通过培养基优化与酵母固定化技术提升丝状真菌脂质含量：开发新型肉类替代品的创新策略

本研究针对真菌基肉类替代品脂质含量低的关键问题，通过培养基改性（LASC/LASNC）和高脂酵母（HLY）真空固定化技术，成功将米曲霉（A. oryzae）生物膜的脂质含量提升至4.66%（干重），达到传统肉类脂质范围（2.7-13.3%），同时维持25.90%的高蛋白含量。该研究为开发营养均衡、质构接近真肉的真菌蛋白（mycoprotein）产品提供了创新解决方案，对可持续食品产业发展具有重要意义。

　　

随着全球人口增长和气候变化加剧，传统肉类生产面临严峻的可持续性挑战。畜牧业不仅占用大量土地和水资源，还产生显著的温室气体排放。在这一背景下，真菌基肉类替代品因其环境友好性和营养优势受到广泛关注。然而，现有真菌蛋白产品存在一个关键缺陷：脂质含量普遍低于传统肉类（2-3% vs 2.7-13.3%），这直接影响产品的口感、多汁性和结构凝聚力，制约了消费者接受度。

为解决这一技术瓶颈，由Jaime Moreno-García领导的研究团队在《Food and Bioprocess Technology》上发表了创新性研究成果。研究团队开发了双管齐下的策略：一方面通过优化培养基成分诱导脂质合成，另一方面首创真空固定化技术将高脂酵母整合到真菌基质中，成功实现了脂质含量的精准提升。

研究采用了几项关键技术方法：首先利用合成脂质积累培养基（LASC）和半天然培养基（LASNC）分别培养米曲霉（Aspergillus oryzae）和棕蘑菇（Agaricus brunnescens）的孢子和菌丝片段，通过静态培养获得生物膜、振荡培养获得菌丝球；其次采用专利真空灌注技术（WO/2024/068943）将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）G1菌株的高脂酵母细胞固定于灭活真菌基质；最后通过元素分析（Leco 928系列宏观分析仪）和统计学方法（Python 3.x、ANOVA）系统评估生物量生产率、脂质和蛋白质含量。

生产力和生产率分析

研究发现在控制条件（CON）下，米曲霉76-2在振荡培养中形成3-4毫米的均匀菌丝球，而棕蘑菇仅形成单一无定形菌丝团且生物量极低。生物膜形态的干重值普遍高于菌丝球，其中米曲霉CON生物膜表现最佳。值得注意的是，脂质积累培养基（LASC和LASNC）的生产率显著低于对照组，特别是LASNC条件下完全无法获得真菌生物量。这归因于橄榄油作为碳源的复杂性和疏水性导致微生物降解困难。

脂质含量分析

所有处理均显著提高了真菌生物质的脂质含量。在菌丝球和生物膜中，LASC条件均获得最高脂质含量（约5.67%）。特别重要的是，高脂酵母固定化（IHLY）处理使生物膜的脂质含量增加了三倍，达到4.66±0.57%，进入传统肉类脂质范围。这种提升归因于佛罗酵母（flor yeast）在非发酵碳源（如乙醇）条件下特有的脂质积累能力，以及真空固定化技术有效保持了酵母细胞的脂质贡献。

C、N、S和蛋白质含量分析

对满足工业化可行性阈值（生产率>0.4 g DW/Ld）的条件进行蛋白质分析发现，IHLY条件下的蛋白质含量（25.90±3.68%）相较于对照组有所增加，这得益于酿酒酵母G1本身的高蛋白特性（39-44%）。元素分析显示细胞内C:N比值在IHLY样品中略低（9.59-12.55），反映了氮同化酵母细胞对混合生物质的贡献。所有条件的S:C比值均为0.00，表明含硫氨基酸含量较低。

最优条件评估

综合考虑生产率、脂质和蛋白质含量，IHLY生物膜条件被确定为最优工业应用方案。该条件在显著提升脂质含量的同时，保持了稳定的蛋白质水平和与对照组相当的生产率，且各参数的标准偏差较低，表明工艺一致性高。虽然菌丝球形态在下游处理方面具有实用优势，但生物膜形态展示了更均衡的营养价值和稳定性。

与文献数据对比显示，本研究采用的真空辅助固定化方法独特地产生了统一的真菌基质，其中脂质丰富的酵母嵌入菌丝网络，模拟了传统肉类中脂肪与肌肉组织交织的结构特征。这种结构整合有望增强功能性感官特性，如多汁性、口感和风味释放。

该研究证实了通过针对性处理，丝状真菌可以在不牺牲蛋白质含量的前提下实现脂质富集，为食品工业提供了可持续且有前景的传统肉类替代方案。未来研究应聚焦于将该方法应用于其他产油资源（如工业剩余物或不可食用油脂），并深入探索生物质加工技术（如蒸煮、调味、挤压）和感官评价，进一步优化真菌基肉类的质地和风味特性。这些发现符合2030年可持续发展议程和"同一健康"倡议目标，为构建更可持续的食品系统提供了重要技术支撑。