近年来，随着益生菌的爆火，益生元也越来越多地出现在我们的眼前。那么，什么是益生元呢？有哪些常见的益生元？益生元的研究和专利发展态势是什么？

今天，我们共同关注益生元市场。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。

益生元的概念由国际“益生元之父”——格伦·吉布索（G.R.Gibsion）于1995年提出，系指一些不被宿主消化吸收却能够选择性地促进体内有益菌代谢和增殖，从而改善宿主健康的有机物质。

2017 年，国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）在最新科学研究的基础上，对益生元的定义和范围重新进行阐述，提出益生元是指能够被宿主体内的菌群选择性利用并转化为有益于宿主健康的物质 。

相较于益生菌，益生元在某些方面具有优势，包括：通过胃肠道后，益生元具有更高的存活性；在食品或药品中具有长期的稳定性。但是，益生元不容易被人类消化，可能会引起某些敏感人群腹胀、肠鸣等不适。

以下是一些常见益生元：

1. 菊粉（Inulin）：菊粉是自然界天然存在的一种水溶性膳食纤维，是由2-60个果糖分子聚合而成的果聚糖混合物，广泛存在于数万种植物中，其中菊苣、菊芋被认为是菊粉最丰富的来源。

2. 低聚果糖（Fructooligosaccharides，FOS）：低聚果糖是一种非还原性糖，它是由1-3个果糖基通过β（2→1）糖苷键与蔗糖中的果糖基结合生成的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖等功能性低聚糖，聚合度为2-9，天然存在于小麦、大蒜、香蕉等食品中。

3. 低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides，GOS）：低聚半乳糖是一种来源于动物乳汁中的非人工合成的低聚糖。在自然界中，动物的乳汁中存在微量的低聚半乳糖，而人母乳中含量较多。

4. 低聚异麦芽糖（Isomaltooligosaccharide，IMO）：低聚异麦芽糖是以淀粉或淀粉质为原料，经酶法转化等工艺制成的一类人工合成的淀粉糖，主要成分为α-1,6-糖苷键结合的异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖及异麦芽四糖（含四糖）以上的低聚糖。

5. 低聚木糖（Xylo-oligosaccharides，XOS）：低聚木糖又称木寡糖，由2-9个木糖单元，以β-1,4糖苷键连接而成的低聚糖混合物。低聚木糖是以小麦秸秆或玉米秸秆为原料采用蒸汽爆破法或高压蒸煮法，经木聚糖酶酶解生产而成。

6. 母乳低聚糖（Human milk oligosaccharides, HMOs）：母乳低聚糖是母乳中仅次于乳糖和脂肪的第三大固体组分，具有多种结构和功能。目前已经鉴定出了200多种母乳低聚糖，其中研究较多的几种HMO单体分别为：2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL)、3-岩藻糖基乳糖（3-FL）、乳糖-N-四糖（LNT）、3'-唾液乳糖（3'-SL）和6'-唾液乳糖（6'-SL）。

益生元研究稳定增长，中国位居第一：根据Web of Science （WOS）数据库的数据，2022年全球益生元相关研究发表量稳定增加，达到了2460篇，其中包含研究型文章（Article）1712篇（图1）。相关研究主要集中于食品科学、营养学、生物化学与分子生物学、微生物学、化学等，涉及的疾病主要为炎症性肠病、感染、肠易激综合征等，在非疾病类方向主要涉及乳制品和动物科学、海洋生物等。

其中，中国是益生元相关研究发表量最高的国家，2022年发表了超过600篇文章。美国位居第二，2022年累计发表378篇。印度、意大利、巴西等国家分别为第三、四、五名。2022年益生菌相关研究发表量最多的15个机构中，主要来自于法国、中国、美国，其中中国江南大学、中国科学院、中国农业科学院以及浙江大学等高校、研究所位列其中（图2）。

近年来益生元企业也越来越注重对益生元健康益处的研究，如2022年健合集团在Carbohydrate Polymers杂志上发文，探究了婴儿粪便对母乳低聚糖的体外发酵特性。此外据了解，量子高科与大连医科大学李华军教授团队正在联合开展不同益生元对CTX诱导的免疫抑制小鼠的肠道菌群及免疫的调节作用的研究。

