2019年度国家科学技术进步奖二等奖功能性乳酸菌靶向筛选及产业化应用关键技术

主要完成人：

顾 青，何国庆，李平兰，李言郡，郦 萍，朱立科，阮 晖，陈 波，赵广生，林枫翔

主要完成单位：

浙江工商大学，中国农业大学，浙江大学，杭州娃哈哈集团有限公司，浙江一鸣食品股份有限公司，哈尔滨美华生物技术股份有限公司，杭州新希望双峰乳业有限公司

提名单位：浙江省

浙江工商大学教授顾青领衔的“功能性乳酸菌靶向筛选及产业化应用关键技术”获得2019年度国家科学技术进步奖二等奖。该项目聚焦于功能型发酵乳产品，围绕功能乳酸菌菌种筛选和产业化关键技术等方面开展了长期、系统的产学研联合攻关，取得了创新性成果。

一、项目简介

功能性发酵乳制品因其具有特殊的营养健康功能备受青睐，是未来乳制品产业的重要组成部分。乳酸菌菌种是发酵乳制品制造的关键和核心。我国乳酸菌资源十分丰富，但系统性研究和开发起步较晚，特别是针对菌种资源功能挖掘和作用机制研究尚不充分，制约了功能性发酵乳制品的产业化进程。目前，国内生产企业所采用的乳酸菌菌种几乎都依赖进口。在功能性发酵乳制品市场每年以10%～15%高速增长的大背景下，项目组经过10余年产学研联合攻关，从浙江、甘肃、新疆、西藏等13个省区的传统发酵乳制品、发酵果蔬、发酵肉制品、新生婴儿粪便等2000余份样品中采集分离和鉴定保藏了8个属、25个种，共3086株乳酸菌。并针对中国人群营养健康特征开展功能性乳酸菌靶向筛选，突破了产业化生产关键技术，构建了高活性乳酸菌发酵菌剂生产体系，成功开发具有功能性特征的发酵乳制品。主要创新如下：

1.创建了功能性乳酸菌精准筛选新方法，获得功能因子明确的优质菌种。以细菌素、叶酸、胞外多糖等特定代谢功能产物为靶标，率先建立了靶向精准筛选和基因解析相结合的方法，成功筛选获得产细菌素、叶酸、胞外多糖的功能性乳酸菌。其中产细菌素乳酸菌46株，产叶酸等B族维生素乳酸菌37株，产胞外多糖乳酸菌15株。

2.首次阐明乳酸菌（产细菌素、叶酸、胞外多糖）的特定功能，并揭示其功能作用机制。发现新型细菌素Plantaricin ZJ316、Plantaricin NC8对肠道致病菌肠炎沙门氏菌等有显著抑制作用，揭示产细菌素乳酸菌通过调控宿主免疫应答、修复肠黏膜损伤、改善肠道微生态、促进短链脂肪酸合成等改善结肠炎炎症；首次发现乳酸菌产5-甲基四氢叶酸具有促进肠道厚壁菌门菌群生长及丁酸合成的功能；探明动物双歧杆菌RH所产胞外多糖具有提高肠黏膜免疫功能。

3.创建了功能性乳酸菌发酵菌剂及高活性发酵乳制品生产关键技术，实现功能发酵乳制品的规模化生产。建立了规模化乳酸菌发酵菌剂制备的关键技术，开发冻干菌剂智能化收集系统，实现安全洁净生产。发现了乳蛋白重要组成蛋白β-乳球蛋白和α-乳白蛋白对5-甲基四氢叶酸的保护作用，解决了5-甲基四氢叶酸遇热、光不稳定的难题；利用乳酸菌胞外多糖、聚葡萄糖等与酪蛋白相互作用创建了功能乳酸菌产品的稳态化技术。

该项目部分成果获浙江省科学技术进步奖一等奖1项，获发明专利授权20项，软件著作权4项，主编专著5部，发表研究论文109篇（其中SCI收录51篇），在 NCBI 登记注册 15 株乳酸菌全基因序列，整体技术达国际领先水平。

二、应用情况

项目研究成果在浙江、黑龙江、安徽、云南、广西、山东等地，包括杭州娃哈哈集团有限公司、浙江一鸣食品股份有限公司、哈尔滨美华生物技术股份有限公司、杭州新希望双峰乳业有限公司等4家企业实现产业化，并在新希望双喜乳业（苏州）有限公司等4家企业推广应用。研究成果突破了乳酸菌制品的菌株资源和工艺关键技术瓶颈，提升了我国乳酸菌发酵制品的核心技术，打破了国外技术垄断。近年来，已成功将乳酸菌饮品、地中海酸奶、温酸奶、悠易畅活性乳酸菌饮料、厚爱酸奶、杭州记忆、益生菌冻干粉、酸奶发酵剂等产品推向市场。近3年实现新增销售额36.98亿元，新增利润6.45亿元，新增税收3.59亿元，有力推动了乳制品发酵菌剂的国产化进程。