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CN116439377A - 一种用于缓解婴幼儿菌群失调的营养组合物及其用途 - Google Patents

一种用于缓解婴幼儿菌群失调的营养组合物及其用途 Download PDF

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CN116439377A
CN116439377A CN202310432108.7A CN202310432108A CN116439377A CN 116439377 A CN116439377 A CN 116439377A CN 202310432108 A CN202310432108 A CN 202310432108A CN 116439377 A CN116439377 A CN 116439377A
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CN
China
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bifidobacterium
lactobacillus
lactis
nutritional composition
subsp
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Application number
CN202310432108.7A
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张斌
顾志鹏
陆泽荣
胡瑞标
刘斐童
赵飞
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Biostime Guangzhou Health Product Co ltd
Original Assignee
Biostime Guangzhou Health Product Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种营养组合物，具体涉及一种包括母乳低聚糖和益生菌的营养组合物，本发明还涉及所述营养组合物用于缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调，和/或用于抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多的用途。本发明发现，母乳低聚糖和益生菌的组合，可以显著协同缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调，可以有效缓解肠道细菌枯竭(丰度降低)，能够协同抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多，还增加了益生菌的丰度，进而预防多种疾病发生的可能，具有广阔的应用前景。

Description

一种用于缓解婴幼儿菌群失调的营养组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种营养组合物，具体涉及一种包括母乳低聚糖和益生菌的营养组合物，本发明还涉及所述营养组合物用于缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调，和/或用于抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多的用途。
背景技术
传染病是全球儿童死亡的主要原因之一。作为最有效的抑制感染的手段，抗生素(Abx)是生命最初几个月最常使用的处方药。长时间接触Abx治疗后导致细菌耐药性增强以及疾病易感性增加，这主要是由于Abx会扰乱微生物群落，间接影响生长发育、能量代谢、神经系统和免疫系统的成熟。然而当在特定的新生儿时间窗口内发生微生物群紊乱时，肠道免疫系统的发育就会受到损害，从而在整个生命周期内对宿主免疫造成间接和直接的影响。研究发现，母乳喂养可以保护婴幼儿免受抗生素耐药细菌的侵害。同时较多的研究证明，母乳喂养的长期代谢益处是由肠道菌群输送的。母乳低聚糖(Human milkoligosaccharides，HMOs)是母乳中特有的且可以在大肠中通过调节肠道菌群发挥天然益生元作用的营养成分，其有助预防细胞、组织中的细菌感染，未来有望取代抗生素治疗新生儿感染。
在一项研究中，通过研究小鼠不同生命早期阶段(围产期、哺乳期和断奶后营养期)肠道菌群发育及其对DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导结肠炎的敏感性，发现早期抗生素的暴露加剧小鼠肠道菌群的变化和DSS诱导结肠炎的敏感性，同时证实小鼠出生前胃肠道中就存在细菌，且哺乳期在为肠道菌群发育中具有重要作用。
目前针对婴幼儿时期抗生素长期暴露缺乏一定的营养预防指导。因此，本领域迫切需要开发一种具有缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调以及耐药菌增加的且符合婴幼儿健康需求的营养配方产品是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包括母乳低聚糖和益生菌的营养组合物及其用于缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调、和/或抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多的用途。
