乳酸菌合生元的研究進(jìn)展

徐家菊，劉麗娜，杜仁鵬，趙 丹,3,

（1.黑龍江大學(xué)，農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心，黑龍江哈爾濱 150500；2.黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江省普通高校微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150080；3.廣西民族大學(xué)海洋與生物技術(shù)學(xué)院，廣西多糖材料與改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530008）

合生元（synbiotics）又被稱為合生素，由Gibson G R在1995年首次提出[1]，將其定義為“對宿主產(chǎn)生有益影響的益生菌和益生元混合物”。隨著對腸道菌群和相關(guān)干預(yù)方法的不斷研究，合生元的概念也發(fā)生了相應(yīng)的變化。2019年5月，國際益生菌和益生元科學(xué)協(xié)會對合生元進(jìn)行重新定義，即由活微生物和能被宿主微生物選擇性利用的底物組成，能夠?yàn)樗拗鹘】祹硪嫣嶽2]。合生元通過促進(jìn)益生菌在宿主腸道內(nèi)定殖增殖，同時(shí)發(fā)揮益生菌的生理活性和益生元的促生長作用，更有利于宿主健康。

隨著合生元的發(fā)現(xiàn)，越來越多的研究者將研究集中在合生元的功效上，包括維持腸道微生物菌群平衡，改善肝硬化患者肝功能，提高免疫調(diào)節(jié)能力以及在手術(shù)后和類似的干預(yù)措施中預(yù)防細(xì)菌移位，降低感染發(fā)生等研究[3]。以合生元為主題，利用Web of Science Core Collection數(shù)據(jù)庫平臺進(jìn)行搜索發(fā)現(xiàn)，SCI數(shù)量逐年上升，在2019和2020年分別發(fā)表SCI論文207和233篇，合生元正逐漸成為微生物、食品科學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)（圖1）。本文根據(jù)當(dāng)前合生元的研究現(xiàn)狀及重點(diǎn)，從發(fā)展及分類，乳酸菌合生元中的益生菌和益生元組分以及功能方面進(jìn)行綜述，為后續(xù)關(guān)于乳酸菌合生元的研究提供借鑒。

圖1 2010～2020年以合生元為主題的SCI論文數(shù)量Fig.1 Number of SCI papers with the theme of synbiotics during 2010～2020

1 合生元的分類

1.1 益生菌、益生元與合生元

1974年P(guān)arker首次將有助于調(diào)控腸道微生物結(jié)構(gòu)平衡的微生物定義為益生菌（probiotic）[4]。益生菌具有提高機(jī)體免疫力、控制和降低血清膽固醇、維持腸道菌群平衡和抗腫瘤抗癌等功效，改善人體健康[5]。1995年，Gibson和Roberfroid提出益生元（prebiotic）概念，即有選擇性地刺激益生菌的生長或激活代謝，進(jìn)而對宿主健康產(chǎn)生有益影響的非消化性膳食組分[1]，具有預(yù)防和治療疾病，維持機(jī)體健康等功能[6]。合生元是由具有速效性的益生菌和慢效性的益生元結(jié)合而成的微生物制劑，益生元被水解為單糖或雙糖，用作促進(jìn)益生菌的定殖和增殖，為宿主生長帶來益處。Kolida和Gibson發(fā)現(xiàn)合生元可以增強(qiáng)其效果的兩種方法，即互補(bǔ)型合生元（Complementary synbiotic）和協(xié)同型合生元（Synergistic synbiotic）[7]，二者的作用機(jī)制如圖2所示。

圖2 互補(bǔ)型合生元與協(xié)同型合生元的作用機(jī)制[2]Fig.2 Mechanism of action of complementary and synergistic synbiotics[2]

