近年來(lái)，人們對(duì)在工業(yè)和商業(yè)發(fā)酵中生產(chǎn)的絲狀真菌應(yīng)用于食品的興趣越來(lái)越大，一些新產(chǎn)品已成功推向市場(chǎng)。同時(shí)，一些新技術(shù)（如食品3D打?。┮呀?jīng)在真菌食品的紋理、顏色、形狀和尺寸的修改方面取得了進(jìn)展。這些現(xiàn)代技術(shù)和理念使絲狀真菌在各種食品中除了作為替代蛋白質(zhì)外，還有了新的應(yīng)用，在食品、食品配料（如檸檬酸、醋）、飼料、酶、藥品、營(yíng)養(yǎng)制劑等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

真菌通常以蘑菇的形式或作為食品的一種成分被食用。食用菌在全世界范圍內(nèi)都有采集或種植，被認(rèn)為是人類健康飲食的重要組成部分。已知某些真菌的菌絲體含有維生素、膳食纖維、必需氨基酸和健康脂質(zhì)。這些物質(zhì)的均衡消費(fèi)與各種健康益處有關(guān)，如降低膽固醇水平。盡管這些物質(zhì)對(duì)健康有益，但很多人的攝入沒有達(dá)到推薦量。

在二十世紀(jì)中葉之前，人們就開始關(guān)注利用真菌細(xì)胞作為家畜衍生蛋白質(zhì)的替代來(lái)源。將真菌或其他微生物用作替代蛋白質(zhì)是因?yàn)槠滟Y源利用效率提高、氨基酸圖譜完整和其他營(yíng)養(yǎng)益處，以及倫理問(wèn)題少。某些種類的絲狀真菌蛋白質(zhì)含量高于大多數(shù)蘑菇，因此是替代蛋白質(zhì)來(lái)源的良好選擇。

前不久，美國(guó)肯塔基大學(xué)的Tyler J. Barzee和UC戴維斯大學(xué)的Zhongli Pan、Ruihong Zhang 等撰文綜述了真菌作為未來(lái)食物來(lái)源的可持續(xù)生產(chǎn)的最新進(jìn)展和挑戰(zhàn)。概述了創(chuàng)造具有各種形態(tài)、質(zhì)地和形狀的真菌產(chǎn)品的策略。

真菌在食品中加速應(yīng)用

文章指出，真菌能夠分解有機(jī)物質(zhì)并創(chuàng)造出具有吸引力的風(fēng)味、顏色和質(zhì)地，因此被廣泛應(yīng)用在食品中。例如，真菌（如米曲霉和大豆曲霉）在曲和醬油的生產(chǎn)中已經(jīng)使用了至少三千年，因?yàn)樗鼈兡軌蚍置诿负头纸獯蠖?，并賦予醬油產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味。此外，自1919年以來(lái)，黑曲霉已被商業(yè)化，用于大規(guī)模深層發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸。以酵母形式生長(zhǎng)的真菌（如釀酒酵母和酵母）是釀造啤酒、葡萄酒和蒸餾酒的傳統(tǒng)原料。在很多情況下，真菌是利用由碳源（如糖）和營(yíng)養(yǎng)成分組成的介質(zhì)生長(zhǎng)的。例如檸檬酸和醬油生產(chǎn)以及其他各種生物衍生的產(chǎn)品，主要來(lái)源于真菌分泌或轉(zhuǎn)化的化合物，而不是真菌生物質(zhì)本身。

作為食物的真菌生物質(zhì)，市場(chǎng)上最常見的是菌蛋白產(chǎn)品QuornTM。從雞肉餡餅到香腸和漢堡，市面上有很多含有該菌蛋白的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品是使用連續(xù)有氧模式下的壓力循環(huán)發(fā)酵罐生產(chǎn)的，絲狀真菌鐮刀菌在干燥的基礎(chǔ)上生產(chǎn)60%—90%的真菌蛋白產(chǎn)品。真菌菌絲的分枝性質(zhì)近似于肌肉纖維的組織，并有助于肉狀結(jié)構(gòu)的發(fā)展。近年來(lái)人們開始利用真菌生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，如牛排和培根的菌絲體。這些企業(yè)還處于起步階段，但它們?cè)噲D復(fù)制對(duì)消費(fèi)者有利的結(jié)構(gòu)和材料。

除了作為動(dòng)物蛋白產(chǎn)品的替代品，真菌菌絲體還可以作為許多其他食品產(chǎn)品的替代品。例如，研究人員最近開發(fā)了一種真菌培養(yǎng)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)以真菌為基礎(chǔ)的飲料。這類產(chǎn)品含糖量低，蛋白質(zhì)和纖維含量高，同時(shí)含有單不飽和脂肪和多不飽和脂肪。

真菌生物質(zhì)由于其特殊的營(yíng)養(yǎng)和物理特性，也可以作為創(chuàng)新成分。例如Stoffel等用白側(cè)耳菌蛋白粉代替小麥粉生產(chǎn)餅干。霉菌蛋白還增加了餅干的硬度并改變了餅干的顏色。

另外，真菌菌絲還可以作為其他微生物的載體，因?yàn)樗軌蚋街谄渌⑸锏募?xì)胞壁上，為最終食品提供額外的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或質(zhì)地、風(fēng)味和顏色。例如，已知許多種真菌能夠?qū)腋≡谝后w培養(yǎng)中的微藻細(xì)胞絮凝。根據(jù)使用的藻類和真菌的特定菌株，絮凝顆?？梢燥@示出比單獨(dú)任何一種成分在最終產(chǎn)品中蛋白質(zhì)或某些脂肪酸水平的增加。此外，由于微藻體積小，需要能源密集型工藝來(lái)收獲并融入食品，尤其是那些需要脫水或干燥的微藻產(chǎn)品。

