文本：露西、埃尔瓦、克拉拉
来源：Foodaily每日美食（ID：foodaily）
随着人们开始对肠道健康有了更深入的了解，益生菌已成为市场上较受欢迎的成分之一。日本是全球益生菌相对成熟的市场。超市、便利店里摆满了各种含有益生菌的产品，从传统的乳制品到饮料、饼干、果冻、糖果，甚至方便面。
众所周知，益生菌对高温、胃酸、胆碱等内部环境敏感且具有抵抗力，这成为其扩大应用的障碍。如何在生产过程中保持菌群的活力和稳定性，最终延长活菌产品的保质期，成为行业亟待解决的问题。这也推动了灭活益生菌概念的诞生，即后生元。
问题是，失去活性的益生菌还能发挥生理功能吗？业界和消费者对此持怎样的态度？与活益生菌相比，它有哪些优势？推动后生元在中国的商业化，我们会遇到哪些挑战？
1、七年砥砺奋进，开创后生肠道健康新时代
2013年，西班牙人Katerina Tsilingiri正式提出“后生元”概念。在随后的几年里，来自不同国家的研究人员给后生元赋予了多种名称：无活力益生菌、灭活益生菌、非生元、幽灵益生菌、代谢物和联体生元（生物仿制药）等。时至今日，后生元尚未得到人们的认可。权威或官方的定义。 2019年，法国巴黎萨克雷大学的两位微生物学家Philippe Langella和Rebeca提出了被众多学术同仁认可的后生元定义：“具有生物活性的微生物的细菌成分或微生物代谢物”。
从肠道健康的角度来看，益生菌、益生元和后生元都在人体中发挥着重要作用。后生元含有益生菌裂解后释放的生物活性物质，如：磷壁酸、肽聚糖及其衍生肽、细胞表面蛋白、维生素、短链脂肪酸、有机酸、游离上清液等营养物质。有鉴于此，国际学术界对后生元的兴趣日益浓厚。自2013年以来，涉及后生元的研究项目数量迅速增长，从体外实验、动物实验到临床试验。
尽管与益生菌/益生元相比，后生元无论是在启动时间还是论文总数上都远远落后，但它仍然展现出让学术界和工业界着迷的巨大魅力。
1970年以来全球发表的益生菌、益生元和后生元研究论文数量统计。图片来源：Int. J.莫尔。科学。 2019, 20(19), 4673
由于后生元成分多、生理机制极其复杂，目前学术界倾向于对后生元中的单一纯化物质进行功能分析，例如表面活性蛋白。大量实验证实它可以作为改善结肠炎的生物制剂。临床治疗。
后生元在促进益生菌增殖方面也有出色的表现，不亚于益生元。以金奇生物研发的“益翠芝”为例，5种不同的益生菌中有4种的增殖效果明显优于母乳低聚糖。
“益翠芝”与母乳低聚糖促进不同益生菌菌株生长的比较。图片来源：金琪生物
除了生理功能研究外，有机酸、环状二肽和类细菌素化合物等化合物也被发现在食品保鲜方面具有潜在的应用。与合成产品相比，这些天然食品防腐剂具有更大的安全优势。此外，科学家发现后生元中的细胞外聚合物可改善乳制品的流动特性，例如粘度和稠度。因此，基于后生元的天然食品添加剂将极大丰富现有的食品配料体系。
后生元作用的生理机制的说明。图片来源：MicrobialCell Factory
与活性益生菌相比，后生元有哪些优势？一般来说，后生元具有明确的化学结构和安全的剂量参数。后生元具有良好的吸收、代谢和体内分布。研究表明，后生元成分很容易被肠道吸收，细菌细胞破壁后释放的代谢产物可以直接接触小肠上皮细胞，增强利用率。对于易受活细菌感染的人来说，不存在菌群从肠腔转移到血液的风险；此外，后生元不会受到抗生素的干扰和抑制；提取、运输、储存更加方便。
使用后生元不仅可以获得类似于益生菌的益处，而且可以避免活菌生物利用度低、效果不稳定、耐药基因容易传播等问题。是未来益生菌领域研究的新方向。
图片来源：金琪生物
如今，业界将后生元视为继益生菌、益生元、合生元之后的第四代肠道微生物群。 “益生菌4.0”已成为鼓励后生元研究和产业化的响亮号角。
益生菌1.0到4.0时代。图片来源：金琪生物
