综述：基于后生元 - 多酚体系设计功能性食品：基质依赖的氧化还原行为、肠道生物活性、安全边界及配方转化

《Food Bioscience》：Designing Functional Foods with Postbiotic–Polyphenol Systems: Matrix-Dependent Redox Behavior, Gut Bioactivity, Safety Boundaries, and Formulation Translation

　　

摘要
后生元 - 多酚系统将灭活微生物制剂及其保留成分与植物酚类相结合，以支持功能性食品设计。这些系统备受关注，因为后生元制剂可以缓解活性益生菌的活力限制，而发酵可以重塑酚类组成并产生具有技术相关功能和肠道相关功能的微生物代谢物。然而，这些组合的性能无法从分离的成分中预测，因为蛋白质、脂质、纤维、矿物质、pH 值、水分活度、氧气、加工和储存决定了酚类的结合、分配、降解和生物可及性。本综述批判性地考察了后生元的身份、多酚化学、分子相互作用、氧化还原测定解释、消化和结肠转化、上皮反应、加工和储存稳定性、感官限制、安全性以及法规和配方准备就绪度。与将成分生物活性与产品背景分开考虑的方法不同，本综述使用以基质为中心和证据分层的框架来区分化学相互作用和测定反应与消化相关、生物学和产品层面的证据。综合研究表明，单独的抗氧化测定值不能证实食品保护或健康声称，而转化需要确定的成分组成、特定基质的验证、现实的加工和储存条件、感官可行性、安全性评估以及在可行食用量水平下的人体相关证据。作为实用工具，本综述提出了一个最低报告数据集、三个标准化模型食品基质以及一个将化学相容性与最终产品和人体相关证据联系起来的分阶段转化路线图。这些工具共同应能改善跨研究的可比性，并提供一条从实验室观察结果到功能性食品开发的更清晰路径。

引言
功能性食品越来越多地将营养价值与旨在提供可测量的生理或技术功能的成分相结合，但成功的开发需要与加工、储存、感官质量和经过证实的健康传播相兼容。益生菌已经确立了微生物干预在食品和肠道健康研究中的重要性，然而其在配制食品中的使用受到在制造、分销、储存和胃肠道转运过程中维持活力需求的限制。后生元——由无生命微生物及其/或其成分组成的制剂，能提供健康益处——提供了一种互补策略，因为可以选择保留微生物结构和发酵衍生物成分，而不需要活性细胞 (Dhiman et al., 2025; Scott et al., 2022)。发酵通过转化底物、释放或转化酚类化合物以及产生微生物代谢物，进一步修改了食品功能。这些特性使得后生元制剂与植物多酚的结合对于必须同时考虑氧化还原行为、肠道相关活性、稳定性和产品质量的功能性食品系统具有吸引力。

当前研究涵盖了热灭活微生物生物量、富含细胞壁的部分、无细胞发酵部分、发酵植物材料、富含多酚的提取物，以及掺入饮料、类乳制品系统、谷物产品、乳液和粉末中的干燥或微囊化成分。在这些形式中，报告的结果包括酚类保留的变化、抗氧化测定反应、胶体稳定性、消化相关释放、微生物代谢物形成以及上皮或屏障相关标志物。这一不断扩大的证据基础表明，后生元 - 多酚组合在技术和生物学上具有相关性，然而看似相似的成分对在不同食品形式中的行为并不一致。加工历史、pH 值、蛋白质和矿物质含量、脂质界面、纤维结构、氧气暴露、水分活度和储存条件可以改变哪些酚类物种保持可测量，以及哪些微生物或食品基质成分可用于相互作用。

