科创中国

行业领域

生物与新医药技术

需求背景

随着益生菌消费市场的火爆以及生产工艺的日趋成熟，活性益生菌数量高低正在成为品牌争夺市场的利器。社会与权威机构同样关注益生菌活性，将益生菌“活性”的相关话题推到了风口，引发社会大量关注，对未来益生菌产品开发趋势产生深远影响。

数据显示：2017年我国益生菌行业市场规模为553亿元，到2020年便增长至880亿元。在我国城镇化率上升，大健康以及居民消费升级的背景下，预计2022年我国益生菌行业市场规模将突破千亿级规模，达到1065亿元。

众所周知，益生菌产业化技术是益生菌产品开发和应用的关键。而在益生菌生产过程中存在的研发和生产人员的专业度不足、生产效率低下、制备技术和设备落后、生产环境不达标等多方面因素很容易造成菌粉活菌数不达标，批次间稳定性不可控和质量无法得到保障，最终导致产品不能用于产业化制造。

目前，国内部分益生菌原料生产企业逐步推出基于工艺优化的规模化智能制造策略，攻关生产关键核心技术的突破，围绕如何提高发酵过程中的“高密度、高活性、高稳定性”等问题，从培养基选择、生产条件完善、后处理工艺优化、保护剂深层次筛选、冻干工艺升级等方面系统优化益生菌生产制造过程，并基于现代智能调控手段和控制技术，将大大提升益生菌生产工艺的稳定性、提高生产效率、规模化技术的示范，从而有效提升益生菌原料品质，降低原料的成本。

需解决的主要技术难题

目前益生菌微生态制剂以主要活菌的形式制成产品，但由于运输、存储等因素会大大降低产品活菌数，如何最大程度上保证货架期内活菌数是制约微生态制剂的关键因素之一

期望实现的主要技术目标

开发高活性益生菌制备工艺，提高益生菌货架期内存活率，在不改变原有活菌添加量的基础上（1010CFU/g），保证货架期内活菌数保持在（5×108-1×109CFU/g）

需求解析

解析单位：“科创中国”生物医药产业科技服务团（中国微生物学会） 解析时间：2022-11-29

郭美锦

华东理工大学

教授

综合评价

益生菌是指一类对人体健康有益的菌及含有这类菌的制剂，当服用一定量时，能明显的改善人体机能，促进机体健康。主要有乳酸菌属、双歧杆菌属和链球菌属。随着人们生活水平及对健康的要求提高，益生菌得到了较大的发展，但由于益生菌来源的特殊性，其对营养环境要求较高，加之益生菌剂要达到益身作用，摄入的益生菌数必须达到一定数量，因此益生菌的工业化应用面临着许多挑战。目前，工业上，益生菌主要采用分批发酵的方式进行生产，这种发酵方式由于受到自身发酵产物及营养物等因素的限制作用，产率和效率都较低。 本项目提出了以好氧型链球菌为对象进行高效制备的技术需求，即要获得菌量多且活菌质量好的生产技术工艺，目标比较明确。该好氧型发酵与厌氧微生物如双歧杆菌和兼性厌氧微生物如乳酸菌等具有明显不同的生产工艺，好氧菌发酵需要控制溶解氧（DO）在临界值之上，而厌氧发酵却要采用ORP控制发酵过程。因此，技术需求比较明确，建立好氧益生菌的高效制备发酵技术。

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