免疫活性物质——2'-岩藻糖基乳糖

概述

2'-岩藻糖基乳糖，英文名2'-Focusllactose，可用缩写2'-FL表示。2'-岩藻糖基乳糖是母乳中含量最丰富的HMO，是母乳低聚糖和乳铁蛋白中重要的免疫活性成分，表现为淡黄色粉末。从结构上看，2'-岩藻糖基乳糖可由岩藻糖(fucose)和乳糖(lactose)通过β-1,2糖苷键连接而成。

众所周知，婴儿出生后的骨骼发育很大程度上影响了峰值骨量。增加峰值骨量，有利于成年乃至老年保持最佳骨量，预防骨折和骨代谢疾病，因此在婴儿生长期提高骨量峰值对维持骨健康具有重要意义。母乳中营养物质丰富，其中母乳低聚糖具有诸多生物活性，然而目前母乳低聚糖促进婴儿骨骼发育的相关作用机制尚未清楚。因此，明确2'-岩藻糖基乳糖对骨骼发育的促进作用具有十分重要的意义。以生长期的C57BL/6N小鼠为研究对象，分别灌胃不同剂量的2'-岩藻糖基乳糖，持续4周，利用酶联免疫吸附实验，显微CT等方法测定补充2'-岩藻糖基乳糖对小鼠骨骼发育产生的影响。结果发现，与对照组相比，补充高剂量(6361 mg/kg bw)的2'-岩藻糖基乳糖能够增加生长期股骨长度，提高血清中矿物质(Ca和P)含量，提高血清中成骨标记物水平，降低血清中破骨标记物的水平，增强小鼠骨密度和改善骨微观结构，促进生长期小鼠的骨骼发育。该项研究结果对开发优质婴儿配方粉和婴儿个性化营养具有重要的意义[1]。

2'-岩藻糖基乳糖是母乳寡糖中含量最高的寡糖(约占31%)，在婴幼儿的生长发育中起重要作用。2019年底，2'-岩藻糖基乳糖已经在欧盟获批作为新型食品投入市场，因此，如何高效、安全地生产2'-岩藻糖基乳糖成为当下的研究热点。近年来针对2'-岩藻糖基乳糖的学术研究进展迅速，其生物制备技术已步入产业化实施阶段，未来将成为婴幼儿配方奶粉产业的重要风口。与其他方法相比，利用微生物细胞工厂进行2'-岩藻糖基乳糖的合成具有成本低，安全，快捷等特点，可以实现大规模生产2'-岩藻糖基乳糖[2-3]。

制备方法

2'-岩藻糖基乳糖的生产方法属于母乳低聚糖生产技术领域，该生产方法的具体实验步骤包括：

1）对含有2'-岩藻糖基乳糖的微生物发酵液进行过滤处理；

2）对过滤后的料液进行离子交换，除去有机杂质和降低料液电导率；

3）对上一步骤得到的料液进行浓缩；

4）对浓缩后的料液进行提纯;对提纯后的料液进行离子交换和大孔吸附树脂处理，进一步降低料液电导率；

5）对上一步骤得到的料液进行浓缩；

6）对浓缩后的料液进行真空带式干燥，得到固体粉末成品。该制备方法工艺简单，提高了2'-岩藻糖基乳糖的收率及纯度，同时采用真空带式干燥可得到松散堆积密度为600~800g/L的高密度固体粉末产品[4]。

