长期以来,人们评价微生物产品,最先看的总是菌种和活菌数。它们能够说明产品中有哪些微生物、还有多少菌保持活性,却无法呈现菌群在发酵过程中已经完成的物质转化。 微生物不会只增加数量。它们利用糖、蛋白质及其他底物,形成有机酸、氨基酸、酶和大量小分子;一种菌产生的物质,还可能成为另一种菌继续代谢的底物。因此,两款产品即使菌种相近、活菌数相同,只要发酵条件和菌群关系不同,最终形成的代谢状态也可能完全不同。 过去十多年,后生元、根际微生物和代谢组学的发展,正在把这部分从模糊经验变成可以测量和追踪的科学对象。研究者开始区分活菌、失活菌体、菌体组分和代谢产物,并进一步追问:哪些变化来自菌仍在活动,哪些来自菌体结构,哪些来自发酵中已经形成的具体物质。 这也提供了一个重新理解EM原露的入口。它的价值不在于简单强调“含有什么菌”或者“含有代谢产物”,而在于通过好氧、厌氧与破氧发酵,把活性菌群、连续发生的物质转化和产品稳定性组织在同一个生产体系中。 比嘉照夫早年曾判断,要完整理解EM中复杂的微生物代谢产物及其相互关系,科学可能还需要非常漫长的时间。今天,仪器已经能够检测纳克级物质,大量低浓度、快速变化的化合物仍然难以被完整捕捉。三十年前被做进产品的,是一套复杂发酵体系;三十年后,科学正在追踪这套体系中的物质怎样产生、交换,并进入土壤、水体与生命活动。
2013年,Tsilingiri和Rescigno讨论postbiotics时,关注的还是益生菌产生的可溶性因子;2018年的综述仍把酶、肽、有机酸、多糖等由活菌分泌或菌体裂解释放的物质纳入其中。到了2021年,ISAPP重新划定边界:后生元必须包含失活微生物和/或其组分,代谢物可以伴随其中,但单独纯化的微生物代谢物不再属于后生元。

为什么一定要分?因为只要菌还活着,它就会继续利用营养、继续产生新的物质,研究对象也在持续变化。把微生物灭活,相当于先拿掉“继续生长和代谢”这个变量,再判断菌体和菌体组分本身能够产生什么作用;有机酸、肽等代谢物则可以进一步测量浓度、研究剂量和追踪作用路径。科学把复杂体系拆开,是为了把因果关系看得更清楚。
这恰好提供了一个反向理解EM原露的视角:科学研究为了寻找因果,需要拆;EM原露的生产面对的却是另一道题,怎样让好氧与厌氧微生物共同参与发酵,同时把菌群活性、已经形成的代谢产物和产品稳定性保留下来。
2025年,《SCIENCE CHINA Life Sciences》发表《Root exudates and microbial metabolites: signals and nutrients in plant-microbe interactions》。论文把根系分泌物和微生物代谢产物同时视为营养物质和化学信号,它们参与根际微生物群落的形成,也参与植物与微生物之间的交流。

把这个过程放大来看,根部周围几毫米的空间里一直在发生物质交换。植物会把一部分光合作用形成的碳投入根际,在一些研究情境下最高可达到约40%,其中包括糖、氨基酸和有机酸;微生物利用这些物质以后,又形成氨基酸、维生素、脂肪酸、核苷酸、外酶等新的代谢产物。
更关键的是,这些物质不会产生以后就停在那里。一种微生物释放的氨基酸、维生素或核苷酸,可以被另一种微生物直接利用;后者产生的新物质,又可能进入第三种微生物的代谢。论文所讨论的“交叉喂养”,就是菌群通过糖、氨基酸、维生素、外酶、铁载体、核苷酸等物质发生连接。
这就把“代谢产物”从一张静止的成分表变成了一张不断变化的网络:A菌形成的物质,可以成为B菌的资源;B菌的活动,又改变C菌所处的环境。
代谢物不是微生物工作以后留下的边角料,它本身就是菌与菌、植物与菌发生关系的重要媒介。
根际里的这种“交叉喂养”,也提供了一个理解破氧发酵的尺度:不同微生物共同存在的意义,不只在于数量,还在于一种菌形成的物质能够进入另一种菌的代谢过程。
这种研究思路并没有停在植物根际。2024年,《Aquaculture》关于后生元在水产养殖中应用的综述,把失活微生物细胞、菌体组分和微生物代谢产物分别作为研究对象。它所反映的趋势很明确:仅仅知道“每毫升多少亿菌”,已经不足以描述一个微生物体系的全部状态。