本发明的第一方面，提供了一种营养组合物的用途，所述营养组合物用于(a)缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调；和/或(b)抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多；其中，所述营养组合物包括母乳低聚糖和益生菌。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述母乳低聚糖包括唾液酸化低聚糖或岩藻糖基化低聚糖或N-乙酰化低聚糖中的至少一种；优选的，所述岩藻糖基化低聚糖为2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述益生菌为双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、或其组合；优选的，所述益生菌为动物双歧杆菌乳亚种或动物双歧杆菌Bb-12(Bifidobacterium animalis subsp.Lactis或Bifidobacterium animalisBb-12)、长双歧杆菌婴儿亚种或婴儿双歧杆菌R0033(Bifidobacterium longumsubsp.infantis或Bifidobacterium infantis R0033)、两歧双歧杆菌R0071(Bifidobacterium bifidum R0071)、动物双歧杆菌乳亚种或乳双歧杆菌HN019和Bi-07(Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis HN019,Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis Bi-07)、短双歧杆菌M16V(Bifidobacterium breve M16V)，瑞士乳杆菌R0052(Lactobacillus helveticusR0052)、鼠李糖乳杆菌LGG或GG(Lactobacillus rhamnosus LGG或GG,Lactobacillusrhamnosus HN001)、长双歧杆菌长亚种BB536(Bifidobacterium longum subsp.LongumBB536)、嗜酸性乳杆菌NCFM(Lactobacillus acidophilus NCFM)或其组合。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述营养组合物中，所述益生菌的浓度为1×106 -1×1014CFU/100g，优选的为1×108 -1×1014CFU/100g，更优选的为1×1010 -1×1014CFU/100g。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述营养组合物中，所述母乳低聚糖的浓度为10mg/100g～10×103mg/100g，优选的为10×101～10×103mg/100g。
在本发明的一个优选的实施方式中，所述婴幼儿是指0-3岁的人群，优选为0-12个月的人群，更优选为月龄为0-6个月的人群。
本发明的第二方面，提供了一种营养组合物，所述营养组合物包括母乳低聚糖和益生菌；所述母乳低聚糖包括唾液酸化低聚糖或岩藻糖基化低聚糖或N-乙酰化低聚糖中的至少一种；所述益生菌为双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、或其组合。
有益效果
(1)本发明发现，母乳低聚糖和益生菌的组合，可以显著协同缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调，可以有效缓解肠道细菌枯竭(丰度降低)，能够协同抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多，还增加了益生菌的丰度，进而预防多种疾病发生的可能。
(2)本发明研究内容主要针对婴幼儿易过量使用抗生素这一痛点，且本发明使用的原料均为婴幼儿可使用的营养型原料，更加贴合真实婴幼儿条件，具有广阔的应用前景。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为2’-FL、M16V、R0033、R0071的实验设计图。
图2为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的子鼠体重变化图。
图3为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的子鼠结肠长度变化图。
图4为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的肠道菌群属水平ASV含量图。
图5为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的肠道菌群种水平双歧杆菌ASV含量图。
图6为2’-FL、R0052的实验设计图。
图7为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的子鼠体重变化图。