与学术界的热潮相反，消费者对后生元的态度是矛盾的。一方面，大多数人仍然认为益生菌是肠道健康的重要因素。 47%的美国人在购买益生菌产品时更关心活细菌的数量。另一方面，消费者对后生元这个新概念也有足够的兴趣。英敏特2019年8月的一项调查显示，全球网民通过社交媒体对益生菌、益生元和后生元的关注程度较2018年有所提升。其中，对后生元的关注度几乎翻了一番。
2019年，网友在社交媒体上对益生菌、益生元和后生元的关注度比2018年更高。图片来源：Mintel
2、海外后生元的商业化之路
在充分的科学研究和临床试验的支持下，后生元近年来迅速走向商业化。营养保健品是食品领域后生元发展最早的实验田。从近三年与后生元相关的发明专利可以看出：除咖啡外，后生元多应用于儿科营养、胃肠疾病治疗、乳糖不耐受婴儿配方奶粉、减肥功能食品等领域。除其他功能性产品外。
后生元产品的主要形式一般是混合发酵液的干燥和粉末化。目前，在全球食品巨头和生命科学研究公司的共同推动下，产业链已初具规模。
后生元的常见生产工艺。图片来源：金琪生物
（一）在嘉吉、ADM、杜邦的推动下，美国后生元进军膳食补充剂市场
美国Postbiotic产品可以追溯到1998年，由全球最大的微生物发酵产品制造商DiamondV开发。该公司发现，由于在生产线上经常接触酵母发酵，工人的免疫系统显着改善。经过反复试验，终于开发出一种由酵母发酵液制成的后生元制剂EpiCor。该配方含有数十种经临床证明可调节肠道菌群并支持免疫系统的化合物和代谢物。当EpiCor 被摄入时，它会以每天500 毫克的低剂量被人体肠道吸收，不会引起—— 腹胀，这是摄入益生元纤维后常见的副作用。
EpiCor 对热、极端pH 环境和压力高度稳定，目前广泛用于零食、巧克力、软糖和烈性饮料。尽管该成分具有微咸的味道和棕色的外观，但这些细微的缺陷是通过巧妙的配方和加工技术来控制的。
以EpiCor为核心功能成分的产品。来源：epicorimune
嘉吉于2017年收购Diamond V后，继续推动EpiCor的商业化进程。 2019年9月，嘉吉成立健康技术部（CHT），重点开发以EpiCor为核心的后生元产品。收购后的三年里，EpiCor 的销售业绩以67% 的复合年增长率增长。 2020年2月，嘉吉向FDA提交了GRAS申请，希望给EpiCor的安全性一个权威背书，以便在含有以下成分的产品成分表中可以标注“（干）酵母发酵液”或“用酿酒酵母制成” EpiCor。酵母发酵液”。
EpiCor已研发20年，已成为美国后生元商业化的经典案例。受其启发，其他食品巨头也加快了对后生元的追求。
2019年，ADM开发出乳酸双歧杆菌亚种。 lactis BPL-1，世界上第一个用于体重管理的生后制剂。该菌株是从母乳喂养婴儿的粪便中提取的，有助于减少体内脂肪、降低胆固醇水平、抗氧化和减少炎症。它可用于多种产品形式，例如食品、饮料和膳食补充剂。
BPL-1后生元制剂在各类产品中的应用。图片来源：ADM Biopolis
今年9月，杜邦人类微生物风险投资公司与宝洁公司联合启动NGPs项目，共同开发造福人类健康的下一代益生菌。包括益生菌、益生元和后生元，探索益生菌的巨大潜力。开发的益生菌产品将重点关注母婴、肠道、代谢和脑健康领域。
(2) Haoshi、Asahi 和Nissin 在日本后生元应用扩展到传统食品方面处于领先地位
日本作为全球益生菌开发的成熟市场，在后生元的商业化方面也处于世界领先地位。
2018年，日本益生菌产品总市场规模达到4000亿日元。其中，约75%为活菌产品，25%为死菌（后生元）产品。由于活菌市场竞争激烈，近年来，更多的食品保健品企业尤其是龙头企业将目光投向了适应性较高但发展尚不完善的后生菌市场。除了深耕灭活菌领域多年的好食食品外，森永、麒麟、龟田精化等行业龙头企业纷纷入局，引发后生元发展热潮。多家后生元原料供应商的年销售额增长率为10-30%。即便如此，后生元原料仍然供不应求。
