[發明專利]產甘油釀酒酵母NAU-ZH-GY1及其應用

有效

• 申請號: 201110057770.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102174421A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 黃克和;朱永興;劉瑾;葉耿坪;李靈恩;劉永杰
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N1/18
• 分類號: C12N1/18;C12P7/20;A23K1/16;C12R1/865
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種產甘油釀酒酵母NAU-ZH-GY1及其應用，屬于微生物發酵領域，是利用微生物發酵的方法生產甘油，適用于反芻動物飼料添加劑的生產。

背景技術

反芻動物的圍產期是指妊娠后期(產前2～3周)至泌乳初期(產后2～3周)這一階段，亦稱為過渡期，由于妊娠后期采食量下降，干物質攝入減少，滿足不了胎兒生長發育和自身能量代謝的需要，而產后泌乳高峰(產后4～6周)先于干物質攝入高峰(產后8～10周)，使機體處于能量負平衡這樣一種營養應激狀態。研究表明，妊娠后期胎兒消耗的葡萄糖可占母體所產生葡萄糖的46％，而泌乳高峰期消耗的葡萄糖則高達85％，因此常易導致能量代謝障礙，引發酮病、脂肪肝、產乳熱等一系列圍產期疾病，嚴重影響牛、羊等反芻動物養殖業的發展。

由于高產品種的引進、培育，高能飼料的開發、利用，規模化飼養程度的提高等原因，圍產期能量代謝障礙疾病的發病率長期以來一直居高不下。我國奶牛酮病的發病率占泌乳牛的15.0％～30.0％，印度為14.7％，美國為5.0％，日本高達43.1％。我國奶牛脂肪肝的發病率超過30.0％，美國為35.0％～66.0％。據國外報道，1頭酮病奶牛僅治療藥物及奶產量下降所造成的損失即達151～312美元。除此以外，奶牛酮病、脂肪肝還因其常常誘發真胃變位、胎衣不下及生產癱瘓等圍產期其他的疾病，給奶牛業帶來嚴重的經濟損失。因此，防控高產奶牛圍產期能量代謝障礙疾病是確保奶牛高效安全生產的重要任務之一。盡管這方面的研究報道很多，但始終未找到理想的解決方法。

反芻動物體內大部分葡萄糖是通過糖異生途徑獲取，糖異生作用是指各種生糖前體轉變為糖元或葡萄糖的過程，對圍產期的反芻動物有重要意義，是調節能量代謝障礙的重要途徑。由于反芻動物主要靠瘤胃中微生物發酵產生乙酸、丙酸、丁酸等揮發性脂肪酸提供能量，葡萄糖或其他碳水化合物難以直接進入血液或糖異生途徑。甘油是一種生糖先質，它具有優于其他生糖先質的糖異生途徑，在糖異生過程中通過甘油激酶轉化為葡萄糖，而不依賴于限速酶丙酮酸羧化酶或磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。已有人將甘油作為生糖前體添加到圍產期奶牛的日糧中，研究表明，甘油可以提高圍產期奶牛的血糖，提高泌乳性能，調節血液代謝，降低酮體含量，起到緩解能量負平衡的作用。

目前用作圍產期奶牛能量補充物的甘油主要來自生物柴油生產過程的副產物或工業合成，其加工過程中會引入工業有害物質，對奶牛食欲產生不良影響或對機體產生有害刺激；而高純度甘油則成本高，限制了甘油的推廣運用。

近年來，隨著生物技術、微生物菌種、發酵工藝和提取分離等各方面技術的進展，使得發酵甘油生產變得具有可能，發酵法產甘油是利用微生物發酵淀粉質原料(玉米、紅薯等)或糖蜜等原料物質產生甘油，是一種天然的甘油，克服了工業生產甘油的缺點。工業上常用的微生物有粉狀畢赤酵母、產甘油假絲酵母等。但目前還未見有將發酵法生產的甘油用作飼料添加劑的報道，而且傳統使用的產甘油酵母并非益生菌。

益生菌是指投入后通過改善宿主腸道菌群生態平衡而發揮有益作用，達到提高宿主(人和動物)健康水平和健康佳態的活菌制劑及其代謝產物，主要包括乳酸菌、雙歧桿菌、放線菌、酵母菌。在飼料工業中，益生菌添加劑是利用生物技術生產的微生物添加劑的一種，常用的酵母類益生菌有釀酒酵母。在美國，酵母添加劑已作為一種常規的飼料成分得到廣泛的應用。其作用機制通常認為有：(1)酵母作為活菌，進入胃腸道后繁殖并活力增強，促進微生物繁殖和增強活性，能有效抑制病原微生物的繁殖，調節胃腸道微生態平衡，參與病原微生物菌群的生存競爭，排斥病原菌在胃腸道粘膜表面的附著，協助機體消除毒素及其代謝產物。(2)提高動物腸道消化酶活性。通過改善胃腸道環境和菌群結構，調控胃腸發酵。減少乳酸鹽的產生，提高pH值穩定性，促進有益菌群繁殖及活力的提高，增加有益菌的有效濃度，促進胃腸對營養物質的分解、合成、消化、吸收和利用，從而增加采食量，改善動物對飼料的利用率，提高生產性能；提高動物對纖維素和礦物質的消化率；(3)增強機體免疫力和抗病力，防止毒素和廢物的吸收，對動物消化系統起到保健作用；對幼年動物則可刺激胃腸道發育，保障動物健康；(4)酵母分泌的多種消化酶和未知生長因子，維生素、SOD、活性肽、輔酶等營養成分具有促生長作用，分泌的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，參與飼料的降解、消化，提高動物對營養物質的利用率，而且還有降解飼料中復雜碳水化合物(如果膠、葡聚糖、纖維素等)的酶，其中很多是動物本身不具有的酶。一些研究認為，酵母類飼料的作用是基于其提供重要的、能刺激微生物活性的營養因子。