几个未解决的问题限制了比较和转化。首先，后生元一词仍被应用于成分不同的材料，包括完整的灭活细胞、细胞碎片、上清液、代谢物和复杂的发酵基质，而多酚制剂通常通过总酚含量而不是化学图谱来描述。其次，许多相互作用研究使用分离的成分或简单溶液，尽管蛋白质、脂质、纤维、矿物质、pH 值和加工条件可以改变最终食品中的结合、溶解度、分配、降解和生物可及性。第三，DPPH、ABTS、FRAP、ORAC 或相关化学终点的增加有时被解释为协同作用或生物益处的证据，即使这些测定测量的是不同的反应机制，也可能对肽、有机酸、微生物代谢物或基质干扰产生反应 (Coehler et al., 2021; Dima et al., 2020)。最后，对于现实食用剂量、感官接受度、长期储存、消化和结肠转化、安全性、制造可重复性和人体相关结果的产品相关证据仍然有限。这些限制导致实验室证据与能够支持可辩护的功能性食品声称的配方之间存在持久的差距。

以前的文献提供了关于后生元组成和生物效应、多酚化学和生物活性、发酵、微囊化和递送技术的有价值综合。然而，这些主题通常在成分或机制水平上讨论，将分子相互作用证据与最终食品基质施加的限制相结合的程度有限。对于产品开发，这种结合是必需的：证明两种成分化学相互作用的证据并不能确立同一系统将在加工过程中保持稳定、保留可接受的感官特征、在消化过程中释放相关化合物、满足安全要求或支持预期声称。因此，需要一种综述框架，该框架在连续的证据层中遵循相同的配方，而不是将抗氧化能力、肠道相关活性、加工稳定性和产品准备就绪度视为可互换的结果。

本综述通过以后生元 - 多酚系统的基质为中心和证据分层的分析来解决这一需求。核心贡献是将功能视为成分身份、相互作用化学、食品结构、加工、储存、消化和剂量的涌现属性，而不是后生元部分和多酚来源的加性生物活性。因此，化学相互作用、抗氧化测定反应、胃肠道生物可及性、生物学相关性和产品层面的证实被视为不同的证据层。这种方法还将机制观察与配方限制联系起来，并为未来研究提供了实用工具，包括最低报告数据集、用于比较测试的标准化模型食品基质以及分阶段转化准备就绪框架。

因此，本综述旨在：(i) 使用与配方相关的术语定义后生元 - 多酚系统，并确定有意义的比较所需的成分信息；(ii) 批判性地评估控制相互作用、氧化还原行为、加工稳定性、消化转化和肠道相关反应的分子和基质依赖性机制；(iii) 区分化学、生物学、安全性、感官和产品层面解释所需的证据；(iv) 将现有证据转化为配方设计、标准化报告、比较基质测试和向人体相关验证推进的实用指导。本综述遵循这一转化序列，从成分定义和相互作用机制到消化和肠道相关证据、加工和储存性能、安全性和质量限制、转化准备就绪度以及未来研究优先事项。给予那些表征后生元身份、酚类组成、基质条件、加工历史、储存参数、消化部分、代谢物形成或产品相关性能的研究更大权重，而不是仅依赖总酚含量或抗氧化测定。

这个图形摘要将后生元 - 多酚功能性食品框定为基质控制系统的，而不是生物活性成分的简单组合。左侧区分了两个输入域。后生元制剂包括灭活微生物细胞、细胞壁碎片、胞外多糖、肽、有机酸和发酵衍生物部分，而富含多酚的成分包括酚酸、黄烷醇、黄酮醇、花青素、单宁和聚合植物提取物。这些输入汇聚在中央基质控制相互作用反应器中，其中蛋白质、脂质、纤维、矿物质、pH 值、水分活度、氧气和载体材料调节结合、吸附、络合、静电效应、疏水缔合或条件共价偶联是否变得相关。

三个输出的证据通道分离了化学、生物学和产品层面的解释。化学氧化还原反应包括电子转移、自由基清除、金属络合和脂质氧化抑制，但这些终点仍依赖于测定，除非在目标食品系统中得到证实。肠道相关转化包括胃部释放、肠道溶化和胶束化、结肠酚类分解代谢和上皮暴露。产品性能捕捉了决定成分是否成为可用食品的实践限制：颜色、质地、润湿性、分散性、流动性、感官可接受性和保质期稳定性。红色屏障线强调抗氧化测定或相互作用测量不能直接转化为健康或产品声称。

