益生元是益生菌的增殖因子，它有時也被稱作“雙歧增殖因子或雙歧因子”。作為益生菌的最佳食物之一，它在全球範圍內被不斷地瞭解和深入研究。
英國科學家格倫·吉布森(Glenn R.Gibson)和馬塞爾·羅博弗若德(Marcel B.Roberfroid)在1995年引入了益生元的概念。益生元是一種對宿主可產生有益效果的不被消化食品成分(配料)，通過選擇性的刺激一種或有限數量的結腸內細菌(益生菌)的生長和增殖，從而提升宿主的健康。他們認為益生元具備以下4個基本特徵：
①在胃腸道的上部既不會被吸收也不會被水解;
②是一對一種或多種共生在結腸的有益菌有選擇性的物質，並對有益菌代謝有激活的作用;
③能夠改變結腸菌群並支持有益成分(益生菌);
④誘導有利於宿主腔內或全身性的健康。
世界各地的科學家和技術專家已對多種多樣的益生元產品進行了廣泛而深入的研究和開發。目前最為典型的益生元主要來自各種功能性的寡聚糖類，常見的有：蔗果低聚糖(常稱作低聚果糖，oligofructose)、菊粉(有時也稱菊糖，inulin)、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖、水蘇糖、改性聚葡萄糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖等。它們具有相似的特性，可刺激某些益生菌的增殖，但增殖對象和每日的作用量(通常指每日所需劑量)有顯著差異。這些低聚糖類可作為雙歧桿菌的增殖因子，它們又簡稱為雙歧因子。它們具有多種生理功能，且甜度和熱量都比蔗糖低，可部分代替蔗糖，它們廣泛應用於功能性食品或健康食品工業。此外，某些多元醇類(如乳糖醇、木糖醇等)與天然的植物和中草藥的提取物也常被認為是益生元的組成部分。國外有研究發現，某種產自新西蘭的純正蜂蜜粉產品中也含有天然的低聚糖成分，可有效地促進體內有益菌的生長。國內學者通過動物試驗和臨床研究也發現，某些中草藥如人蔘、黨蔘、靈芝、阿膠、枸杞、茯苓等具有調節腸道菌群平衡、增加定植抗力的作用，這些都有類似益生元的功效。
以典型而為眾人熟悉的益生元——菊粉和低聚果糖為例，它們均是天然的食品成分，廣泛存在於超過36000種植物中。菊粉在某些人們日常食用的植物中有較高的含量，如韭菜、洋蔥、蘆筍、大蒜、菊苣、 朝鮮薊等。最新的科學數據顯示， 兩者的攝入均可抑制病原細菌在腸道內的定植，它們選擇性的激活“可定植的益生菌屏障”(主要是雙歧桿菌和其他乳酸菌)，這種專門對益生菌的生長和發展的選擇性刺激，我們稱之為“益生激活”。在1990年進行的一項試驗中選用了菊粉和低聚果糖以及122種從人體腸道分離得到的菌種，在一確定的培養基上分別添加菊粉、低聚果糖和葡萄糖，pH值調整到適合細菌生長的範圍。結果顯示，菊粉和低聚果糖能使雙歧桿菌和一些擬桿菌(bacteroides)增長，但幾乎不對梭狀芽孢桿菌和大腸桿菌增殖產生作用。同時，菊粉所導致的pH值的降低要低於低聚果糖，即菊粉與低聚果糖相比對細菌的增殖速率要慢。英國雷丁大學的吉布森等人在1994年也論證了低聚果糖可專一性和顯著地刺激雙歧桿菌的增殖，接下來依次為菊粉、支鏈果聚糖和葡萄糖。能使大腸桿菌和梭狀芽孢桿菌最快生長的卻是葡萄糖。羅博弗若德在1998年論證了長鏈的菊粉(聚合度大於10)的發酵速率比短鏈的菊粉(聚合度小於10，或低聚果糖)慢兩倍。所有這些體外實驗都論證了菊粉和低聚果糖可選擇性刺激某些確定的細菌(特別是雙歧桿菌)的生長和定植，從而抵抗了其他一些有害菌或病原菌(特別是梭狀芽孢桿菌)的入侵。
若干人體實驗也驗證了益生元(菊粉和低聚果糖等)的效果。在1995年，英國的吉布森教授讓受試人群每天分別服用15g純低聚果糖粉末(純度超過95%)、菊粉和安慰劑(蔗糖)，進行了為期兩週的觀察， 結果顯示，攝入低聚果糖和菊粉可使體內雙歧桿菌在數量上有顯著的增加，而潛在的病原梭菌和擬桿菌等有害物減少;乳桿菌有增加的趨勢。菊粉和低聚果糖這些益生元通過促進雙歧桿菌或其他乳桿菌在人體內的定植和增長，可間接起到消除外來感染的危險。
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