“微生物” 不是 “想驯就能驯”

在生物技术的奇妙世界里，微生物驯化这一领域充满了未知与挑战。从定义上讲，微生物驯化是通过系统性环境调控提升微生物适应能力的生物技术，涵盖自然驯化与人工干预两类路径 。然而，这一过程远比想象中复杂。

在食品工业领域，看似简单的开放式发酵体系，实际上是通过复杂基质环境实现菌群协同驯化。例如新希望乳业在 2021 年运用理塘本土菌株开发 “初心” 酸奶，其背后是一系列复杂的操作。团队在四川、云南等地采集样本后，需设置温度梯度（-196℃至 50℃）和 pH 梯度（2.5 - 8.5）进行适应训练，最终才筛选出耐酸、耐低温特性菌株。即便如此，这也只是初步筛选，后续还要模拟人体肠道环境（37℃恒温、蠕动频率模拟）筛选更适合中国消费者体质的益生菌。这一系列操作需要大量的时间、人力和物力投入，且每一步都面临诸多不确定性。

环境工程领域采用的梯度刺激策略同样艰难。以氢自养微生物研究为例，需要通过 5 个驯化周期逐步提升硝酸盐浓度，每个周期实施 24 小时环境压力刺激，同时维持 do≤1mg/l 的厌氧条件，结合 co₂和 nahco₃混合碳源构建弱酸性环境。经过如此复杂且精细的操作，才成功将氢气利用率提升至 43.4%，并且群落多样性呈现规律性衰减，out 数量减少 89%、shannon 指数下降 84%，最终形成以嗜酸菌属（占比 76.3%）为主导的功能性菌群。

污水处理领域也不轻松。其标准流程包含三阶段：初始阶段投放含面粉、白糖、尿素的营养基培养污泥活性；驯化阶段每日递增处理量（从 20m³/ 天至设计值）；稳定阶段要求连续 10 天 cod 去除率低于 100mg/l 且 ss 低于 70mg/l 。在这一过程中，技术人员需时刻监测各种指标，如物化指标（cod、ss、溶解氧）、生物指标（生物膜厚度、污泥体积指数）、代谢指标（底物利用率、产物生成速率），任何一个指标出现偏差，都可能导致驯化失败。

从活性污泥驯化的过程来看，更是困难重重。在驯化活性污泥时，通常要逐渐增大废水的比例，从而逐步强化驯化条件，直至接种污泥完全适应废水水质。期间，还要研究废水中不同碳源及其浓度对驯化污泥脱氮除磷的影响，如易降解有机物促进除磷污泥的驯化，醋酸盐使活性污泥沉降性能变差，不溶性淀粉延长接种污泥的驯化时间 。低浓度葡萄糖有利于硝化细菌富集，而高浓度葡萄糖则会加快异养细菌繁殖，对硝化细菌产生抑制作用，降低驯化污泥的硝化功能。

微生物驯化过程中，还面临着微生物基因多样性低、筛选效率低、成本高等挑战 。在活性污泥驯化里，接种污泥的性状与驯化效果关系密切，从性质相同或者相近的污水处理站取接种污泥虽说是提高驯化效果的捷径，但实际操作中找到合适的接种污泥并非易事。补加细菌时，后一种大量添加纯培养菌株的方法，面临补加菌株能否植入活性污泥以及植入后能否长期保持优势种群地位的问题，失败案例较多。

微生物驯化并非是一个简单直接的过程。无论是在食品工业、环境工程还是污水处理等领域，都需要面对复杂的操作流程、诸多不确定因素以及高昂的成本和效率问题。所以说，“微生物” 真不是 “想驯就能驯” 的，它需要科研人员不断探索、克服重重困难，才能在生物技术领域取得进一步的突破 。