临床试验总体数量较少，整体稳定增加：在临床试验方面，与益生菌相比，益生元相关临床试验研究发表量总体较少，在百余篇水平。从整体上来看，益生元临床试验相关研究发表量整体呈现增长态势，2022年达到了152篇，创下新高（图3）。根据WOS提供的字段分析，主要涉及炎症性肠病、肠易激综合征、感染、过敏、肝炎等。中国是2022年益生元相关临床试验研究发表量最多的国家，共发表了37篇。由此可见，当前对于益生元的研究相对较少，未来探究空间大。

专利申请数量稳定上涨，主要为发明专利：根据智慧芽数据库的数据，近年来益生元相关专利申请数量不断上升，2021年突破1200件申请，达到1276件（图4）。2022年因搜索时数据尚不完善，仅有931件专利录入库中，不过根据预测结果，2022年的申请数量将与2021年持平。考虑到当前全球生产逐步恢复，以及消费者健康意识日益增强，益生元产业将继续蓬勃发展。未来3年，益生元相关专利数量将继续增长，预计2025年将突破年申请量将突破2000件，达到2014件。从专利类型来看，益生元相关专利中发明专利占比达到94%，实用新型专利为4%，外观设计专利仅为2%，反映出益生元领域整体创新度较高。

食品、饮料、药品、奶粉为应用热点，专利价值有待突破：从专利的技术主题来看，占比最大的是A23L33（改变食品的营养性质；营养制品；其制备或处理），其次依次为A61K31（含有机有效成分的医药制品）、A23L2（非酒精饮料；其干组合物或浓缩物；它们的制备）、A23C9（奶配制品；奶粉或奶粉的配制品）。由此可见当前，益生元主要被应用于食品、饮料、奶粉等领域，此外在医药领域也有一定的应用。

从专利价值来看，大部分的专利在低价值区，高价值区的专利占比较低（图5）。根据智慧芽的数据，市场价值最高的专利主要是与奶粉相关的，来自美赞臣公司、纽迪希亚公司、科汉森、雅培等。未来奶粉领域之外的益生元需要更多突破，创造更多高价值专利。

高校企业齐头并进，“益生元+”为创新热点：从申请人来看，当前申请数量较多的申请人主要来源于企业和高校。在企业方面主要是乳制品企业和益生元厂家。在益生元专利申请数量最多的TOP35申请人中，伊利、雀巢、光明、蒙牛、纽迪希亚、美赞臣等乳制品企业以及龙力生物、量子高科、保龄宝、百龙创园、益常青等益生元企业均有上榜；在高校方面，江南大学领跑，东北农业大学、南京林业大学、云南师范大学等均有上榜（图6）。

根据智慧芽提供的创新词云（图7），当前组合物、益生菌等为核心关键词，此外营养组合物、维生素、氨基酸等也出现在词云中，由此可见当前的创新趋势之一为“益生元+”，即将益生元与其他功能性成分（如益生菌等）进行搭配。此外，还能看到增强免疫力、降血糖、肠道健康等出现在词云中，表明当前免疫健康、代谢健康以及肠道健康是益生元功能创新热点。

益生元市场近年来呈现出强劲增长态势，备受全球关注。作为一种具有多种生物活性的功能性成分，益生元为人体健康提供了诸多益处，如调节肠道菌群、增强免疫力、改善营养吸收等。随着人们对健康饮食的需求日益增长，益生元在食品饮料、婴幼儿奶粉及膳食补充剂领域的应用逐渐普及。

当前，益生元已经成为众多企业竞相研发和投资的领域。从传统的乳制品、饮料到新兴的膳食补充剂、功能性糖果等，益生元产品种类繁多，满足了不同消费者的需求。同时，随着益生元科学研究的深入，其潜在应用领域还在不断拓展。在市场竞争不断加剧的背景下，各大企业持续创新，推动益生元产品的多元化发展，包括采用新型生产工艺、提高生物活性、改善口感等方面的技术突破，使益生元产品更具市场竞争力。此外，企业还致力于研究益生元与其他功能性成分的协同作用，以满足消费者追求全面营养和健康的需求。

总之，益生元市场正迎来黄金发展期，无论在产品种类、应用领域还是技术创新方面都呈现出蓬勃发展的态势。随着人们对健康认知的不断提高，益生元在全球市场的影响力将进一步扩大，成为食品饮料、膳食补充剂等行业的重要支柱。