旅居空間站的益生菌即將“回家” 它們和地球上的“兄弟”還一樣嗎

來自雲南的22株乳業鮮活菌與航天員一同進入太空3個月後，即將返回地球。神舟十二號載人飛船2021年6月17日9時22分飛向太空，成功進入天宮空間站。22株乳業鮮活菌與航天員一同進入太空，其中11株已進行國家菌株專利登記保藏。益生菌隨“神舟”飛天，在普通人看來是件新鮮事兒，而在專業人士看來，把太空當作“實驗室”，無論從科研角度，還是從乳業發展角度，都有着重要意義。

益生菌對生存環境要求極為苛刻

益生菌一詞最早來源於希臘語，意思是“對生命有益”，指可改善宿主（如動物或人類）腸內微生態的平衡，並對宿主有正面效益的活性微生物。時至今日，益生菌可以説成為“全民保健品”，種類繁多，能滿足不同年齡階段人的需求。科學、適當補充益生菌對人體有益。

據瞭解，益生菌對生存環境要求極為苛刻。如抗過敏益生菌主要以雙歧桿菌和乳桿菌作為主要菌種，其中雙歧桿菌屬於厭氧菌，對氧的敏感性較強，最適合生長於37—41℃的環境當中，最低生長温度應保持在25—28℃,pH值應保持在6.5—7.0，高於8.5或低於4.5均不適宜存活。乳桿菌屬於微厭氧，比較適合在5%—10%一氧化碳環境當中生長，最適宜的生長温度在30—40℃，pH值應保持在5.5—6.2，在pH值為3.5左右，仍然可以生長，但活性會嚴重下降。但如果温度高於40℃，益生菌可能就會較快死亡。

華潤江中製藥集團有限責任公司的益生菌曾參與長征5號B火箭相關太空試驗，該公司研發部總經理劉文君告訴科技日報記者，益生菌都是從大自然中分離出來的，如奶製品、健康母乳等，分離出來之後保藏再進行鑑定。“分離出來後的益生菌在低温環境下會處於休眠狀態，凍存在安瓿管中放置於零下80℃的冰箱內，長的可以存活10—20年，有的則會短些。”劉文君説。

益生菌“上天”為的是更快變異

在太空中，菌類會發生變化，如沙門氏菌在太空微重力環境中會變得更強壯，毒性更強。

“太空中微重力的環境和輻射都會導致益生菌發生變異，讓其富有特定功能。”劉文君説，益生菌在太空環境裏需要一定輻射劑量去誘變。“飛行的距離和時間都有關係，時間距離越長，輻射越大，如長征5號B火箭益生菌試驗倉裏的輻射當時已經達到128rad/si。”劉文君説。

“菌種的變異是一個十分漫長的過程，在地球環境中幾百年才會出現變異，但在太空裏或許幾天就能實現，換句話説，藉助太空能加快育種步伐。”乳品專家曹明是認為，益生菌“上天”是具有科學探索價值的“搭車”試驗。

益生菌“上天”後除了會變異還會影響活性嗎？2016年4月，在太空探索技術公司的“天龍號”飛船上開展了益生菌膠囊儲藏試驗。方法是將同樣的膠囊分成兩組：一組“上天”，在國際空間站上停留一個月；另一組老老實實地在地面儲藏一個月。實驗完成後，對兩組益生菌膠囊進行分析。結果證實，國際空間站的膠囊中，活性益生菌數量與地表膠囊中的益生菌數量相當，説明太空環境對益生菌沒有明顯影響。《天文學報》曾刊登一篇來自美國國家航空航天局約翰遜宇宙中心多位科學家研究文章，該研究表明，益生菌至少一種菌株可在太空微重力環境下表現出的功能與在地球上一樣，可維持腸道內菌羣平衡。

菌種返回後會接受針對性篩選

將益生菌送上太空做實驗，這是為何？事實上，由於國內乳酸菌產業相對起步較晚，目前國內乳品企業生產酸奶大多使用進口品牌的乳酸菌菌種，菌種採集、培育、分離技術都是由外國企業壟斷。

據瞭解，此次“上天”的菌種來自皇氏來思爾乳業。在培育“民族芯”菌種之後，該企業並沒有停止對於菌種的探索，現已從雲南本土採集多樣性微生物1008個樣本中篩選出10400株本土原生代菌株，已對8040株菌種經16srRNA測序鑑定，有50多株具備開發潛質，通過科技創新自主選育了9株乳酸菌菌株並進行技術轉換應用於生產。

“菌種進行空間育種返回後，我們會對菌株進行發酵特性、風味特性、具有益生功能的代謝產物及遺傳穩定性等方面進行針對性的篩選，以獲得更優質的乳酸菌菌種。與此同時，通過研究具有不同特性的菌株間的共培養髮酵系統，開發出更具特色化的、適合中國人體質的產品。”雲南省乳製品發酵工程技術研究中心主任馬萬平介紹。

馬萬平説，本次參與中國載人航天工程開展太空育種科研項目，就是為了利用太空特殊的環境誘變作用，使菌種產生變異，再返回地面培育微生物新菌種，促使我國益生菌菌種選育取得一些突破。