益生乳酸菌具有重要的生理活性，已成为国内外相关领域的研究热点，在食品、药品等多个领域具有广泛的应用，但我国益生菌及其相关产业的发展明显落后，究其原因主要是缺乏自主知识产权的菌种，缺乏菌种系统特性的功能解析，缺乏益生菌及其产品产业化的关键技术。本项目在国家"863"计划、科技支撑计划等国家和省部级课题支持下，通过产学研合作，从益生菌菌种资源库的建立出发，形成了以益生菌高效筛选、功能评价、遗传与功能机制解析、益生菌与环境互作和益生菌制备及应用关键技术为主线的研究体系，获得了一批具有自主知识产权的优良益生菌并进行了产业化应用。主要创新如下： 1、功能性益生乳酸菌高效筛选与功能评价：①构建了益生乳酸菌菌种库，现存菌株超过3200株；②形成了一套筛选优良益生乳酸菌的方法体系，在拮抗致病菌和调节肠道菌群、缓解重金属毒性、缓解代谢性疾病、丰产胞外多糖和免疫调节等方面建立了8种益生乳酸菌高效筛选模型，获得了20多株优质益生乳酸菌菌株，11株已获得发明专利授权；③对益生菌的功能特性做了系统研究与评价，并发现新型乳酸菌抗菌肽2种、降高血压胞外多糖1种、免疫调节胞外多糖2种，完成抗菌肽和胞外多糖的结构解析、量效、构效关系研究。 2、优良益生菌组学研究与功能解析：完成5株优良益生乳酸菌全基因测序，并在Genbank注册公布；通过比较基因组学和蛋白质组学研究，从基因水平揭示了植物乳杆菌ST-III耐酸、耐胆盐机理及降低胆固醇机制；确定了干酪乳杆菌胞外多糖合成控制基因，阐释了合成调控机制；从益生乳酸菌与宿主相互作用的角度，分析了益生菌对宿主黏附和免疫调节作用的机理；从分子水平揭示了益生菌缓解重金属毒性的作用机理；从细胞和分子水平上揭示了环境因子对益生菌的胁迫与应激机制和作用机理；完成了相关菌株的蛋白质组参考图谱，标志着我国益生菌研究已深入到基因组学和蛋白质组学水平。 3、益生乳酸菌制备及应用关键技术：①设计了微滤膜浓缩器-发酵罐偶联生物反应器，实现益生菌高密度培养达10~10cfu/mL以上；②提出了益生乳酸菌预培养和冷激处理策略，设计了益生菌冻干复配保护剂，创造了利用实时压力变化和露点变化判定益生菌冻干结束点的新方法，实现菌体冷冻干燥存活率达90%以上；③开发了液氮深冷造粒乳酸菌高浓缩直投式发酵剂设备及其工艺，实现菌体存活率达94%以上，且活性较冻干粉显著提高；④开发的直投式冻干菌粉活菌数达5×10~11cfu/g；⑤开发上市益生菌乳制品健能AB100益生菌发酵乳、畅优植物乳杆菌优酪乳（含饮品）两大系列，16种产品。 项目获得授权中国发明专利24项，国际专利1项，申请中国发明专利37项，国际专利8项；发表科研论文170多篇，SCI收录71篇，综合技术水平达到国际先进水平。 项目技术成果整体在光明乳业股份有限公司实现产业化应用，2011年至2013年累计新增产值36.38亿元，新增利润5.85亿元，新增税收1.14亿元，打破了乳品行业发酵剂长期依赖进口的局面，增强了企业的核心竞争力，对促进行业科技进步和健康发展具有重要而深远的意义。