图8为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的肠道菌群门水平分类图。
图9为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的肠道菌群属水平分类图。
图10为2’-FL、M16V、R0033、R0071、R0052的实验设计图。
图11为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的子鼠体重变化图。
图12为空白对照组(Con)、模型组(Abx)、干预组(HMObiotics)的子鼠结肠长度变化图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。细菌的分类单元分为七个基本的分类等级，由上而下依次是：界、门、纲、目、科、属、种。
实施例1
(1)子鼠早期抗生素暴露实验设计
本发明使用SPF级健康妊娠期C57BL/6母鼠,全程AIN-93G饲料补给，将母鼠维持在12小时的光照/黑暗循环中，并允许随意获取食物和水。如图1所示，将母鼠分成九个研究组：
①空白对照组(Con)，10-21d子鼠灌胃PBS；
②模型组(Abx)，0-21d母鼠抗生素饮水，10-21d子鼠灌胃PBS；
③-⑨干预组(HMObiot ics)，0-21d母鼠抗生素饮水；
2FL组：2’-FL，10-21d子鼠2’-FL灌胃处理；
M16V组：M16V，10-21d子鼠M16V灌胃处理；
FM16V组：2’-FL+M16V，10-21d子鼠2’-FL+M16V灌胃处理；
R33组：R0033，10-21d子鼠R0033灌胃处理；
FR33组：2’-FL+R0033，10-21d子鼠2’-FL+R0033灌胃处理；
R71组：R0071，10-21d子鼠R0071灌胃处理；
FR71组：2’-FL+R0071，10-21d子鼠2’-FL+R0071灌胃处理。
其中Abx(氨苄西林三水酸(1g/L)+硫酸新霉素(0.5g/L))溶解在去离子水中，每两天更新一次。2’-FL(HMO)灌胃浓度为1000mg/(kg·bw)，M16V、R0033和R0071灌胃浓度为1*10^9CFU/d。仔鼠出生后断奶期(第21天)收集新鲜粪便，将其储存于-80℃作后续分析。
(2)结果分析
统计学分析：
采用SPSS26.0统计学软件进行分析，计量以均数±标准差表示，采用单因素方差分析法进行多组间比较，多重两两比较采用LSD-t法，以P<0.05为差异有统计学意义。
(a)子鼠体重变化，如图2所示：
①与空白对照组(Con)组相比，模型组(Abx)小鼠体重增长缓慢，这表明早期抗生素暴露可能会影响早期宿主的生长发育。
②R33干预组对缓解早期抗生素暴露导致的体重增长缓慢没有显著作用。
③与模型组(Abx)相比，FM16V组、FR33组、FR71组小鼠体重均显示出增长趋势，这表明母乳低聚糖和益生菌的组合具有协同增效作用，对早期抗生素暴露导致的子鼠体重减轻具有缓解作用。
(b)结肠长度变化，如图3所示：
①与空白对照组(Con)组相比，模型组(Abx)小鼠结肠长度显著缩短，这表明早期抗生素暴露可能会使肠道组织发育缓慢。
②与模型组(Abx)相比，FM16V组、FR33组、FR71组小鼠的结肠长度均显示出明显的增长趋势，这表明母乳低聚糖和益生菌的组合具有协同增效作用，对早期抗生素暴露导致的子鼠肠道组织发育缓慢具有减轻作用。
(c)对调节肠道菌群的影响，通过对小鼠粪便进行16S rDNA V3-V4区测序来补充微生物群分析:
由图4得知，在早期抗生素暴露模型组(Abx)小鼠肠道中发现较高丰度Morganella菌和Paenibacillus菌。其中，Morganella菌属于革兰氏阴性菌，且被证明是抑郁症的潜在致病菌。同时，由图4中FM16V组、FR33组、FR71组的结果显示表明，在早期抗生素暴露的同时，补充母乳低聚糖和益生菌的组合，可以抑制致病菌和/或耐药菌的增多。
进一步由种水平(图5)分析得知，M16V，R0033，R0071分别联合2’-FL共同干预可以显著促进双歧杆菌的富集。其中，FM16V组显著促进Bifidobacterium_breve菌种富集，FR33组显著促进Bifidobacterium_longum菌种富集，FR71组显著促进Bifidobacterium_bifidum菌种富集。
这些结果都表明，在生命早期抗生素暴露会带来肠道菌群失衡压力，而在抗生素暴露的同时干预母乳低聚糖和益生菌的组合会在不同程度上缓解肠道细菌枯竭(丰度降低)以及抑制致病菌和/或耐药菌的增多，进而预防多种疾病发生的可能。
实施例2
(1)子鼠早期抗生素暴露实验设计
本发明使用SPF级健康妊娠期C57BL/6母鼠,全程AIN-93G饲料补给，将母鼠维持在12小时的光照/黑暗循环中，并允许随意获取食物和水。如图6所示，将母鼠分成五个研究组：
①空白对照组(Con)，10-21d子鼠灌胃PBS；
②模型组(Abx)，0-21d母鼠抗生素饮水，10-21d子鼠灌胃PBS；
③-⑤干预组(HMObiot ics)，0-21d母鼠抗生素饮水，
2FL组：2’-FL，10-21d子鼠2’-FL灌胃处理；
R52组：R0052，10-21d子鼠R0052灌胃处理；
FR52V组：2’-FL+R0052，10-21d子鼠2’-FL+R0052灌胃处理。
其中Abx(氨苄西林三水酸(1g/L)+硫酸新霉素(0.5g/L))溶解在去离子水中，每两天更新一次。2’-FL(HMO)灌胃浓度为700mg/(kg·bw)，R0052灌胃浓度为1*10^9CFU/d。仔鼠出生后断奶期(第21天)收集新鲜粪便，将其储存于-80℃作后续分析。