1.2 互補(bǔ)型合生元

互補(bǔ)型合生元是指具有獨(dú)立益生作用的益生菌和益生元結(jié)合之后，它們獨(dú)立工作展現(xiàn)出一種或多種益生功效。互補(bǔ)型合生元的益生菌和益生元成分必須滿足最低規(guī)定[8]，例如規(guī)定的含量、保質(zhì)期結(jié)束時(shí)適當(dāng)?shù)幕罹?jì)數(shù)以及對健康有益的適當(dāng)證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，大部分用于臨床試驗(yàn)或商業(yè)化的合生元均為互補(bǔ)型合生元[9]，Oh等[10]研究發(fā)現(xiàn)，格氏乳桿菌（Lactobacillus gasseri）和一種新型益生元-三尖杉葉提取物組合而成的合生元制劑能有效減輕小鼠腸道損傷引發(fā)的炎癥和癌變，有助于恢復(fù)腸道菌群平衡，但是益生元對L. gasseri無選擇性刺激作用。Sunu等[11]研究表明，大蒜作為益生元可以抑制雞消化道中有害微生物的生長，嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）作為益生菌廣泛用于肉雞養(yǎng)殖，在日糧中添加L.acidophilus-大蒜合生元可增加肉雞的重量、提高免疫力和雞肉的抗氧化性?；パa(bǔ)型合生元中的益生菌組分并不會優(yōu)先利用益生元組分，在腸道微生態(tài)環(huán)境中沒有生存優(yōu)勢，因此可能會因數(shù)量不足而限制其益生功能的發(fā)揮[12]。雖然腸道中有多種能夠利用益生元組分的土著微生物，但體內(nèi)復(fù)雜非生物因素的影響，使得益生元對目標(biāo)菌群的調(diào)節(jié)效果也常常低于預(yù)期[13]。

1.3 協(xié)同型合生元

益生元主要包括不同來源、聚合度、結(jié)構(gòu)和組分的糖類物質(zhì)，而益生菌糖類代謝的范圍和能力各不相同。Mclaughlin等考察了雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）和乳桿菌屬（Lactobacillus）中32株細(xì)菌在20種糖類底物中的生長情況，前者底物范圍更廣；在屬間、種間及株間，均展現(xiàn)出糖類代謝種類及能力的差異[14]。鑒于益生菌糖類代謝的差異性，Cencic和Chingwaru在2010年提出理性設(shè)計(jì)的協(xié)同型合生元，將益生菌與其能夠特異性代謝的益生元組合在一起，并把益生元對益生菌的選擇性刺激稱為協(xié)同效應(yīng)。與互補(bǔ)型合生元相比，理性設(shè)計(jì)的協(xié)同型合生元不需要滿足對益生菌和益生元的最低規(guī)定[8]，且益生菌能夠特異性代謝益生元，益生元也能選擇性刺激益生菌生長。益生元能夠保護(hù)益生菌抵御胃酸和膽鹽，使其在通過腸道過程中維持較高的存活率[15]；益生菌能夠利用益生元這一專屬碳源原位生長，在與腸道土著微生物的營養(yǎng)競爭中占據(jù)優(yōu)勢[16]，但在體內(nèi)很少觀察到益生元之間的協(xié)同作用。協(xié)同型合生元可以顯著促進(jìn)其他益生菌生成短鏈脂肪酸，其體外益生效果已被證實(shí)。Moens等[17]采用共培養(yǎng)方法證明L.acidophilus-菊粉合生元經(jīng)過糖類共享促進(jìn)糞厭氧棒桿菌（Anaerostipes caccae）生成丁酸。L. acidophilus降解菊粉釋放果糖并將其轉(zhuǎn)化為乳酸和乙酸；沒有菊粉降解能力的A. caccae在乙酸存在條件下，將乳酸轉(zhuǎn)化為丁酸。Morshedi等[18]研究發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）以菊粉為益生元，能提高德氏乳桿菌（Lactobacillus delbrueckii）、L. acidophilus的數(shù)量，減少梭狀芽孢桿菌（Clostridium）的數(shù)量，改善糖尿病大鼠腸道微生物區(qū)系和氧化應(yīng)激狀態(tài)，顯著增強(qiáng)大鼠的認(rèn)知功能，與單純使用菊粉或L. plantarum相比效果更加明顯，證明L. plantarum和菊粉的同時(shí)攝入具有協(xié)同效應(yīng)。截止到目前，研究中所使用的大多數(shù)協(xié)同型合生元都不是理性設(shè)計(jì)的，使得益生菌組分不能有效利用各自的益生元，因此益生菌和益生元的理性組合并具有協(xié)同作用的研究尤為重要[19]。