转化关口整合了安全暴露、感官接受度、储存稳定性、消化证据和声称准备就绪度。只有通过这些检查点的系统才能被视为可信的功能性食品设计。该图总结了本综述的核心论点：后生元 - 多酚功能既不是任何一类成分的内在属性，而是分子相互作用、食品基质限制、加工历史、消化转化、安全解释和最终产品性能的涌现结果。

章节片段
食品系统中后生元的操作性定义
在本综述中，使用了三个具有不同含义的相关术语。后生元 - 多酚系统指的是食品基质内定义的后生元制剂和多酚来源的相互作用组合。后生元 - 多酚配方是指包含此类系统的完整产品配方（饮料、粉末、乳液等）。后生元 - 多酚成分是指单一的特征化材料（例如喷雾干燥的灭活生物量或

非共价和共价相互作用途径
后生元 - 多酚系统首先受制于构建更广泛的蛋白质 - 多酚、多糖 - 多酚和微生物细胞表面系统的相同相互作用力：酚羟基与羰基、氨基、羟基或磷酸基团之间的氢键；芳环与非极性蛋白质或膜结构域之间的疏水缔合；当酚类、蛋白质、磷壁酸或多糖带有净电荷时的静电相互作用；以及在氧化

相互作用系统的模拟消化和生物可及性
消化转化是后生元 - 多酚系统应被视为食品结构而不是生物活性混合物混合物的第一判断点。生物可及性是指从基质释放到胃肠道环境中并可能可供吸收或结肠递送的部分；它不等同于生物利用度或健康功效 (Dima et al., 2020; Williamson, 2025)。在所有富含酚类的食品中，研究一致认为模拟消化可以

加工对相互作用完整性的影响
加工决定了后生元 - 多酚相互作用是保持可逆、变得结构固定，还是通过降解、聚集或相分离而丧失。热处理是最明显的例子：温和加热可能通过暴露疏水结构域和增加分子流动性来增强酚类与蛋白质或微生物细胞成分的缔合，而严重加热会加速花青素降解、醌形成、蛋白质变性和美拉德

后生元 - 多酚组合的安全边界
后生元 - 多酚系统的安全性评估不应基于“天然”、“发酵”或“微生物衍生”本质上是安全的假设。后生元可能避免与施用活微生物相关的风险，但安全性仍然取决于菌株身份、生产基质、灭活验证、无残余活细胞、微生物污染物、相关的内毒素样炎症残留物、抗生素耐药基因担忧和批次

定义不一致和成分报告不完整
定义不一致仍然是基于证据的后生元 - 多酚系统配方的主要障碍。后生元的共识定义强调由无生命微生物及其/或其成分组成的制剂，能提供健康益处，代谢物可能存在，但不足以作为未定义的独立类别 (Salminen et al., 2021)。然而，食品研究仍使用“后生元”来描述热灭活细胞、裂解物、无细胞上清液、发酵

结论
后生元 - 多酚系统为结合微生物衍生结构与植物酚类的功能性食品提供了一条有前景的路线，但其性能源于成分组成、食品基质结构、加工、储存、消化和剂量之间的相互作用。只有当化学抗氧化反应与稳定性、生物可及性、产品性能和生物学相关终点联系起来时，它们才提供支持证据。因此，转化需要定义

数据可用性声明
这是一篇综述文章；未生成新的原始数据。讨论的所有发现均取自引用的文献。

未引用参考文献
Ed Nignpense et al., 2021; Ferreira et al., 2026; Singh et al., 2022; Singh et al., 2022; Vinderola et al., 2022; Wang et al., 2026.

利益冲突
作者声明与本工作相关的没有任何利益冲突。

资助
这项工作未接受外部资助。

竞争利益声明
作者声明与本工作相关的没有任何利益冲突。

致谢
作者感谢越南胡志明市工艺大学提供的学术支持。

Tan Hoang Le
越南胡志明市工艺大学，越南胡志明市