母乳低聚糖(HMOs)中的2'-岩藻糖基乳糖(2'-FL)在中国何时迎来批准的“春天”?

近年来,母乳低聚糖(Human milk oligosaccharides,HMOs)俨然成为奶中“新贵”而被大众所熟知。且随着科学技术的发展和研究的深入,人们也越来越意识到它的重要性。母乳低聚糖,又称人乳低聚糖,是母乳中仅次于乳糖和脂肪的第三大固体成分,是一类独特的、天然存在于母乳中的复杂混合碳水化合物。众多研究表明,HMOs能促进有益菌的生长,为人体提供独特的营养价值,因此,国内外企业相继开启了“与母乳营养匹配”的婴幼儿配方食品的研究和开发。

随着HMOs在食品营养领域的重要性不断被印证,其典型代表成分2'-岩藻糖基乳糖(2'-FL)已相继在欧盟、美国和澳新拿下“通行证”,开启了商业化应用模式。但在中国,2'-FL还未获批使用。2021年下半年,国家卫健委政务大厅共受理了三款2'-岩藻糖基乳糖产品(其中一种是合成法来源)。作为新兴的功能性配料,2'-岩藻糖基乳糖的法规现状和产业化研究应用前景如何?在中国何时能迎来批准的“春天”?瑞旭集团带您一探究竟。

1、2'-FL简介

2'-岩藻糖基乳糖是一种中性岩藻糖基化的人乳低聚糖,在HMOs中约占31%(摩尔分数),含量为0.06~3.93 g/L,是人乳中相对丰度最高的寡糖[1],组成单体包括岩藻糖、半乳糖和葡萄糖。

英文名称:2'-Fucosyllactose,2'-O-fucosyllactose(2'-FL)

化学名称:α-L-吡喃岩藻糖基-(1→2)-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-D-吡喃葡萄糖苷

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2’-岩藻糖基乳糖结构

(其中 HMOs,2'-FL,转基因,母乳低聚糖,2'-岩藻糖基乳糖,受理代表半乳糖,HMOs,2'-FL,转基因,母乳低聚糖,2'-岩藻糖基乳糖,受理代表葡萄糖,HMOs,2'-FL,转基因,母乳低聚糖,2'-岩藻糖基乳糖,受理代表葡萄糖图片来源:Nutrition Reviews

2、2'-FL国内外法规现状

2'-岩藻糖基乳糖是人乳中含量最高的寡糖,也是最早被美国FDA和欧盟批准可添加到婴幼儿奶粉、普通食品、膳食补充剂和/或医疗食品中的HMOs之一。同时,澳新也已批准了微生物发酵生产的2'-FL的使用。

  • 美国

截至目前,已有多款2'-岩藻糖基乳糖(单一成分或混合产品)经美国食品药品监督管理局(FDA)批准作为“一般公认安全”(GRAS)物质。使用范围包括婴幼儿配方奶粉以及烘焙食品、乳制品、饮料等普通食品类别,使用量因申报单位不同而要求不一。

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图片来源:美国FDA

  • 欧盟

根据欧洲委员会法规(EU) 2017/2470,即根据欧洲议会和理事会关于新型食品法规(EU)2015/2283建立的新型食品清单,2'-岩藻糖基乳糖已被批准作为新食品原料(Novel Food),包括合成法来源、转基因大肠杆菌BL21菌株生产来源和转基因大肠杆菌K-12菌株生产来源。使用范围包括婴儿配方奶粉、膳食补充剂、发酵乳制品、咖啡、茶等,在婴儿和较大婴儿配方奶粉中的单独用量最高为1.2 g/L(以即食产品计)。

  • 澳新

澳大利亚新西兰食品标准局(FSANZ)于2019年12月首次批准了通过使用转基因微生物发酵产生的2'-FL和LNnT在婴儿配方食品和幼儿配方补充食品中的应用。2021年11月8日,FSANZ对通过转基因大肠杆菌(E.co.coli)菌株发酵生产的2'-FL用于婴儿配方食品、较大婴儿配方食品和幼儿配方补充食品的应用申请发布批准报告。

  • 中国

早在2016年8月10日,就有企业尝试申报微生物来源的2'-岩藻糖基乳糖,申报类型为营养强化剂(受理编号:卫食添新申字(2016)第0040号),申报使用范围为婴幼儿配方食品。同年8月15日,国家食品安全风险评估中心(CFSA)就该受理产品资料中“可以向社会公开的内容”进行公开和意见征集(未经过CFSA技术审查)。但此后,该产品的审评消息便石沉大海。

2021年下半年,卫健委共受理了三款2'-岩藻糖基乳糖作为食品添加剂新品种的申报事项,此三款产品目前均已经在补正资料中。其中合成法来源的产品虽已于2021年10月发布了征求意见稿,但后续再次延期发补,目前仍处于资料补正阶段。

