说到乳酸菌，
很多人第一反应可能都会联想到酸奶。
乳酸菌作为发酵酸奶的主要原料，
能够给肠道提供优质益生菌，
调节肠道菌群与功能，有益人体健康。
但除了发酵酸奶，
乳酸菌还有哪些用途？
市面上各种各样的乳酸菌
都是从哪儿来的？
前不久，在2020年上海市科学技术奖的获奖名单中，有一项技术发明奖一等奖就颁给了乳酸菌研究领域的科研团队，即“高活性乳酸菌发酵剂创新关键技术及应用”，主要完成人为上海理工大学的艾连中团队，项目同时得到了上海市农业农村委员会科技兴农项目的大力支持。现在让我们一起来听听艾连中团队的专家们讲述关于乳酸菌的故事。
乳酸菌从哪儿来？
“其实在农家自制的泡菜、自家酿的酒中，都有乳酸菌的存在。”乳酸菌科研团队成员、上海理工大学教授夏永军介绍，为了获取最原始、最纯正的乳酸菌，团队成员经常长途跋涉，走遍西藏、新疆、内蒙古等偏远地区，从当地牧民家中自制的发酵食物中分离乳酸菌。“不同地区、不同环境会培养出不一样的菌株，这样的乳酸菌比较原始，可能有市面上还没被发现的非商业化的新菌种。”夏永军说，其实刚出生1-2周还未食用母乳之外的食物的小婴儿，体内也会自带最原始的乳酸菌株，实验人员有时也会从新生儿的粪便中分离双歧杆菌做研究。
获取菌株是第一步，其后还需要经历漫长而枯燥的菌株筛选。外出采集到的菌株需要在实验室内先经培养筛选，往往一次采集到的菌株多达几千株，需要近20人花费大半年完成前期筛选工作。
筛选出可能具备功能性的新菌株后，实验团队还需要对这些菌株做功能评价。“过去因为国内少有团队研究，也得不到国外数据作参照，制备工艺也相对落后，功能评价需要耗费很长时间。”团队负责人、上海理工大学研究生院常务副院长艾连中自2003年读博时期就已开始研究乳酸菌，经历了重重阻碍。但他在2013年组建团队后，通过构建乳酸菌高效基因编辑系统，利用系统对乳酸菌的各项功能机制进行解析，逐渐加快了研究速度。“过去做功能评价，仅一个基因的功能验证可能需要花费一个月时间，现在却只需要七天，且可以同步做多个基因的功能验证，大大加快了科研速度。”这项突破性的技术在国际上亦是领先的。团队关于“益生乳酸菌选育、功能解析及应用关键技术”的研究获得2014年度上海市科技进步一等奖。
此后，团队在此基础上建立了基于乳酸菌基因组学、细胞及动物分子机制的精准靶向筛选模型，筛选获得89株自主知识产权优质菌株，14株已获发明专利授权。
乳酸菌又能到哪儿去？
那么专家团队为什么要花费那么多时间和精力获取乳酸菌？它又有具有哪些功能呢？
研究表明，优良乳酸菌发酵剂不仅具有发酵剂的基础活性，还应具备改善产品品质的功能和多元化的生理功能。比如对人体而言，能够调节肠道菌群、缓解骨质疏松等慢病。在农业生产、加工领域，乳酸菌也具有很大的功效。
比如在水产生产领域，乳酸菌可用于改善水体质量，提高鱼虾的抵抗力，保障农户收益。而在农产品深加工领域，乳酸菌可以作为发酵剂，提高农产品附加值。“乳酸菌作为发酵剂，还能够提高食物的风味。比如云南的滇橄榄，因为涩味重，做果汁不太好喝，但是添加乳酸菌发酵后，涩味没有了，成为了一种风靡的饮品。”夏永军介绍，乳酸菌可以发酵果蔬汁、可以与菌菇的边角料制作酵素，还可以用于动物饲料中，增强动物免疫力，改善其消化功能，提高幼崽的存活率。
不仅如此，乳酸菌还能够作为保鲜剂用在农产品保鲜环节。用添加乳酸菌的喷雾喷淋在水果表面，能够形成保护膜，延缓氧化。
2019年，为了支持团队做好做深该领域的研究，鼓励农业产业提质增效，同时树立上海在国内益生菌研究体系中的核心地位，上海市农业农村委员会设立了功能性益生菌研究与开发科技兴农项目。
高活性乳酸菌制备工艺
填补国内空白
乳酸菌作为益生菌的一类，其制备与保存条件较为苛刻。室温下，6个月后乳酸菌粉的活菌数以及繁殖能力会显著降低，而在冷冻过程中活性损失最小。想要让乳酸菌更好地发挥其功能性，更具有商品性，必须提高其制备工艺。
制备的乳酸菌发酵剂
在研究中，团队逐步建立了乳酸菌高密度发酵技术，首次发现乳酸菌冻干存活率控制靶点，并以此为基础发明了乳酸菌冻干预处理关键技术、乳酸菌冻干关键点控制技术，创制了乳酸菌高效制备系统装备，实现了乳酸菌发酵剂高活力制备，在乳酸菌制备关键技术及制备装备的创制方面形成了重要技术发明。团队牵手国内厂家上海东富龙科技股份有限公司建造了相关的制备装备，目前国内市场占有率达70%左右，同时还出口俄罗斯以及部分欧洲国家。“过去国内没有这样的设备，可以说完全依靠进口。但现在我们占有了大部分市场，且售价是进口的50%以下。”
不仅如此，团队还在乳酸菌活性保持技术和高效递送技术、高生物量制备与复配优化技术、产品应用开发等乳酸菌应用关键技术方面形成了重要的技术发明，整体技术已经产业化应用，取得良好的经济效益，打破了国外技术与产品的市场垄断。“通过这些技术，我们有了自己的菌株、也有了制作菌类产品的设备。通过工业化生产，一系列具有特殊功效的冻干菌粉就能够真正地改善我们的生活。”夏永军说，团队的项目成果在上海东富龙、交大昂立、君乐宝乳业、河北一然生物、扬州扬大康源乳业等企业产业化应用，打破了国外对我国乳酸菌发酵剂菌种与制备关键技术的双重垄断，增强了企业核心竞争力，对促进行业科技进步和健康发展具有重要而深远的意义。
文：施勰赟
