關(guān)注星光首創(chuàng)微信
功能食品下一熱潮引領(lǐng)者--母乳低聚糖（HMO）
2023.03.30 | 星光首創(chuàng)
在海外，HMOs儼然已成時(shí)下最熱門的功能性配料，相關(guān)研究成果層出不窮，添加HMOs的配方奶粉出現(xiàn)規(guī)模上市趨勢(shì)。HMOs究竟有何魅力，讓資本愿意為其加碼，消費(fèi)者愿意為其買單？面對(duì)充滿機(jī)遇，版圖廣闊的藍(lán)海市場(chǎng)，各國(guó)玩家如何各顯神通搶占高地，創(chuàng)建自己的HMOs王國(guó)？當(dāng)前市場(chǎng)格局雛形已現(xiàn)，HMOs的下一個(gè)機(jī)會(huì)在哪里呢？
一、乳中“新貴”HMOs，強(qiáng)大功效催生無限商機(jī)
《中國(guó)居民膳食指南（2016）》中明確指出：母乳是嬰兒最理想的食物，純母乳喂養(yǎng)能滿足嬰兒6個(gè)月齡以內(nèi)所需要的全部液體、能量和營(yíng)養(yǎng)素[1]。隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的不斷進(jìn)化，母乳的神秘面紗被逐層揭開，一個(gè)成員眾多，益處驚人的活性家族母乳低聚糖，浮現(xiàn)在世人面前。
圖片來源：www.pediatricproconnect.com
揭良等人的研究表明，遺傳、地域、環(huán)境的不同，會(huì)對(duì)HMOs產(chǎn)生影響，不同國(guó)家、人種母乳中的HMOs具有顯著差異[2]。這項(xiàng)結(jié)果的公布，也為各國(guó)HMOs市場(chǎng)的本地化發(fā)展埋下伏筆。
如今，世人已經(jīng)明確HMOs是一類復(fù)合低聚糖，以游離形式存在于母乳中，含量約為5—15g/L，僅次于乳糖和脂肪，是母乳中第三大營(yíng)養(yǎng)成分。母乳低聚糖一般由3-9個(gè)單糖聚合而成，包括D-葡萄糖（Glc）、D-半乳糖（Gal）、N-乙酰葡萄胺(GlcNAc)、L-巖藻糖（Fuc）、唾液酸（Sia）[3]。目前在人乳中已確認(rèn)結(jié)構(gòu)的HMOs超過250種，以2'-巖藻糖基乳糖（2'-FL)、3-巖藻糖基乳糖（3-FL）、乳糖-N-四糖（LNT）、3'-唾液乳糖（3'-SL）和6'-唾液乳糖（6'-SL）為主要研究對(duì)象。
HMOs的組成
圖片來源：Kyowa Hakko Bio
大量研究證實(shí)，HMOs具有維護(hù)腸道微生態(tài)平衡[4-6]、調(diào)節(jié)免疫力[7]、預(yù)防壞死性小腸結(jié)腸炎[8]、促進(jìn)大腦發(fā)育[9-10]等主要功能。多年來，圍繞HMOs的生理功效、提取制備和商業(yè)化產(chǎn)品的開發(fā)成為專家學(xué)者、食品巨頭、資本大鱷追捧的熱點(diǎn)。
功效再好的成分，如果不能達(dá)到量產(chǎn)，其身價(jià)必將大打折扣?？傮w而言，全球HMOs研究始終在功效探究、生產(chǎn)技術(shù)兩個(gè)方向上并駕齊驅(qū)。HMOs 的生產(chǎn)技術(shù)可分為天然提取，化學(xué)合成以及微生物合成三種。HMOs含量甚微，天然提取的成本極高，難以產(chǎn)業(yè)化?；瘜W(xué)合成法由于效率低、工藝復(fù)雜，且存在食品安全隱患，因而市場(chǎng)局限性大，發(fā)展前景一般。而基于大腸桿菌、酵母菌等生物工程菌的微生物合成技術(shù)因其生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)今HMOs商業(yè)化實(shí)踐中表現(xiàn)最活躍的領(lǐng)域。
基于合成生物學(xué)的HMO生產(chǎn)模式
圖片來源：sciphi.cn
二、在高速啟動(dòng)的HMO市場(chǎng)中，誰(shuí)將搶占先機(jī)，拔得頭籌？
根據(jù)MarketWatch發(fā)布的母乳低聚糖市場(chǎng)報(bào)告，2018 年HMO全球市場(chǎng)規(guī)模為7882萬(wàn)美元，未來將保持15.3%的復(fù)合年增長(zhǎng)率，2026年將達(dá)到2.388億美元。其中北美地區(qū)作為HMOs市場(chǎng)主陣地，占全球份額的70%。
