耐胁迫植物乳杆菌定向选育及发酵关键技术

主要完成人：

陈 卫（江南大学），

赵建新（江南大学），

翟齐啸（江南大学），

田丰伟（江南大学），

刘振民（光明乳业股份有限公司），

杭 锋（光明乳业股份有限公司）

提名单位：中国轻工业联合会

益生菌有调节健康的作用，目前我国益生菌产业蓬勃发展，为食品产业发展做出了巨大贡献，但我国缺乏自己的益生菌菌株以及相关的生产应用技术。为解决这一问题，江南大学教授陈卫及其团队收集、筛选了大量传统发酵食品，从中分离益生菌株，分析它们的生理特性和益生功能。他率领研究团队与光明乳业股份有限公司合作，依托于江南大学食品科学与技术国家重点实验室、国家功能食品工程技术研究中心及光明乳业乳业生物技术国家重点实验室等国家级科研平台，开展了一系列技术发明和创新，其领衔的“耐胁迫植物乳杆菌定向选育及发酵关键技术”项目获2018年度国家技术发明奖二等奖。

该项目围绕新型益生菌的选育和产业化开发，以食品微生物学、分子生物学及发酵工程等为基础，在国家863计划、国家自然科学基金等项目的支持下，以具有优良益生功能的植物乳杆菌为研究对象，筛选得到了耐胁迫相关靶点基因和蛋白，发明了基于环境因子胁迫耐受的菌种定向选育技术；发明了基于体外实验、细胞模型和活体动物模型的功能评价方法，可实现具有减除食源性危害因子功能菌株的靶向性高通量筛选；发明了一系列菌株高活性培养和高效制备的发酵关键技术，创新开发了植物乳杆菌新型产品。

该项目从泡菜等传统发酵食品样本中分离得到对高酸、高盐环境具有耐受能力的植物乳杆菌2100余株，完成300余株基因草图测序，15株全基因组精细图谱绘制，系统构建植物乳杆菌资源库。基于植物乳杆菌耐胁迫生理机制，发明了基于ProU基因簇、前噬菌体P2b蛋白、细胞膜脂肪酸谱等靶标的植物乳杆菌定向选育技术，获得对酸、盐、胆盐、低温、重金属等具有优良耐受能力的功能菌株。构建了益生菌高通量功能评价模型14项，定向筛选得到具有缓解重金属毒性、拮抗致病菌感染、减除生物毒素危害等优良生理功能的自主知识产权植物乳杆菌7株。发明了离子交换、液氮深冷、脂质包埋等植物乳杆菌高效发酵及制备关键技术；开发双菌协同发酵、低温长时发酵等技术，显著提高植物乳杆菌在产品中的生理活性。建立了年产20万吨的新型益生菌发酵乳生产线，首创国内植物乳杆菌发酵乳制品，成为全球销量最大的植物乳杆菌发酵乳制品。

该项目先后获得中国、美国、欧洲等发明专利授权32件，发表SCI论文33篇，相关技术分别获得2014年中国轻工业联合会科技进步奖一等奖、2015年江苏省科学技术奖一等奖及2015年“中国专利奖金奖”。

该项目成果已在光明乳业、葵花药业、微康生物等行业龙头企业得到稳定应用，打造了一批高品质的益生菌发酵乳制品、固体饮料等创新品类产品。近三年累计实现新增销售收入38.03 亿元，新增利润3.10 亿元。如应用专利菌种植物乳杆菌ST-III，首创了“畅优”植物乳杆菌优酪乳、发酵乳，2017年销售额达到11.4 亿元，成为世界植物乳杆菌第一品牌；益生菌粉产品走出国门销售至欧洲及东南亚国家。相关产品增强了我国益生菌产业的核心竞争力，对于改善国民健康水平具有重要的意义。