综述:从真菌细胞工厂到菌蛋白:人类膳食中的替代蛋白生产

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Current Food Science and Technology Reports

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  (编辑推荐)本综述系统探讨了真菌作为替代蛋白源的潜力,涵盖重组蛋白(recombinant proteins)和菌蛋白(mycoproteins)的生产技术(如CRISPR-Cas9)、营养优势及产业化挑战,为可持续食品系统提供创新解决方案。

  

Abstract
真菌作为替代蛋白来源的探索正在重塑全球食品体系。面对传统畜牧业的环境负担和蛋白质需求增长,丝状真菌(filamentous fungi)和酵母(yeast)通过细胞工厂模式展现出独特优势。CRISPR-Cas9等基因编辑技术的突破显著提升了菌株的蛋白质产量和品质,使菌蛋白(mycoprotein)成为兼具肉质纹理与高营养密度的理想替代品。

Purpose of Review
当前食品系统面临双重挑战:畜牧业贡献了全球14.5%的温室气体排放,而预计2050年蛋白质需求将增长50%。真菌细胞工厂通过高效生物合成路径可生产两类关键产物:治疗用重组蛋白(如胰岛素)和食用菌蛋白。后者富含完整必需氨基酸,且生产能耗仅为牛肉的1/10。

Recent Findings
工业化突破集中在三大领域:

  1. 菌株改造:通过敲除蛋白酶基因提升外源蛋白表达量
  2. 发酵工艺:气升式反应器使菌体蛋白浓度突破45g/L
  3. 产品创新:Quorn?等品牌已开发出质构接近真肉的菌蛋白汉堡

Summary
真菌蛋白的产业化仍面临技术瓶颈:

  • 下游加工中细胞壁破壁效率不足
  • 部分菌株产生产气荚膜梭菌毒素风险
    未来需通过多组学分析优化代谢网络,同时建立消费者教育体系。值得关注的是,菌蛋白与植物基蛋白的复配可能成为突破口感瓶颈的新方向。
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