双歧因子（bifidus factor，BF），又叫双歧杆菌生长刺激因子，是能促进双歧杆菌生长繁殖的一大类天然及合成物质，可被体内细菌利用转化成有机酸，促进部分物质吸收。此外，它还能促进乳杆菌属的生长。

双歧因子的分子量均\u003c3000，分子结构相对蛋白质及核酸要简单，种类繁多，包括双歧因子Ⅰ、双歧因子Ⅱ、胡萝卜双歧因子、寡糖类双歧因子、部分蛋白质类物质和蛋白质水解产物、低聚异麦芽糖、天然植物提取物类、多糖类双歧因子、溶菌酶、核苷酸等。

双歧因子具有较好的物理化学稳定性，有利于工业化生产、储藏和运输。被广泛应用于发酵乳、焙烤食品、饮料、婴儿配方奶粉、肉制品、干酪和医疗领域。

1989年，日本科学家首次提出了“双歧杆菌生长刺激因子”的概念。随后，英国剑桥大学Gibson教授和天主教鲁汶大学Roberfroid教授等研究发现菊粉可以直达结肠，选择性地刺激双歧杆菌的生长，并于1995年首次提出了益生元的概念，即益生元是指能够通过选择性地刺激已存在于结肠中的一种或少数几种细菌的生长和/或活性而对宿主健康产生有益影响的不易消化的食物成分。因此益生元有时也被称作“双歧增殖因子或双歧因子”。

双歧因子的种类很多，有低聚糖、多糖、植物中草药提取物、蛋白质水解及多元醇等。国际上功能性低聚糖，以日本开发得较早，品种也最多，大部分用酶法合成，天然提取居少数。低聚果糖1983年进入市场、低聚异麦芽糖1985年进入市场、低聚半乳糖1988年进入市场。现又有海藻糖、黑曲霉低聚糖相继上市。

中原地区低聚糖的研究，始于20世纪80年代。但形成工业规模和商品化，则到“九五”期间淀粉酶法生产低聚异麦芽糖，1995年由无锡糖果厂完成了工业性试制。1996年，由中科院微物所和山东保龄宝合作，在山东禹城建成年产2000t的专业低聚异麦芽糖工厂。

双歧因子的分子量均\u003c3000，分子结构相对蛋白质及核酸要简单，具有较好的物理化学稳定性，有利于工业化生产、储藏和运输。其重要作用还在于直接服用后，可刺激和促进肠道益生菌生长繁殖。

与其他促生长物质（抗生素、益生素）相比有着不可替代的优点：具有无任何毒副作用、无污染、无残留，不产生耐药性，耐高温，性质稳定，加工储运过程损失小等优点，故被营养界称为绿色添加剂。

这是最早的双歧因子，主要存在于人的初乳，其成分为由N-乙-D-氨基葡萄糖构成的含氮多糖及低聚糖，只对双歧杆菌宾夕法尼亚变种有效，无临床价值。人乳K-酪蛋白被膜蛋白酶和凝乳酶水解得到糖蛋白，其中含有氨基葡萄糖和半乳糖胺具有活性。除人乳外，唾液腺、小肠、大肠分泌的粘液中也含有N-乙酰葡萄糖胺及唾液酸成分。

由酪蛋白水解产物中获得的某些多肽及次黄嘌吟，有促进普通双歧杆菌生长的作用。命名为双歧因子2。往牛乳中添加20%经胃蛋白酶消化过的乳，对活体外双歧杆菌的生长及产酸影响很大。由母乳酪蛋白中分离出的糖肽，在50mg/kg浓度下就可促进两歧双歧杆菌的增殖。

双歧杆菌中有很多菌株在纯牛乳中不能产生，需要添加酪蛋白降解产生的肽或氨基酸。这是因为这些菌株缺乏分解蛋白质的活性而需添加酪蛋白水解物，或与能分解蛋白质的嗜酸乳杆菌共同培养。乳清蛋白也是一种很好的双歧杆菌生长因子，还有就是酵母提取液升牛肉浸液、大豆膜蛋白酶水解产物等。其中以酵母提取液效果较好。

无论是哪种生长促进因子，它们均具有一种共同的成分，就是含硫的肽。如果其二硫键被还原或基化，则失去作用。但仅含三硫键的物质如谷胱甘肽，则无作用。从K-酪蛋白的胰蛋白酶水解产物中分离出的双歧因子，当其二硫键被烷基化还原后，则失去作用。

