2019年度國家科學技術進步獎二等獎功能性乳酸菌靶向篩選及產業化應用關鍵技術

主要完成人：

顧 青，何國慶，李平蘭，李言郡，酈 萍，朱立科，阮 暉，陳 波，趙廣生，林楓翔

主要完成單位：

浙江工商大學，中國農業大學，浙江大學，杭州娃哈哈集團有限公司，浙江一鳴食品股份有限公司，哈爾濱美華生物技術股份有限公司，杭州新希望雙峰乳業有限公司

提名單位：浙江省

浙江工商大學教授顧青領銜的“功能性乳酸菌靶向篩選及產業化應用關鍵技術”獲得2019年度國家科學技術進步獎二等獎。該項目聚焦于功能型發酵乳產品，圍繞功能乳酸菌菌種篩選和產業化關鍵技術等方面開展了長期、系統的產學研聯合攻關，取得了創新性成果。

一、項目簡介

功能性發酵乳制品因其具有特殊的營養健康功能備受青睞，是未來乳制品產業的重要組成部分。乳酸菌菌種是發酵乳制品制造的關鍵和核心。我國乳酸菌資源十分豐富，但系統性研究和開發起步較晚，特別是針對菌種資源功能挖掘和作用機制研究尚不充分，制約了功能性發酵乳制品的產業化進程。目前，國內生產企業所采用的乳酸菌菌種幾乎都依賴進口。在功能性發酵乳制品市場每年以10%～15%高速增長的大背景下，項目組經過10余年產學研聯合攻關，從浙江、甘肅、新疆、西藏等13個省區的傳統發酵乳制品、發酵果蔬、發酵肉制品、新生嬰兒糞便等2000余份樣品中采集分離和鑒定保藏了8個屬、25個種，共3086株乳酸菌。并針對中國人群營養健康特征開展功能性乳酸菌靶向篩選，突破了產業化生產關鍵技術，構建了高活性乳酸菌發酵菌劑生產體系，成功開發具有功能性特征的發酵乳制品。主要創新如下：

1.創建了功能性乳酸菌精準篩選新方法，獲得功能因子明確的優質菌種。以細菌素、葉酸、胞外多糖等特定代謝功能產物為靶標，率先建立了靶向精準篩選和基因解析相結合的方法，成功篩選獲得產細菌素、葉酸、胞外多糖的功能性乳酸菌。其中產細菌素乳酸菌46株，產葉酸等B族維生素乳酸菌37株，產胞外多糖乳酸菌15株。

2.首次闡明乳酸菌（產細菌素、葉酸、胞外多糖）的特定功能，并揭示其功能作用機制。發現新型細菌素Plantaricin ZJ316、Plantaricin NC8對腸道致病菌腸炎沙門氏菌等有顯著抑制作用，揭示產細菌素乳酸菌通過調控宿主免疫應答、修復腸黏膜損傷、改善腸道微生態、促進短鏈脂肪酸合成等改善結腸炎炎癥；首次發現乳酸菌產5-甲基四氫葉酸具有促進腸道厚壁菌門菌群生長及丁酸合成的功能；探明動物雙歧桿菌RH所產胞外多糖具有提高腸黏膜免疫功能。

3.創建了功能性乳酸菌發酵菌劑及高活性發酵乳制品生產關鍵技術，實現功能發酵乳制品的規模化生產。建立了規模化乳酸菌發酵菌劑制備的關鍵技術，開發凍干菌劑智能化收集系統，實現安全潔凈生產。發現了乳蛋白重要組成蛋白β-乳球蛋白和α-乳白蛋白對5-甲基四氫葉酸的保護作用，解決了5-甲基四氫葉酸遇熱、光不穩定的難題；利用乳酸菌胞外多糖、聚葡萄糖等與酪蛋白相互作用創建了功能乳酸菌產品的穩態化技術。

該項目部分成果獲浙江省科學技術進步獎一等獎1項，獲發明專利授權20項，軟件著作權4項，主編專著5部，發表研究論文109篇（其中SCI收錄51篇），在 NCBI 登記注冊 15 株乳酸菌全基因序列，整體技術達國際領先水平。

二、應用情況

項目研究成果在浙江、黑龍江、安徽、云南、廣西、山東等地，包括杭州娃哈哈集團有限公司、浙江一鳴食品股份有限公司、哈爾濱美華生物技術股份有限公司、杭州新希望雙峰乳業有限公司等4家企業實現產業化，并在新希望雙喜乳業（蘇州）有限公司等4家企業推廣應用。研究成果突破了乳酸菌制品的菌株資源和工藝關鍵技術瓶頸，提升了我國乳酸菌發酵制品的核心技術，打破了國外技術壟斷。近年來，已成功將乳酸菌飲品、地中海酸奶、溫酸奶、悠易暢活性乳酸菌飲料、厚愛酸奶、杭州記憶、益生菌凍干粉、酸奶發酵劑等產品推向市場。近3年實現新增銷售額36.98億元，新增利潤6.45億元，新增稅收3.59億元，有力推動了乳制品發酵菌劑的國產化進程。