益生元作為一種膳食補充劑，可通過選擇性地刺激結腸中的一種或少數幾種細菌的生長或活性而對宿主產生有益影響，從而增進宿主健康。
益生元主要存在於母乳、蜂蜜及大豆、洋蔥、大蒜等30000多種植物中，包括低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉、聚葡萄糖、低聚異麥芽糖等，未來將進入更廣闊的應用領域。
益生元應用日益廣泛
近幾年，無論國際還是國內食品市場，益生元作為食品添加劑的重要組成部分，應用日益廣泛。隨著功能食品、功能飲料、功能乳品、營養品的快速發展，益生元的市場容量也在急劇擴張。同時益生元還應用於保健食品、醫藥、飼料等方面。對於功能食品而言早已是大勢所趨，隨著人們物質生活的不斷提高，功能性食品越來越受到人們的青睞。
根據不同類型益生元的產品特點、市場規模、市場份額、增長率及未來發展趨勢，目前主要包括下列幾種類型。
低聚果糖是低聚糖的一種，FOS是Fructooligosaccharide的簡稱，低聚果糖分為蔗-果型低聚果糖和果-果型低聚果糖，其中蔗-果型低聚果糖主要由在蔗糖（F）的果糖殘基上通過β（2→1）糖苷鍵連接1—4個果糖基（F）所形成的蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）和蔗果六糖（GF5）的混合物。
低聚果糖是公認的典型益生元，也是一種水溶性膳食纖維，天然存在於自然界多種植物中。由於其顯著的健康功效、良好的加工性能和卓越的口感，廣泛應用於保健食品、嬰幼兒配方食品、乳製品、飲料、烘焙食品中。
低聚半乳糖（GOS）是一種具有天然屬性的功能性低聚糖，其分子結構一般是在半乳糖或葡萄糖分子上連接1—7個半乳糖基，即Gal-（Gal）n-Glc/Gal（n為0-6）。低聚半乳糖又稱為「半乳寡糖」，是一種益生元，人體不能吸收，但可以促進大腸內益生菌的生長及活躍度。
菊粉是自然界中天然存在的果聚糖，由不同鏈長的果糖聚合而成。它存在於多種植物體內，目前工業化生產的菊粉主要來源植物為菊芋和菊苣。菊粉具有天然水溶性膳食纖維和益生元的雙重功效，對人體具有調節腸胃功能、促進礦物質、改善脂質代謝，控制體重、促進體內維生素合成等多種生理功效，是一種來自植物的天然健康食品配料。天然菊粉經水解等過程，還可派生出低聚果糖等一系列健康配料。
聚葡萄糖是一種水溶性的膳食纖維，為白色或類白色固體顆粒，進入人體消化系統後，產生特殊的生理代謝功能，從而防治便秘及脂肪沉積。
自然界中低聚異麥芽糖極少以游離狀態存在，但作為支鏈澱粉或多糖的組成部分，在某些發酵食品如醬油、黃酒或酶法葡萄糖漿中有少量存在。工業上以澱粉為原料生產低聚異麥芽糖需要一種酶，此酶為α-葡萄糖苷酶，又名葡萄糖基轉移酶，簡稱α-糖苷酶。它能切開麥芽糖和麥芽低聚糖分子結構中α-1，6糖苷鍵，並能將游離出來的一個葡萄糖殘基轉移到另一個葡萄糖分子或麥芽糖或麥芽三糖等分子中的α-1，6位上，形成異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖、異麥芽五糖和潘糖等。
抗性糊精是由澱粉加工而成，是將焙烤糊精的難消化成分用工業技術提取處理並精煉而成的一種低熱量葡聚糖，屬低分子水溶性膳食纖維。抗性糊精和通常的澱粉酵素分解物有所不同，除了澱粉原本擁有的α-1,4、α-1,6葡萄糖苷之外，還擁有α-1,2、α-1,3鍵合的葡萄糖苷結構及很發達的分支構造α-1,4、α-1,6葡萄糖苷。
益生元促進腸道健康
