由諾埃爾·帕特諾（Noelle Patno）博士、Bened Life
您或許聽過「益生菌」（「當以適當劑量攝取時，能為宿主帶來健康益處的活微生物」¹），但對於近期開始出現的許多其他「生物活性成分」相關術語，您可能還不太熟悉。從寵物食品到護膚霜，各種產品中都可能含有「益生元」（作為益生菌養分的碳水化合物）。較不常見的則是「後生元」一詞，目前該詞被用來指稱眾多不同的物質，甚至令人感到混淆（關於這一點，我們稍後會再詳細說明）。
隨著後生元在營養補充品和食品中的應用日益普及，了解何謂後生元，以及這個術語如何被廣泛運用，便顯得至關重要。本文將為您介紹關於後生元的公認定義，並提供一門簡短的科學課程。
後生菌的定義
理解「後生元」的簡單方法，是將其視為「有益」的死菌。更具體地說，後生元是指無論其組成成分是否存在，皆對人體有益的失活微生物。讓我們來深入探討其定義及相關爭議，因為實際情況其實更加複雜。
「後益生元」一詞，近年來在專家圈中引發了廣泛討論。無論是研究人員還是非專業人士，都曾使用「後益生元」一詞來描述已失活的益生菌（已死亡的有益細菌），或是由細菌或益生菌所產生的物質（有益細菌所製造的物質）。
上述兩種定義均不等同於「有益的死菌」。這是國際益生菌與益生元科學協會（ISAPP）於2021年對後生元所下定義的一部分。
他們對後生元（postbiotics）的技術性定義是：「能為宿主帶來健康益處的、由失活微生物及／或其組成部分所製成的製劑」。2「失活微生物」基本上是指已死亡的細胞。在失活過程中，死亡的細胞可能會被分解為其組成部分（例如構成細胞的蛋白質、脂多醣等細胞成分與結構）。
然而，儘管細胞的副產物——也就是微生物在失活前所產生的生物活性代謝物——可能包含在後生元產品中，但ISAPP並未將其本身定義為後生元。
為了我們這些科學愛好者，在此補充兩點說明。
首先，這一定義並未要求後生菌必須源自益生菌。舉例來說，某些可能不具備益生菌功能的細菌（也就是說，經檢測後未顯示能帶來益處，或在檢測時未帶來益處的細菌），可能僅在經失活處理後，以失活形態對人體健康產生益處。
其次，ISAPP 並不將益生菌的代謝產物視為「後生元」。雖然酪酸、醋酸、丙酸等有機酸、維生素及短鏈脂肪酸可能由某些細菌產生，但「後生元」必須不僅包含代謝產物，還須包含失活細胞或細胞成分。
將丁酸這類分子不視為後生元的原因之一，在於它有時也能獨立於細菌之外而存在。例如，丁酸就存在於奶油脂肪中。³,⁴被認為對血液凝固、骨骼及心臟健康至關重要的維生素K5，既可從細菌中攝取，也可從綠黃色蔬菜中攝取。
以下列舉了某些代謝物或細菌代謝產物，這些物質本身雖不符合 ISAPP 對後生元（postbiotics）的定義（但可能屬於後生元的一部分）：2
- 由細菌產生的短鏈脂肪酸（如丁酸等）
- 由細菌所產生的維生素（例如維生素K等）
- 含有乳酸的有機酸
- 抗菌胜肽、細菌素，以及由細菌分泌的酶所含的蛋白質
由於 ISAPP 才剛公布這項定義不久，且尚未獲得普遍接受，因此我們仍會看到丁酸及其他細菌代謝產物被描述為「後生元」。同樣地，目前仍有許多產品被稱為「益生菌」，但其實並不符合世界衛生組織（WHO）與聯合國糧食及農業組織（FAO）於 2001 年提出的益生菌定義。6
簡而言之，後生元包含已死亡的細胞，有時也可能包含這些細胞所來源的活微生物的其他成分及代謝產物。
如何辨識後生元補充劑
由於「後生元」一詞在一般大眾中尚不廣為人知，因此許多後生元產品可能並未在瓶身明確標示。用以表示後生元的術語包括熱殺菌（HK）、熱失活（HI）或熱處理（HT）等。舉例來說，L. paracaseiPS23（熱處理）或 HT-PS23，即是將 PS23 製劑以高溫處理，直至所有細胞死亡為止的製劑。
