后生元是什么？简述后生元的研究应用现状与发展前景

随着科研人员对益生菌的研究深入，人们发现不仅活菌能够发挥益生功能，有一些“非活菌”组分也表现出明显的促进健康的作用，如灭活的菌体细胞、菌体死亡后溶解释放的成分和细菌的代谢产物。

其中菌体成分包括脂磷壁酸、细胞表面蛋白、肽聚糖、菌毛、鞭毛等，代谢产物包括酶、多肽类、短链脂肪酸、多糖（如胞外多糖）等，这些具有促进健康功效的灭活菌和代谢物被称为“后生元”。 2021年5月，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）发表了后生元（Postbiotics）的共识声明：后生元是指对宿主健康有益的无生命微生物和 / 或其成分的制剂。

后生元的菌株来源主要是肠道菌群，包括细菌和真菌，细菌主要有乳杆菌属（植物乳杆菌、发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌、干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、短乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等）、双歧杆菌属（两歧双歧杆菌和动物双歧杆菌）、肠球菌属（粪肠球菌和乳酸肠球菌）、芽孢杆菌属（凝固芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌）和拟杆菌属（多形拟杆菌、双胞拟杆菌）等，真菌主要是布拉迪酵母菌。

目前，通过不同的方法可以获得后生元制剂，包括加热、酶处理、溶剂萃取、γ或紫外线、超声波等，其中热处理是灭活益生菌菌体的常用方法。经过热灭活的益生菌细胞、细胞上清液和其他活性成分均可产生有益作用，如免疫调节、平衡肠道菌群、调节生理机能等。

在临床层面，含有灭活菌的产品在治疗胃肠道疾病中也发挥着作用，包括腹胀、腹泻、婴儿肠绞痛等。灭活菌还可以在皮肤或呼吸道过敏疾病的管理中发挥作用。

后生元的功能机制

目前对后生元的生理功能研究主要侧重于宏观层面的分析评价，对于后生元的作用机制尚未得到确切完全的阐述。由于后生元可以是多种活性物质的混合制剂，所以其可能是由许多不同的机制来驱动和介导目标宿主的健康效应。国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）提出了5种后生元制剂的可能作用机制：

① 对宿主菌群的调节。虽然后生元制剂对微生物菌群的影响可能是暂时的，但它们仍可能具有重要的机制作用，比如乳酸和细菌素具有直接的抗菌活性，凝集素样蛋白通过与原有微生物竞争黏附位点来间接调节微生物菌群。

② 增强上皮屏障功能。增强上皮屏障功能的活性可由分泌蛋白介导，如鼠李糖乳杆菌LGG的分泌蛋白p40可改善肠道损伤和结肠炎，减少细胞凋亡，并通过肠上皮细胞中EGF受体的转激活维持屏障功能。另外，来源于双歧杆菌的胞外多糖也具有增强屏障功能的作用，研究表明双歧杆菌可诱导MAPK和AKT信号通路，通过自噬和钙信号通路来促进肠上皮紧密连接功能，从而减少炎症。

③ 调节局部和全身免疫反应；④ 调节全身代谢反应；⑤ 通过神经系统的全身信号调节。

一些研究表明，后生元对宿主的代谢和信号通路有积极影响，微生物来源的维生素和短链脂肪酸就是已知的宿主代谢调节剂，比如丙酸能改变脂质代谢，提高胰岛素敏感性和糖耐量，丁酸能上调抗氧化谷胱甘肽，对氧化应激有有益影响。

局部和全身水平的免疫调节通常是由后生元分子与特异性受体相互作用进行传导的，包括Toll样受体（TLRs）、核苷酸结合寡聚结构域受体（NOD），比如脂磷壁酸调节TLR2或TLR6信号，肽聚糖或其衍生多肽调节NOD2信号。

国内外后生元管理现状

目前，国内外尚未发布明确针对后生元的标准与法规，但是各国相关法规中有一些符合后生元定义的产品管理要求。我国对可用于食品的菌种以“名单制”进行管理。用于制备后生元的微生物来源可参考国家卫生行政部门发布的可用于食品的菌种（株）。

