2023年10月7日,国家卫生健康委员会发布公告《关于桃胶等15种“三新食品”的公告》,分别是4种新食品原料:桃胶、油莎豆、肠膜明串珠菌乳脂亚种、吡咯并喹啉醌二钠盐(PQQ),4种食品添加剂:丝氨酸蛋白酶、乳酸镁、2-岩藻基乳糖(2’-FL)、乳糖-N-新四糖(LNnT),2种扩大范围使用的食品添加剂:乳酸钙、三赞胶,颜料黑7等5种食品相关新品种。其中,两种HMO原料2-岩藻基乳糖(2’-FL)、乳糖-N-新四糖在国内获批,可正式用于奶粉中使用,预示着,HMO在国内的发展更进一步,各乳品品牌也扎堆推出新品。HMO到底是什么,一起来了解一下。
图1 国家卫健委公告
图源:国家卫健委官网
01、什么是HMO?
母乳低聚糖(简称HMOs)是发现于母乳的一个族群的物质,是人体自身产生的一类功能性物质。母乳低聚糖在人的成熟乳汁中是仅次于乳糖的第二大类碳水化合物和第三大营养成分[1]。
图2 HMOs在母乳中的占比
HMOs结构超过200种,目前已确定结构的20多种。每一种结构的母乳低聚糖都有独特的功能性。HMOs是由 5 个基本糖单元组成的乳糖衍生寡糖:D-葡萄糖(Glc)、D-半乳糖(Gal)、N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)、L-岩藻糖( Fuc)和唾液酸(Sia),其中 N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)是唾液酸最主要的存在形式。HMOs 的还原末端由乳糖基(Galβ1-4Glc)构成,并在此基础上以特定的顺序和糖苷键连接单糖形成多种多样的低聚糖结构。在乳糖基上可以通过 α1-2 、 α1-3或 α1-4 键连接岩藻糖和通过 α2-3 或 α2-6 键连接唾液酸,这些不同的连接方式就构成了多种多样的母乳低聚糖族群。
图3 HMOs核心结构和链延申示意图
02、母乳低聚糖的生理功能
不同结构的HMOs具有不同的功能,其对人类健康均具有独特的作用[2-3]。目前对于HMOs功能性研究的结果较少,仅有9中HMOs被研究具有调节肠道菌群、调节免疫系统、提高有益菌丰度、改善乳糖不耐受、提升记忆力、改善炎症、支持婴儿大脑发育等功能。本文主要介绍目前已经获批的两种母乳低聚糖的功能及其应用。从表中可以看出,2’-岩藻基乳糖和乳糖-N-新四糖均具有调节肠道菌群、提升免疫力、改善肠易激综合征(IBS)的作用。所以,其对婴幼儿的成长具有极其重要的作用。
表1 HMOs作用
03、母乳低聚糖的生产工艺
目前HMOs的生产工艺主要有化学法、酶技术法、转基因大肠杆菌技术、生物酶法、转基因酵母法、提取法,其中化学法以巴斯夫为代表企业,但是并未工业化生产;酶技术法分为日本酶技术法和欧美酶技术法,欧美酶技术法以巴斯夫为代表企业,但目前均在实验室阶段;转基因大肠杆菌技术以帝斯曼为代表企业,目前已经工业化生产;生物酶法以恒鲁生物为代表企业,目前已工业化生产;转基因酵母法以恒鲁生物为代表企业,目前已经工业化生产;提取法从母乳中进行提取,原料有限,并无机构进行研发,表2主要分类列举了HMOs的工业化合成方法及其特点。
表2 HMOs生产工艺
04、母乳低聚糖法规
2014年,Glycom全球(母乳低聚糖生产厂家,目前已被帝斯曼收购)首次向欧盟提交2’-FL新食品添加剂申请以来,全球已有8个HMOs通过了相关国家和地区的审批,其中通过美国FDA认证的有7个,通过欧盟认证的有7个,通过澳大利亚和新西兰认证的有3个。2016年,中国卫计委(卫健委前身)对HMOs首次公开征求意见,2022年,国家食品安全风险评估中心再次对HMOs公开征求意见,2023年10月7日,卫健委公布两种HMOs(2’-FL和LNnT)作为食品营养强化剂,可被应用于一些婴幼儿食品和特医食品中,预示着HMOs在国内发展图片更进一步,其具体使用要求见图4和图5。
图4 2’-FL使用说明
图源:国家卫健委公告文件
图5 LNnT使用说明
图源:国家卫健委公告文件
05、母乳低聚糖的应用及发展