圖片來源：公開資料
1）國(guó)外巨頭紛紛提前布局，搶占席位，擴(kuò)充版圖
縱觀全球，HMOs 的生產(chǎn)廠家不超過 20 家，均通過優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)基地等方式拓展市場(chǎng)版圖。
國(guó)外主要HMOs制造商
圖片來源：CB Insights
除了上述企業(yè)，來自美國(guó)的生物技術(shù)公司Conagen和 ProZyme 、比利時(shí)生物技術(shù)公司 Inbiose等都憑借先進(jìn)的HMOs生產(chǎn)技術(shù)，成為全球HMOs市場(chǎng)中的重要成員。
2）成本壓制，國(guó)內(nèi)后起之秀正奮起直追
我國(guó)科研用HMOs高達(dá)500元/克，而我國(guó)每年HMOs需求量將超過14600噸，市場(chǎng)將達(dá)到300億元-600億元人民幣。
三、健康大潮推動(dòng)市場(chǎng)升級(jí)，HMOs的未來在哪里？
1）引領(lǐng)配方奶粉的下一輪創(chuàng)新熱潮
首先，母乳中的低聚糖種類多達(dá)上千種，目前完成結(jié)構(gòu)測(cè)定有200多種，而真正投入商業(yè)化的不過數(shù)種。鑒于這些微量成分在促進(jìn)嬰幼兒（也包括特殊病患者）大腦、神經(jīng)、免疫系統(tǒng)發(fā)育上的獨(dú)特作用，HMOs將成為配方奶粉功能差異化的最重要源泉[11]。
其次，針對(duì)中國(guó)母乳人種與地域特征的研究已經(jīng)開展數(shù)年，以伊利、飛鶴為代表的乳品企業(yè)積累了大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)成為設(shè)計(jì)本土化配方奶粉的重要依據(jù)，而HMOs就成為體現(xiàn)地域特征的載體之一。
圖片來源：www.mr-gut.cn
2）助力成人功能食品研究
隨著更多針對(duì)成人的研究發(fā)現(xiàn)，HMO在成人功能食品開發(fā)中的價(jià)值也日益凸顯。
芬蘭最新研究表明，導(dǎo)致齲齒的重要細(xì)菌之一變形鏈球菌無法在含2'-FL的環(huán)境里增殖，HMOs有成為母乳預(yù)防齲齒的關(guān)鍵因素之一。據(jù)悉杜邦公司基于此項(xiàng)結(jié)果，正在進(jìn)行HMO對(duì)于預(yù)防和控制齲齒的潛力的深入研究。
巴斯夫則致力于HMO與參與體重控制的腸道微生物群變化的相關(guān)性研究。研究結(jié)果表明，2'-FL可以預(yù)防腸腦軸功能障礙導(dǎo)致的體重增加、肥胖和食欲亢進(jìn)。未來HMOs有望在體重管理、減肥產(chǎn)品中發(fā)揮亮眼作用。
2020年7月，擁有近百年歷史的美國(guó)營(yíng)養(yǎng)品公司Standard Process推出首款含2'-FL的膳食補(bǔ)充劑，2'-FL與甜菜根、秋葵共同增加腸道中雙歧桿菌的豐度，改善成人消化和免疫系統(tǒng)健康。此款產(chǎn)品的推出，標(biāo)志著含HMOs功能食品正式拓展到成人領(lǐng)域。
圖片來源：Standard Process of Central Texas Facebook
一直致力于HMO研究的加州大學(xué)圣地亞哥分校健康科學(xué)學(xué)院Sara Moukarcel博士認(rèn)為：HMO對(duì)成人臨床研究有望在5年內(nèi)獲得確定結(jié)論并進(jìn)入商業(yè)化階段，它們可以治療肥胖癥、克羅恩病、心血管疾病，甚至是諾如病毒等細(xì)菌感染的爆發(fā)。
病原體被描述為與 HMO 結(jié)合，而不是與人類受體結(jié)合
圖片來源：nutritioninsight
四、結(jié)語(yǔ)
隨著含HMO配方奶粉的不斷上新，人們對(duì)這種神秘成分的興趣越發(fā)濃厚。盡管目前只有少數(shù)幾種HMO實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，品類形態(tài)也集中于配方乳上，但隨著國(guó)內(nèi)外各種企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在HMO研究上的積極投入，HMO終將成為引領(lǐng)功能食品的下一個(gè)熱潮。
