及感染性疾病,充當嬰兒腸道守護者;
- 促進腸黏膜的成熟和腸上皮屏障功能,作為腸上皮細胞調節劑,調節微生物菌群平衡;
- 作為益生元,直接和間接調節免疫細胞,充當免疫調節劑;
- 降低結腸pH值,促進鈣、鎂、鐵等礦物質吸收;
- 提供嬰兒生長發育所需的常規營養。
人乳寡糖除了用于嬰幼兒配方奶粉、嬰幼兒谷類食品、嬰幼兒營養品等營養產業,還可用于兒童、成人、老人、哺乳期婦女的膳食補充劑或健康功能食品。更多人乳寡糖(HMOs)產品,撥打訂購熱線400-021-8158!
奶粉應用:
人乳寡糖(HMOs)因其在促進嬰兒和成人健康方面的潛力而引起了廣泛的興趣。經過體內外及臨床研究,已確證HMOs對胃腸和免疫系統具有益處。近年來的研究還發現HMOs攝入對呼吸、中樞神經、循環等多個器官系統產生影響。HMOs通過與腸道上皮細胞互動或調節腸道微生物,支持嬰兒免疫系統的發育,進而間接保護免受傳染病。有臨床數據顯示,在嬰兒配方中添加HMOs似乎是安全耐受的,有助于促進健康。專家普遍認為,HMOs通過多種機制,如微生物調節和免疫發育的促進,積極影響預防過敏。因此,將HMOs添加至嬰兒配方中有望在管理牛奶蛋白過敏方面發揮積極作用。
《Human Milk Oligosaccharides: 2′-Fucosyllactose (2′-FL) and Lacto-N-Neotetraose (LNnT) in Infant Formula》綜述了人乳寡糖(HMO)的存在及其在體內外研究中的益處。特別強調了主要的2'-FL在嬰兒配方中的應用。HMO通過直接與腸上皮細胞相互作用,或調節腸道微生物群,尤其是刺激雙歧桿菌,從而支持免疫功能發育,間接為嬰兒提供對抗傳染病的保護。有限的臨床數據表明,添加HMO到嬰兒配方似乎安全耐受,助推正常生長,并呈現出促進健康的趨勢。HMO在人奶和牛奶之間存在差異,將其中1個或2個成分添加至嬰兒配方中是安全的,能使配方更接近人奶的成分。
《Human milk oligosaccharides as bioactive compounds in infant formula: recent advances and trends in synthetic methods》指出,人乳寡糖(HMO)因其在促進嬰兒和成人健康方面的作用引起了廣泛興趣。通過多項體外、體內和臨床研究,已確認HMO對胃腸和免疫生理系統帶來益處。近10年的研究還揭示HMO的攝入對呼吸、中樞神經、循環、運動及泌尿等其他器官系統產生影響。基于其積極的健康影響,將HMO納入嬰兒配方或其他功能性食品中已成為迫切需求。然而,目前大規模生產僅限于通過發酵獲得的2'-
巖藻糖基乳糖(2'FL)和乳糖-N-新四糖(LNnT)。
《Recent Advances on Lacto-N-neotetraose, a Commercially Added Human Milk Oligosaccharide in Infant Formula》指出人乳寡糖作為重要的益生元,在嬰兒營養中具有多種獨特的健康效應。其中,乳糖-N-新四糖(LNnT)作為一種豐富的HMO引起了廣泛關注,不僅因其對嬰兒的特殊益處,還因其在商業上的價值。LNnT雖然存在于各類母乳中,但濃度通常隨著哺乳期的推移逐漸減少。然而,在嬰兒體內,LNnT表現出卓越的益生元特性,同時其其他健康效應也得到了驗證,包括免疫調節、抗炎、預防壞死性小腸炎、抗粘附抗菌作用、抗病毒活性以及促進腸上皮細胞成熟等方面。經過安全評估和臨床試驗,LNnT被證實對嬰兒是安全且耐受的。因此,商業上已將LNnT作為功能性成分添加到嬰兒配方中。
《An Expert Panel Statement on the Beneficial Effects of Human Milk Oligosaccharides (HMOs) in Early Life and Potential Utility of HMO-Supplemented Infant Formula in Cow’s Milk Protein Allergy》匯總了兒科胃腸病學和過敏免疫學專家的意見,旨在探討人乳寡糖(HMOs)的生物學作用以及在預防過敏,尤其是牛奶蛋白過敏(CMPA)方面的潛在應用。專家認為,HMOs在人乳中是關鍵的生物活性成分之一,能夠通過阻止病原體附著于上皮細胞,發揮抗微生物和抗病毒作用。此外,HMOs還能夠通過促進腸黏膜的成熟和腸上皮屏障功能,作為腸上皮細胞調節劑,通過促進健康的微生物群組成,作為益生元,以及通過直接和間接調節免疫細胞,作為免疫調節劑,發揮其他重要作用。因此,專家認為,HMOs與預防過敏之間的關聯主要取決于它們對腸道微生物群、腸黏膜屏障、免疫調節和免疫發育的影響。除了降低呼吸道和胃腸道感染的風險外,添加HMO的配方似乎在CMPA管理中具有潛在前景。然而仍需要進一步的研究,以更充分地理解HMO在預防過敏性疾病和CMPA方面的免疫調節機制和潛力。
