乳酸菌是能够产生大量乳酸的一群细菌，因为乳酸酸味温和适中，并且具有防腐保鲜功能，因此人类很早就知道利用乳酸（菌）来保存食物，这也是人类文明得以发展至今的重要因素。也正是因此，乳酸菌很早就出现于人类文明历史之中。

人类食用乳制品的起源可以一直追溯到新石器时代，即距今大约一万年前。那时人类开始驯化山羊、骆驼、驯鹿、以及各种母羊，饲养它们并享用其产出的奶。《殷墟文字缀合》中一片甲骨上有“其合氏乃”字样。 

5000年前，美索不达米亚苏美人的石刻壁画，记载了乳品加工过程。

3500年前，基督教圣经创世纪提到，以色列人亚伯拉罕用奶油款待神的使者。

12世纪，成吉思汗铁骑军队四处征战，皮袋中的羊奶、马奶晃着晃着就成了发酵乳。

19世纪，俄国科学家梅契尼科夫提出“酸奶长寿论”，将乳酸菌由食品保存的层次，提升到健康养生的层次。

最质朴的食物邂逅了肉眼不可见的乳酸菌，便将这份美味与健康延续至今。千年后的今天，一群来自内蒙古大草原的研究学者——内蒙古农业大学张和平团队仍在不懈“追寻”乳酸菌，挖掘乳酸菌这个“宝藏”。

从2001年至今，张和平团队耗时超过7700天，寻访亚洲、欧洲、非洲、南美洲、大洋洲的26个国家，采集自然发酵乳制品（牛乳、马乳、驼乳、羊乳、牦牛乳、奶酪）、自然发酵品（酸粥、泡菜、米酒、酸面团）等样品5000多份，分离、收集乳酸菌超过32000株，涵盖乳酸菌的33个属、138个种和亚种，建成全球最大的乳酸菌种质资源库，为挖掘潜在益生菌奠定坚实基础（图1）。

实验室更是利用二、三代测序等前沿技术，完成了2万株乳酸菌基因组测序，搭建全球最大乳酸菌全基因组数据库和分析平台，以更准确地从菌群、菌种和菌株层面系统研究自然发酵乳中乳酸菌的生物多样性（图2）。

图2  张和平实验室发表关于乳酸菌遗传多样性的研究

在这个分秒都在变化的时代中，22年的不懈付出，一届又一届人的传承，彰显出张和平团队的坚持与坚守，更凸显团队的决心与方向——收集保护乳酸菌种质资源，深入探究乳酸菌生物多样性，开发利用乳酸菌资源。

相比于其他省市，内蒙古地科技发展相对落后，内蒙古农业大学也并非全国最顶尖的农业大学。因此，张和平团队一度面临研究设施、人才、经费和观念等诸多障碍。

不过，在张和平教授及团队的坚持之下，如今团队拥有6000m²实验室、 300m²乳品工艺室、200m²GMP车间、100m²SPF级实验动物房，总价值1.2亿元的仪器设备。

不仅如此，内蒙古农业大学更是建立起13个与乳酸菌研发相关的省部级以上科研平台，可为乳酸菌收集分离、组学研究、发酵生产等提供一系列的仪器设备（图3）。

图3  内蒙古农业大学的基础研究/产业化应用中试平台

利用这些仪器设备，张和平团队围绕乳酸菌菌株在Nature Communications、The ISME Journal、Molecular and Cellular Proteomics、Microbiome、Gut Microbes、Briefings in Bioinformatics等杂志发表SCI论文350余篇，EI论文100多篇；主编出版英文专著1部，中文专著7部；授权发明专利45件。

择一事，终一生。对乳酸菌的坚持，让张和平团队不断壮大，攀登一座又一座科学高峰。亦是这份坚持，让团队与众多益生菌邂逅美妙的缘分。

2002年，一株乳酸菌从锡林郭勒大草原自然发酵酸马奶中被分离。20年后，你可以在许多益生菌营养保健品、发酵乳产品中看见它的身影——干酪乳杆菌Zhang。它也被深深烙上了中国印记，妥妥成了一株“中国菌”的标志。而这个菌株名字中的“Zhang”正是取自张和平教授的“张”。

目前，张和平团队发现并证实干酪乳杆菌Zhang具有降血脂、免疫调节、抗氧化、拮抗肠道病原菌生长等多重益生功能，发表相关论文185篇，授权发明专利16项。

不止干酪乳杆菌Zhang，团队还从菌种库中挖掘出了多株具有益生功能的乳酸菌。利用人工智能策略，基于乳酸菌全基因组数据，张和平团队建立了益生乳酸菌精准筛选模型及可视化平台iProbiotics，并基于自建的模型和平台筛选和开发了植物乳杆菌P-8、植物乳杆菌P9、鼠李糖乳杆菌Probio-M9、乳双歧杆菌V9、乳双歧杆菌Probio-M8等28株益生乳酸菌，涉及的益生功效包括免疫调节、肠道菌群调节、降血脂、抗氧化、改善神经系统功能等。