2 乳酸菌合生元中的常用益生元組分

合生元在腸道中發(fā)揮作用，腸道中最重要的益生菌成員是乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB），因此，LAB是合生元中最廣泛使用的益生菌組分。LAB是一類厭氧或兼性厭氧的革蘭氏陽性細(xì)菌[20]，至少包含18個屬，共200多種，具有豐富的物種多樣性，絕大部分是人體內(nèi)必不可少的、且具有重要生理功能的菌群，廣泛分布在自然界和動物體腸道內(nèi)[21]。在醫(yī)療領(lǐng)域中，LAB常被用來預(yù)防傳染病，治療過敏、乳糖不耐癥、腹瀉、胃潰瘍等疾病；還可以起到調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，提高免疫調(diào)節(jié)，促進(jìn)人體健康的作用；在食品領(lǐng)域中，LAB可以用于食品防腐、抑菌、改善食品風(fēng)味等[22]。LAB通過同型發(fā)酵和異型發(fā)酵，將碳水化合物分解產(chǎn)生乳酸、乙酸、乙醇等代謝產(chǎn)物。Tester等[23]發(fā)現(xiàn)，將葡甘聚糖水解物（Glucomannan hydrolysate，GMH）作為益生元與LAB一起食用可以促進(jìn)有益細(xì)菌的生長和抑制病原體，從而改善口腔狀態(tài)，作為理想的功能性食品，可以將該合生元應(yīng)用于口腔保健，改善人體健康。Anzawa等[24]研究發(fā)現(xiàn)，攝入含有動物雙歧桿菌亞種（Bifidobacterium animalissubsp.lactis）GCL2505和菊粉的合生元飲料能有效增加人體腸道中Bifidobacterium的數(shù)量，從而調(diào)控人體腸道群菌豐度，保持機(jī)體健康。

2.1 乳桿菌屬

Lactobacillus為腸道菌群中重要的益生菌，一般為桿狀、耐酸的革蘭氏陽性菌[25]，通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸，阻斷病原菌對腸道吸附或參與免疫應(yīng)答等方式改善生物體健康[26]。常用于益生菌組分的Lactobacillus包括乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）、L. plantarum、L. acidophilus和德氏乳桿菌（Lactobacillus delbrueckii）等。Boonanuntanasarn等[27]在蝦養(yǎng)殖過程中分別飼喂普通日糧、含β-葡聚糖0.5 g/kg日糧、β-葡聚糖0.5 g/kg+枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）5×107CFU/kg日糧和β-葡聚糖0.5 g/kg+L. acidophilus5×107CFU/kg日糧。研究發(fā)現(xiàn)，在45和90 d時(shí)，添加β-葡聚糖與L. acidophilus制成的合生元制劑增加了腸道近端和遠(yuǎn)端的絨毛高度，可以顯著改善蝦的腸道微生物區(qū)系，提高蝦的蛋白質(zhì)含量，促進(jìn)其更好的生長。Khezri等[28]研究發(fā)現(xiàn)，L. delbrueckii發(fā)酵的無花果汁在貯藏72 h后，益生菌活力顯著下降，但合生元處理的果汁益生菌活力下降不明顯，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，多酚含量逐漸增加且抗氧化活性也逐漸增強(qiáng)。冷藏4周后，益生菌果汁中活菌數(shù)達(dá)到了6.59 lg CFU/mL，而合生元果汁中活菌數(shù)達(dá)到了7.49 lg CFU/mL，因此在無花果果汁中添加L. delbrueckii和菊粉能夠在提高其營養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，增強(qiáng)無花果果汁的抗氧化能力，延長儲存期限。