《Analysis of Six Human Milk Oligosaccharides (HMO) in Infant Formula and Adult Nutritionals by 2AB Labeling and Quantification with HILIC-FLD: First Action 2022.02.》探討了人乳寡糖(HMO)在增強嬰兒免疫功能和支持腦發育方面的應用,被廣泛應用于嬰兒配方和成人營養品。研究旨在開發和驗證一種符合AOAC國際嬰兒配方和成人營養品感興趣者委員會(SPIFAN)標準方法性能(SMPR)的方法。詳細介紹了一種能夠分析6種不同HMO的方法,包括2'-
巖藻糖基乳糖、3'-巖藻糖基乳糖、3'-唾液酸乳糖、6'-唾液酸乳糖、乳糖-N-四糖和乳糖-N-新四糖。研究采用2-氨基苯甲酰對HMO進行標記,并進行了衍生化處理。經AOAC SPIFAN專家審查小組審核后,證實該方法達到了6種HMO的標準方法性能要求(SMPR)。
食品行業應用:
2018年,人乳寡糖成功獲得了歐盟新型食品審批以及美國“安全食品”(Generally Recognized as Safe,GRAS)地位,標志著其在行業內得到了認可。研究證實人乳寡糖在小鼠模型中具備減輕食物過敏癥狀的潛力。在全球食物過敏疾病不斷增加的背景下,尋找新的方法來減緩過敏癥狀具有重要的意義。隨著人乳寡糖商業化生產規模的擴大,人們開始將其引入各種食品中應用。因此研發一個可靠且準確測量不同食品中人乳寡糖含量的方法變得愈發緊迫和重要。
《New Human Milk Oligosaccharide Ingredient Approved for Infant Formulas in Europe, U.S.》
提到,人乳寡糖成分已于2018年獲得歐盟新型食品審批和美國“安全食品”(GRAS)地位。
《Attenuation of food allergy symptoms following treatment with human milk oligosaccharides in a mouse model》研究了使用人乳寡糖治療后在小鼠模型中減輕食物過敏癥狀的情況。近30年來,食物過敏的發病率逐漸增加,兒童最常見的食物過敏原之一是牛奶蛋白過敏(ACMP)。由于ACMP的表現多樣,其診斷和治療具有挑戰性。兒童患有ACMP表現時需要避免乳制品,尋找與母乳成分相近的替代品。使用高度水解和氨基酸配方適用于ACMP患兒,這些配方逐漸趨近母乳成分,同時利用人乳寡糖來促進早期口服耐受的發展,有助于改善ACMP癥狀。
《Quantifying the human milk oligosaccharides 2’‐fucosyllactose and 3‐fucosyllactose in different food applications by high‐performance liquid chromatography with refractive index detection》
提到了人乳寡糖在不同食品應用中的定量分析方法。隨著HMOs的工業化生產達到規模化,含有2'-巖藻糖基乳糖(2'-FL)的嬰兒配方已經商業化。需要一種簡單有效分析方法來在不同食品應用中定量評估HMOs。該研究提出了經過驗證的高效液相色譜法,可在整體乳、嬰兒配方和谷物棒中定量分析2'-FL和3-FL。方法在0.2至12毫克/毫升的濃度范圍內具有高度線性。2'-FL的回收率為88%至105%,3-FL的回收率為94%至112%。在不同食品基質中的檢測限分別為0.1毫克/毫升和0.6毫克/克。通過成功應用于不同乳制品的穩定性研究,該方法可在實際應用中同時且穩定地定量分析2'-FL和3-FL,具有高準確性和可靠的重復性。
抗病毒和免疫調節應用:
針對人乳寡糖的研究已深入展開,尤其關注其在抗病毒感染方面的潛在作用。HMOs不僅可能通過模仿病毒受體的結構干擾病毒與宿主細胞的結合,從而預防感染,還顯示出在改善免疫適應能力、恢復免疫平衡方面的潛力。研究為未來探索新型抗病毒藥物提供指引,通過深入了解HMOs與免疫系統之間的關系,有望開發出更精準、有效的免疫干預方法,為應對傳染病和病毒性疾病提供新的解決方案。
《Human Milk Oligosaccharides as Promising Antivirals》研究了人乳寡糖的潛在作用。HMOs可能在特別是對抗病毒感染方面提供免疫保護。研究強調,HMOs可能通過模仿病毒受體的結構,從而阻止病毒附著在宿主細胞上,從而預防感染。然而,由于病毒與碳水化合物之間的復雜相互作用,以及HMOs的分離、鑒定和制造過程中的技術難題,限制了將其作為抗病毒藥物的應用。而近期的技術進步提供了更深入的病毒進入機制的認識,為將HMOs選擇為抗入侵抑制劑奠定基礎。還包括了對輪狀病毒、諾如病毒、流感病毒和人類免疫缺陷病毒的糖基結合研究,探討了HMOs作為抗入侵抑制劑在預防和治療方面的潛力。
