[发明专利]高产维生素K2的乳酸乳球菌菌株

说明书

发明领域

本发明涉及新的、维生素K2产量增加的乳酸乳球菌乳脂亚种（Lactococcus lactis subsp.cremoris）菌株，本发明还涉及该菌株用于制备维生素K2强化的发酵食品或饲料产品以及可食用产品，所述食品或饲料产品以及可食用产品用于减轻和/或预防哺乳动物（例如人）的维生素K缺乏。

背景技术

乳酸菌(LAB)广泛用于乳品行业中生产不同的动物奶发酵产品，诸如例如，酸奶或奶酪，并已达到“一般认为安全（GRAS）”的状态。研究证明，一些乳酸菌产生维生素K2。对于发酵奶而言，这些细菌合成的维生素K2的量通常在29至90μg/L(Morishita等，1999)

维生素K对于人/动物的很多健康问题诸如骨骼健康是很重要的。自然界中，维生素K以两种形式存在，绿色植物中的Kl(叶绿醌)，和很多细菌中的K2(甲基萘醌类（menaquinone），MK)。根据侧链的长度可将MK进一步分类(MK-n，其中n代表异戊二烯基侧链单元的数目)。乳酸菌乳酸乳球菌和乳酸明串珠菌是维生素K2的天然生产者(Morishita等，1999)，虽然产量水平一般比较低。维生素K2是细菌质膜的成分，在质膜中维生素K2作为呼吸链的重要组分传递电子。存在第三种合成维生素K，即K3(甲萘醌（menadione）)。

维生素K的主要膳食来源是来自蔬菜和油类的K1。已显示K1的最高浓度来自绿叶蔬菜-例如菠菜(Kamao等，2007)。鱼和动物中也有少量K1。K2没有K1分布广泛，但是可在肝和发酵食品例如枯草芽孢杆菌发酵的纳豆中发现大量K2(Sato等，2001)。乳制品也含有K2。在一篇日本的研究中，发现乳脂和奶酪中的MK-4含量分别是8μg/100g和5μg/100g(Kamao等，2007)。在一篇欧洲的研究中，奶酪中MK-8的含量是5-10μg/100g，相同的产品中MK-9的含量是10-20μg/100g(Shearer等，1996)。注意到在奶酪生产过程中凝乳浓缩了大约10倍，因此大大增加了维生素K2的浓度。

在体内，K2的半衰期显著长于K1，在人体临床试验中，摄入MK-7比摄入K1对骨骼健康的益处更大(Schurgers等，2007)。维生素K存在于血液中，可用HPLC-MS测量。

维生素K是形成蛋白质中的γ-羧基谷氨酸(Gla)残基必需的辅助因子。含有Gla的蛋白质通过结合于钙对凝血和组织钙化发挥重要作用。

骨钙素(Oc)是参与骨骼矿化的骨基质蛋白。在该过程中维生素K是辅助因子。Oc依赖于Gla的三个残基，Gla残基的定向帮助Oc紧密结合到钙离子。迄今为止的研究显示Oc在骨骼组织的矿化和重建中发挥重要作用。而且，若干研究已证明，高水平的羧化不全骨钙素(ucOc)与低骨矿物质密度和高骨折风险相关(Vergnaud等，1997)。

人体研究显示必需的日摄入量应至少为1μg/kg体重(Booth和Suttie,1998)。这对于有效的血液凝固是足够的，但是研究还显示，对于强健的骨骼健康则需要更多的维生素K。45mg/天的剂量例如高约500倍的维生素K对于绝经后妇女的骨骼健康是有益的(Iwamoto等，2009)。这表明，维生素K具有非常宽的安全范围。应注意到，对于骨骼健康，维生素K2似乎比K1具有更高的潜力。

骨质疏松症是一种代谢骨疾病，特征为低骨量和骨组织的微结构退化，导致骨骼脆性增加并因而骨折风险增加。世界范围内骨质疏松症这一问题都在增加，世界卫生组织(WHO)已预测，在2050年将发生6百万髋部骨折。这导致生活质量和社会成本的大量损失。

已证明用K1和K2作为骨质疏松症的药物治疗绝经后妇女增加了骨矿物质密度，降低了骨折风险(Macdonald等，2008;Vermeer等，2004)。在老年人中，血清中较高的维生素K水平与较低的骨折风险相关(Aliabadi等，2008)。因此，在食品中添加K2应对骨骼健康有益。儿童增加维生素K的摄入尤其有益(van Summeren等，2008)。

在体内，维生素K显示对前列腺癌细胞、肝和肠肿瘤以及一些白血病细胞系有抗癌作用(Nimptsch等，2008;Shearer和Newman,2008;Yokoyama等，2008)。饮食摄入K2而非K1显示与前列腺癌具有反相关。来自乳制品的维生素K2显示比来自肉类的维生素K2更有效(Nimptsch等，2008)。