在標籤上標示後生菌含量時，有時會使用「細胞」一詞來代替「CFU」（菌落形成單位）。
後生菌與益生菌真的有功效嗎？
後生菌可能因幾項原因而具有吸引力。
首先，由於它們並非活體，因此無法在體內增殖。雖然口服活的益生菌細胞後被血液吸收，或在腸道內過度增殖的風險極低，但後生元則完全不存在此類風險。因此，對於腸道屏障功能較弱的人而言，後生元被認為是更安全的选择。
此外，由於後生元已經死亡，因此在通過胃部酸性環境時，無需特別保護以維持其活性。再者，與某些特殊的益生菌菌株不同，後生元通常在常溫下具有穩定性。憑藉這些穩定性的優勢，後生元失去效力的風險較低，且可直接添加至食品中，無需製成膠囊劑型。
後生菌的缺點在於，許多用於量化及品質檢驗益生菌的程序，在目前的後生菌研究中並未展現出同樣的可靠性。死細胞的定量方法尚未標準化，且目前採用了多種不同的程序。此外，微生物失活的方法多種多樣，而此步驟的一致性——無論是在生產內部，還是用於評估後生元菌株是否具有健康益處的生產流程與臨床研究之間——往往無法得到充分保證。
理想情況下，後生元產品的品質應透過以下所有方式進行管控。2
- 微生物不活化前的鑑定：菌株名稱、基因序列及計數單位的定量分析
- 後生菌的製造：採用特性已廣為人知且行之有效的失活方法
- 品質管理：確認微生物已失活，且未殘留任何活體微生物 關於後益生元的說明： 釐清其中含有哪些成分（如失活微生物、結構成分、代謝物等），並對這些成分進行定量分析
- 安全性檢查：攝取時是否會觀察到有害反應？
- 健康益處的證據：完成採用嚴格研究設計的臨床研究，例如隨機對照試驗（RCT）
作為活體生物的益生菌，相較於後生元具有若干優勢。部分益生菌會在腸道內產生短鏈脂肪酸、維生素或抗菌胜肽，這些物質皆可能對人體健康帶來益處。然而，後生元無法產生新的化合物。不過，若在使原始微生物失活的製造過程中得以保留，後生元中可能已含有這些代謝產物。
後生菌是如何發揮作用的？
後生元可能與益生元一樣，透過多種方式發揮作用。2它們可能與腸道細胞、免疫細胞以及消化道內的細菌相互作用。攝取後生元後，可能產生上述一種或多種效果。1,2
- 腸道微生物群的調節
- 改善腸道屏障功能
- 透過宿主神經系統進行的訊號傳導
- 代謝的修正
- 免疫調節
關於 HT-PS23 等有趣的後生元物質所進行的臨床前研究及臨床研究，可能闡明其作用機制及／或有益效果。這些作用機制及／或有益效果，有時與同一菌株的活體狀態相同，有時則有所不同。事實上，即使活細胞本身沒有可測量的健康益處，後生元物質仍可能具有益處。
後生元菌的優點
許多符合 ISAPP 對後生元定義的產品，已於實驗室及臨床環境中進行過測試。與「活的」益生菌相似，「死去的」後生元似乎也具有菌株特異性的益處。換言之，不同的菌株具有不同的益處。後生元的潛在益處範圍同樣廣泛，不僅限於腸道健康，更涵蓋多個領域。
若干針對後生元（postbiotics）的實驗室研究指出，其可能具有抗氧化作用及其他分子機制。部分針對動物及人類進行的研究透過評估血液中的生物標記物，顯示後生元可能影響免疫功能及腸道微生物群，並暗示其對腸道微生物群具有有益作用。7
就人體健康而言，臨床研究顯示，某些後生元可能對糞便硬度、認知功能、睡眠品質或代謝帶來健康益處。⁷正如每種益生菌都需要證據證明其為益生菌（即能帶來臨床益處）一樣，後生元也只有在臨床證據能佐證其特定成分所宣稱的益處時，才算得上是「有益的死菌」。
了解益生元、益生菌與後生元
世上有許多「生物技術」，該如何分辨它們呢？對於英語系學生來說，區分這些術語的方法就是留意其前綴。
