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该综述聚焦食用菌功能蛋白定向育种领域,阐述其氨基酸组成与蛋白成分,总结蛋白在抗肿瘤、免疫调节等健康领域的营养功能,探讨高产菌株选育及发酵技术研究进展,展望发展前景,为相关研究提供参考。
氨基酸含量与蛋白质组成
食用菌指具有大型子实体、适合食用的蘑菇,其蛋白质丰富,占干重约 10% 至 63%,该比例可与多数动植物蛋白源媲美甚至更优。如羊肚菌(Morchella)和波多贝罗蘑菇(Portobello)的蛋白质质量优于牛肉干;杏鲍菇(Pleurotus eryngii)和平菇(Pleurotus ostreatus)的蛋白质效率比与黑豆相当。
食用菌蛋白质组的营养功能
蛋白质组是特定细胞、组织或生物体在特定环境条件下所有蛋白质的总和,涵盖生物体中各种蛋白质的类型、形式、数量及结构特征,共同构成复杂全面的系统。根据功能特性不同,食用菌蛋白可分为几大主要类别:真菌免疫调节蛋白(FIPs)、核糖体失活蛋白(RIPs)、核糖核酸酶、糖蛋白、凝集素、漆酶等。
食用菌中的多糖及其他营养物质
除丰富的蛋白质外,食用菌中的多糖及其他营养物质在其营养价值和生物活性方面发挥关键作用。食用菌中多糖组成各异,多数具有复杂结构,其中 β-(1→3)- 葡聚糖为主链,β-(1→6)- 葡萄糖为侧链。这些多糖表现出多种生物活性,如抗肿瘤、免疫调节和降糖等。
食用菌产生的不同代谢物的营养功能
当前科学研究和临床应用已证实,食用菌的蛋白质和多糖等营养成分具有多种生物活性,包括在抗肿瘤、免疫调节、降糖、抗炎和抗氧化等方面的应用,在食品和医药领域展现出巨大的应用前景。
高蛋白食用菌菌株的选育
研究团队在优良菌株和高产蛋白菌株的选育方面取得了一定进展。团队成员 Zhang 等人通过生物实验和人工驯化,成功培育出高产、富钙且口感更佳的金针菇(F. velutipes),专利号为 201910856184.4。随后,利用 Illumina 二代测序和 PacBio 三代测序平台,对金针菇(F. velutipes)的基因组进行了深入分析,并对基因进行了相关研究。
液体深层发酵技术的基础
根据发酵过程中培养基的类型,发酵技术可分为液体发酵和固体发酵。液体深层发酵技术因其高效性备受关注,与其他发酵方法有显著不同。它使用封闭的发酵罐系统,通过搅拌和通气确保微生物在液体培养基中均匀生长。与固态发酵相比,液体深层发酵具有诸多优势。
讨论
随着全球蛋白质需求的快速增长,当前蛋白质资源供应面临严峻挑战,迫切需要探索新的蛋白质来源。食用菌因其高蛋白质含量备受关注,这些蛋白质已被证实具有多种营养和功能活性,包括抗肿瘤、免疫调节、降糖、抗病毒、抗炎和抗氧化等作用,表明其具有巨大的发展潜力。
未引用参考文献
El Enshasy 和 Hatti-Kaul,2013;Landi 等人,2017;Xiao 等人,2015;Zhang 等人,2020;Zhang 等人,2017。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
数据可用性
本文所述研究未使用数据。
致谢
本研究得到广东省重点领域研发专项(2022B0202020004)的资助。