GB/T32099-2015《酵母产品分类导则》与 GB/T20886.1-2021《酵母产品质量要求第1部分：食品加工用酵母》中提出“非活性食用酵母”这一概念，然而目前我国监管层面尚未发布针对后生元及其产品的标准与法规。

欧盟食品安全局通过 QPS（Qualified Presumption as Safety）程序评估食品用菌种的安全性，可适用于评估制备后生元的微生物。若使用未列入 QPS名单的微生物生产食品，需根据欧盟新资源食品管理条例 Regulation（EU）2015/2283相关要求申报新资源食品审批。

美国食品药品管理局（FDA）通过GRAS（Generally Recognized As Safe）管理食品用菌种及食品添加剂等成分，采用“企业自我认可，FDA 备案制度”评价物质的安全性并形成 GRAS清单。目前 FDA 对灭活菌种在食品中的应用可通过申报 GRAS 的形式对产品进行备案。

日本可通过3种监管渠道申请对食品的健康声称，分别是特定健康用途食品（Foods forSpecified Health Uses，FOSHU）、具有营养功能声明的食品（Foods with nutrient function claims，FNFC）和具有功能声称的食品（Foods with function claims，FFC）。目前没有含灭活微生物的相关产品获批 FOSHU。FFC无需审批，但需在上市前 60天向消费者厅提交其安全性、功效性评价与科学依据、生产与质量管理方法等必要材料，政府不提供许可标签。目前仅有少数灭活乳酸菌产品申报获得了 FFC 许可，如由热灭活副干酪乳酪杆菌（Lacticaseibacillusparacasei）KW3110、噬淀粉乳杆菌（Lactobacillus amylovorus）CP1563和加氏乳杆菌 CP2305 制备的乳酸菌饮料等产品。

澳大利亚新西兰食品标准局（Food Standards Australia New Zealand，FSANZ）和澳大利亚卫生部（Department of Health，Australia）尚未颁布后生元相关的标准法规。《食品标准法典》中的“营养，健康及其相关声称”规定，若食品需申报健康声称，则企业需自主开展系统性审查以证实食品和健康声称之间的关系，并将评估结果告知澳大利亚政府。

加拿大司法部（Department of Justice，Canada）发布的《天然健康食品条例（Natural Health Product Regulations （NHPR）SOR/2003-196）》中，细菌、真菌及其分子结构未改变的提取物或分离物均可视为 “天然健康食品”（Natural Health Product，NHP）。基于此，部分灭活微生物产品可向加拿大卫生部提交申请作为天然健康食品，由卫生部审查产品成分及健康作用。

据估计，到2023 年，我国益生菌产品市场销售额将有望达到1420亿元，其中益生菌产品在食品行业将创造更大的经济价值，而后生元具有安全性高；用量易控制；稳定性高；可与其他添加剂合用；抗逆性强；不会导致噬菌体感染等优势，将会替代活的益生菌在乳制品（冰淇淋、奶酪和发酵乳和酸奶）与非乳制品（植物性发酵）产品、谷物、大豆和果汁等食品中的应用，满足消费者对健康的需求，具有广阔的发展前景。

不过，目前对后生元或益生菌副生物的研究和开发依然存在不少挑战。如在某些系统或疾病中发挥其特殊作用的确切作用机制背后的证据尚未完全阐明；添加到食品机制中发挥功效的量效关系尚不明确；如何对添加了后生元食品的产品质量进行定性和定量表征；以及仍然缺少后生元大规模工业化水平生产的新工艺和新技术等。

参考资料：

[1]白娜,李周勇,康小红.后生元的研究进展[J].食品科技,2022,47（01）:20-25.DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2022.01.043.

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[3]李杨,周湘人,郭薇丹,肖毓,林欣,付湘晋.后生元的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2021,12（16）:6558-6564.DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2021.16.035.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究