这是一类不同类型的低聚低聚糖。其共同特点是在酸性条件下较稳定，大多数不被机体或某些有害细菌利用，而只被对机体有益的双歧杆菌和某些乳杆菌属利用，促进其有益菌生长。此外，这类物质难消化、低热卡而不会导致肥胖；具难腐蚀性，不易造成龋病。如低聚果糖，低聚果糖是天然存在的物质，具有良好的促进双歧杆菌增殖活性，能诱导肠道内以双歧杆菌为代表的有益菌大量繁殖，改善肠道微生物环境，提高人体免疫力，且能结合肠内有毒物质，并促进排出体外，此外，还具有降低血清中胆固醇含量、降低血糖和分解致癌物等功能。据研究发现，它不会引发齿，同时还作为可溶性膳食纤维来使用。与此之外，它还可以使用在一些需低温加热的食品。

根据调查发现，在双歧因子内部有许多蛋白质水解物及部分蛋白质类物质，这些物质有利于促进双歧杆菌的生长。这些蛋白质类物质或者蛋白质水解产物共同的成分，那就是含硫的肽，这种糖多肽有利于促进双歧杆菌在肠道中生长，倘若这些含硫的肽的二硫键被还原或者是烷基化，则令其失去了活性，就起不到促进双歧杆菌生长的这一作用。因此，可以得知这些蛋白质类物质及蛋白质水解产物中的二硫键与双歧杆菌健康生长的密切关系。

研究报告显示天然植物提取物中存在大量可以促进双歧杆菌生长的物质，比如茶叶中的茶多酚、魔芋水解液、海带、菊芋粉等具备这种功能。

双歧因子中存在有多糖类物质，这些物质包含有褐藻硫酸糖、胡萝卜中的含氮多糖、云芝多糖等。

母乳中的溶菌酶含量为40mg/100mL，牛乳中的平均含量为13mg/100mL。40～100mL鸡蛋中的溶菌酶可促进婴儿体内双歧杆菌的增殖，并使粪便中溶菌酶活力提高。

核酸是核酸的组成成分。机体能合成足够数量的核苷酸。核酸传统上被认为是遗传物质，近年的研究表明也有一定的营养保健作用，诸如提高免疫力、抗疲劳等。核苷酸在肠道内可促进双歧杆菌的增殖。婴儿配方乳中添加核苷酸后，粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌数量明显增多。

发酵乳制品是原料乳通过乳酸杆菌发酵或乳酸杆菌与其他微生物（酵母菌、双歧杆菌等）共同发酵制成的酸性乳制品。发酵乳是一类乳制品的综合名称，种类很多，主要包括酸乳、开菲尔、欧默、发酵酪乳、酸奶油和乳酒等。在发酵乳制品中添加双歧因子，可以促进产品中乳酸杆菌等特征菌的快速生长，并增强保质期内产品中特征菌的活性。此外，在发酵乳中添加双岐因子，对产品的风味、质构与口感都有明显的影响。

焙烤食品是以小麦等谷物粉料为基本原料，通过发酵、高温焙烤过程而熟化的一大类食品。焙烤食品范围广泛，品种繁多，主要包括面包、糕点、饼干三大类产品。低聚糖类双歧因子通常具有柔和的甜味，且甜味不在口腔内留。在烘焙过程中，双歧因子会与面团中的蛋白质发生美拉德反应，从而对焙烤食品中挥发性化合物和脂质氧化产物的生成以及产品的色泽产生影响。同时，双歧因子能够软化面团，并有效提高面团延展性和持油性，从而改善焙烤食品的硬度、比容等质构，提高焙烤食品的口感。

饮料是经过定量包装，供直接饮用或按一定比例用水冲调或冲泡饮用的制品，可以分为含酒精饮料和无酒精饮料（又称软性饮料）。在饮料中，双歧因子可以作为糖的替代品，从而减少饮料中燕糖的用量。双歧因子还能够起到稳定泡沫、改善口感的作用。双歧因子在饮料加工过程中具有良好的稳定性，且能够形成澄清的溶液，不会改变饮料的黏度。此外，饮料中加入双歧因子后，还可以通过接种长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等益生菌制成发酵饮料，双歧因子为上述微生物的生长提供充足的养分。

婴儿配方乳粉又称母乳化乳粉，是指以乳牛或其他动物的乳汁，或其他动植物提取成分为基本组成成分，并适当添加营养素，使其成为能供给婴儿生长和发育所需营养的人工食品，主要包括乳基婴儿配方乳粉和豆基婴儿配方乳粉。为使婴幼儿配方乳粉的营养与母乳相似，除需要调整乳粉中主要成分的配比外，通常还需要在乳粉中加入双歧因子，以此代替母乳中能够刺激婴儿肠道微生物生长的人乳塞糖组分。中国《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》（GB14880—2012）中规定，在婴幼儿配方乳粉中允许使用的双歧因子包括低聚半乳糖（乳糖来源）、低聚果糖（菊萱来源）、多聚果糖（菊萱来源）、棉子糖（甜菜来源）以及聚葡萄糖。