《Human Milk Oligosaccharide 2′-Fucosyllactose Improves Innate and Adaptive Immunity in an Influenza-Specific Murine Vaccination Model》關注特定的人乳寡糖2'-巖藻糖基乳糖(2'-FL),以及其在小鼠流感疫苗模型中對先天和適應性免疫的影響。研究人員在疫苗接種前后通過不同劑量的膳食攝入2'-FL,并評估免疫反應。結果表明,攝入2'-FL的小鼠表現出增強的疫苗特異性免疫反應,包括抗體水平增加、免疫細胞的活化,以及T細胞增殖和細胞因子產生的改善。這表明通過膳食攝入2'-FL可能有助于增強體液和細胞免疫反應,這可能部分歸因于其對免疫細胞分化的影響。
《The Human Milk Oligosaccharide 2'-Fucosyllactose Shows an Immune-Enhancing Effect in a Cyclophosphamide-Induced Mouse Model》探究了2'-巖藻糖基乳糖(2'-FL)在環磷酰胺(CCP)誘導的小鼠免疫抑制模型中的免疫增強效應。研究通過口服方式給小鼠提供2'-FL,然后使用CCP誘導免疫抑制。結果表明,攝入2'-FL的小鼠免疫反應較CCP誘導組更好,包括脾臟重量、自然殺傷細胞活性、細胞因子水平和T細胞增殖的增加。該研究表明,2'-FL可能有助于減輕由CCP引起的免疫抑制,可能增強免疫功能。
調節腸道菌群應用:
人乳寡糖對腸道微生物組和嬰兒健康產生廣泛影響。HMOs在腸道中充當益生元的角色,有助于刺激有益細菌的繁殖和生長,維持腸道微生態平衡,研究表明HMOs能夠降低嬰兒患病的風險,這可能與其對病原微生物的抑制作用有關。此外,HMOs還在早產兒健康展現出重要價值。不僅有助于構建健康的腸道微生物組,還可能通過增強免疫功能,減少感染風險。
《Gold standard for nutrition: a review of human milk oligosaccharide and its effects on infant gut microbiota》指出,HMOs作為金標準的母乳營養,其豐富的營養價值主要歸因于HMOs。HMOs是人類母乳中僅次于乳糖和脂質的第三大成分,具有獨特的結構多樣性,嬰兒無法消化吸收。HMOs作為益生元,通過與腸道菌群的直接或間接相互作用發揮多種益處,如促進有益細菌生長、抗病原體作用以及腸上皮細胞響應的調節。最近的研究突顯了HMOs對嬰兒健康的促進作用,降低疾病風險,顯示了HMOs在食品添加劑和治療方面的潛力。這篇論文討論了HMOs對嬰兒腸道微生物組的影響,重點在于HMOs益處的分子機制基礎。
《Human milk oligosaccharide DSLNT and gut microbiome in preterm infants predicts necrotising enterocolitis》探究了HMOs與嬰兒腸道微生物組的互動,以及其與嬰兒壞死性小腸炎(NEC)的關聯。研究發現,特定HMO(disialyllacto-N-tetraose,DSLNT)的濃度在患有NEC的嬰兒中顯著降低。此外,HMOs的攝入與嬰兒口腔和糞便樣本中的細菌群存在不同的關聯,這可能對嬰兒微生物組的發展產生影響。這些研究結果揭示了HMOs和腸道菌群在早產兒健康和疾病中的重要作用,為疾病風險分層、生物標志物開發等提供了新的方向。
《Role of human milk oligosaccharide metabolizing bacteria in the development of atopic dermatitis/eczema》關注了HMOs在預防特應性皮炎方面的潛力。研究發現,人乳寡糖在建立嬰兒腸道微生物組和調節免疫系統方面發揮重要作用,從而可能對預防AD具有保護作用。通過深入探究HMO代謝菌群的作用和代謝產物,有望揭示HMOs在保護作用中的機制,為開發新的濕疹預防方法提供理論支持。
《Exclusively Breastfed Infant Microbiota Develops over Time and Is Associated with Human Milk Oligosaccharide Intakes》關注了純母乳喂養期間母體和嬰兒菌群的細菌動態,并探究了人乳寡糖(HMO)的攝入與嬰兒口腔和糞便細菌群的關聯。研究發現,HMOs濃度和攝入隨時間變化,且HMOs的攝入與嬰兒口腔和糞便樣本中的細菌群有不同的關聯。這種關聯可能對嬰兒腸道菌群的發展產生影響,進而影響短期和長期的嬰兒健康。