باعتباره بريبايوتيك انتقائي، يعزز 2'-FL بشكل كبير تكاثر البكتيريا النافعة مثل البيفيدوباكتيريوم، بينما يثبط نمو البكتيريا الضارة مثل المطثية العسيرة، مما يساعد في إنشاء بيئة ميكروبية معوية صحية. أظهرت الدراسات السريرية أن إضافة 2'-FL إلى حليب الأطفال الصناعي يمكن أن يزيد من الوفرة النسبية للبيفيدوباكتيريوم في أمعاء الرضع إلى حوالي 60%، مقتربًا من المستويات الملاحظة في الرضع الذين يرضعون طبيعيًا. يعزز تخمير 2'-FL بواسطة الميكروبيوم المعوي إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (الأسيتات والبيوتيرات)، مما يدعم الاستجابات المضادة للالتهابات ويوفر الطاقة للخلايا القولونية.

يعزز 2'-FL نضج الجهاز المناعي، ويرفع مستويات IgG و IgA في البلازما، ويقوي الحاجز المخاطي المعوي. أظهرت تجربة سريرية عشوائية محكومة شملت أكثر من 300 رضيع أن أولئك الذين تناولوا حليبًا صناعيًا مدعمًا بـ 2'-FL أظهروا تركيزات أقل بنسبة 29%–83% من السيتوكينات الالتهابية (IL-1β, IL-6, TNF-α). وأظهرت دراسة سريرية أخرى أن الحليب الصناعي المدعم بـ 2'-FL و LNnT قلل من خطر الإصابة بعدوى الجهاز التنفسي العلوي بنسبة 42% والتهاب الأذن الوسطى بنسبة 71%، مع تقليل استخدام الأدوية المرتبطة بها بشكل كبير.

يعمل 2'-FL كـ "مستقبل خادع" يرتبط بمسببات الأمراض الضارة، مما يمنع التصاقها بالخلايا الظهارية المعوية ويساعد على طردها من الجسم. أظهرت الدراسات أن 2'-FL يمكن أن يقلل من استعمار الإشريكية القولونية O157 في الأمعاء بنسبة تزيد عن 90% وغزو العطيفة الصائمية بنسبة 80%، مع تعزيز كبير في التعبير عن الميوسين MUC2 (بأكثر من 20%)، مما يقوي وظيفة الحاجز المعوي. كما زاد 2'-FL بشكل ملحوظ من وفرة الأكرمانسيا، وهي بكتيريا مفيدة مهمة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالصحة الأيضية.

تشير الأبحاث إلى أن 2'-FL له تأثيرات إيجابية على التعلم والذاكرة. وجدت الدراسات الحيوانية أن الخنازير التي تغذت على 2'-FL أظهرت أحجامًا أكبر للبصلة الشمية، مع تغير مستويات التعبير للجينات المرتبطة بتخليق الدوبامين وGABA والكولين. وقد ثبت أن الإعطاء الفموي طويل الأمد لـ 2'-FL يحسن المرونة التشابكية في القوارض ويزيد من تعبير الجزيئات المشاركة في تخزين الذكريات المكتسبة حديثًا، مما يحسن قدرات التعلم والذاكرة. قد يعزز التعرض المبكر لـ 2'-FL التطور المعرفي للرضع.

أظهرت الأبحاث السريرية أن الرضع الذين تغذوا على حليب صناعي مدعم بـ 2'-FL كانت لديهم معدلات إصابة بالمغص مماثلة لمجموعة الرضاعة الطبيعية (10.5% مقابل 8.8%)، وكانت معدلات الإصابة بالتهاب الجلد التأتبي أيضًا أقل من مجموعة الحليب الصناعي القياسي. تشير هذه النتائج إلى أن مكملات 2'-FL قد تساعد في تقليل خطر الإصابة بمغص الرضع والتهاب الجلد التأتبي.

أظهرت الدراسات على الحيوانات أن 2'-FL لا يمكنه فقط زيادة مستويات الأنسولين، بل أيضًا تحسين قابلية هضم واستخدام الكالسيوم والفوسفور والدهون الخام والطاقة الكلية، مما يساهم في صحة العظام وامتصاص العناصر الغذائية بشكل عام.