(2)结果分析
统计学分析：
采用SPSS26.0统计学软件进行分析，计量以均数±标准差表示，采用单因素方差分析法进行多组间比较，多重两两比较采用LSD-t法，以P<0.05为差异有统计学意义。
(a)子鼠体重变化，如图7所示：
①与空白对照组(Con)组相比，模型组(Abx)小鼠体重增长缓慢，这表明早期抗生素暴露可能会影响早期宿主的生长发育。
②与模型组(Abx)相比，FR52组小鼠体重显示出明显增长趋势，这表明母乳低聚糖和益生菌的组合具有协同增效作用，对早期抗生素暴露导致的子鼠体重减轻有缓解作用。
(b)对调节肠道菌群的影响，通过对小鼠粪便进行16S rDNA V3-V4区测序来补充微生物群分析:
由图8、图9并结合各物种分类水平得知，在早期抗生素暴露模型组(Abx)小鼠肠道中发现较高丰度Paenibacillus菌，其已被证实是一种超级耐药性细菌，具备成为病原体的风险。2FL干预组中Paenibacillus菌相对丰度显著下降，这提示我们2’-FL可能是通过刺激其他菌生长与Paenibacillus竞争来抑制耐药菌的生长进而减轻抗生素暴露风险，以及降低大肠杆菌定植。分析FR52V干预组发现，小鼠肠道中已不存在超级耐药性细菌Paenibacillus,这表明2’-FL+R0052干预可以显著抑制致病菌和/或耐药菌，同时还显著增多了有益菌丰度，其中包括Turicibacter、Ruminococcus、Oscillospira、Lactobacillus、Clostridium、Lachnospiraceae等，它们被证明与肠道有益代谢产物以及宿主健康正相关。并且在FR52V干预组中发现了动物双岐杆菌的富集，这可能与2’-FL的同时补充有关。
这些结果都表明，在生命早期抗生素暴露会带来肠道菌群失衡压力，2’-FL单一干预后可以显著抑制耐药菌的增长。由于抗生素的影响，导致2’-FL在结肠发酵过程中没有可以利用其作为发酵底物的细菌。因此我们在抗生素暴露的同时进一步添加了可以分解利用2’-FL的益生菌Lactobacillus helveticus R0052，发现2’-FL与R0052的组合可以缓解肠道细菌枯竭(丰度降低)以及抑制致病菌和/或耐药菌的增多，还增加了益生菌的丰度，进而预防多种疾病发生的可能。
实施例3改变益生菌灌胃浓度
(1)子鼠早期抗生素暴露实验设计
本发明使用SPF级健康妊娠期C57BL/6母鼠,全程AIN-93G饲料补给，将母鼠维持在12小时的光照/黑暗循环中，并允许随意获取食物和水。如图10所示，将母鼠分成十一个研究组：
①空白对照组(Con)，10-21d子鼠灌胃PBS；
②模型组(Abx)，0-21d母鼠抗生素饮水，10-21d子鼠灌胃PBS；
③-干预组(HMObiot ics)，0-21d母鼠抗生素饮水；
2FL组：2’-FL，10-21d子鼠2’-FL灌胃处理；
M16V组：M16V，10-21d子鼠M16V灌胃处理；
FM16V组：2’-FL+M16V，10-21d子鼠2’-FL+M16V灌胃处理；
R33组：R0033，10-21d子鼠R0033灌胃处理；
FR33组：2’-FL+R0033，10-21d子鼠2’-FL+R0033灌胃处理；
R71组：R0071，10-21d子鼠R0071灌胃处理；
FR71组：2’-FL+R0071，10-21d子鼠2’-FL+R0071灌胃处理。
R52组：R0052，10-21d子鼠R0052灌胃处理；
FR52V组：2’-FL+R0052，10-21d子鼠2’-FL+R0052灌胃处理。
其中Abx(氨苄西林三水酸(1g/L)+硫酸新霉素(0.5g/L))溶解在去离子水中，每两天更新一次。2’-FL(HMO)灌胃浓度为700mg/(kg·bw)，M16V、R0033、R0071和R0052灌胃浓度为1*10^8CFU/d。
(2)结果分析
统计学分析：
采用SPSS26.0统计学软件进行分析，计量以均数±标准差表示，采用单因素方差分析法进行多组间比较，多重两两比较采用LSD-t法，以P<0.05为差异有统计学意义。
(a)子鼠体重变化，如图11所示，进一步使用1*10^8CFU/d的菌浓度干预发现：
①与空白对照组(Con)组相比，模型组(Abx)小鼠体重增长缓慢，这表明早期抗生素暴露可能会影响早期宿主的生长发育。
②与模型组(Abx)相比，FM16V组、FR33组、FR71、FR52V组小鼠体重均显示出增长趋势，这表明母乳低聚糖和益生菌的组合具有协同增效作用，对早期抗生素暴露导致的子鼠体重减轻具有缓解作用，显示该组合具有一定的保护宿主的作用。
(b)结肠长度变化，如图12所示，进一步使用1*10^8CFU/d的菌浓度干预发现：
①与空白对照组(Con)组相比，模型组(Abx)小鼠结肠长度显著缩短，这表明早期抗生素暴露可能会使肠道组织发育缓慢。
②与模型组(Abx)相比，FM16V组、FR33组、FR71、FR52V组小鼠的结肠长度均显示出明显的增长趋势，这表明母乳低聚糖和益生菌的组合具有协同增效作用，对早期抗生素暴露导致的子鼠肠道组织发育缓慢具有减轻作用。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.营养组合物的用途，其特征在于，所述营养组合物用于：
(a)缓解婴幼儿早期抗生素暴露导致的菌群失调；和/或
(b)抑制婴幼儿早期抗生素暴露导致的致病菌和/或耐药菌的增多；