2.2 雙歧桿菌屬

Bifidobacterium是一類無孢子形成，厭氧生長，不運(yùn)動，過氧化氫酶陰性細(xì)菌，具有抗過敏、抗氧化、提高機(jī)體免疫力等作用[29?30]。常見用于益生菌組分的Bifidobacterium包括長雙歧桿菌（Bifidobacterium longum），短雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）和嬰兒雙歧桿菌（Bifidobacterium infantis）等。Jena等[31]在小鼠斷奶3周后立即給予含有21.2%脂肪、34%蔗糖和0.2%膽固醇的高脂飲食。當(dāng)小鼠3個月時(shí)，給予B. infantis（109CFU/只，口服，每周一次）、人乳低聚糖或B. infantis和人乳低聚糖的組合，直到它們10個月大，結(jié)果表明B. infantis能夠消耗人乳低聚糖，增加單鏈脂肪酸含量，降低硫化氫和甲烷含量，保護(hù)腸道通透性，展現(xiàn)抗炎功效。Sheng等[32]分別利用B. infantis、低聚木糖和二者制成的合生元制劑對結(jié)腸炎小鼠進(jìn)行超過21 d的灌胃給藥，發(fā)現(xiàn)利用合生元治療的小鼠結(jié)腸上皮不易被破壞，炎癥發(fā)生率降低。

2.3 鏈球菌屬

鏈球菌屬（Streptococcus）為球狀或卵圓狀，成對或成鏈排列，不形成孢子，能夠發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生乳酸。用于益生菌組分的Streptococcus以嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）最為常見。Ringel-Kulka等[33]對12～48個月大的健康兒童進(jìn)行了研究，口服添加益生菌S. thermophilus和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）各108CFU/g，B. animalissubspecieslactis5×109CFU/100 mL和1 g菊粉作為益生元的合生元酸奶，每日1次，共16周，發(fā)現(xiàn)該合生元酸奶可以顯著減少兒童的發(fā)燒次數(shù)，出現(xiàn)腹瀉、哮喘、流鼻涕、咳嗽等癥狀的概率也明顯降低，有助于兒童身體健康。

2.4 明串珠菌屬

明串珠菌屬（Leuconostoc）呈球形，成對或鏈狀排列的兼性厭氧菌[34]。常用于益生菌組分的Leuconostoc包括腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）和噬檸檬酸明串珠菌（Leuconostoc citrovorum）等。Waghmode等[35]研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)加入亞麻籽的巧克力和以L. mesenteroides和亞麻籽制成的合生元巧克力利用DPPH法測得的抗氧化活性分別為69和90 U/mL，利用FRAP法測得的抗氧化活性分別為150和200 trolox/mL，發(fā)現(xiàn)該合生元巧克力可以調(diào)控人體腸道微生物菌群，具有較高的抗氧化活性和營養(yǎng)價(jià)值。Bo-Ra等[36]以109CFU/d泡菜明串珠菌（Leuconostoc kimchii）和109CFU/dL. sakei作為益生菌與3%阿盧糖聯(lián)合應(yīng)用于肥胖小鼠，可以改善飲食誘導(dǎo)的肥胖及其并發(fā)癥產(chǎn)生的有害影響，降低肥胖率，降低血脂以及肝脂水平，減少肝臟炎癥的產(chǎn)生。

2.5 片球菌屬

片球菌屬（Pediococcus）為兼性厭氧、化能異氧型，不運(yùn)動細(xì)菌。P. acidilactici利用碳水化合物，通過EMP途徑發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乳酸。常見用于益生菌組分的Pediococcus有P. acidilactici和戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus）。Azimirad等[37]研究發(fā)現(xiàn)，給神仙魚分別飼喂普通的鹵蟲、富含P. acidilactici的鹵蟲、富含低聚果糖的鹵蟲和富含P. acidilactici-低聚果糖合生元的鹵蟲，每次20條，共飼養(yǎng)7周，結(jié)果表明加入合生元對神仙魚的皮膚粘液免疫反應(yīng)有較強(qiáng)的正向調(diào)節(jié)作用，皮膚粘液中的溶菌酶活性、總免疫球蛋白和蛋白酶等免疫參數(shù)均顯著升高，很大程度上保護(hù)魚類不受病原體侵襲。Hoseinifara等[38]分別給鯉魚幼魚飼喂添加6×108CFU/gP.acidilactici、2 g/kg棉子糖和添加該合生元組合的日糧，發(fā)現(xiàn)在飼料中添加P. acidilactici和棉子糖制成的合生元制劑可提高鯉魚幼魚的生長性能，顯著提高皮膚溶菌酶基因的表達(dá)，增強(qiáng)免疫能力。