星光首創(chuàng)持續(xù)關(guān)注國(guó)內(nèi)外HMO的研究資訊，大力推動(dòng)HMO的研究開發(fā)，與市場(chǎng)與時(shí)俱進(jìn)，助力全民健康生活。
參考文獻(xiàn)
[1] 史玉東,劉夢(mèng)瑤,宋晨,等.2’-巖藻糖基乳糖的功能、合成及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2022,13(02):511-519.
[2] 揭良,蘇米亞,賈宏信,等.母乳低聚糖組成及其對(duì)益生菌的增殖作用[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2021,44(01):13-17.
[3] 袁慧芝,荀一萍,蒲曉璐,等.母乳低聚糖與嬰兒腸道菌群相關(guān)性研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2021,42(13):319-325.
[4] LoCascio RG, Ninonuevo MR, Freeman SL, et al. Glycoprofiling of bifidobacterial consumption of human milk oligosaccharides demonstrates strain specific, preferential consumption of small chain glycans secreted in early human lactation. J Agric Food Chem. 2007 Oct 31;55(22):8914-9.
[5] Sela DA, Chapman J, Adeuya A, et al. The genome sequence of Bifidobacterium longum subsp. infantis reveals adaptations for milk utilization within the infant microbiome. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Dec 2;105(48):18964-9.
[6] Newburg DS. Neonatal protection by an innate immune system of human milk consisting of oligosaccharides and glycans. J Anim Sci. 2009 Apr;87(13 Suppl):26-34.
[7] Martín MJ, Martín-Sosa S, Hueso P. Binding of milk oligosaccharides by several enterotoxigenic Escherichia coli strains isolated from calves. Glycoconj J. 2002 Jan;19(1):5-11.
[8] Kuntz S, Rudloff S, Kunz C. Oligosaccharides from human milk influence growth-related characteristics of intestinally transformed and non-transformed intestinal cells. Br J Nutr. 2008 Mar;99(3):462-71.
[9] Wang B, McVeagh P, Petocz P, et al. Brain ganglioside and glycoprotein sialic acid in breastfed compared with formula-fed infants. Am J Clin Nutr. 2003 Nov;78(5):1024-9.
[10] Wang B. Sialic acid is an essential nutrient for brain development and cognition. Annu Rev Nutr. 2009;29:177-222.
[11] 連荷. 母乳低聚糖：國(guó)內(nèi)嬰配粉可望可及[N]. 中國(guó)食品報(bào),2022-08-09(004).