大多數(shù)真菌都有復(fù)雜的酶系統(tǒng)，這使它們能夠利用廣泛的底物，如農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品。利用農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品培養(yǎng)真菌生物質(zhì)可以降低原料成本，減少農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，并將這些低價(jià)值材料轉(zhuǎn)化為高價(jià)值產(chǎn)品。

菌株的擇優(yōu)錄取原則

根據(jù)將真菌用于生物質(zhì)和產(chǎn)品的預(yù)期目的，菌株選擇和優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)有所不同。對(duì)于真菌蛋白的生產(chǎn)，選擇真菌菌株的主要標(biāo)準(zhǔn)是高蛋白含量和高生長(zhǎng)率。絲狀生長(zhǎng)的能力也通常被用作替代蛋白質(zhì)生產(chǎn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檎婢z的大小與動(dòng)物肌肉纖維相似，并且可以模擬肉的質(zhì)地。農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品和廢物通常用作培養(yǎng)真菌生物質(zhì)的原料。不同的副產(chǎn)物具有不同的化學(xué)和物理特性，不同的真菌菌株利用這些副產(chǎn)物的能力也不同。菌株選擇和優(yōu)化可以通過(guò)在材料上培養(yǎng)不同的菌株，并選擇高產(chǎn)、高生長(zhǎng)率和高蛋白質(zhì)含量的菌株等來(lái)完成。

風(fēng)味控制是最終食品最重要的特征之一。對(duì)于以真菌為基礎(chǔ)的食品，微生物的選擇可能是控制最終產(chǎn)品風(fēng)味的最重要方面。除了這些產(chǎn)品中使用的真菌菌株外，培養(yǎng)基的選擇也是一個(gè)關(guān)鍵組成部分，它可以在向真菌生物質(zhì)輸送某些風(fēng)味方面發(fā)揮作用。例如，在馬鈴薯葡萄糖肉湯中生長(zhǎng)的真菌可能含有不同的馬鈴薯風(fēng)味，而使用果汁生長(zhǎng)的真菌將保留某些風(fēng)味果汁中殘留的生物質(zhì)成分。

根據(jù)真菌微生物的生長(zhǎng)方式，可以通過(guò)多種方式控制真菌衍生食品的質(zhì)地。首先，可以通過(guò)添加某些化學(xué)物質(zhì)（如白蛋白）來(lái)改變。影響產(chǎn)品質(zhì)地的另一個(gè)因素是真菌形態(tài)。浸沒培養(yǎng)中培養(yǎng)的顆粒大小受傳質(zhì)和機(jī)械效應(yīng)的影響，這些效應(yīng)會(huì)影響最終的密度和孔隙率。例如，過(guò)大顆粒的真菌顆粒內(nèi)部氧氣含量極低，導(dǎo)致顆粒內(nèi)部自溶，可滿足厭氧條件，從而產(chǎn)生具有低生物質(zhì)密度的中空紋理顆粒。

真菌衍生食品的營(yíng)養(yǎng)狀況也可以得到改變。與培養(yǎng)期間向真菌生物質(zhì)添加風(fēng)味和顏色化合物類似，具有營(yíng)養(yǎng)意義的分子也可能選擇性地附著在真菌表面。此外，通過(guò)利用某些真菌菌株從培養(yǎng)基中獲取其他微生物的固有能力，也可以改變產(chǎn)生的生物質(zhì)產(chǎn)品的生物活性。

另外，食品3D打印是一個(gè)新興的研究和商業(yè)興趣領(lǐng)域。

有研究利用從廢棄農(nóng)業(yè)材料中提取的生物質(zhì)基質(zhì)，將其接種真菌，然后通過(guò)3D打印機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)所需形狀、大小和生物活性的產(chǎn)品。該研究表明，3D打印后真菌材料的生物活性得以保留，這可能對(duì)需要“益生菌”或“生物活性”標(biāo)簽的食品配方有影響。3D打印真菌食品尚處于起步階段，但未來(lái)的應(yīng)用可能集中在利用3D打印機(jī)的精確應(yīng)用改進(jìn)或模仿現(xiàn)有食品的特性。

以真菌為基礎(chǔ)的食品已經(jīng)從蘑菇栽培發(fā)展到其他加工食品，如模仿家畜肉的替代蛋白質(zhì)、咖啡和茶等飲料產(chǎn)品、無(wú)乳奶酪和牛奶，以及其他一些產(chǎn)品。除了以食品為基礎(chǔ)的產(chǎn)品外，真菌還被用于新的行業(yè)，如保健和美容產(chǎn)品、生物降解包裝、寵物食品、環(huán)境修復(fù)和農(nóng)業(yè)等。

絲狀真菌在未來(lái)食品中的應(yīng)用是一個(gè)很有前途和活躍的研究和商業(yè)風(fēng)投領(lǐng)域。近年來(lái)，真菌作為動(dòng)物蛋白質(zhì)的替代蛋白質(zhì)來(lái)源的使用范圍越來(lái)越廣，包括具有不同或更具挑戰(zhàn)性質(zhì)的食物（如牛排和培根）。3D打印在食品中的應(yīng)用最近引起了人們的極大興趣，有望進(jìn)一步改善或改變現(xiàn)有和新食品的質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)特征。在飲料、烘焙食品和其他食品類別中應(yīng)用真菌的前沿領(lǐng)域最近已經(jīng)開發(fā)出來(lái)，這些領(lǐng)域要么模仿或者改進(jìn)現(xiàn)有食品，要么創(chuàng)造全新的產(chǎn)品類別。然而，真菌在這些新產(chǎn)品和新類別中的應(yīng)用還處于科學(xué)的初級(jí)階段。

（編輯 李闖）

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