3 乳酸菌合生元中的常用益生元組分

3.1 葡聚糖

葡聚糖分為α-葡聚糖（α-glucan）和β-葡聚糖（βglucan），具有強(qiáng)抗氧化性，作為膳食纖維可以防止膽固醇的吸收，促進(jìn)排泄，并在腸道中產(chǎn)生短鏈脂肪酸[39]。用于益生元組分的葡聚糖大多數(shù)為β-葡聚糖，飲食中的β-葡聚糖還通過β-葡聚糖受體激活粘膜免疫系統(tǒng)的細(xì)胞，從而發(fā)揮免疫刺激和抗腫瘤作用[40]。Tian等[41]在實(shí)驗(yàn)中分別飼喂小鼠正常高脂飼料，添加含1010CFU/kgL. plantarums58的高脂飼料，添加1010CFU/kgL. plantarums58和500 mg/kg大麥β-葡聚糖的高脂飼料，連續(xù)十二周，發(fā)現(xiàn)該合生元具有協(xié)同效應(yīng)，能調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群，促進(jìn)脂質(zhì)代謝相關(guān)激素的釋放，加速脂解和脂肪酸氧化，顯著減少肥胖小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)積累。Jeong等[42]分別以含1%糊精、1%花椰菜菇提取物、1%花椰菜菇提取物和0.1%發(fā)酵乳桿菌（Lactobacillus fermentum）的高脂飼料喂養(yǎng)去卵巢大鼠8周。發(fā)現(xiàn)大鼠長期食用從花椰菜菇中提取的β-葡聚糖與L. fermentum制成的合生元制劑，能有效改善腸道微生物菌群豐度，預(yù)防缺乏雌激素的大鼠出現(xiàn)絕經(jīng)癥狀，推遲絕經(jīng)期。

3.2 果聚糖

果聚糖是由果糖聚合而成的多糖總稱，具有與普通食用糖截然不同的消化過程和新陳代謝方式，從而使其具有多種生理功能。果聚糖經(jīng)口腔進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后，不能被各類消化酶分解，也不能被胃、小腸吸收。在大腸內(nèi)果聚糖可被Bifidobacterium、Lactobacillus等有益菌選擇性地利用，提高益生菌的繁殖速度。常用于益生元組分的果聚糖大多數(shù)為低聚果糖和菊粉型果聚糖。Yen等[43]通過控制10名受試者的飲食，連續(xù)4周每天服用果糖糖漿3 mL或低聚果糖。在每個周期收集糞便以確定微生物區(qū)系和糞便重量，并采集空腹血，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充低聚果糖可增加Bifidobacterium的數(shù)量，改善腸道微生物菌群豐度，降低膽固醇含量。Panigrahi等[44]選擇胎齡>35周，出生體重>1800 g的健康新生兒在出生后1～3 d內(nèi)分別口服合生元制劑L. plantarum1010CFU/kg和低聚果糖150 mg溶于2 mL的5%葡萄糖生理鹽水或2 mL的5%葡萄糖生理鹽水，發(fā)現(xiàn)在生命早期使用低聚果糖和L. plantarum制成的合生元制劑進(jìn)行干預(yù)，可以有效調(diào)控嬰兒腸道菌群健康。

