文/冯海波

[导语]

在影响食品安全的三大要素中，微生物是最重要的因素。根据统计，我国60%以上的食物中毒都是由致命微生物引起的。为此，中国工程院院士、广东省科学院微生物研究所（以下简称“省微生物研究所”）名誉所长吴清平带领科研团队开展深入研究，以“大数据—菌种基因—新靶标—控制关键技术”为主线，构建了中国食品微生物安全科学大数据库，有效解决了我国食品微生物安全的重要技术问题，显著提升防控效率，使微生物污染率下降90%以上。“中国食品微生物安全科学大数据库构建及其创新应用”项目获得2021年度广东省科技进步奖特等奖。

建立菌种保有量12万株的食品微生物安全资源库

吴清平院士表示，在食品安全领域，微生物问题是长期存在的问题，微生物危害是食品安全的首要威胁。一直以来，我国食品微生物安全中存在着核心种质和系统组学大数据缺乏、高毒力持留基因型(HVPG)危害与传播规律不清、高通量靶向HVPG检测和控制技术与装备亟须突破、不同食品行业的HVPG精准防控技术体系尚未建立等一系列关键问题，制约了我国食品安全体系建设。

面对潜在的安全风险，如何建立高效的控制机制，实现对微生物的精准识别？自2007年起，吴清平院士带领团队展开系统性科研攻关，希望通过构建食品微生物安全科学大数据库，解决食品卫生安全的问题。经过10多年的努力，团队按照东北区、华北区、华南区、中南区、西南区和西北区六大区域，进行了大范围的采样以及综合分析；在此基础上，构建了风险识别数据库、菌种资源数据库、分布数据库、全基因组数据库、条码指纹数据库、溯源追踪数据库等6个数据库。通过数据库，可以呈现中国食品微生物安全整体风险水平，以及发现主要污染的致病微生物。

吴清平院士介绍，多年来团队成员采集了一手微生物样本4.5万余份，足迹遍布全国；随后的菌种分离鉴定同样工作量巨大——建立起菌种保有量达12万株、单库体量国际最大的食品微生物安全与健康菌种资源库。“建成的单库风险识别数据库是全球最大的，菌种量是最多的，单库的测序量也是最大的。原来我国是以菌种为识别单位的，这次深入到了基因型的水平进行识别，使得我们可以更加清晰地认知到我国面临的主要食品微生物安全风险。”

推动食品安全精准防控及产业化应用

科学大数据库的建立，为进一步开展微生物研究与产业应用提供了良好的平台。在此基础上，吴清平团队着力推动从大数据库构建到产业防控应用的系统性探索，研发了食源性致病菌和病毒的高通量快速检测技术及检测芯片，推动相关产业实现检测全覆盖。系统探明了HVPG的主要型别，明确了我国食品安全防控的关键；阐明了主要HVPG持留和危害形成机制，实现了产业链中精准溯源。同时，创制了系列靶向HVPG高效控制技术，提高控制效率1～2倍。

针对不同食品行业加工技术，吴清平团队与全国食品行业龙头企业开展深度合作研究，创建了不同行业的HVPG精准防控关键技术和体系，开创了应用科学大数据解决关键问题的新模式。安全控制技术覆盖了我国主要食品产业链，使微生物污染率下降了90%以上，为食品安全保障提供了强有力的支持。食品企业可以在生产加工链条中设置关键控制点，并在该点建立数据库。当企业数据库与中国食品微生物安全科学大数据库进行链接时，在线监控系统就能自动识别风险水平，为企业控制生产环节提供参考。

全面提升我国食品产业微生物安全保障水平

食品工业是我国第一大制造业，保障食品安全是食品工业发展的根本。吴清平院士2021年获得省科技进步奖特等奖的项目实现了我国多个首次：首次建成我国最大、具代表性和国际影响力的食品微生物安全科学大数据库，明确我国大宗食品及产业链中系统风险；首次建成具有代表性及组学信息特征的标准菌种资源库，打破了发达国家对于核心菌种的垄断；首次挖掘出特异性分子靶标184个，摆脱了对国外检测靶标的依赖，同时检测灵敏度提高5～10倍、检测时间缩短70%以上……

该项目成果已推广至全国6000余家食品企业。在广东，近三年有10家应用该成果的单位新增销售额109.09亿元，新增利润15.70亿元。该项目的实施，创制出不同食品行业微生物安全靶向高效防控关键技术与体系，全面提升了我国食品产业微生物安全保障水平，相关成果明确了我国食品安全防控的关键，实现产业链中精准溯源；所建立的微生物溯源系统向企业等专业用户开放，能够帮助用户快速了解病菌的基本信息及防控知识；引领了国家食品微生物核心种质和科学大数据创制，领衔建立了国家微生物种业战略创新联盟，并在脱贫攻坚与乡村振兴中发挥了重要作用。

吴清平院士表示，下一步，其团队将继续完善食品微生物安全科学大数据库，将数据库进一步延伸到农业微生物、环境微生物、医药微生物、大气空间微生物、水生微生物、海洋微生物等领域，计划在未来5年将菌种保有量提升至20万株，10～15年提升至100万株。届时，数据库的菌种保有量将占全球总菌种量的30%左右，进一步提升我国微生物科学研究和产业水平。