目前,HMOs行业主要产品主要在美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和新西兰等国家和地区,极小部分终端产品通过京东跨境电商进入中国,在售HMOs产品有2’-岩藻基乳糖(2’-FL)、3’-岩藻基乳糖(3’-FL)、乳糖-N-四糖(LNT)、乳糖-N-新四糖(LNnT)、3’-唾液乳糖(3’-SL)、6’-唾液乳糖(6’-SL)、乳糖二岩藻四糖(DFL),其中2’-岩藻基乳糖(2’-FL)为主要产品。
目前HMOs应用主要在四个方面:1)婴幼儿配方奶粉,早在2011年,雀巢就投资了Glycom,并且签署了长期合作承诺了Glycom每年的销售额,雀巢是全球第一家推出HMOs婴幼儿配方奶粉的国际乳业巨头;2)功能食品和饮料,2019年开始,HMOs被应用于功能性食品和饮料,是HMOs应用的第二大领域;3)保健食品,至2021年,HMOs在营养补充剂占比其所有应用领域的18%;4)特医食品,雅培、雀巢等企业针对早产儿/低体重儿童的特医食品,开启HMOs在特医食品中的应用,但是目前HMOs在特医食品中的应用仍处于起始阶段,具有较大潜力。
其实,2款HMOs虽然近日才获批,但是很多企业早已蓄势待发,公告一出,国内相关乳品企业飞鹤、蒙牛、君乐宝、合生元、宜品、金领冠等企业均扎堆推出新品含有HMOs的奶粉。
图6 惠氏婴幼儿配方奶粉
图源:品牌官网
图7 皇家美素佳儿配方奶粉
图源:品牌官网
图8 HMOs相关益生元
图源:品牌官网
图9 中国首款HMO儿童营养品-合生元HMO乳铁蛋白益生菌调制乳粉
图源:品牌官网
图10 HMOs相关功能饮料
图源:品牌官网
06、母乳低聚糖相关供应商
目前,在全球范围内,HMOs可以量产的企业有帝斯曼(DSM)、科汉森、杜邦、巴斯夫(BASF)、恒鲁生物、Inbiose、日本KyowaHakko等等。不仅如此,一些第二梯队的公司也在积极进行研发,比如量子高科、嘉必优、一兮生物、芝诺科技、青岛糖科学生物科技等等。据悉,本次卫健委批准的HMO原料是帝斯曼、IFF与蒙牛集团的,随着相关研究不断深入,相信HMO在行业内将会发展越来越好。
参考文献
[1]中国食品科学技术学会.母乳低聚糖(HMOs)的科学共识[J].中国食品学报,2023,23(06):452-457.DOI:10.16429/j.1009-7848.2023.06.044.
[2] Iribarren C, T?rnblom H, Aziz I, Magnusson MK, Sundin J, Vigsnaes LK, Amundsen ID, McConnell B, Seitzberg D, ?hman L, Simrén M. Human milk oligosaccharide supplementation in irritable bowel syndrome patients: A parallel, randomized, double-blind, placebo-controlled study. Neurogastroenterol Motil. 2020 Oct;32(10):e13920. doi: 10.1111/nmo.13920. Epub 2020 Jun 14. PMID: 32536023.
[3] Ferreira AL, Alves R, Figueiredo A, Alves-Santos N, Freitas-Costa N, Batalha M, Yonemitsu C, Manivong N, Furst A, Bode L, Kac G. Human Milk Oligosaccharide Profile Variation Throughout Postpartum in Healthy Women in a Brazilian Cohort. Nutrients. 2020 Mar 17;12(3):790. doi: 10.3390/nu12030790. PMID: 32192176; PMCID: PMC7146368.
来源:食品伙伴网食品研发创新服务中心,作者简介:Yanci,江南大学食品工程专业硕士,现从事食品研发工作。图片来源:创客贴会员。
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