中国乳酸菌产业的“芯”动力

6月24日上午，备受瞩目的2023年度国家科学技术奖，在北京人民大会堂揭晓并颁奖。内蒙古农业大学张和平主持的“优良乳酸菌种质资源挖掘与产业化关键技术创制及应用”项目荣获国家科学技术进步奖二等奖。

国家科学技术进步奖，授予完成和应用推广创新性科学技术成果，为推动科学技术进步和经济社会发展作出突出贡献的个人、组织。本次张和平团队获此奖项，标志着乳酸菌领域在高精尖产业科技上的巨大进步，也是国家“奶业振兴”和“农业强国”计划的丰硕成果。

微生物产业是国家战略新型产业，微生物种质资源挖掘是培育发展新质生产力的原动力。乳酸菌是一类环境友好的微生物，是最重要的微生物战略资源之一，广泛应用于大健康食品、乳品加工、动物养殖、活菌药物开发等领域，被称为乳业的“芯片”。乳酸菌产业化应用，对于乳酸菌的培养基、培养条件等各方面要求严格，一旦一个环节出错，势必会影响菌株的特性。很多年以前，这些个看似不起眼的“小细菌”，其生产技术却长期被国外企业垄断着。也就是说，如果当时没有国外提供菌株资源，我们可能连一瓶合格的酸奶都很难生产出来。

从0开始科研探索，注定是荆棘载途。为了尽可能地采集到微生物样本，自1989年起，张和平带领科研团队踏上了漫长的“寻菌”之旅。从亚洲、欧洲、非洲等六大洲37个国家采集自然发酵乳制品和食品等样品6472份，揭示了不同地域自然发酵乳中乳酸菌多样性生态学规律，分离保藏33个属、326个种和亚种51286株乳酸菌。

“乳酸菌系统发育关系复杂，菌株间功能和代谢差异极大，难以通过传统实验方法系统性地研究和挖掘，这大大限制了乳酸菌的开发与利用效率。”张和平介绍，针对这一瓶颈，创建了基于乳酸菌基因组大数据和人工智能高通量精准筛选技术平台，用户可根据实际需求准确高效地筛选出具有不同功效的菌株，对食品加工、农业种植、动物养殖以及生物制药等领域科学研究和产业应用意义重大，将最大程度地释放“数据生产力”。

创制出4个系列17款适用于奶牛健康养殖的乳酸菌微生态制剂和青贮发酵剂；研制出适合中国人群的59种功能配方，开发出“益适优”等34个系列98款大健康产品；创建的高活性益生菌发酵乳加工技术，使活菌数提高了100倍，解决了发酵乳产品同质化难题……作为中国益生菌产业的拓荒者，张和平带领团队建成全球最大乳酸菌种质资源库和基因组数据库，实现了我国乳酸菌菌种的自有化；突破了高活性乳酸菌产业化卡脖子难题，全面开创了乳酸菌产业“中国制造”；打破了国外菌株、技术和产品的垄断，扭转了我国乳酸菌长期受制于人的局面……

依托自主创立的优良菌株筛选技术和评价体系，张和平团队先后采集筛选出干酪乳杆菌PC-01、乳双歧杆菌Probio-M8、植物乳杆菌LP-6等我国原创自有益生菌菌株，一举打破国外在这一领域的菌种和技术垄断。

35年不懈地努力，目前建成了全世界最大乳酸菌菌种资源库，在保护生物多样性的同时，也为国家保留了一份重要的战略资产。

“不能让我们的科研成果一直躺在实验室里。”张和平说，要将具有益生功效的乳酸菌带给大众，做基础研究和临床试验还远远不够，乳酸菌产业化生产是让乳酸菌跳出实验室，拥抱市场的重要一步。

在这个更具有现实意义的命题之下，张和平和他的团队进行了一系列技术研究，并成功研发出三大关键产业化技术——代谢调控培养技术、制剂活性加工技术、常温贮藏稳定技术。通过调控菌株生长关键点、解析菌体衰亡机理改善、优化配方和调控气体等方法，大大提高了乳酸菌的活性。

目前，多个代表性乳酸菌菌株已投入生产并进入市场，出现在益生菌食品、酸奶、乳酸菌饮料、奶粉等各类产品中，令万千消费者受益，成功实现产业转化。近3年重点应用的企业产生效益175.42亿元，为撬动中国乳酸菌产业更广阔的蓝海市场贡献能量。

从提出“科学技术是第一生产力”，到科技强国战略，再到国家卡脖子工程建设，科研创新一直是国家的重点扶持领域。而“优良乳酸菌种质资源挖掘与产业化关键技术创制及应用”成果，积极响应国家“卡脖子”工程建设，成功打破国外技术垄断，引领着中国菌上演了绝境突围。

“乳酸菌的世界很大、很丰富，我们的研究永远在路上。”58岁的张和平表示，要继续带领团队奔赴在寻“菌”、探“菌”一线，努力培养新一代“菌种”后继人才，推动乳业高质高效发展，助推乡村振兴。