3.3 菊粉

菊粉（Inulin）屬于菊科植物的一種天然儲藏多糖，廣泛存在于各種植物中。作為一種益生元膳食纖維，菊粉能夠作為碳水化合物基脂肪替代品，在增加粘度、形成凝膠、改善質(zhì)地和增加保水能力方面表現(xiàn)出優(yōu)異性能，在各種食品配方中具有良好的應(yīng)用潛力[45]。菊粉能刺激腸道中Bifidobacterium等益生菌的生長，“戰(zhàn)勝”潛在的有害生物，有益宿主健康。Jafarpour等[46]將24只雄性大鼠隨機(jī)分為單純加鎘組、鎘+L. plantarum109CFU/d+菊粉（飼料的5%）組、鎘+凝結(jié)芽胞桿菌（Bacillus coagulans）109孢子/d+菊粉（飼料的5%）組、鎘+B. coagulans109孢子/d+L.plantarum109CFU/d+菊粉（飼料的5%）組，染鎘組大鼠灌胃給予氯化鎘200 μg/d，實(shí)驗(yàn)持續(xù)42 d，發(fā)現(xiàn)由L. plantarum和B. coagulans和菊粉制成的合生元飼料能較顯著地降低急性鎘中毒的大鼠體內(nèi)鎘的含量，預(yù)防肝腎損傷，恢復(fù)抗氧化酶活性，對急性鎘中毒大鼠起到保護(hù)作用。

3.4 其他益生元

除了上述敘述的益生元，還有很多物質(zhì)包括甘露聚糖、水蘇糖、木聚糖、低聚半乳糖等，都可以作為益生元，其中甘露聚糖是一類在自然界中儲量非常豐富的半纖維素多糖，僅次于木聚糖[47]。Kapil等[48]研究發(fā)現(xiàn)，在雞的日糧中添加0.2%甘露低聚糖和L.acidophilus107CFU/g制成的合生元可將肝臟脂肪生成相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)，脂肪分解基因的表達(dá)上調(diào)，從而減少脂肪含量，降低了胴體脂肪含量，有降膽固醇、改善血脂異常的作用。Shu等[49]研究表明，當(dāng)添加L. acidophilus、L. bulgaricus和水蘇糖的比例為1:2:1，水蘇糖0.4%時(shí)，乳酸菌數(shù)達(dá)到最高，為3.00×107CFU/mL；添加干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）、L. bulgaricus和水蘇糖的比例為1:2:1，水蘇糖0.8%時(shí)，乳酸菌數(shù)達(dá)最高，為2.53×108CFU/mL，兩種合生元的加入均能提高山羊奶酸奶中S. thermophilus和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）的活力和活菌數(shù)，顯著提高了山羊酸奶的質(zhì)量和保健功能。

4 乳酸菌合生元的應(yīng)用

4.1 調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)

人體胃腸道中含有各種細(xì)菌，可能對宿主的健康有正面或負(fù)面的影響。程秀芳等[50]以S. thermophilus、L. acidophilus和低聚木糖制成合生元，明顯提高了大鼠腸道Lactobacillus活菌數(shù)，而腸桿菌（Enterobacterium）和腸球菌（Enterococcus）沒有明顯增高。此外，S. thermophilus和L. acidophilus能夠抑制致病性大腸埃希氏菌（Escherichia coli）和致病性金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）生長，有效減少由于細(xì)菌感染導(dǎo)致的胃腸道功能紊亂和腹瀉。Dinoto等[51]研究發(fā)現(xiàn)，利用棉子糖與B. breveJCM 1192T制成的合生元制劑可以顯著改善大鼠盲腸微生態(tài)環(huán)境，有助于改善腸道功能紊亂，效果比益生菌與益生元的單獨(dú)作用更加顯著。

