乳酸菌是一類對人類十分“友好”的細菌，不僅不會讓人生病，還能改善我們的健康。日常生活中，經(jīng)?？梢砸姷接盟瞥傻漠a(chǎn)品。

      植物乳桿菌是乳酸菌中的成員，也是常見的益生菌之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品、動物飼料、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。

      然而，并不是所有的植物乳桿菌都能為人類使用，有些菌株比較脆弱，遇到強酸、高鹽環(huán)境都可能引發(fā)應(yīng)激反應(yīng)，直接影響其生理活性，從而使發(fā)酵性能下降。這就要求我們不僅要有優(yōu)良的菌株，還需要有相應(yīng)的發(fā)酵技術(shù)來配合其生產(chǎn)，最大程度提高其生產(chǎn)性能。

      面對這些問題，江南大學(xué)食品學(xué)院陳衛(wèi)教授團隊開始對中國本土的益生菌進行收集、篩選、整理和深入研究。經(jīng)過多年的努力，他們不僅選育出多株性能優(yōu)良的植物乳桿菌，還成功開發(fā)出相應(yīng)的發(fā)酵技術(shù)。最終，由陳衛(wèi)教授牽頭完成的科研項目《耐脅迫植物乳桿菌定向選育及發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)》獲得了2018年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

      從食品中來 到食品中去

      我國內(nèi)歷史悠久且豐富的飲食文化為植物乳桿菌研究提供了很多機會，各地各具特色的發(fā)酵食品匯聚成一座寶藏般的資源庫。陳衛(wèi)教授團隊不辭辛苦，收集并篩選了大量的傳統(tǒng)發(fā)酵食物，從泡菜、老陳醋、發(fā)酵面團等各種發(fā)酵食物中分離得到對高酸、高鹽等環(huán)境具有耐受能力的植物乳桿菌2100余株。

      為了深入探究植物乳桿菌對不同環(huán)境條件的耐受機制，團隊繪制了多株菌的全基因組精細圖譜，從中找出關(guān)鍵遺傳元件，并基于此開發(fā)了多種定向選育技術(shù)與益生菌功能評價模型。在此過程中，他們不僅獲得了對酸、鹽、膽鹽、低溫、重金屬等具有優(yōu)良耐受能力的功能菌株，還通過定向篩選得到具有緩解重金屬毒性、拮抗致病菌感染、減除生物毒素危害等優(yōu)良生理功能的植物乳桿菌7株，填補了我國在該領(lǐng)域的空白。

      優(yōu)化發(fā)酵技術(shù) 提高生產(chǎn)性能

      在獲取優(yōu)良菌種的同時，激發(fā)植物乳桿菌的生產(chǎn)潛力還需要倚仗先進的發(fā)酵工藝。為充分發(fā)揮植物乳桿菌優(yōu)秀的發(fā)酵性能，陳衛(wèi)團隊創(chuàng)制了多菌種兩步法聯(lián)合發(fā)酵法和多菌種協(xié)同發(fā)酵法。多菌種兩步法聯(lián)合發(fā)酵法是以植物乳桿菌與其它多個菌種聯(lián)合使用，通過有氧和厭氧兩步發(fā)酵后，對飼料原料進行發(fā)酵處理，用該方法加工的飼料，不僅營養(yǎng)物質(zhì)含量更加豐富，而且極大地提升了飼料適口性。多菌種協(xié)同發(fā)酵法是選用蛋白水解菌種與植物乳桿菌協(xié)同發(fā)酵，以解決植物乳桿菌在發(fā)酵乳中生長不良的問題，極大地擴展了其在發(fā)酵乳制品制造中的應(yīng)用?；谶@項技術(shù)，光明乳業(yè)建立了年產(chǎn)20萬噸的新型益生菌發(fā)酵乳生產(chǎn)線，相關(guān)產(chǎn)品在2017年的銷售額達到了11.4億元。陳衛(wèi)教授團隊成果在世界范圍內(nèi)獲得多項發(fā)明專利授權(quán)，由此創(chuàng)制的相關(guān)產(chǎn)品，不僅增強了我國益生菌產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，也為消費者提供了更多的選擇。

      （文：四川大學(xué)博士 牛明澤   把關(guān)專家： 中關(guān)村國科現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新研究院 研究館員 湯波）