J Nutri：研究揭示母乳喂养的重要性

研究揭示，人乳低聚糖（HMO）可以产生短链脂肪酸，可以供婴儿肠道内的有益微生物群落食用，不仅仅如此，随着婴儿机体的成长，这些细菌的组成成分也会发生相应改变。(Credit: © Roxana / Fotolia)

近日，美国伊利诺伊大学的研究者研究揭示，人乳低聚糖（HMO）可以产生短链脂肪酸，可以供婴儿肠道内的有益微生物群落食用，不仅仅如此，随着婴儿机体的成长，这些细菌的组成成分也会发生相应改变。尽管HMO是人乳中的主要成分，而且蛋白质浓度比较高，但是HMO在婴儿机体内发挥作用的途径以及各种活动目前我们尚不清楚，目前，HMO并没有在婴儿配方食品中添加，科学家试图寻找这种吃配方奶长大的婴儿机体中缺乏的东西。相关研究成果刊登在了近日的国际杂志Journal of Nutrition上。

研究者认为HMO是人乳中的纤维，因为我们机体内并没有消化这些化合物的酶类物质，HMO经过大肠，在那里，细菌可以对其进行消化。研究者Sharon Donovan表示，我们也很好奇HMO在以母乳喂养的婴儿肠道细菌的发育中所发挥的作用，因为这和在配方奶婴儿肠道中发现的细菌是不一样的。

研究者展示了HMO混合物以及单一的HMO的短链脂肪酸产生样式，而且这种样式会随着婴儿的成长而不断变化。一个健康的微生物群落在婴儿的健康成长过程中会有短效和长效的效应，短期效应中，有益的细菌会保护婴儿免受致病菌的感染；长期效应中，有益细菌会加强婴儿的免疫系统以便婴儿可以抵御慢性病比如食物过敏或者哮喘。

这项研究中，母乳是从早产孕妇那里获得的，HMO从中分离并且进行适当分析，研究者检测了母乳喂养和配方奶喂养的9天和17天小猪的肠道细菌，因为小猪长的比较快，这两个年龄段的选取相当于婴儿3个月和6个月的成长期。结肠中的细菌被添加以含有HMO和婴儿配方中的两种益生元，喂食这些混合物，研究者们就可以观察到细菌菌群随着时间发生的变化，而且可以观察到细菌在这个过程中产生了何种物质。

当引入HMO后，细菌可以产生短链脂肪酸，而且在某些时候甚至比以益生元喂食的细菌水平还高。短链脂肪酸可以推动益生菌来发育并且影响胃肠道发育以及肠道PH值，这样就会降低婴儿患感染性疾病的次数和风险。不同的HMO可以产生不同样式的短链脂肪酸，HMO可以帮助我们理解人乳喂养可以保护婴儿免受疾病侵染。

目前，很多公司在合成HMO，未来，我们有可能在婴儿配方奶中添加HMO，这样使得不用人乳喂养，也可以使婴儿健康成长。

doi:10.3945/​jn.111.154427
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Microbial Composition and In Vitro Fermentation Patterns of Human Milk Oligosaccharides and Prebiotics Differ between Formula-Fed and Sow-Reared Piglets1,2,3

Min Li4, Laura L. Bauer5, Xin Chen4, Mei Wang6, Theresa B. Kuhlenschmidt7, Mark S. Kuhlenschmidt6,7, George C. Fahey Jr.5,6, and Sharon M. Donovan4,6

The microbial composition and in vitro fermentation characteristics of human milk oligosaccharides (HMO), lacto-N-neotetraose (LNnT), a 2:1 mixture of polydextrose (PDX) and galactooligosaccharides (GOS), and short-chain fructooligosaccharides (scFOS) by pooled ascending colonic microbiota from 9- and 17-d-old formula-fed (FF) and sow-reared (SR) piglets were assessed. pH change and gas, SCFA, and lactate production were determined after 0, 2, 4, 8, and 12 h of incubation. In most donor groups, the pH change was greater for scFOS fermentation and lower for PDX/GOS than for other substrates. LNnT fermentation produced larger amounts of gas, total SCFA, acetate, and butyrate than did the other substrates, whereas HMO and scFOS produced higher amounts of propionate and lactate, respectively. In general, pH change, total SCFA, acetate, and propionate production were greater in pooled inoculum from FF and 9-d-old piglets, whereas SR-derived inoculum produced higher amounts of butyrate and lactate after 4 h fermentation. Gut microbiota were assessed by 16S ribosomal RNA V3 gene denaturing gradient gel electrophoresis analysis and real-time qPCR. Microbial structures differed among the 4 groups before fermentation, with higher counts of Bifidobacterium in SR piglets and higher counts of Clostridium cluster IV, XIVa, and Bacteroides vulgatus in FF piglets. Lactobacillus counts were higher in 9-d-old piglets than in 17-d-old piglets, regardless of diet. Bifidobacterium, Bacteroides, and clostridial species increased after 8 and 12 h fermentation on most substrates. In summary, piglet diet and age affect gut microbiota, leading to different fermentation patterns. HMO have potential prebiotic effects due to their effects on SCFA production and microbial modulation.