“李老师，我们是福建莆田的一个茶场，买主说我们的茶叶磷酸聚酯超标了，怎么办？”、“李教授，我们是北京大兴的果园职工，农林局说我们果林土壤里有DDT残留，有什么办法解决吗？”这些天，南京农业大学生命科学学院博士生导师李顺鹏教授不断接到来自全国各地的求助电话。令他在全国名声大震的，是他背后的微生物实验室里的500多种可降解不同农药物质的高效微生物菌株。这些不为肉眼所见的微生物，为绿色农业创造了惊人的经济效益：6年来，全国300多万亩农田的使用表明，6000万元的投入，为农户增加了5个亿的收入。李顺鹏和他的课题组首创的具有自主知识产权的“高效农药降解菌技术”，刚刚荣获“2005年全国科技进步二等奖”。
菌株库规模世界第一
南京农业大学的农业部重点微生物实验室里，拥有500多种菌株的菌株库，规模堪称世界第一。但是，寻找这些农药高效降解菌株，却需要去自然环境最恶劣的地方。实验室工作人员介绍，河南、山东、安徽等地的小化工厂、小造纸厂周边的河流、土壤，正是他们寻觅农药降解菌株的好地方。因为这些地方的自然环境被破坏得最严重，在这样极端恶劣的自然条件下能够存活的细菌，大多可以产生“酶促反应”，降解对自身生长有害的化学物质。
20多年来，每一批新学生来李顺鹏这里上专业课，入门作业就是去荒郊野外寻找菌株，然后带回实验室来培育。截至目前，在这个微生物实验室里，已经分离并提纯了500多种适合不同化学物质的细菌。实验室的60多名研究人员积年累月地研究，不仅搞清了相关农药的降解方式、酶的种类和基因定位，还掌握了农药残留降解菌剂批量生产的技术。李顺鹏教授说，这一套菌株分离、培育和大批量生产的技术，在全世界也称得上是首屈一指。
农民眼中的“增收福星”
托实验室的科技成果，李顺鹏带领的课题组在南农建立了国际上第一条高效降解菌剂生产线，年生产能力超过2000吨。这条生产线上下来的产品，成了农民眼中的“增收福星”。
课题组成员、南农微生物系崔中利教授说，某地区的土壤或是农产品里残留什么类型的化学物质，技术人员必须对症下药，在菌种库中寻找最合适的菌剂，然后在生产线上迅速进行大规模培育，这些菌剂被撒到土壤里，就能达到高效快速降解农药残留的目的。
数据显示，目前我国耕地农药利用率普遍在20％左右，大量农药残留在土壤里。南农的降解菌剂对土壤中有机磷、氮、菊酯等主要农药的去除率均在80％以上，对甲胺磷的去除率超过95％。而降解菌本身并无二次污染，降解产物不过是二氧化碳和水。
1999年，李顺鹏带领的团队开始在江宁的土桥镇连续使用自己配制的菌剂，3年后，这里生产的无公害大米经中国绿色食品测试中心检测，无农药残留，达到出口标准，获得绿色食品证书。眼下，使用了微生物降解菌剂的绿色大米，市场售价高达每公斤6元。其他的农产品也因为菌剂的使用而身价陡增。江宁区农业局农艺师傅力斌介绍，以前农户家里的草莓一斤只能卖3块多，现在用了微生物降解菌，有了绿色品牌，一斤卖十几块还有人抢着要，一亩地的收入也从原来的五六千元一下子上升到了两三万元。测算数据显示，农户每投入1元去降解农药残留，就能带来超过8元的高额回报。
助推生态农业发展
近年来，我国部分农产品因农药残留等问题，屡屡遭遇出口壁垒，全国去年有100多亿元的出口农产品受到限制。李顺鹏教授说，上世纪80年代初期广泛使用的DDT、666等高毒高残留农药，眼下依然残留在田间地头，自然降解需要48年！解决这些问题，只有靠高效低成本的微生物降解途径。
李顺鹏教授说，明年开春后，年产量3000吨的新微生物发酵工厂将建设完成，未来还将考虑和有资金、有市场优势的企业合作，共同将微生物农药降解技术推广到每一家农户中。
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对微生物的作用