日本对后生元的研究可以追溯到20世纪初。 1914年，正垣角太郎创立了日本乳酸菌学会。 20世纪40年代，Masagaki Kazuki在研究中发现了乳酸菌代谢物。它们由大豆或酸奶制成，经过乳酸菌和酵母发酵，然后纯化。这是后生元利用的最早原型。
图片来源：koei-science.com
如今，后生元在日本的使用已经非常多样化，包括胶囊、片剂、后生元液、保健饮料等多种形态，可以满足不同人群的日常需求。
在后生元的开发利用方面，日本House Food堪称行业先驱。主导菌株L-137乳酸菌不仅应用于传统乳酸菌饮料、酸奶的生产，还应用于咖喱、奶昔等产品中。不仅有添加菌种的产品，而且适合常温保存，可以直接兑水使用。提供的粉末适用于广泛的应用。
好食食品对L-137乳酸菌的研究始于20世纪90年代。当时，好食的前身武田食品工业发现了一种独特的乳酸菌株，可以分解淀粉，但没有发现其他乳酸菌株具有这种特性。研究人员曾尝试将该菌株添加到蔬菜汁、甘酒和腌制食品中，但并未达到改善产品风味的预期效果。当时武田食品工业正在开发具有免疫作用的食品，因此他们在实验中将L-137菌株的生理指标与其他乳酸菌进行了比较，最终发现它对淋巴因子——白细胞介素有很强的诱导作用。 12 由免疫细胞产生。因为在实验中，研究人员发现，随着细菌菌落数量的增加，菌株诱导淋巴因子产生的能力变弱。因此，为了保证菌株的生产诱导能力处于最佳状态，对菌落进行加热灭活。
实验表明，经过热处理的菌群不仅能适应常温储存，而且不易受消化液的影响。提高小肠免疫力的效果不减反增； 1g灭活乳酸菌所含细菌数量也远高于灭活乳酸菌。活菌，各种特性反映出L-137是一种能完全适应热处理的乳酸菌株。
左图：乳酸菌加热后增强免疫力效果更显着。右图：L-137 菌株比其他乳酸菌具有更强的免疫增强作用。图片来源：豪食官网
人工肠液中的L-137乳酸菌经过热处理后，对于提高免疫力有较好的效果。图片来源：豪食官网
L-137菌株的保健作用主要体现在提高免疫功能、预防感冒、改善牙周炎症等方面。还可以提高畜禽、水产品的养殖质量，提高动物的抗病能力。 L-137在改善表皮细胞透明质酸分泌方面也具有广阔的应用前景。
除了好食之外，其他日本乳业巨头也加入了后生元市场的争夺战。 2020年4月，朝日子公司可尔必思正式推出首款采用后生元成分的功能性产品。该产品添加了独家开发的解淀粉乳杆菌CP1563菌株的代谢产物10-HOA，有助于减少腹部脂肪。
与普通饮料相比，这种含有10-HOA的乳酸菌饮料可以显着减少腹部脂肪面积。图片来源：可尔必思官网
好食、朝日等公司的后生元主要以改善人体健康为目的，而日清公司开发的后生元则具有提神醒脑的功效。
2019年1月上旬，日清透露其所含的乳酸菌具有促进人体产生透明质酸的功能。一瓶饮料的玻尿酸含量是同类产品的五倍，并与胶原蛋白相结合，是Postbiotic在美容吸引力方面具有代表性的新产品。截至2020年7月，该产品已荣获7项最佳美容产品奖，成为美容饮料行业的一匹黑马。
此外，龟田精化还推出了两款由植物性乳酸菌制成的后生元，分别抑制皮肤干燥、提高免疫力、对抗花粉过敏； IHM Co. Ltd. 的后生元具有抗炎特性，抑制肿瘤细胞的生长，并预防流感。和其他影响； BRM Co. Ltd.的后生元声称能够激活白细胞，从而增强免疫力。
3.中国的后代经济是在质疑和阻碍中诞生的。
与已经树立了强大健康形象的益生菌和益生元相比，后生元在中国仍然过于小众和前沿。其中，人们对后生元的误解和法规的滞后是后生元能够出现必须面对的两个障碍。
(1)是否只有在活着的情况下才有效？国内对益生元的误解
在人们普遍追求“健康”和“新鲜”的今天，各种含有益生菌的产品中的“活性”概念就显得尤为重要。随着广告的不断强化，绝大多数消费者会认为“活性益生菌有效”、“最好的是活在肠道里的”。因此，灭活益生菌似乎与主流观念格格不入。
图片来源：theskinengineer