其中，所述营养组合物包括母乳低聚糖和益生菌。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述母乳低聚糖包括唾液酸化低聚糖或岩藻糖基化低聚糖或N-乙酰化低聚糖中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述岩藻糖基化低聚糖为2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)。
4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述益生菌为双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、或其组合。
5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述益生菌为动物双歧杆菌乳亚种或动物双歧杆菌Bb-12(Bifidobacterium animalis subsp.Lactis或Bifidobacterium animalisBb-12)、长双歧杆菌婴儿亚种或婴儿双歧杆菌R0033(Bifidobacterium longumsubsp.infantis或Bifidobacterium infantis R0033)、两歧双歧杆菌R0071(Bifidobacterium bifidum R0071)、动物双歧杆菌乳亚种或乳双歧杆菌HN019和Bi-07(Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis HN019,Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis Bi-07)、短双歧杆菌M16V(Bifidobacterium breve M16V)，瑞士乳杆菌R0052(Lactobacillus helveticusR0052)、鼠李糖乳杆菌LGG或GG(Lactobacillus rhamnosus LGG或GG,Lactobacillusrhamnosus HN001)、长双歧杆菌长亚种BB536(Bifidobacterium longum subsp.LongumBB536)、嗜酸性乳杆菌NCFM(Lactobacillus acidophilus NCFM)或其组合。
6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述营养组合物中，益生菌的浓度为1×106-1×1014CFU/100g，较佳地为1×108-1×1014CFU/100g，更佳地为1×1010-1×
1014CFU/100g。
7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述营养组合物中，母乳低聚糖的浓度为10mg/100g～10×103mg/100g，较佳地为10×101～10×103mg/100g。
8.一种营养组合物，其特征在于，所述营养组合物包括母乳低聚糖和益生菌；所述母乳低聚糖包括唾液酸化低聚糖或岩藻糖基化低聚糖或N-乙酰化低聚糖中的至少一种；所述益生菌为双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳杆菌(Lactobacillus)、或其组合。
9.根据权利要求8所述的营养组合物，所述益生菌为动物双歧杆菌乳亚种或动物双歧杆菌Bb-12(Bifidobacterium animalis subsp.Lactis或Bifidobacterium animalis Bb-12)、长双歧杆菌婴儿亚种或婴儿双歧杆菌R0033(Bifidobacterium longumsubsp.infantis或Bifidobacterium infantis R0033)、两歧双歧杆菌R0071(Bifidobacterium bifidum R0071)、动物双歧杆菌乳亚种或乳双歧杆菌HN019和Bi-07(Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis HN019,Bifidobacterium animalis subsp.lactis或Lactobacillus lactis Bi-07)、短双歧杆菌M16V(Bifidobacterium breve M16V)，瑞士乳杆菌R0052(Lactobacillus helveticusR0052)、鼠李糖乳杆菌LGG或GG(Lactobacillus rhamnosus LGG或GG,Lactobacillusrhamnosus HN001)、长双歧杆菌长亚种BB536(Bifidobacterium longum subsp.LongumBB536)、嗜酸性乳杆菌NCFM(Lactobacillus acidophilus NCFM)或其组合。
10.根据权利要求8所述的营养组合物，其特征在于，所述营养组合物中，益生菌的浓度为1×106-1×1014CFU/100g，较佳地为1×108-1×1014CFU/100g，更佳地为1×1010-1×1014CFU/100g；母乳低聚糖的浓度为10mg/100g～10×103mg/100g，较佳地为10×101～10×103mg/100g。
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