茶叶具有直接杀灭和抑制有害微生物的作用。据国内外科学家的大量实验结果，茶叶中的儿茶素类化合物和茶黄素类化合物对许多肠道有害细菌都有很强的抑制作用。陈宗懋等总结了国内外大量茶叶抑制肠道有害微生物生长和防治的实验结果，总结出绿茶中的儿茶素类化合物及红茶中的茶黄素类化合物对肠道中有害微生物的最小发育阻止浓度（MIC）大多为400～500微克／克，也有部分大于1000微克／克。如果每天饮茶3～5克，就会有200～350毫克的ECC和EGCG进入体内，虽然在进入肠道前有部分会被分解，但至少会有100毫克茶多酚的ECC和EGCG进入肠道，这个剂量远高于上述MIC浓度，所以茶叶中的有效成分具有中和有害细菌所产生的毒素的作用。
茶叶对肠道中有益微生物的生长和繁殖具有促进作用。在有益细菌中，双歧杆菌是最主要的一类细菌。茶叶中的有效成分对双歧杆菌有促进生长和繁殖的功效。日本曾对8名（男女各4名，年龄为22～48岁）健康志愿者进行实验，实验期间，每天服用1.2克茶多酚，连续28天，在实验前和实验进行中以及实验结束后连续取粪便进行分析，结果表明，服用茶多酚后，有害细菌数量有明显下降，有益细菌数量有所上升。粪便pH值明显下降，这就增强了肠道的蠕动，抑制了肉毒杆菌等有害细菌的生长发育。肠道内醋酸、丙酸、丁酸等挥发性短链脂肪酸含量有明显增加，这也反映了肠道内乳酸菌等有益微生物的数量在增加。另外，肠道中吲哚、乙酚、甲基吲哚、对甲酚和氨等有害细菌的代谢产物有明显减少，同时发现实验人群的排便也较对照组人群正常。因此，茶叶中有效成分可以明显改善肠道微生物的结构，增强肠道的免疫功能。
各种实验还表明，茶对致龋细菌、肉毒芽孢杆菌、肠炎杆菌、金黄色葡萄球菌、荚膜杆菌、蜡样芽孢杆菌、志贺氏细菌、艾滋病毒等也有显着的抑制作用。
普洱茶与微生物
生物界是由动物界、植物界和微生物界三界构成的。日常生活中人们往往很少注意微生物界，然而，微生物给生活带来的影响又是极其重大的。在茶叶大家族中最奇特，与微生物关系最密切的就是普洱茶。 普洱茶的神奇，一方面是普洱茶历经沧桑，伴随茶马古道产生神秘的茶的故乡——彩云南。云南有着丰富的大叶种茶树资源和多民族饮茶习俗及民族风情。关于这方面，国内外崇尚普洱茶的研究人员、文人、商人、和爱茶人，都从不同的角度展开了研究和阐述，推动了普洱茶的健康发展。然而，在新世纪，科学、客观地宣传和发展普洱茶，了解与普洱茶相关的微生物的知识是必要的。我们研究表明，在普洱茶的品质形成中微生物起了重要作用。可以这么说，没有微生物就没有普洱茶。我们知道，有益的微生物对人体的作用表现在普洱茶上主要有两方面：第一是形成普洱茶良好品质的特征，甘滑、醇厚和陈香等特点；第二是代谢有益物质于普洱茶中增强普洱茶保健功效，形成茶类中的特色茶。在这里，让我们一起像探寻茶马古道一样，走进微生物的世界重新认识云南的普洱茶。 云南普洱茶渥堆过程中的主要微生物有黑曲霉、青霉属、根霉属、灰绿曲霉、酵母属、细菌类。细菌数目极少，没有发现有致病细菌。这些微生物中，有黑曲霉、酵母菌、根霉属在不同的环境条件下或加工过程中优势地位交替变化，由于优势菌群在不同阶段的作用，最终形成了目前现行厂家不同的多样性的普洱茶。 黑曲霉与普洱茶 黑曲霉是一种低等真核生物，作为世界公认的安全可食用性，在工业生产和学术研讨中占有重要的地位。作为参与普洱茶品质形成的重要菌种，研究其生命周期极其代谢产物变化有着重要意义。 在普洱茶大生产发酵渥堆过程中，黑曲霉数量始终处于优势地位，黑曲霉数量始终处于优势地位，黑曲霉可以生产胞内、胞外两类霉，有20种左右的水解霉，其中葡萄糖淀粉酶、纤维素酶和果胶酶，可以分解包括多糖、脂肪、蛋白质、天然纤维、果胶和非可溶性化合物等有机物。水解产物大多为单糖、氨基酸、水化果胶和可溶性碳水化合物，使茶叶内含有效成分易于渗出、扩散，为增强茶汤的滋味和形成普洱茶干滑、醇厚的品质特色奠定了坚实的物质基础。所以说，在普洱茶发酵过程中黑曲霉代谢产生的有机酸和酶对普洱茶品质的形成有着重要的作用。并且在普洱茶渥堆过程中黑曲霉始终是以优势菌群作用于普洱茶。 青霉属与普洱茶 在普洱茶渥堆过程中青霉产生多种酶类及有机酸，同时，产黄青霉代谢产生的青霉素对杂菌、腐败菌可能有良好的消除和抑制生长作用。因此，我们认为产黄青霉对普洱茶醇和品质的形成有辅助作用。 根霉菌与普洱茶 根霉菌的淀粉酶活力较高，能产生有机酸，还产生芳香的酯类物质，但由于分泌果胶酶能力强，普洱茶在渥堆中茶叶软化也与该霉滋生有关。