- 「前」益生元：微生物的「前」。益生元是指特定微生物會選擇性地作為食物來源所利用的一類長鏈澱粉類碳水化合物（例如農產品或全穀物中所含的不溶性纖維等）。這些是唯一以分子形式存在、而非細胞或死細胞的「益生元」。8
- 「益生菌」：支持微生物。益生菌是透過提供健康益處來「支持」生命的細菌。1
- 「後」益生元：指微生物的「後」（意指微生物被失活之後）。2
益生元與益生菌在健康飲食中可形成絕佳的組合。為了讓腸道成為益生菌等有益活微生物的舒適棲息地，提供適當的食物來源（益生元）是個好主意。益生元可能存在於大多數含有水溶性膳食纖維的食物中，也可以透過營養補充品攝取。菊粉是一種非常常見的益生元補充品，可從菊苣根或菊芋中萃取。
後生元雖然無需依賴益生元或益生菌即可發揮功效，但當然也可以與它們搭配使用（除非另有指示）。例如，可以定期攝取旨在促進腸道健康的益生菌補充劑、有助改善情緒的後生元補充劑，以及含有菊粉的益生元食品等（益生元食品清單請參閱此處：）。
那麼，究竟該選擇益生元、益生菌還是後生元呢？益生菌或後生元菌株的選擇，完全取決於您所追求的健康效益。不過，即使您沒有攝取「益生菌」補充劑，將益生元食品納入日常飲食中，始終是個明智的選擇。
後益生元的未來
後益生質是微生物群療法的一個新領域。由於其為非活性微生物，因此無需像益生菌那樣需要嚴格控制的儲存條件。這為將後益生質添加至經低溫殺菌處理的食品或其他食品中開闢了廣泛的應用機會，使人們無需服用膠囊即可獲得健康益處。
然而，益生菌對健康的益處已廣為人知。至於後生元（postbiotics）的益處（以及如何闡明其生物活性），則仍需進行更多研究。關於何謂後生元的定義，特別是將丁酸等代謝產物歸類為後生元這一點，至今仍存在激烈爭論。
關於後生元（Postbiotics）的定義、作用機制及其帶來的好處，相關研究目前正在進行中。敬請期待！
推薦閱讀：
何謂 HT-PS23？（HTL. paracaseiPS23）
參考文獻：
1. Hill, C. 等。《自然評論：胃腸病學與肝病學》（Nat Rev Gastroenterol Hepatol）。2014;11(8):506-514. doi:10.1038/nrgastro.2014.66
2. Salminen, S. 等。《自然評論：胃腸病學與肝病學》（Nat Rev Gastroenterol Hepatol）。2021;18(9):649-667。doi:10.1038/s41575-021-00440-6
3. Danudol, A. 與 Judprasong, K.《Foods》。2022;11(22):3606。doi:10.3390/foods11223606
4. Månsson, H.《食品與營養研究》（FoodNutr Res）。 2008;52:10.3402/fnr.v52i0.1821. doi:10.3402/fnr.v52i0.1821
5. Mladěnka, P. 等。《營養評論》（Nutr Rev）。2022;80(4):677-698。doi:10.1093/nutrit/nuab061
6.https://www.fao.org/3/a0512e/a0512e.pdf。 查閱日期：2024年3月22日。
7. Vera-Santander, V. 等。《Molecules》。2023;28(3):1230. doi:10.3390/molecules28031230
8. Gibson, G. 等。《自然評論：胃腸病學與肝病學》（Nat Rev Gastroenterol Hepatol）。2017;14(8):491-502. doi:10.1038/nrgastro.2017.75
