东北传统发酵食品中有益微生物资源精准发掘及应用

有益微生物在食品、医药和饲料等生命健康领域应用潜力巨大，但我国发酵食品相关产业最核心的菌种资源，却长期被国外巨头公司垄断和控制，益生菌“种”之殇，已严重制约了辽宁省乃至全国相关产业的健康发展。加快挖掘、保护和应用推广我国自有的宝贵微生物资源，是打破国外技术垄断的关键。项目组在国家863、国家自然科学基金、中国博士后基金、辽宁省科技厅和辽宁省教育厅等项目资助下，针对上述技术难题，开展了东北传统发酵食品中有益微生物资源精准发掘及应用研究。经过10余年的努力，取得的创新成果为：（1）首次建立了东北传统发酵食品“乳酸-品质-特征微生物”关联判别体系，用于快速判定东北传统发酵食品的发酵时间、发酵成熟度和品质的指标。采集了591份不同地区、不同发酵阶段、不同品质的酸菜、豆酱、辣白菜等东北传统发酵食品样品，围绕工艺、品质、关键微生物等进行了大规模系统研究，通过大数据分析发现，其风味品质与产酸微生物及乳酸生成密切相关，可用于生产中快速判别传统发酵食品的发酵时间、发酵成熟度和品质等指标。（2）创建了基于现代组学技术的东北传统发酵食品中优良菌株精准筛选技术和评价体系，大大提高了优良菌株筛选效率和准确性。创建了基于基因组学、转录组学、蛋白质组学等现代组学技术快速鉴别和精准定位东北传统食品中存在着的优良菌种类别和分布，依据不同类别菌种生长特点和需求，进行精准定向分离筛选，再通过益生关键基因及其表达水平筛查直接获得和评价优良菌株的技术，与现行技术方法相比，更为简单、高效和精准。（3）筛选出了具有自主知识产权适合于东北传统发酵食品工业化生产的有益微生物优良菌株，解决了东北传统发酵食品工业化生产核心技术难题。项目组先后从东北传统发酵食品中筛选出具有自主知识产权的15株优良益生菌株，研究发现均表现出优良的体内、加工环境耐受性和适应性，安全性高，适宜国人食用和东北地区加工贮运，具有广泛的应用前景与开发潜力。（4）按照上述理论和技术，将获得的有益微生物应用于传统发酵食品及发酵饲料工业化生产中，可以满足不同产品需求，经济和社会效益显著。开发了“优益乐”等肠道微生态产品，在沈阳榆园食品、辽宁曙光食品、沈阳福润、沈阳蒙牛、沈阳康普利德、沈阳赛宝、沈阳康博等企业应用推广，应用良好。近3年新增产值合计21.670934亿元，新增利润合计2.711615亿元，经济效益显著。发表论文71篇，SCI收录11篇，EI收录14篇。申请国家专利18项，已授权国家专利7项，保藏优良益生菌株15个。该成果不仅在相关研究方面获得了理论和技术突破，同时很好地保护了祖先留传下来的宝贵益生菌株，打破了国外的行业垄断，解决了辽宁省乃至我国益生菌发酵产业的“种”之殇核心技术难题，有利于引导辽宁省企业由劳动密集型向科技创新型转变，示范带动作用明显，社会效益极显著。

本项目由沈阳农业大学武俊瑞教授主持，获辽宁省科技进步三等奖。