2016年12月，國際益生菌與益生元科學協會（ISAPP）發佈共識聲明，將益生元定義為能夠被宿主體內的菌群選擇性利用並轉化為有益於宿主健康的物質。現已被廣泛應用的包含寡糖（如菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖、葡聚糖），三糖和二糖（如棉籽 糖、乳果糖），單糖（如Ｌ－鼠李糖、阿拉伯糖）等。應用範圍主要在飲料製品、乳製品、烘焙食品、保健食品、糖果等。隨著大眾對腸道健康的關注，益生元對人體的保健作用也得到了更深入的研究。
益生元在人體健康中發揮的作用
1.改善胃腸道功能
益生元作為微生物選擇性利用的營養成分能夠提高有益菌的新陳代謝，促進有益菌的增殖，有益菌通過生態位競爭、產生抗菌物質、代謝產物和群體感應效應干擾病原體致病基因的表達，調節腸道菌群組成、丰度和活性，維持腸道微生態平衡。
作為代謝底物，益生元被菌群代謝生成短鏈脂肪酸（如乙酸、丙酸、丁酸、乳酸）和大量氣體（如 CO2､H2､CH4）。短鏈脂肪酸能夠降低腸道pH， 增加礦物質吸收，促進腸蠕動。產生的氣體物質能夠增大腸體積，縮短食物在胃腸道的停留時間。短鏈脂肪酸中的丁酸鹽還可以發揮促進腸上皮細胞生長，中和結腸內的毒性物質，保護腸道屏障的作用。
2.提高免疫力
研究證明益生元能夠調節人體整體的免疫功能，降低外來刺激對人體的影響。益生元對特異性皮炎、慢性炎症、特定病原體的干預治療顯示出積極效果，實驗顯示補充益生元可以增強免疫接種者或病菌感染者的免疫記憶，提高其二次免疫／感染時的免疫反應。針對嬰兒的臨床實驗顯示益生元對兒童溼疹有保護作用，說明益生元在過敏性疾病中也存在應用價值。
3.對認知、情緒等發麵的作用
研究人員將腸道菌群和大腦之間相互影響的網絡系統稱為腸－腦軸，腸－腦軸，主要包含迷走神經、 內分泌和免疫三個途徑。腸道微生物產生的短鏈脂肪酸、神經遞質等代謝產物可以通過交感神經傳到中樞神經系統，調節中樞神經系統的功能和神經內分泌應答。腸道微生物還可以直接或間接的作用於腸黏膜免疫系統、腸道神經系統、脊神經和迷走神經。反過來，中樞神經系統和神經分泌系統的信號分子也可以改變腸道微生物的組成和豐度。
雖然研究證據很多都有待補充，但是認知能力、情緒、孤獨症等大腦方面的問題都可以用腸－腦軸做出解釋，也可以通過補充益生元進行改善。低聚果糖和低聚半乳糖的攝入能夠降低慢性應激導致的皮質酮、促炎性細胞因子水平，緩解抑鬱和焦慮心理，還可以讓壓力下的菌群恢復正常。攝入低聚果糖和菊粉能夠在一定程度上改善焦慮情緒，提高記憶力，縮短反應時間。
4.對心血管疾病的保健作用
腸道菌群在依賴飲食的心血管病中起著重要的作用，腸道微生物產生的大量代謝依賴性和代謝非依賴性的因子在心血管疾病的發展中起調控作用，細菌內毒素引起的慢性低水平的炎症也可以造成膽固醇升高，胰島素抵抗和血管炎症。因此攝入益生元及富含益生元的食物是預防心血管疾病及肥胖併發症的方案之一。研究表明口服丁酸鹽可抑制下丘腦中促進食慾神經元的活性，減少食物攝入，從而防止飲食誘導的肥胖，高胰島素血癥，高血脂和脂肪肝。通過全植物的食物、益生菌和益生元來調製腸道菌群，正在成為減少心血管疾病風險的有效工具。
5.提高骨密度，改善皮膚等其他作用
腸道微生物發酵產生的短鏈脂肪酸能夠提高腸道的通透性，降低腸道 pH，增加鈣、鎂溶解度，因此補充益生元提高了腸道對對鈣、鎂等礦物質的吸收能力，從而提高骨再生能力，改善骨質疏鬆症。益生元的應用潛力還包括可以改善皮膚狀況。以裸鼠為模型的實驗證明補充低聚半乳糖3個月可以明顯改善皮膚的水分保持和紫外照射引起的紅斑。
引文來源：信珊珊等. 益生元的功能與潛在風險研究. 糧食與食品工業，2018，25（2）：50-52.