双歧因子通过促进双歧杆菌的增殖，建立起消化道菌群屏障，减少胃肠道疾病的发生，而致病菌，如大肠杆菌、沙门菌、产气芽孢梭状芽孢杆菌等因不能利用功能糖而导致肌饿死亡。有研究表明，双歧因子也能纠正腹泻、抗生素和应激等引起的菌群素乱，它可以通过选择性地刺激一组特定的细菌生长而恢复肠道微生态平衡。同时也可以通过间接刺激特定细菌产生某些代谢产物，为其他细菌创造有利生长的环境来实现。

低聚果糖 、XOS和低聚乳糖等双歧因子，食后直达大肠 ，在结肠中被大肠菌群发酵作为能源而利用，双歧杆菌、DL-乳酸菌等有益菌发酵这类糖类，可产生有机酸，其中95%为食用醋酸、丙酸、丁酸和乳酸而被人体吸收利用，人体总能量的10%是由这类短链脂肪酸所提供的。有机酸可降低肠道pH值，有效抑制肠道腐败物质的生成，并促进肠道蠕动而促进排便。

以双歧因子中的低聚果糖为例，介绍双歧因子的生产工艺，低聚果糖主要有两大类生产工艺，一种是以蔗糖为原料，β-果糖基转移酶或β-呋喃果糖苷酶转化而成；另一种是以菊粉为原料，采用酶水解生成。工业生产上一般采用黑曲霉等产生的果糖转移酶作用于高浓度（50%～60%）的蔗糖溶液，经过一系列的酶转移作用而获得低聚果产品。低聚果糖的生产工艺，已从第一代的液态发酵技术、第二代的固定化细胞催化技术，发展到第三代固定化酶催化生产技术。

以菊芋为原料生产工艺流程：菊芋→菊粉→水解→过滤→脱色→脱盐→浓缩一低聚果糖

此法生成的低聚果糖链较长。以菊芋为原料，热水浸提获得提取液，然后酶法处理提取液，使压滤液流畅，提高低聚果糖出率达95%以上，应用纳滤高纯化技术分离去除葡萄糖、果糖和蔗糖，使低聚果糖纯度达到90%以上。

以蔗糖为基质进行发酵生产时，当基质蔗糖浓度低于0.5%，倾向于水解反应，主要生成葡萄糖和果糖；当基质蔗糖浓度提高到50%时，只有转移反应而不发生水解反应，低聚果糖的收率可超过60%。

由黑曲霉等大多数真菌所产生的果糖转移酶属胞内酶，故一般可直接采用固定化增殖细胞来连续化生产低聚果糖，用载体将产酶细胞进行包埋，得到固定化颗粒。将包埋产物与燕糖或葡萄糖溶液反应，得到低聚果糖溶液，固定化酶可重复使用，又便于连续

化生产。

先用黑曲霉发酵产生β-果糖转移酶或β-呋喃果糖苷酶，再将菌体细胞破碎，分离纯化出β-果糖转移酶或β-喃果糖苷酶，然后进行固定化处理。与固定菌体一样，一般采用海藻酸钠包埋法。将50%～60%的蔗糖果葡糖浆在50～60℃下以一定速度通过固定化酶柱或固定化床生物反应器，使酶催化燕糖发生转移反应，反应时间控制在24h，再经过一系列的脱色、脱盐、浓缩等分离提纯步骤，获得占总产物60%左右的低聚果糖产品。

黑曲霉发酵高浓度蔗糖法、固定化增殖细胞法和固定化酶法生产果寡糖的反应式：

GF（蔗糖）→GF（果寡三糖）+GF（果寡四糖）+GF（果寡五糖）+G（葡萄糖）

副产物葡萄糖既是平衡产物，影响化学推动力；又是β-呋喃果糖苷酶的抑制物，阻止蔗糖的进一步转化。显然，消除葡萄糖可以提高蔗糖的转化率，工业上一般利用黑曲霉与其他酶（异构酶、葡萄糖氧化酶）共包埋或协同作用的方法，如采用戊二醛与丹宁将葡萄糖氧化酶或异构酶与黑曲霉交联后再和海藻酸钠结合，制成共包埋颗粒，再填入反应柱，在生产低聚果糖的同时将副产物葡萄糖异构化或氧化，从而解除了葡萄糖的抑制作用，可以得到含量分别为63%和71%的低聚果糖。

采用国家规定的标准方法，对双歧因子的遗传毒性进行了检验。在反映基因突变的Ames试验中，受试物按5个不同剂量受试，经S9活化或不经S9活化处理，当最大浓度达5000μg/皿时，仍未见受试物引起各菌株的回复突变作用，表明双歧因子无致基因突变作用。