文 | 赵明义

在母乳中，HMO是最重要的活性营养成分。

早在20世纪初，科学家们就注意到了母乳中存在一些特殊的碳水化合物，但当时的技术水平限制了人们对其进行更深入的探索和研究。直到20世纪90年代，随着科研技术的进步，科学家们才逐渐揭开了HMO的神秘面纱，发现它们是一类结构复杂多样的低聚糖，种类结构超过200种。

近年来，随着研究的不断深入，HMO的多种功能被陆续开发，包括调节肠道菌群、增强免疫力、促进认知发育等多种作用。

HMO不仅种类繁多、结构复杂，在含量上位居母乳固体成分的第三位，仅次于乳糖和脂肪，远超蛋白质【1】，其浓度更是乳铁蛋白的6-12倍，这一显著的含量和优势彰显了它在母乳中的核心地位。也成为诸多可以用来替代母乳相关产品中，最重要的主抓手之一。

HMO，母乳中的活性宝藏

HMO（Human Milk Oligosaccharides，母乳低聚糖或母乳寡糖）是一类以乳糖为底物经糖基转移，酶催化合成的结构多样非消化性低聚糖。

据了解，其分子主要以5种单糖作为单元结构，用12种不同的糖苷键连接，组成复杂多样的结构库。截至目前，在已鉴定的母乳样本中，共发现了200多种HMO结构。它们在存在高度差异化的同时，也表现出高度的相似性。

 

研究发现，在众多HMO结构中，2’-FL和乳糖-N-新四糖的化学结构相对简单，且在母乳中含量也更加丰富【2】。是以，这两种结构类型得到了更为广泛的科学研究和应用。

众所周知，母乳是婴儿最理想的天然食品。世界卫生组织发布的指南中，也多次强调母乳喂养的重要性。综合来看，母乳中最主要的成分是糖类、蛋白质和脂肪，所以HMO是母乳中非常核心的活性营养成分。

有研究发现，人母乳中HMO的含量与组成明显区别于其他动物乳汁，这也是母乳被认为是婴儿营养“黄金标准”的重要原因之一，在自然界中根本没有更好的代替品。

综合目前的研究成果来看，HMO在改善肠道微环境、影响免疫应答、降低病原体入侵和促进早期大脑发育、塑造婴儿机体的微生物组等多个方面发挥着十分重要的作用【3】。

与此同时，在母乳喂养期间，HMO还可以让婴儿获得先天免疫力，在塑造婴儿健康的肠道微生物群方面发挥着独特的作用。

 

有实验研究设计将喂养配方奶粉的婴儿与母乳喂养的婴儿做对比，结果发现，以母乳喂养的婴儿大脑中含唾液酸的神经节苷脂和蛋白质的含量明显更高【4】。

而母乳中含有丰富的唾液酸，因此研究猜测母乳中富含的HMO与唾液酸之间可能存在着某种重要联系。唾液酸化的HMO为发育中的大脑提供了必要的营养，使母乳喂养婴儿具有更优越的智商和记忆力【5】。

值得注意的是，HMO的积极影响不仅仅作用于婴儿，对哺乳期的母亲可能也具有类似的效果和影响。研究发现，根据哺乳期女性个人状态、所处环境的不同，母乳中HMO的种类和丰富度也不同【6】。

因此，HMO也可以通过充当益生元或抑菌剂或者直接参与局部免疫反应来影响微生物生态，进而影响用母乳喂养的母亲【7】。目前市面上，也出现了一些添加了HMO成分的成人营养补充剂。

陷“转基因”争议，HMO还安全吗？

截至目前，关于HMO的提取方式可以大致归类为3种：分离提取、基于物质结构的化学合成和基于生物合成的高效生物制造。

直接从新鲜乳汁中分离提取的方式不仅消耗原料，且产量很低，提取出来的HMO成分也不够纯；化学合成法虽然较直接分离提取的方式更有效，但成本依旧很大，且存在潜在的食品安全风险。因此，这两种方式已经过时了。

凭借生产工艺简单和制备工艺成本更低等优势，生物合成法成为获取HMO主流方法【8】。笔者了解到，目前国际上已经批准使用的HMO主要都是采用生物合成法中的微生物发酵法制备，可以更好地保留HMO的天然性。

 

截至目前，国家卫健委只批准了2种结构类型的HMO原料，可以作为食品营养强化剂新品种使用，分别是前文提到的2’-FL和乳糖-N-新四糖。

据统计，截至去年年底，国内共9家2′-FL获批，2家乳糖-N-新四糖获批，涉及企业帝斯曼、IFF、虹摹生物、一兮生物、嘉必优、AP Tech、山东合成远景、诺和新元、量子高科和朗健生物【9】。

无一例外，以上企业均是通过微生物发酵法提取HMO原料。利用微生物发酵法生产HMO，就相当于把体外酶催化过程放进基因工程改造的微生物体内，从而更好的解决反应发生的既定条件等限制。

但这一制备方式一直饱受争议，因为在提取的过程中涉及了基因工程改造技术，即其中的转基因技术。

不过，中国食品科学技术学会在《母乳低聚糖（HMOs）的科学共识》一文中，明确的表示：

“微生物发酵法生产过程中，基因工程菌、引入的外源基因，以及外源基因转录翻译产物均被去除，因此欧盟将发酵法生产的HMOs视为 “化学定义的纯化物质”，并将 HMOs从转基因管理范围中豁免，即不作为转基因产品管理。