三款产品的受理、审评等信息情况汇总如下表:

序号

受理信息

(时间/受理编号)

审评信息/状态

现状态

1

2021.07.02

卫食添新申字(2021)第0028号

2'-岩藻糖基乳糖(合成法)

2021.07.26:发布延期通知书信息

2021.10.21:发布食品添加新品种征求意见

2021.11.22:发布延期通知书信息

2022.01.18:发布延期通知书信息

资料补正中

2

2021.10.18

卫食添新申字(2021)第0048号

2'-岩藻糖基乳糖

2021.11.22:发布延期通知书信息

2022.01.18:发布延期通知书信息

资料补正中

3

2021.11.03

卫食添新申字(2021)第0050号

2'-岩藻糖基乳糖

2021.11.22:发布延期通知书信息

2022.01.18:发布延期通知书信息

资料补正中


3、2'-FL产业化研究现状

2'-FL是中性岩藻糖基化HMOs的典型代表,在人乳中相对丰度最高,具有调节肠道菌群、抵抗病原菌的黏附、免疫调节以及促进神经系统发育和修复等多种功能活性[2]。目前,商业化2'-FL的生产主要包括化学合成、酶催化合成和微生物发酵生产三种方式[3]。

化学合成法所需原料成本高,且一般来说生产过程较为繁琐、耗时。酶催化合成需要特定的岩藻糖基转移酶,虽然酶法合成2'-FL反应条件温和可控、时间短、产物易于纯化,但生产所需的糖基供体成本高,很大程度上依赖于提高糖基转移酶效率的蛋白质工程的发现,距离工业化生产还需要一定时日[4]。

微生物发酵生产是目前工业上生产2'-FL的主要方式,是基于微生物自身(或模拟)的代谢机制,利用廉价的碳源和微生物自身细胞内的酶、代谢中间体及能量直接生物合成2'-FL。在此过程中,通过基因工程技术表达初始宿主细胞原本缺乏的酶片段,使其增添缺失的功能。此种生产方式成本相对较低且可大规模生产。

4、2'-FL在中国将迎来“春天”

如前所述,获得美国FAD GRAS认证的2'-FL产品中,绝大多数为转基因微生物来源,包括转基因大肠杆菌和转基因谷氨酸棒杆菌。而欧盟同样批准了转基因微生物来源的2'-FL。而在我国,事实上,在2020年之前,除了转基因微生物来源的酶制剂能在我国进行新品种申报外,其他涉及转基因技术的新食品原料或新食品添加剂的安全评估程序一直未能明确。而这或许便是2016年申报的那款2'-岩藻糖基乳糖迟迟未有进展的原因。

2021年,国家卫健委打开了我国转基因微生物食品添加剂的申报路径,正式开始受理和审批转基因微生物食品添加剂新品种。关于转基因微生物食品添加剂新品种的详细申报流程及材料要求,请参看:转基因微生物食品添加剂新品种申报

这一好政策给通过基因改造的微生物发酵生产的HMOs们在中国的合规使用铺设了道路。仅2021年下半年短短半年时间内,就有3家企业提交了2’-FL的新品种申请,开始在中国进行合规布局。虽然卫健委并未公开这些申报产品的具体信息,但可以推测其中2款产品就是通过转基因微生物发酵生产制备得到的。目前这些产品尚在资料补正中,相信不久后就能看到2'-岩藻糖基乳糖在中国拿到“通行证”。届时,中国婴幼儿营养市场将不断被开拓,婴幼儿配方奶粉和母乳间的空白也将逐渐填补。如此看来,在中国,2'-岩藻糖基乳糖的“春天”还远吗?

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参考文献:

[1] BYCH K, MIKS M H, MARKUS T J, et al. Production of HMOs using microbial hosts — from cell engineering to large scale production [J]. Current Opinion in Biotechnology, 2019, 56C: 130-137.

[2]VANDENPLAS Y, BERGER B, CARNIELLI V P, et al. Human milk oligosaccharides: 2'-fucosyllactose (2'-FL) and lacto-N-neote-traose (LNnT) in infant formula [J]. Nutrients, 2018, 10(9): 1161.

[3] RAN SHI, ZHENGQIANG JIANG.Enzymatic synthesis of 2'-fucosyllactose: advances and perspectives [J].Synthetic Biology Journal 2020, 1(4):481-494.

[4] BODE L, CONTRACTOR N, BARILE D, et al. Overcoming the limited availability of human milk oligosaccharides: challenges and opportunities for research and application [J]. Nutrition Reviews, 2016, 74(10): 635-644.

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