在渥堆中的每个阶段，控制好适当的温度和湿度，提高根霉菌的比例，有利于普洱茶粘滑和醇厚品质的形成。 灰绿曲霉与普洱茶 该菌种会使食品腐烂变质。生产中应尽量避免菌群的滋生。经试验可知，在大生产中出现得较多，而模拟、灭菌渥堆试验加工的普洱茶中出现的很少，后期消失。因此，控制堆温、改善制茶环境卫生有利于纯正普洱茶品质的形成。 酵母属与普洱茶 酵母属是普洱茶品质形成的重要菌种。 在普洱茶渥堆中，由于湿热作用为酵母菌的代谢活动创造了良好的环境，增强了酶的活性，同时也给茶叶的化学成分变化提供了热源。加之霉菌能利用各种多糖作为碳源进行糖代谢，并产生大量的多糖和单糖，为酵母提供足够的营养后迅速繁殖。当提供有利于酵母菌滋生的环境，使其迅速繁殖，加工中茶叶的品质表现为香甜、醇滑的特点。可见，普洱茶甘甜、醇厚品质特点的形成直接与酵母菌消长相关。也就是说，普洱茶所表现出的陈香、醇、甘、滑等品质特点与发酵过程中的优势菌种是分不开的。 在发酵过程中，大分子碳水化合物被分解成小分子的糖及可溶性糖，可溶性糖是构成普洱茶汤滋味和粘稠度的重要物质，同时，表现在感官上所谓的“甘”。茶叶中所含蛋白质占物质量的15%~30%，经加工后分解为多种氨基酸，赋予茶汤营养及新鲜口感；芳香物质及糖类经复杂生物化学反映产生萜烯醇化合物，并表现出陈香味；茶多酚是茶叶中最有特征性的物质，发酵后形成的茶色素，赋予茶汤独特的颜色以及普洱茶古朴的红褐叶底色泽。 由此可见，酵母菌在普洱茶品质形成过程中起着重要的作用。如果在普洱茶渥堆过程中数量控制得当，可以增加普洱茶的有效营养物质以及对人体有保健作用的物质，赋予普洱茶区别于其他茶类的有独特疗效的品质特点，而且有利于形成普洱茶甜、醇、香等品质风格。但是，如果控制不当，则会形成辣、刺、叮、麻、挂、锁、酸等不利的物质，影响和降低普洱茶的品质。所以，良好普洱茶具有的甘滑、醇厚、活顺、陈香等品质特点与酵母在普洱茶渥堆中的作用有密切的关系。 细菌与普洱茶 在普洱茶渥堆过程中，细菌数目极少，没有发现致病细菌，这是各种微生物之间拮抗作用的结果。如酵母和霉菌的大量繁衍，能抑制细菌的生长。同时，国内外研究表明，茶叶中的茶多酚也能抑制对人或动物有致病性的细菌的生长繁殖。 在普洱茶渥堆过程中，除上述几种微生物外，还有少量和极少量未检出的微生物。结合普洱茶渥堆过程中主要微生物的消长变化与品质关系的研究结果可知：普洱茶制作过程中微生物的菌种变化是极其复杂的。从不同处理比较分析可知，黑曲霉始终处于优势地位，酵母菌的总数居次，细菌数目极少，没有发现有致病细菌。在普洱茶渥堆过程中，这些微生物都对普洱茶的品质形成产生作用。有的微生物自始至终对普洱茶品质形成发挥着重要的作用，有的微生物是在普洱茶加工的某一阶段发挥着形成普洱茶独特风格的作用，有的微生物则不利于普洱茶品质的形成。因此，在普洱茶加工过程中从原料入手，研究普洱茶品质形成的水热条件，分析普洱茶渥堆过程中微生物的生理特性是揭示普洱茶品质形成机理的核心内容。 微生物生命活动和代谢产物是普洱茶形成的重要因子。在渥堆的过程中，由于湿热作用为微生物的活动和代谢创造了良好的条件，同时也给茶叶的化学成分变化提供了热源，加强了酶系活动。又因霉菌能利用各种多糖作为碳源，进行糖代谢，产生大量的多糖和单糖，为酵母提供足够的营养后迅速繁衍，酵母和霉菌的大量繁衍，抑制了细菌的生长。同时，这些微生物所分泌的酶对茶叶内含成分进行了各种各样的转化作用。由此可见，良好普洱茶具有的甘滑、醇厚、活顺、陈香等品质特点与黑曲霉和酵母在普洱茶渥堆中主从优势有密切的关系。 总之，在微生物作用、酶促作用和湿热作用下，茶多酚的氧化、缩合，蛋白质和氨基酸的分解、降解，碳水化合物的消耗与分解以及各产物之间的聚合、缩合等一系列反应，使得色泽黄绿、滋味纯正尚涩、香气清鲜纯正的晒青毛茶转变为色泽红褐、滋味纯正回甘、香气陈醇的普洱茶。所以，微生物是云南普洱茶品质形成中起决定性作用的重要因子。这也是科学地证实了普洱茶独特品质形成和独特的保健功效与微生物是分不开的。