益生元可以在體內促進腸道有益菌的生長和繁殖，形成微生態競爭優勢，優化腸道微生態平衡，進而提高免疫力，以保持機體健康。同時，又能夠改善腸道微生態，例如低聚糖類物質能夠促進腸道有益菌雙歧桿菌及乳酸桿菌的大量增殖，同時有益菌代謝產生的短鏈脂肪酸和一些抗菌物質可直接抑制外源性致病菌和腸腐敗菌如擬桿菌屬、梭菌屬和大腸埃希菌類的生長繁殖。
迄今已鑑定的益生元大多可以促進雙歧桿菌增殖，其作用機制是益生元選擇性刺激腸道中眾多菌群中的雙歧桿菌的增殖。這可能是由於雙歧桿菌利用這類基質生長的效率比其他微生物相對更高，並且能耐受短鏈脂肪酸和發酵所引起的酸化微環境的原因。分析長雙歧桿菌基因組揭示了專門對各種不同碳水化合物進行分解代謝的大量蛋白質序列，無疑有助於提高在腸道環境中的競爭力。
益生元可誘導腸道中雙歧桿菌菌群增大10—100倍，益生元的雙歧因子效果同雙歧桿菌群原來大小成反比關係，這種影響比益生元劑量的影響還要大。
低聚糖類益生元經微生物發酵後可降低腸道pH值，提高礦物質溶解性，從而促進大腸中鈣、鎂等礦物質的吸收。研究發現，通過補充FOS可增加大鼠對鈣、鎂的吸收，股骨中鈣的含量增加，並且防止食糞癖的發生，尤其提高FOS對鎂吸收的刺激性效應。GOS的攝入不僅可有效促進腸道對鈣的吸收，還可以降低腸道對鈉的吸收，同時升高鉀的吸收率。
雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌群利用益生元的營養會促進自身的生長和增殖，從而刺激巨噬細胞產生活性，被激活的巨噬細胞將分泌抗菌素，又會促進淋巴細胞分裂增殖，使腸道免疫器官生長，從而提高機體免疫力。
日常飲食中經常食用益生元將有利於人體營養與健康，可以在早餐穀物如，燕麥片、脆米片中添加低聚果糖，還可以食用富含低聚糖的飲料、糖果、糕點及保健食品，對於不能進行母乳餵養而必須依靠人工餵養的嬰兒，為了幫助其健全腸道屏障功能，可以選擇添加了低聚果糖、低聚半乳糖的嬰幼兒乳品。
益生元市場呈良好增長趨勢
益生元在各類食品中已被廣泛應用，如酸乳、乳飲料、果汁飲料、焙烤食品、穀物早餐、嬰兒食品等。隨著益生元促進腸道健康的功能已獲得越來越多的科學數據支持，益生元的市場正在呈現良好的增長趨勢。
益生元易溶於水，低聚糖類益生元可調節飲料的滲透壓，促進營養物質和水分的吸收，因此在各種飲料中應用比較廣泛。在酸性飲料中，低聚糖能夠清理腸道，排除毒素。在日本低聚異麥芽糖被稱為「美麗因子」，被添加到美容、減肥飲料中，需求量不斷增大。
當前，由於奶粉是嬰幼兒的主要食品來源，多數嬰幼兒奶粉廠家將嬰幼兒生長需要的DHA、維生素、益生菌以及補鐵補鈣產品加入嬰幼兒奶粉中，形成嬰幼兒配方奶粉。益生元如低聚果糖，低聚半乳糖和菊粉作為益生元添加在嬰幼兒營養品中。
由於低聚糖類益生元多具有純正清爽的甜味，具有優良的生理活性和保健功能，且保溼性好，易於加工，可廣泛應用於飲料、糖果、糕點、麵包、點心及各種保健食品中，例如在果醬生產過程中低聚半乳糖不會在蒸煮過程中分解，對添加後的最終產品甜度能很好地控制。
全球市場，益生元主要生產商包括奧福來提、泰萊、FrieslandCampina、日本明治、百龍創園和保齡寶生物等公司。就2020年第一季度公布的財報來看，新冠肺炎疫情對食品配料公司的影響很小，大部分公司的業績小幅度下滑，少部分公司的收入還略有增長。因此，疫情導致原材料價格下滑，使得2020年益生元產品價格下滑，但其產量依然保持正向增長。
中國市場，益生元主要生產商包括百龍創園、量子高科、保齡寶生物等公司。
益生元作為一個新領域，對於人類的營養與健康具有十分重要的意義。隨著對腸內微生物研究的深入，益生元在食品工業、飼料工業及至製藥業等行業中將發揮著越來越重要的作用。
來源：中國食品添加劑和配料協會