乳酸菌智能化筛选及其应用研究进展

来源：中国食品学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：韩鑫，刘欣欣，张瀚文，张文羿

单位：韩鑫内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室 呼和浩特 010018,刘欣欣内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室 呼和浩特 010018,张瀚文北京大学深圳研究生院 广东深圳 518055,张文羿内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室 呼和浩特 010018,zhangwenyizi@163.com

摘要：乳酸菌因在食品发酵、肠道健康调控及生物制造等领域具有重要应用价值，其功能性菌株的精准筛选已成为微生物研究的重要方向。然而，传统筛选策略依赖表型测定与分子鉴定，存在通量低，周期长，难以构建基因型-表型关联等局限，进而难以满足当代大规模菌株开发的需求。随着高通量自动化、多组学技术及人工智能的迅速发展，乳酸菌筛选体系正加速向智能化、系统化方向演进。本文系统梳理乳酸菌智能化筛选的关键技术体系，包括自动化与微流控平台在大规模表型采集中发挥的作用，基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学在解析菌株功能潜力与生态互作中的价值，以及机器学习与深度学习在功能预测、关键基因识别与多组学整合分析中的创新应用。研究表明，智能化筛选在提升功能菌株挖掘效率方面显现出优势，推动菌株开发由经验驱动向数据驱动转变。然而，当前智能化体系仍面临跨组学数据整合标准不一，模型可解释性不足，智能平台成本较高及产业化落地有限等问题。未来应进一步推动多源数据整合方法的规范化建设，提升人工智能模型的泛化能力与可解释性，并加强自动化设备、单细胞技术与智能算法的深度融合，以构建高效、精准、可推广的乳酸菌智能化筛选体系，为食品工业、精准营养与微生态健康干预提供更加可靠的技术支撑。

关键词：乳酸菌; 智能化筛选; 高通量技术; 多组学分析; 人工智能

基金资助：内蒙古自治区高等学校创新团队发展计划(NMGIRT2411)；中央引导地方科技发展资金(2024ZY0168)