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后生元与骨骼健康
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后生元与骨骼健康

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提及当下最火热的大健康产业赛道,那么“后生元”应该算一个。后生元是对宿主健康有益的遗传背景明确的灭活微生物和/或菌体成分,包括或不包括其代谢产物的制品,化学合成的成分以及病毒/噬菌体及其产物除外。简单来说,后生元是益生菌经过灭活加工后的有益成分的统称,相较于传统活性益生菌,后生元没有了活性的局限,且保留了大量营养、有效成分(如维生素、脂肪、蛋白质、多糖、有机酸、菌体成分等),因其具有更高的安全性和稳定性、更易于储存和生产的优势,一经提出便引发了食品、健康等行业广泛关注,热度与日俱增,是当下行业内的新趋势。目前,对于后生元的研究主要集中在对其活性成分和益生功能的研究上[1]

肠道菌群在食物消化、能量利用、矿物质吸收及维生素供应、免疫调节等方面均与宿主相互作用,进而影响宿主骨骼代谢。大量的动物试验证明益生菌(包括乳酸菌、动物双歧杆菌乳亚种、植物乳植杆菌、瑞士乳杆菌等)可通过合成维生素[2]、调节肠道pH、胆汁酸代谢、免疫调节等途径影响钙吸收,进而影响骨骼代谢[3]

 

现有研究发现,通过益生菌灭活产生的后生元的免疫调节活性高于益生菌[4]。Montazeri-Najafabady等研究表明,多种后生元能明显提高宿主全身骨密度(bone mineral density,BMD)[5],且后生元具有促进成骨细胞分化、抑制破骨细胞形成,进而缓解骨质疏松的益生功能[1]

目前,益生菌正在成为各大消费品牌破圈的一大利器,然而,由于在生产和储存过程中,某些食品的理化特性(酸度、水活性、特定的化学物质)或储存条件(水分、温度、包装对氧气的渗透性、货架期)可能对益生菌在食品中的正常生存构成威胁[6]。如何在生产、运输、储存过程中维持菌群生存能力和稳定性,最终延长活菌产品的货架期,成为益生菌产业近年来所面临的最大障碍。

 

与益生菌相比,后生元具有更稳定,具有更长的保质期和更好的环境耐受性等优点。益生菌对于胃肠道发育不成熟的新生儿和儿童,有过敏和活菌非正常易位入血的可能性,还会干扰其早期正常肠道微生态的建立[7]。后生元是相对安全的替代品,可以改善益生菌活菌可能对机体产生的一些不良反应。

 

现在,益生菌在骨骼方面的应用已取得较好的市场基础,但后生元对骨生长影响的研究及促进骨骼生长方面的产品开发,国内外均处于起步阶段。现有研究发现,后生元可以通过肠道-免疫-骨轴途径抑制破骨的形成,促进成骨细胞的分化[8]。目前,针对发酵粘液乳杆菌IOB802进行的后生元研究数据如下,

1. 小鼠股骨长度和骨重情况

图1 不同组别小鼠股骨长度和骨重变化

2. 小鼠血清OCN含量

图2 不同组别小鼠血清OCN含量变化

骨钙素主要由成骨细胞、成牙质细胞合成,还有一些由增生的软骨细胞合成,在调节骨钙代谢中起重要作用,是研究骨代谢的一项新的生化标志物,对骨质疏松综合征、钙代谢异常等疾病诊断有重要价值。与空白组相比,经发酵粘液乳杆菌IOB802发酵后生元粉干预小鼠后,血清中OCN含量增加。

随着国内外对于后生元研究领域的日益深入,为后生元应用提供了理论依据,同时为开发发酵粘液乳杆菌IOB802发酵后生元粉的新产品提供了思路。鉴于某些后生元对骨生长的促进作用,以及其与益生菌相比,在运输、储存、功能和安全性上的优势,后生元作为功能性食品原料,在改善人类骨骼健康方面具有更为突出的开发潜力和应用前景。

创源生物作为国内后生元及后生元应用解决方案的制造商、服务商,持续科学循证的研发理念和思路,开发差异化的后生元原料并应用于食品生产中,随着产品布局日臻完善,企业在微生态制剂、后生元应用领域也逐步形成完整的品牌线。未来,创源生物将持续进行技术创新,对产品品质不断打磨,以更卓越的产品和更优质的服务,为更多客户和消费者呈现真正适合国人体质的益生菌4.0产品,为中国的后生元发展共同赋能,为国民健康做贡献。


[1]刘红霞,李雪利,吴秀英等.后生元研究进展及应用现状[J/OL].食品科学:1-12.
[2]LeBlanc JG,Milani C,de Giori GS,Sesma F,van Sinderen D,Ventura M. Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective. [J]. Current opinion in biotechnology,2013,24(2).
[3]余洋,曾新福,乐敏等.益生菌通过肠-脑轴调控动物骨代谢的研究进展[J].中国畜牧杂志,2021,57(09):22-27.
[4]王鑫,辛宇,张国芳等.后生元的作用机制及其在食品中应用[J].乳品与人类, 2023,129(02):19-25.
[5]MontazeriNajafabady N,Ghasemi Y,Dabbaghmanesh M H,et al.Exploring the bone sparing effects of postbiotics in the post-menopausal rat model[J].BMC ComplementaryMedicine and Therapies,2021,21(1):155
[6]Johnson C N,Kogut M H,Genovese K,et al.Administration of a postbiotic causes immunomodulatory responses in broiler gut and reduces diseasepathogenesis following challenge[J].Microorganisms,2019,7(8):268.
[7]施江敏,施迪邦,薛益朗等.后生元的研究进展与应用展望[J].肿瘤代谢与营养电子杂志,2022,9(06):800-807.
[8]Bhardwaj A,Sapra L,Tiwari A,et al.“Osteomicrobiology”: The Nexus Between Bone and Bugs[J].Frontiers in Microbiology.2022,12,812466-812466.