菌种相近、活菌数相同,并不意味着代谢过程相同。氧气条件、营养条件、培养阶段以及菌群之间的物质交换发生变化,有机酸形成多少、哪些氨基酸被利用或释放、酶活性处在什么状态,都可能随之变化,而这些信息无法从一个活菌数里读出来。
《Nature Reviews Microbiology》在讨论肠道微生物代谢物时,把代谢物称为宿主与微生物相互作用的“功能输出”。菌群组成告诉我们“谁在那里”,代谢物则进一步呈现“它们正在做什么”。
从根际到水产,再到宿主体内,科学追踪的其实是同一件事:微生物不是靠名字发生作用,而是通过代谢活动不断改变周围的物质。
1995年,“EM原露”商标注册;1996年开始规模化生产。此后的长期研发中,发酵工艺继续演进,逐步形成今天由好氧发酵、厌氧发酵和双菌群破氧发酵组成的三级梯度发酵。

好氧与厌氧微生物需要不同的氧环境。随着发酵条件变化,参与代谢的菌群也随之变化,消耗的底物和形成的产物发生改变;前一阶段形成的部分物质,又可能成为后一阶段继续利用的底物。三级梯度发酵因此不只是让菌继续繁殖,也在持续推动菌群之间的物质转化。
现有EM相关检测资料已经记录到乳酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸,也检测到氨基酸、可溶性蛋白、多不饱和脂肪酸以及SOD、POD、GSH-Px等相关指标。
这些结果的价值,不是让EM原露拥有一张更长的“成分表”,而是说明发酵过程中已经发生了真实的物质转化。瓶中保留下来的不仅是活性菌群,还有菌群共同发酵形成的代谢产物。
pH低于3.5则是一道重要的质量关口。它既反映发酵形成的酸性环境,也帮助限制许多不耐酸的异常微生物,维持产品已经形成的稳定状态。
真正困难的,从来不是简单把几种菌放在一起,而是让好氧发酵、厌氧发酵和双菌群破氧发酵连续发生,再把菌群活性、代谢结果与产品稳定性一起保留下来。
今天研究微生物代谢物,已经可以使用GC-MS、LC-MS、TOF、Q-TOF和高效液相色谱等工具,一些分析能够进入纳克级。但即使如此,大量化合物仍未完成注释;有些浓度极低,有些刚刚形成就被其他微生物迅速利用,还有一些会随着环境条件不断变化。想在原位把这张网络完整捕捉下来,依然困难。

真正难的不是发现乳酸、醋酸或者某一种氨基酸。找到一个分子以后,问题才真正开始:是谁产生了它?什么条件促使它产生?谁又把它利用了?它的变化会不会改变下一类微生物?新的菌群状态,又会形成哪些新的物质?
识别一种物质,只是找到了网络中的一个节点。真正理解一个多菌群发酵体系,需要继续把这些节点之间不断发生的生产、消耗和交换关系连接起来。
到这里,比嘉照夫早年的判断才有了更具体的尺度。
三十年前已经存在的是这套发酵体系,三十年后不断进步的,是人类观察它、检测它和解释它的能力。
三十年来,EM原露从生产线走进农业、养殖和环境管理现场。让一款产品第一次到达一个地方,可以靠生产和渠道;让它一次次被继续使用,最终依靠的还是结果。
产品效果好就是硬实力,产品效果好就口碑相传。
而今天科学正在补上的,是这些使用结果背后越来越具体的微生物语言。
资料来源:Tsilingiri K, Rescigno M. Postbiotics: what else?Beneficial Microbes, 2013, 4(1): 101–107;Aguilar-Toalá JE, Garcia-Varela R, Garcia HS, et al. Postbiotics: An evolving term within the functional foods field.Trends in Food Science & Technology, 2018, 75: 105–114,DOI: 10.1016/j.tifs.2018.03.009;Salminen S, Collado MC, Endo A, et al. The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics.Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2021, 18: 649–667,DOI: 10.1038/s41575-021-00440-6;Fan X, Ge A-H, Qi S, et al. Root exudates and microbial metabolites: signals and nutrients in plant-microbe interactions.SCIENCE CHINA Life Sciences, 2025, 68(8): 2290–2302,DOI: 10.1007/s11427-024-2876-0;Tao L-T, Lu H, Xiong J, et al. The application and potential of postbiotics as sustainable feed additives in aquaculture.Aquaculture, 2024, 592: 741237,DOI: 10.1016/j.aquaculture.2024.741237;Krautkramer KA, Fan J, Bäckhed F. Gut microbial metabolites as multi-kingdom intermediates.Nature Reviews Microbiology, 2021, 19: 77–94,DOI: 10.1038/s41579-020-0438-4;EM相关代谢物检测资料,《根系分泌物和微生物代谢产物:植物-微生物相互作用中的信号和营养物质》。
