综述：菌体蛋白作为一种可持续的替代蛋白质来源：发酵系统、营养价值、健康促进特性及可持续性

《Current Opinion in Biotechnology》：Mycoprotein as a sustainable alternative protein source: fermentation systems, nutritional value, health-promoting properties, and sustainability

　　

真菌蛋白作为一种可持续的替代蛋白质来源应运而生，以应对全球对可持续且营养充足的蛋白质日益增长的需求。它是一种通过发酵产生的真菌生物质，具有高蛋白质、高膳食纤维和优良的氨基酸谱特征。本综述总结了菌株选择方面的最新进展，包括基因编辑方法，以及发酵优化策略。我们还总结了关于健康促进特性的证据，包括脂质代谢、血糖控制、肌肉蛋白质合成和肠道菌群调节，并着重阐述了相关机制。此外，还讨论了资源效率和农业工业副产物利用方面的可持续性。总体而言，本综述强调了最新进展和未来展望，支持真菌蛋白作为可持续替代蛋白质来源的潜力。

引言

蛋白质提供必需氨基酸，并用于生产生命所需的激素、酶和其他重要化合物，其中大部分膳食蛋白质来源于动物性来源，特别是肉类 [1]。预计到 2050 年全球人口将达到约 98 亿，总体粮食需求预计将增加约 50–60%，从而加剧了对传统蛋白质来源的压力，并需要相应扩大生产系统 2, 3••。然而，传统畜牧业伴随着巨大的环境负担，包括高温室气体排放和广泛的土地使用，这限制了其可持续扩张的能力 [4]。联合国粮食及农业组织估计，畜牧业约占全球人为温室气体排放的 14.5% [5]。此外，目前的畜牧业系统占据了约 80% 的农业用地，对环境压力贡献巨大 [6]。这些环境压力凸显了开发可持续替代蛋白质来源的迫切需要。

为此，各种替代蛋白质来源，包括植物蛋白、培养肉和微生物蛋白，引起了广泛关注 [7]。其中，真菌蛋白作为一种源自真菌的微生物蛋白，由于其高蛋白产量、快速生物质生产、对季节变化依赖最小以及能够在非耕地上培养的能力，已成为特别有希望的候选者 [8]。此外，它可以利用包括农业工业副产物在内的多种基质，能够将低价值材料高效转化为高价值蛋白质生物质 [9]。真菌蛋白是通过发酵丝状真菌产生的，其特征是营养状况良好，包括高蛋白和膳食纤维含量、低脂肪水平、均衡的必需氨基酸组成，以及维生素、矿物质等必需微量营养素的存在 10•, 11。与分离蛋白提取物不同，真菌蛋白是作为全食品成分食用的，提供纤维状、类似肉类的质地以及均衡的营养 3••, 12。除了其营养特性外，越来越多的证据表明真菌蛋白可能对健康产生有益影响 [10]。总体而言，这些特征突显了真菌蛋白作为可持续替代蛋白质来源的潜力。

因此，本综述提供了关于真菌蛋白全面且最新的情况概述，特别强调真菌菌株选择、发酵系统、安全考量、营养价值、健康促进作用和可持续性优势。

章节摘要

真菌蛋白生产用真菌菌株选择

目前关于真菌蛋白的研究主要集中于毒镰刀菌（Fusarium venenatum），这是用于昆恩?（Quorn?）生产的物种，尽管多样的丝状真菌具有更广泛的潜力。这种狭窄的关注点强调了需要一种更系统的菌株选择方法，以扩大真菌蛋白来源的多样性和功能性。选择合适的真菌菌株需要考虑多个标准，包括生物质生产力、蛋白质产量、安全性、可持续性和

真菌蛋白生产用发酵系统

真菌蛋白通常利用淀粉来源的葡萄糖作为主要碳源，并结合氮源、维生素、矿物质和其他促进生长的成分，在严格控制 pH 值、温度和充气的条件下以最大化生物质生产 [11]。大规模真菌蛋白生产通常依赖于两种发酵系统：固态发酵（SSF）和液态深层发酵（SMF）。SSF 涉及微生物在湿润固体基质上的生长，

安全考量

对真菌蛋白不良反应的自我报告表明，一些个体在食用后经历了过敏和胃肠道症状 [26]。真菌蛋白可能含有几种潜在的真菌来源过敏原。病例报告证据表明，严重的超敏反应可能源于预先存在的霉菌过敏原与源自毒镰刀菌（F. venenatum）的蛋白质之间的 IgE 介导的交叉反应，包括 60S 酸性核糖体蛋白 P2 [27]。此外，

真菌蛋白的营养价值

真菌蛋白的特征是高蛋白质含量、大量的膳食纤维水平（例如细胞壁β-葡聚糖和几丁质）以及低比例的饱和脂肪酸 [31]。表 1 总结了代表性真菌蛋白和传统蛋白质来源的营养成分。其蛋白质含量因使用的菌株和基质而异，但通常占干细胞重的 30% 到 50% [9]。蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）是

真菌蛋白的健康促进作用

真菌蛋白的健康促进作用最近引起了越来越多的关注 3••, 10•。以下部分总结了过去五年（2021–2025）发表的关于这些健康促进特性的研究结果。图 2 展示了真菌蛋白健康促进作用的概述。

1) 脂质代谢与心血管健康

previous studies have demonstrated potential benefits of mycoprotein consumption for lipid metabolism and cardiovascular

真菌蛋白生产可持续优势

与传统畜牧业相比，真菌蛋白生产具有几个可持续性优势。首先，丝状真菌表现出快速生长动力学，能够在相对较短的时间内实现高效的生物质生产，而传统畜牧业通常需要数周到数月的生长期。此外，真菌蛋白生产独立于季节和气候变化，允许在受控条件下全年连续培养

结论与未来展望

真菌蛋白是一种有希望的可持续替代蛋白质来源，具有高质量营养、健康促进益处以及减少与传统畜牧业相关环境负担的巨大潜力。其可扩展的生产、基质灵活性和健康促进特性共同强化了其作为可持续替代蛋白质来源的角色。为了充分实现这一潜力，未来研究应聚焦于三个关键维度。首先，

CRediT 作者贡献声明

Daniel Junpyo Lee: 概念化，调查，写作 – 原稿，写作 – 审阅与编辑，可视化。Jihyun Yoon: 调查，写作 – 审阅与编辑。Arthur Junghun Kim: 调查，写作 – 审阅与编辑。Ki Beom Jang: 调查，写作 – 审阅与编辑。Younghoon Kim: 概念化，监督，项目管理，写作 – 审阅与编辑，资金获取。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系，可能会影响本论文报告的工作。

致谢

本项目得到了韩国国家研究基金会基金的支持，由韩国政府资助（MSIT; RS-2025-16068814），以及韩国工业技术评价院（KEIT, 20012411）。图片由 BioRender 创建（https://biorender.com/6q18n3f, https://biorender.com/tdsimu7, and https://biorender.com/477cfo9)。

Daniel Junpyo Lee|Jihyun Yoon|Arthur Junghun Kim|Ki Beom Jang|Younghoon Kim

首尔大学农业生物技术系及农业与生命科学研究所，首尔 08826，韩国