4.2 提高機(jī)體免疫水平

乳酸菌合生元除了可以提高人體免疫水平，預(yù)防疾病，還可以用于多種陸生生物和水產(chǎn)生物的大規(guī)模養(yǎng)殖，在養(yǎng)殖過程中大大降低死亡率。Huynh等[52]發(fā)現(xiàn)，在凡納濱對蝦的飼料中添加低聚半乳糖或低聚半乳糖和L. plantarum制成的合生元，結(jié)果表明添加益生元組分組比單一添加益生元組相比，凡納濱對蝦的免疫應(yīng)答、免疫相關(guān)基因的表達(dá)和抗病能力增強(qiáng)，死亡率降低。Sewaka等[53]研究發(fā)現(xiàn)，在魚飼料中添加由菊粉和鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus）組合而成的合生元可以顯著增加溶菌酶活性，能夠增強(qiáng)紅羅非魚的先天性自身免疫反應(yīng)，較食用單一益生菌飼料的魚相比，其存活率顯著提高。因此可以看出，乳酸菌合生元較單一的益生菌或益生元相比，可以顯著提高了機(jī)體免疫水平以及存活率。

4.3 抗癌抗腫瘤

LAB和某些益生元結(jié)合制成的合生元能夠抑制致癌物誘導(dǎo)的大鼠結(jié)腸DNA損傷，并且益生菌和益生元都可有效控制大鼠結(jié)腸癌前病變和腫瘤的發(fā)生。由歐洲共同體支持的SYNCAN項(xiàng)目整合了一項(xiàng)長期大鼠致癌實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃彤?dāng)前的人類飲食干預(yù)研究，發(fā)現(xiàn)富含低聚果糖的菊粉SYN1和益生菌乳酸雙歧桿菌（Bifidobacterium lactis）Bb12和L. rhamnosus制成的合生元制劑可以有效抑制腫瘤活性，降低結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)，而單獨(dú)使用益生菌效果顯著低于合生元組，單獨(dú)使用益生元并沒有此效果[54]。因此可以此種合生元展現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，是協(xié)同型合生元的典型代表。

4.4 抗術(shù)后感染

由于外科技術(shù)和術(shù)前術(shù)后管理的改進(jìn)，轉(zhuǎn)移性肝癌的肝切除術(shù)可以降低死亡率。然而，肝切除術(shù)后膿毒癥并發(fā)癥仍然是一個主要問題[55]。Rayes等[56]研究表明，早期腸內(nèi)營養(yǎng)即經(jīng)胃腸道提供人體代謝需要的營養(yǎng)物質(zhì)和其他各種營養(yǎng)素的一種營養(yǎng)支持方式，加入以B. breve、L. casei和低聚半乳糖制成的合生元，可以顯著降低高危肝切除術(shù)后感染并發(fā)癥的發(fā)生率，接受標(biāo)準(zhǔn)腸內(nèi)營養(yǎng)的患者膿毒癥發(fā)生率為48%，而接受LAB合生元腸內(nèi)營養(yǎng)患者的膿毒癥發(fā)生率僅為13%。Rayes等[57]研究發(fā)現(xiàn)，對于肝臟移植手術(shù)，早期腸內(nèi)營養(yǎng)添加L. plantarum和菊粉制成的合生元制劑，能有效降低由腸源性細(xì)菌引起術(shù)后感染的概率。乳酸菌合生元的合理應(yīng)用有望在更多的手術(shù)中降低其術(shù)后感染率，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

5 展望

隨著微生態(tài)學(xué)的不斷發(fā)展，針對人們追求綠色飲食，渴望健康長壽的現(xiàn)狀，合生元因其具有作為功能性食品配料的巨大潛力應(yīng)運(yùn)而生。合生元同時(shí)發(fā)揮益生菌和益生元的雙重作用，其作用效果遠(yuǎn)大于二者單獨(dú)作用效果的累加。LAB是最普遍使用的合生元中益生菌組分，LAB合生元除了能夠調(diào)節(jié)人體菌群結(jié)構(gòu)，提高機(jī)體免疫力，抗癌抗腫瘤和抗術(shù)后感染外，還能降低血脂和膽固醇，能有效預(yù)防腦出血這類致死率極大的疾病，在未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用前景。但是臨床上有效的合生元組合的開發(fā)和合理化協(xié)同性合生元的設(shè)計(jì)仍然是十分具有挑戰(zhàn)性的問題，需要預(yù)期確定每個組分的最小有效劑量，選擇合適的同步試驗(yàn)做對照等，存在著極大的困難，有待人們的進(jìn)一步研究。