此外，因是闭环生产，故不存在外来基因的环境释放问题。在我国，对上述微生物发酵法生产的HMOs分别进行生产用转基因菌株和终产品的安全性评价，并有严格的审批程序确保 HMOs 在食品中应用的安全性【10】。”

 

实际上，转基因食物目前还没有经科学证实有害，但由于其中可能会造成的变化和影响是潜移默化的，表象不明显。因此，不少消费者还是表达了对HMO可能存在的转基因副作用存在质疑。

不过，也有业内人士指出，大部分消费者对HMO的顾虑是源于认知程度不够全面和深入。正如人类的恐惧来源于为未知事物的不确定性。

千亿级市场潜力将被释放？

2023年，国内批准了10多个来源的2种HMO，可以将其添加进婴配产品当中，自此消费者对HMO的关注出现了快速上升。据中国食品报数据，经2次市场调研后发现，消费者对HMO的关注度达到了73.49%。

根据BlueWeaveConsulting数据，2022年全球母乳低聚糖市场规模约2亿美元，预计在2023-2029年的预测期内，将以22.9%的复合年增长率强劲增长，到2029年将达到10亿美元。

此外，还有相关机构预测显示，到2032年，仅2’-FL这一个HMO结构类型的市场规模就将接近10亿美元，复合年增长率为22.8%。

而在政策支持、合成生物学爆发式创新、人才与智力资源充足、市场需求增长与经济价值爆发等多重利好的驱动下，苏州一兮生物技术有限公司创始人兼CEO刘振云认为，“在未来几年内，HMO具有千亿级市场潜力。”

与此同时，随着越来越多的婴配产品品牌开始将HMO作为核心卖点，HMO相关产品日渐丰富。综合来看，目前市面上已经出现了将HMO添加到婴幼儿配方奶粉、特医食品和成人营养品及功能性食品等多种场景当中。

特医食品：HMO在特医食品中有临床数据的验证，已经有美国科学家发现HMO能够缓解肠易激惹症，帮助化疗后的肠道复原。

婴幼儿配方奶粉：HMO作为母乳中重要的营养成分，在促进婴儿肠道健康、增强免疫力等方面具有独特功能。

成人营养品及功能性食品：HMO在成人营养品及功能性食品中的应用价值逐渐凸显，欧美一些初创企业已推出含HMO的保健品，传统大型企业也推出了富含HMO的保健品。此外，HMO在减肥、抗炎症等方面也显示出一定的积极作用。

据目前的市场情况来看，添加HMO的类型种类、数量以及含量已经成为竞争者之间密切关注的焦点。

 

值得一提的是，由于母乳中HMO种类繁多且结构复杂多样，现有的婴配粉虽然已经极力钻研，但仍然能模拟的只是少数几种，不可能完全替代母乳。所以，深挖HMO成分，朝着贴近“母乳”方向进阶，仍有很大待提升的空间。

在此背景下，笔者也看到，也有一些产品“弯道超车”，通过结合其他成分如益生菌、OPO结构脂等成分，协同强化婴配粉的喂养效果。

作为母乳中独特的活性成分，HMO在婴幼儿营养领域具有核心地位，尽管配方奶粉通过技术手段部分模拟了HMO功能，但母乳喂养仍是最优选择，在HMO的科研挖掘上，还有非常大的发展空间。未来可见的是，随着学术研究成果的进步，HMO的应用前景将更加广阔，其应用价值也将得到进一步释放。

参考文献：

1.Bin ZLong-Qing LFeitong Let al.Human milk oligosaccharides and infant gut microbiota: Molecular structuresutilization strategies and immune function [J]. Carbohydrate Polymers, 2022, 276118738-118738.

2.Rapid-throughput glycomics applied to human milk oligosaccharide profiling for large human studies[J].Chemicals & Chemistry,2015.

3.Vasily MGrant HFranz-Georg Het al.Human Milk Oligosaccharides as Promising Antivirals.[J].Molecular nutrition & food research,2018,62(6):e1700679.

4.BW,JB,PM,et al.Concentration and distribution of sialic acid in human milk and infant formulas.[J].The American journal of clinical nutrition,2001,74(4):510-5.

5.Lars B.Human milk oligosaccharides:every baby needs a sugar mama.[J]. Glycobiology, 2012,22(9):1147-62.

6.Tanya Y,E F R,J M M,et al.Human gut microbiome viewed across age and geography.[J]. Nature, 2012,486(7402):222-7.

7.Lane A J,et al.Development of biosensor-based assays to identify anti-infective oligosaccharides [J]. Analytical Biochemistry,2011,410(2):200-205.

8.刘雯娴等.母乳低聚糖的生物合成研究进展[J].中国食品学报,2024,24(11):388-398.

9.NewsH，母乳低聚糖HMO，产业要闻|国内共九家2′-FL获批！两家LNnT获批.

10.中国食品科学技术学会.母乳低聚糖（HMOs）的科学共识[J].中国食品学报,2023,23(06):452-457.