后生元相对于益生菌的优势之前已经详细解释过。这里我们从数量和安全性两个角度来分析后生元的优势。
首先，将在合适的培养基中培养的乳酸菌经过加热灭菌后，可以对细菌进行高度富集。一般来说，活菌培养到1000亿个/克是技术极限，而灭活乳酸菌可以达到7万亿个/克。显然，添加少量的灭活细菌就可以摄入更多的细菌。
此外，有效性和安全性一直是消费者关注的焦点。
与肠道相关的益生菌对低温、高温、胃酸、胆汁、干燥、氧气等非常敏感，很容易失活。细菌细胞在储存、运输和保质期内会不断死亡。然而，灭活的益生菌始终存在。与活菌相比，灭活菌的保质期可达2年。而且，灭活的细菌不再生长，使用过程中污染的风险几乎为零。
添加后生元可以避免因益生菌产品活性成分不稳定、使用效果不可靠而引发的消费者纠纷和诉讼，有利于维护产品形象和企业声誉。
Dairy Food Culture Technologies 的MaryEllen Sanders 博士表示，在大约75% 的研究中，死益生菌和活益生菌之间没有差异。大约40% 的比较表明，杀死的细菌比安慰剂或活细菌更好。
（二）法规滞后、技术落后制约发展
2001年，我国发布了《可用于保健食品的益生菌菌株名录》和《可用于保健食品的真菌菌株名录》。此后，又于2010年和2011年发布了《可用于食品的益生菌菌株清单》。和“可用于幼儿食品的菌株清单”。截至2019年，食用菌名录包括35个种或亚种。
我国现行益生菌食品管理法规及相关技术规范执行时间较长，部分法规和要求已不能适应益生菌研究的新进展。例如，对于灭活细菌和细菌代谢产物的应用，尚无相关规定。
在益生菌安全标准方面，由于各国对益生菌的规定不同，国际上仍缺乏统一的益生菌安全评价方法和管理要求。在《世界益生菌安全性评价方法》中，作者整理了各国益生菌的体内和体外安全性评价方法。尽管大多数益生菌是安全的，但益生菌在体内和特殊人群中的使用仍有待测试。还缺少什么。此外，益生菌的安全标准也滞后，限制了后生元的商业化发展。
目前，由于技术水平的限制，大多数研究仅关注蛋白质、多糖等活性物质，未能识别出更高分辨率的效应物质。未来，益生菌代谢产物的分离、鉴定和功能评价将是后生元市场化的关键。
（3）金奇生物：国内后生元商业化典范
金奇生物集团是目前国内最大的后生元产品研发和生产企业。 11月2日，在2020中国特色食品大会上，金奇生物凭借多年的益生菌技术储备和开发经验，发布了“Totipro益生菌应用方案”，引发行业热议。
Totipro严格挑选经过临床人体实验证明有效的益生菌。体外模拟人体肠道发酵环境，优化细菌培养条件，刺激细菌活性因子分泌，与台湾食品工业发展研究院共同创新研发热锁技术及多层复合抗微利技术，将功能菌在特定生长时间点代谢的后生元以粉末形式保存，具有胃肠道保护、抗菌、口腔保健、免疫调节、代谢调理、抑制黑色素等功能.自2017年推出以来，已应用于各类功能性食品，包括速溶产品、糖果、调味饮料等，实现了营养产品的生活方式，展现了多元化产品的开发实力，荣获创新奖连续2年获得品类奖项认可，被誉为“迈向益生菌4.0时代的标志性产品”。
总结
2018年，知名学术期刊《食品科学技术趋势》发表文章预测后生元/生物素将成为功能食品的未来之星。
今年8月20日，中国食品科学技术学会发布了“益生菌研究十大热点”，“益生菌与后生元/益生元”排名第七。
自正式概念提出以来，后生元刚刚度过七岁生日。虽然目前还没有统一的定义和标准，但其非凡的气质让食品行业看到了广阔的商机。后生元不仅带来更好、更安全的益生菌功能解决方案，还将推动微生物组学、营养学、食品加工技术、风味质构调节技术、保鲜技术等一系列基础科学技术的发展。应用科学跨越式发展。食品创新的维度也将大大丰富。
无论公众意识能否更新，也无论食品企业是否重视，后生物时代已经悄然到来。迎接新时代我们应该做什么？
参考：社论： 下一代益生菌： 从共生细菌到新型药物和食品补充剂。正面。微生物学，2019 年8 月27 日