并且，这些原创性益生菌菌株已在北京科拓恒通生物技术股份有限公司、内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司、华润江中制药集团有限责任公司等国内大型企业实现转化。

表1 张和平团队开发的代表性益生菌菌株

不仅如此，张和平团队还对部分益生菌进行了一些有趣的探索性研究。比如，2020年5月5日，鼠李糖乳糖菌Probio-M9便幸运地跟随长征五号去太空周游了一圈，以探究太空诱变菌株与地面菌株的差异。

打好基础，不断创新，这种精神成为了支持张和平团队在探菌路上的重要支撑，支持着这支科研团队解密一株又一株乳酸菌背后的秘密。

一系列临床试验数据，为小小的乳酸菌提供了强有力的支撑。

2019年，mSystems杂志发表了乳双歧杆菌V9的临床研究文章，表明它或可通过促进SCFA的增加，影响肠-脑轴对性激素的调控，进而缓解多囊卵巢综合征。

2021年，国际知名期刊Cell Metabolism刊登了干酪乳杆菌Zhang可减缓急性和慢性肾脏疾病发展的研究。在一项纳入62名3~5期慢性肾病患者的1期安慰剂对照试验中，补充该益生菌能减缓肾功能衰退，且安全性好。

2021年，Microbiology Spectrum杂志发表了Probio-M8缓解哮喘患者症状潜在机制的研究。

从肠内到肠外，从菌株到菌群，张和平团队正在全方位挖掘乳酸菌菌株的潜力，不断积累益生的科学证据。

要将具有益生功效的乳酸菌带给大众，做基础研究和临床试验还远远不够。

乳酸菌产业化生产是让乳酸菌跳出实验室，拥抱市场的重要一步。尤其是益生菌的活性对于功能发挥至关重要，因此在生产过程中必须要保持菌株的活性和稳定性。

为此，张和平团队进行了一系列技术研究，并成功研发出三大关键产业化技术——代谢调控培养技术、制剂活性加工技术、常温贮藏稳定技术。通过调控菌株生长关键点、解析菌体衰亡机理改善、优化配方和调控气体等方法，大大提高了益生菌的活性。

此外，团队还积极研发乳制品加工技术、乳酸菌活性代谢产物加工技术。

图4  投资1.5亿科拓生物益生菌加工生产工厂

当前，张和平团队研发的多个代表性益生菌菌株已投入生产并进入市场，出现在酸奶、乳酸菌饮料、奶粉、益生菌膳食补充剂等各类产品中，令万千消费者受益，成功实现产业转化（图4）。

而在科学守门人张和平及其团队的支持下，科拓生物已于2020年7月正式登陆深交所，成为“中国益生菌第一股” （SZ 300858），并计划在呼和浩特和林开发区建设新的研发和生产基地，预计投入20亿，建成后将是中国最大的乳酸菌系列产品研发和生产基地，将极大带动我国乳酸菌相关产业科技和经济高质量发展。

千里之行，始于足下。二十多年寻菌之路艰辛迈出的每一步，才令我们今天可以在酸奶等多种产品中享有中国人的乳酸菌，这既得益于张和平团队的坚持，也彰显出一代又一代科研人的坚守。

张和平及其团队的探索并未止步于此，他们有着更大的雄心壮志——未来5年内：

1. 收集保存更多的乳酸菌资源：分离收集不少于5万株乳酸菌资源，完成3万株乳酸菌基因组测定，整合全球公共数据库乳酸菌基因组数据，建立不少于10万株全球最大的乳酸菌基因组数据库和AI分析平台。

2. 挖掘新型乳酸菌发酵剂菌种：基于基因组数据，建立人工智能乳酸菌发酵剂精准筛选技术和多菌株互作分析模型，筛选用于新型发酵乳制品生产的乳酸菌发酵剂菌种。

3. 筛选益生菌并阐明益生机制：基于中国不同人群肠道菌群数据库和乳酸菌基因组大数据，利用人工智能精准筛选技术，通过动物模型和临床研究，明确益生菌治疗多种代谢性疾病的作用的肠道靶点和肠-X轴对人体多器官的调控作用，精准筛选具有不同功能特性益生乳酸菌株，用于特医食品和乳酸菌活菌药物的研究开发。

4. 建设研发和技术输出基地：围绕乳业、大健康产业、动物微生态制剂、活菌药物等成为国内最大的研发和技术输出基地。

道不可坐论，事不能空谈。实现“中国梦”离不开“科技梦”，科技梦则是一代又一代科技工作者的共同追求。

对于张和平团队而言，“中国菌”就是他们的科技梦。