内蒙古农大团队利用新技术“慧眼识菌”

张和平教授带领团队在甘肃省甘南藏族自治州采集自然发酵乳制品。左一为马腾，右二为张和平教授。受访者供图

　　在10月28日福建泉州举行的第三届全国博士后创新创业大赛总决赛上，来自内蒙古农业大学博士后马腾团队的参赛项目“慧眼识菌——数据赋能中国菌迈向产业强国之路”，在创新组的农业与现代食品赛道获得金奖。

　　“乳酸菌已广泛应用于食品工业、大健康产业、畜牧健康养殖等领域，我们团队在张和平教授带领下，长期致力于乳酸菌资源的开发与利用，意在通过数据驱动的方式，推动我国益生菌从资源优势向产业优势转化。”马腾说。

　　“我们团队所做的，就是‘站在巨人的肩膀上再创新’。”马腾说，“我们用AI技术为导师30多年积累的宝藏装上‘慧眼’，团队实现从‘找菌’到‘筛菌’再到‘用菌’的全链条突破。”

　　“没有好菌种，再先进的食品加工技术都是‘无米之炊’。”马腾团队指导教师张和平教授的话，点出行业痛点。

　　早在1989年，张和平就开启了全球“寻菌”之路，从46个国家采集自然发酵乳制品等6663份样本，创新19种乳酸菌培养方法，最终分离保藏55328株乳酸菌，涵盖33个属、456个种，建成全球最大、种类最齐全的原创性乳酸菌种质资源库，为“中国菌”储备了核心家底。

　　光有资源不够，还要“读懂”菌种。张和平带领团队历时多年完成8个属289个模式菌株、30168个分离株的基因组解析，建成收录118697个基因组的乳酸菌综合性数据库，数据量是国际权威数据库NCBI（美国国家生物技术信息中心）的2.51倍，更挖掘出36个与产酸、耐受、抗氧化直接相关的功能基因。

张和平教授在乳酸菌种质资源库中查看菌株保藏情况。左一为张和平。受访者供图

　　“就像给每株菌建了‘基因身份证’，明确哪些菌株能抗住胃酸、哪些能高效生产短链脂肪酸，为食品工业选菌提供精准依据。”张和平团队核心成员、内蒙古农业大学博士后靳昊说。

　　马腾表示，过去，食品企业筛选一株适配发酵、耐受性强的优质益生菌，依赖传统纯培养技术，需3到6个月才能完成分离、培养、验证全流程，效率低、成本高，导致国内食品企业长期“不敢筛、筛不起”。

　　目前，这份寻找“好菌种”的接力棒，传到了张和平的博士后和研究生手中。

　　他们通过建立乳酸菌发酵特性、胃肠道耐受性等表型与功能基因的关联模型，借助内蒙古高性能计算公共服务平台“青城之光”高性能计算力，将筛选时间从每株“3到6个月”压缩至每株“2小时”，准确率更达97.77%。

　　截至目前，团队筛选出72株优质功能菌株。其中，副干酪乳杆菌PC-01被应用于乳酸菌饮料生产，活菌数突破每100毫升500亿，远超行业每100毫升300亿到500亿的平均水平。

马腾带领团队在内蒙古锡林郭勒大草原采集自然发酵乳。左三为马腾。受访者供图

　　在某乳制品企业的发酵乳生产车间，由张和平团队筛选的“副干酪乳杆菌PC-01”正改变着生产端效率——这株菌经智能化筛选验证，具备产酸速率快、稳定性强的特点，已通过成果转化落地该企业生产线。

　　“AI筛菌技术不是‘炫技’，而是实实在在帮企业降本、提质、创新。”马腾介绍，针对食品工业不同场景，团队提供“定制化菌种方案”：为乳制品企业筛选高稳定性、高活菌菌株，让发酵乳活菌数从106CFU/mL提升到108CFU/mL，为休闲食品、膳食补充剂企业提供功能明确的菌株，推动产品从“普通食品”向“功能性食品”升级。

　　如今，张和平团队已构建起“资源库-数据库-筛选平台-产业应用”的完整转化链条，团队的4位在站博士后累计获科研资助394万元，授权发明专利12项，其中，全球最大的乳酸菌基因组数据库的建立，更获中国工程院陈卫院士评价“是乳酸菌研究与产业开发的里程碑”。

　　根据规划，团队将在2026年新增10家食品企业合作，到2028年将推动AI筛菌技术与“中国明星菌株”出海。“我们要让全球食品工业知道，优质益生菌，中国也有、中国更优。”马腾说。

来源：中国青年报