浅谈母乳低聚糖(HMO)

发表时间:2020-08-12 13:27作者:爱营养来源:仅益官网网址:https://www.onlynutri.com

母乳是新生儿最好的食物。母乳中天然含有适合婴幼儿消化和吸收的各种营养物质,比如蛋白质、脂肪、碳水化合物、各种矿物质和维生素等微量元素。此外,母乳中还含有各种适合婴幼儿的各种生物活性物质,如乳铁蛋白、免疫球蛋白、母乳低聚糖、益生菌等【1】,对婴幼儿的健康起着重要的作用。母乳低聚糖(human milk oligosaccharides,HMOs)是人类母乳中的第三大固体组分,仅次于乳糖和脂肪,其具有重要的生物学功能,不仅对肠道病原微生物起到抗感染的作用,还能维持肠道微生态的平衡等【2】


HMOs

1.HMOs简介

低聚糖,又叫寡糖,是指由3~10 个单糖单位通过糖苷键链接起来,形成直链或支链的一类低聚碳水化合物。其分子通式一般可表示为(C6H10O5)n,n 为3~10。甜度一般只有蔗糖的30%~60%,难以被肠道消化吸收。HMO 在初乳中有较高的水平,占总初乳化合物的24%。在出生后2个月内,浓度稳定下降至15%~19% 【3】不同个体乳汁中HMO 种类、数量和所带电荷不同【4】;同一个体,在泌乳的不同时期,乳汁中HMO 含量也存在差异【5】


2.HMOs结构及组成

人类母乳中HMOs由5 种单体组成:D- 葡萄糖(D-glucose,Glc)、D-半乳糖(D-galactose,Gal)、N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)、L-岩藻糖(L-fucose,Fuc)和唾液酸(sialic acid,Sia),其中N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)是唾液酸最主要的存在形式。每一种HMOs都含有一个乳糖(Gal-β-1,4-Glc)在还原末端,并在这基础上以β-1,3或β-1,6键连接半乳糖β-1,3-N-乙酰氨基葡萄糖(Gal-β-1,3-GlcNAc,此双糖结构又称为lacto-N-biose,或1型链结构)或者连接N-乙酰氨基乳糖(N-acetyllactosamine,Gal-β-1,4-GIcNAc,2型链结构)延伸糖链,形成乳酰-N-四糖(lacto-N-tetrose,LNT)、乳酰-N-新四糖(lacto-N-neotetraose,LNnT)、乳酰-N-六糖(lacto-N-hexaose,LNH)等核心结构(图1)。



图1 HMOs的核心结构【6】


3.HMOs的生理功能

3.1 对感染的防御功能

病原微生物的致病机理有共性:首先结合到其所要侵入的细胞表面,然后侵入细胞,释放毒素和摄取营养,并导致一系列临床症状发生【8】。而第一步的结合已证明是由致病微生物或毒素通过其表面糖链末端与肠道上皮细胞表面受体结合完成。HMO 成分具有直接封闭肠道上皮细胞表面受体的功能【9】

3.2 对肠道微生态平衡的维护功能

HMOs不被人体的胃酸破坏,也不被消化酶分解,能直接达到大肠,刺激肠道中的有益菌群(双歧杆菌和乳杆菌)生长,间接抑制有害菌群生长,维持肠道微生态平衡,因此,HMOs被看成是人类第1益生元(prebiotics)【10】。母乳喂养与普通配方食品喂养相比,前者婴幼儿肠道内双歧杆菌的数量明显增多,原因在于母乳中含有大量的低聚糖【11】

3.3 对免疫系统的调节功能

Hanson【12】认为,HMO能间接影响人体非特异性免疫反应,其抗原决定簇在免疫系统信息传递和免疫协调方面有着不可取代的作用。肠道是人体最大免疫器官,拥有人体70%的免疫细胞,双歧菌能刺激肠道产生免疫物质和抗体,增强细胞活性,从而提高机体对病原菌和肿瘤的免疫力。

3.4 对新生儿大脑早期发育的促进功能

母乳中部分HMO 末端黏附高浓度的唾液酸。唾液酸参与人脑组织中神经节苷脂和糖蛋白的构成,与神经突触和神经传导关系密切,因此母乳喂养有助于增强神经突触发生和促进婴儿神经系统发育【7】


结束语

在中国,国家和相关公司的母乳的基础性研究相对于国外还是比较滞后。目前已经有越来越多的公司开始重视对母乳的研究,部分公司已经尝试建立母乳成分的数据库。但作为母乳中第三大营养成分的母乳低聚糖的研究并未得到普遍重视。目前对HMOs的研究主要在国外。因此,对中国母乳HMOs成分的研究,建立中国母乳低聚糖数据库,将有利于开发更适合中国婴幼儿成长发育的功能健康食品。

目前已经开始商业化生产的母乳低聚糖成分有唾液酸和岩藻糖。在国外有些国家和地区已经批准岩藻糖用于婴幼儿配方食品中。但在中国还没有批准任何一个母乳低聚糖成分用于婴幼儿配方食品,仅有唾液酸一种被批准为新食品原料。


参考文献:

【1】荫士安 等 《人乳成分——存在形式、含量、功能、检测方法》

【2】王艳艳, 彭咏梅. 人乳低聚糖研究进展[J]. 中国实用儿科杂志, 2009, 24(11): 882-884.

【3】Macfarlane GT,Steed S,Macfarlane H. Bacterial metabolism and health-related effects of galacto-oligosaccharides and other prebiotics[J]. J Appl Microbiol,2008,104(2):305-344.

【4】 Ninonuevo MR,Park Y,Yin H,et al. A strategy for annotating the human milk glycome[J]. J Agric Food Chem,2006,54(20):7471-7480.

【5】Chaturvedi P,Morrow AL,Newburg DS,et al. Fucosylated human milk oligosaccharides vary between individuals and over the course of lactation[J]. Glycobiology,2001,11(5):365-372.

【6】LARS B. Human milk oligosaccharides: every baby needs a sugar mama[J]. Glycobiology, 2012, 22(9): 1147-1162. DOI:10.1093/glycob/ cws074.

【7】Wang B,Brand-Miller J. The role and potential of sialic acid in human nutrition [J]. Eur J Clin Nutr,2003,57 (11) :1351-1369.

【8】 Ninonuevo MR,Park Y,Yin H,et al. A strategy for annotating the human milk glycome[J]. J Agric Food Chem,2006,54(20):7471-7480.

【9】 Kunz C,Rudloff S. Potential anti-inflammatory and anti-infectious effects of human milk oligosaccharides[J]. Adv Exp Med Biol,2008,606:455-465.

【10】 REID G. Probiotics and prebiotics-progress and challenges[J].International Dairy Journal, 2008, 18(10/11): 969-975. DOI:10.1016/j.idairyj.2007.11.025.

【11】孙建琴, 王惠群. 母乳低聚糖及益生元与婴幼儿营养和健康[J].国外医学(儿科学分册), 2003, 30(2): 68-70. DOI:10.3760/cma.

j.issn.1673-4408.2003.02.005.

【12】Hanson LA. Breast-feeding and immune function[J]. Proc Nutr Soc,2007,66(3):384-396.