[发明专利]甲烷菌LGM-DZ1及其分离纯化方法和应用

说明书

本发明公开了甲烷菌LGM‑DZ1及其分离纯化方法和应用，其分类命名为甲烷菌(Methanomassiliicoccus sp.)，菌株号为LGM‑DZ1，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2022年1月18日，保藏编号为CGMCC NO.40028，本发明还公开了菌株LGM‑DZ1在发酵生产甲烷中的应用及其在制备益生菌剂或饲料添加剂中的应用。本发明菌株LGM‑DZ1生长速度快且耐受低pH，可降低制备菌剂的成本，提高在胃肠道中的存活率，利用三甲胺生成甲烷的速度更快，让三甲胺被吸收进入血液循环的量更少，降低对机体的危害。

技术领域

本发明涉及甲烷菌，具体涉及甲烷菌LGM-DZ1及其分离纯化方法和应用。

背景技术

人类食物和动物的饲料中含有丰富的三甲胺前体物质，如胆碱、肉碱、甜菜碱和卵磷脂等，这些物质在消化道内被微生物快速地降解生成三甲胺，三甲胺被吸收进入血液循环，通过门静脉到达肝脏。正常的人和动物会在肝脏中将三甲胺转化成氧化三甲胺，不能代谢三甲胺的人会患三甲胺尿症，并散发一种腥臭味；而不能转化三甲胺的动物，三甲胺会进入动物产品中，让奶、蛋和肉散发腥臭味。近年来的研究发现，氧化三甲胺会提高人类患心血管疾病的风险，促进炎症的发生、提高胰岛素抗性等。将三甲胺在消化道中转化成甲烷，减少被吸收进入血液的量，将会有效降低人类患三甲胺尿症、心血管疾病的风险。在动物上应用，将会提高动物产品的品质和安全性。

现有的清除消化道内三甲胺的微生物LGM-RCC1(中国专利201910072411.4)是从羊的瘤胃中分离获得的，瘤胃中的pH通常在6左右，这株菌在耐受低pH方面能力不足，较难通过皱胃(pH3)到达后肠发挥作用。此外，LGM-RCC1生长速度缓慢，培养周期长，制备菌剂成本高昂。因此，需要一种能够耐受低pH且生长速度快的菌株。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一株菌株LGM-DZ1，经鉴定为甲烷菌(Methanomassiliicoccus sp.)，本发明的菌株LGM-DZ1可以高效产甲烷，并快速清除消化道内的三甲胺等，有效降低动物体内的氧化三甲胺含量。

本发明的另一目的是提供菌株LGM-DZ1的分离筛选以及在发酵生产甲烷、或制备益生菌剂或饲料添加剂的应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一株可降低氧化三甲胺的菌株LGM-DZ1，其分类命名为甲烷菌(Methanomassiliicoccus sp.)，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2022年1月18日，保藏编号为CGMCC NO.40028，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所菌种保藏中心，邮编100101。菌株LGM-DZ1由发明人从奶牛皱胃内容物中筛选得到。该菌株LGM-DZ1主要生物学特性：生长速度快，可以快速地将三甲胺转化成甲烷，且耐受低pH。

本发明所述的菌株LGM-DZ1的分离纯化，包括以下步骤：

(1)从屠宰后的奶牛皱胃中采集新鲜的内容物，在厌氧条件下，进行连续梯度稀释，将稀释液用注射剂吸取并注入装有BRN培养基(含有20mmol/L的三甲胺盐酸盐)的发酵管中，发酵管中通入100kPa氢气，39℃震荡培养7天，连续传代培养10代，对目的菌株进行富集培养；

(2)利用气相色谱法，检测发酵瓶中的甲烷产量。对甲烷产量高的发酵瓶菌液，利用特异性PCR方法，检测目的甲烷菌，对检测阳性的培养物进行纯化；

(4)将含有目的菌株的发酵液进行连续10倍梯度稀释到10^-10，每个梯度设4个重复，39℃震荡培养15天，然后利用特异性PCR技术，对有甲烷产生的稀释梯度最高的发酵管中的菌液进行目的菌株检测，得到菌株LGM-DZ1。

本发明提供了菌株LGM-DZ1在发酵生产甲烷中的应用。

其中，所述菌株LGM-DZ1还原甲醇、一甲胺、二甲胺、三甲胺生产甲烷。