检测方法

样品前处理步骤：在液态乳或将乳粉溶于水获得的乳粉溶液中，加入蛋白质沉淀剂沉淀蛋白，然后过滤；

样品净化步骤：利用滤膜和净化柱对样品进行净化：

样品检测步骤：通过阴离子交换色谱进行测定。

本检测方法前处理简单，快速，并且可以提高检测准确性[5]。

功效

巴斯夫旗下人类营养Newtrition®品牌在2019年年初向婴幼儿营养品市场推出2'-岩藻糖基乳糖，一种占比最大的母乳低聚糖（HMO）产品。HMO是一类独特的、天然存在于母乳中的碳水化合物，是母乳中仅次于脂肪和乳糖的营养成分。2'-岩藻糖基乳糖是转基因大肠杆菌菌株通过微生物发酵产生的。使用食品范围包括婴儿配方奶粉（0-1岁）、二段婴儿配方奶粉（6个月-1岁）、特殊饮食用途婴儿配方奶粉以及幼儿配方补充食品的成分。研究表明，2'-岩藻糖基乳糖支持健康的肠道微生物组成和免疫系统的发育，可以预防过敏性疾病，并在人体正常的大脑功能和认知发展中起着重要作用。基于对粘膜炎症的处理能力，2'-岩藻糖基乳糖还是消化健康领域中一种很有前景的成分。

应用

2'-岩藻糖基乳糖具有改善，预防或治疗由血栓形成引起的多种心脑血管疾病的效果的。含有2′岩藻糖基乳糖的食品组合物及药物组合物可以用于治疗血管疾病以及一些炎症。在部分药物组合物中，2′-岩藻糖基乳糖对作为血小板激动剂的胶原相关肽，胶原表现出拮抗(抑制)作用，可以用来抑制由血小板的非正常作用引起的血栓的形成[6]。而骨桥蛋白和2'-岩藻糖基乳糖的组合可用于预防或治疗影响人或动物受试者的由炎症因子分泌导致的免疫性疾病或紊乱，尤其可用于预防或治疗因细胞因子分泌，例如INFγ，IL2，IL4，IL17，IL6，IL10，TGFβ，Tbet，GATA3和NFκB和/或免疫球蛋白分泌，例如IgE和Ig1而导致的疾病或紊乱[7]。

以2'-岩藻糖基乳糖和海藻提取物为原料可以制备涤纶大生物纤维。首先制备改性二氧化硅，再通过含有0.52wt%的2'-岩藻糖基乳糖和5-10wt%的海藻提取物的溶液处理改性介孔二氧化硅，用处理后的介孔二氧化硅掺杂制备聚对苯二甲酸乙二醇酯母粒，再与聚对苯二甲酸乙二醇酯切片采用熔融纺丝工艺制备涤纶纤维，得到含2'-岩藻糖基乳糖和海藻提取物的涤纶大生物纤维。经过测试发现，所述含2'-岩藻糖基乳糖和海藻提取物的涤纶大生物纤维具有良好的抗菌，抗病毒，抗氧化特性，可用于功能织物的制造[8]。

参考文献

[1]刘干,崔东影,王旭婷,等.2'-岩藻糖基乳糖对生长期小鼠骨骼发育的影响[J].食品科技, 2023.

[2]瓮茹茹,卫鑫慧,李浩正,et al.2'-岩藻糖基乳糖的微生物合成研究进展[J].食品科学, 2021, 42(17):7.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200526-319.

[3]李娜徐恺李丽於昊徐铮.2'-岩藻糖基乳糖的生理功效以及制备方法研究进展[J].食品与发酵工业, 2021, 047(023):265-271.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028419.

[4]李克文,薛雅莺,栾庆民,等.一种高密度2'-岩藻糖基乳糖的生产方法.CN202211679644.9.

[5]叶文慧,刘彪,喻斌斌,等.一种检测乳中2'-岩藻糖基乳糖的方法:CN202011360501.2[P].CN112526021A.

[6]金庆镐,申哲寿,尹钟远,等.包含2′-岩藻糖基乳糖的用于改善心脑血管疾病的食品组合物及用于预防或治疗心脑血管疾病的药物组合物:CN202180053133.3[P].CN116347999A.

[7]B·杜西,J·莱恩,P·马拉德,等.用作药物的骨桥蛋白和2'-岩藻糖基乳糖的组合.CN201980026719.3.

[8]池姗,黄效华,刘彦明,等.一种含2'-岩藻糖基乳糖和海藻提取物的涤纶大生物纤维及其制备方法:CN202310631333.3[P].CN116623312A.