[01149792]生物减除重金属危害的益生菌及其应用

以铅、镉为代表的重金属暴露已成为严重的公共卫生问题,螯合剂等传统药物治疗在安全性和有效性方面存在着缺陷,目前仍缺少有效的营养干预或膳食疗法来实现重金属危害的生物减除。针对这一问题,该项目在国家863计划、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目等项目支持下,依托江南大学“国家功能食品工程技术研究中心”、“益生菌与肠道健康国际联合研究中心”等平台,发明了基于益生菌调控的重金属危害减除技术,可有效抑制宿主重金属吸收,降低宿主重金属水平,缓解相关病理损伤。以此为基础,发明了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术,并攻克菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。 项目主要内容包括： 1、发明了基于益生菌调控的重金属危害减除技术,为重金属暴露的膳食保护提供了全新的思路和手段。通过靶向性的益生菌调控技术,可有效保护宿主肠道屏障,缓解组织氧化损伤,从而实现对铅、镉等重金属的有效减除。 2、发明了提高益生菌消化道耐受性的关键技术,解决了菌株通过胃肠道后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术,使功能菌株对胃酸的耐受能力达到95%以上,对胆盐的耐受能力达到90%以上。 3、发明选择性阴离子交换树脂生物反应器、冷激预培养等益生菌株高密度培养和高效制备关键技术,使最高培养密度达到国内外平均水平的10倍以上。进一步开发了益生菌固体饮料、发酵乳饮料等具有减除重金属危害功能的新型产品。 该成果具有以下科技创新： 1、结合重金属代谢动力学及益生菌-宿主生理蛋白互作网络,国内外首次发明了基于益生菌调控的靶向性重金属危害减除技术; 2、基于转录组学、蛋白组学和肠道微生态平衡理论创制了益生菌高活性保持技术,使菌株经过胃肠道后的活性提高30%以上; 3、突破菌种高密度培养和高效制备关键技术,使最高培养密度和冻干活菌数达到国际领先水平,国内首创了植物乳杆菌发酵乳等新型产品。 该成果已在上海光明乳业、江苏微康生物、北京和美科盛等企业实现产业化,近三年累计实现新增销售收入37.87亿元,新增利润2.74亿元,创造了良好的经济效益,树立了科技创新、引领中国益生菌行业健康成长的标杆。其中畅优植物乳杆菌产品已成为世界植物乳杆菌第一品牌。相关产品为减除重金属危害提供了新的膳食策略,对于改善国民健康水平具有重要的意义。 该项目成果共申请国家发明专利21项,获授权6项,同时获美国、欧洲等国际专利授权5项;发表SCI论文25篇。专利菌株获2015年中国专利奖金奖及2013年江苏省百件优质发明专利。