《Food Research International》：Simultaneous improvement of aroma and bioactivity of
Spirulina platensis: A novel approach by basidiomycota fermentation
编辑推荐：
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构建了一种基于担子菌螺旋藻的发酵系统。
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发酵后，鱼腥味和泥土味被果香所
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构建了一种基于担子菌螺旋藻的发酵系统。
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发酵后，鱼腥味和泥土味被果香所取代。
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支链氨基酸与水果酯的形成有关。
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发酵增强了抗炎和抗氧化作用。
引言
全球粮食系统的压力不断增加，人们对于替代蛋白质来源的兴趣日益浓厚，这些来源包括植物基、微生物基、昆虫基和藻类基蛋白质，作为传统畜牧业蛋白质的补充或替代品（Carrillo-Huerta等人，2025年）。其中，微藻是一个特别有前景的选择。与其他蛋白质来源相比，例如大豆的蛋白质产量约为每公顷每年0.6–1.2吨，微藻不需要耕地且用水量较少，同时产量更高，达到每公顷每年4–15吨（Gupta等人，2026年）。螺旋藻是一种广泛使用的微藻，其蛋白质含量约为70%（Ragaza等人，2020年），含有所有必需氨基酸，其中必需氨基酸占总蛋白的约47%（Begum等人，2024年）。除了高蛋白质含量外，S. platensis还含有大量的多不饱和脂肪酸（PUFAs，1.7–3.8%），其中ω-3脂肪酸占脂肪酸总量的49%（Uzla??r等人，2024年），以及其他生物活性化合物，如藻蓝蛋白、叶绿素a、黄酮类和酚类化合物（Lestingi，2024年）。
尽管S. platensis具有很高的营养价值和可持续的生产性，但由于其不利的感官特性，其在食品中的广泛应用受到限制，这些特性降低了消费者的接受度（Xiang等人，2026年）。其特有的异味通常被描述为鱼腥味、海洋味、草腥味、绿色味和海藻味，主要归因于加工过程中的化学和酶促脂质氧化（Jia等人，2024年；Xiang等人，2026年）。
长期以来，人们使用子囊菌（如曲霉菌、青霉菌和酵母）和毛霉菌（如毛霉菌和根霉菌）通过发酵来改善食品的感官特性（Campbell-Platt，1994年）。相比之下，担子菌虽然具有复杂的酶系统，能够降解木质纤维素和产生次级代谢产物，但受到的关注相对较少。这些代谢能力使担子菌能够将各种前体转化为具有香气的化合物。例如，平菇属菌株在氮限制条件下可以合成并分泌具有商业价值的风味化合物，如茴香醛和香兰素（Gutiérrez等人，1994年）。平菇能够将柑橘皮中天然存在的萜烯β- mio烯生物转化为具有花香和柑橘香味的气味化合物（Krings等人，2008年）。有研究表明，担子菌发酵可以减少异味，并产生理想的气味化合物。Wolfiporia cocos可以减少与绿味相关的己醛和(Z)-6-壬烯醛，同时增加如苯乙醇和芳樟醇等花香成分（Wang等人，2022年）。类似地，Cyclocybe aegerita可以减少豆浆中的草腥味，同时通过产生短链脂肪酸增强奶酪风味（Nedele等人，2022年）。这些研究表明，担子菌发酵可以显著改变食品的香气特征。
关于S. platensis，之前的研究探索了使用细菌和酵母来改善其感官特性的方法。乳酸菌（LAB）和酵母菌株的发酵已被证明可以减少吡嗪和类胡萝卜素化合物，而LAB、芽孢杆菌和酵母可以减少纸板味、海洋味和泥土味等不理想的风味。Kurt等人（2023年）评估的三种酵母菌株中，Kluyveromyces marxianus的效果最为显著，它减少了海洋味和鲜味，并增加了发酵香气和玫瑰香气。然而，担子菌发酵改善S. platensis感官特性的潜力仍很大程度上未被探索。
本研究探讨了使用可食用担子菌作为发酵策略来提高商业S. platensis的感官质量。最初筛选了十二种菌株，基于其理想的香气修饰效果，选择了S. rugosoannulata进行进一步研究。随后对香气活性化合物的变化进行了表征，以明确发酵过程中香气重塑的化学基础，并通过前体补充实验结合分子对接分析来阐明关键水果酯的形成机制。此外，还评估了发酵S. platensis的抗炎和抗氧化作用以及细胞毒性，以进一步评估担子菌发酵的生物学效应。
章节摘录
材料与试剂
商业干燥的S. platensis粉末从myvial GbR（德国Nattheim）获得。可食用担子菌菌株来自德国吉森大学（Giessen，德国）的微生物和细胞培养收藏以及食品化学和生物技术研究所。用于培养基制备的琼脂、麦芽提取物和蛋白胨从Carl Roth（德国Karlsruhe）购买。
使用纯度≥95%的纯标准品进行鉴定等。
先前的研究表明，S. platensis与植物乳杆菌和枯草芽孢杆菌共发酵可以减少不理想的藻类异味，并产生如乙酰丙酮等香气化合物，从而赋予奶油香气（Bao等人，2018年）。然而，尽管担子菌具有多样的酶活性，但其改善S. platensis香气的潜力尚未被探索。
本研究使用了十二种可食用担子菌菌株来发酵S. platensis。
本研究建立了一种稳定的S. rugosoannulata–S. platensis发酵系统，能够改善S. platensis的感官质量。经过56小时的发酵后，原有的霉味和鱼腥味显著减少，被果香和花香所取代。这些感官变化与几种异味醛类和环酮的减少有关，同时形成了1-辛-3-酮、芳樟醇和支链乙酯。其中，乙基2-甲基丁酸酯...
在准备这项工作时，作者使用了AI辅助工具（包括基于大型语言模型的服务）来支持语言翻译和文本润色。使用这些工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。
本研究遵循了进行研究所在地的相关法律、法规框架和指南。
本研究得到了霍恩海姆大学（University of Hohenheim）的批准。
（批准编号：2025/22_Xiang）
Can Xiang：写作 – 审稿与编辑、初始草稿撰写、数据整理。 Zihan Wang：写作 – 审稿与编辑、数据整理、调查。 Annu Ann Joseph：写作 – 审稿与编辑、调查。 Sarah Greve：写作 – 审稿与编辑、监督、方法论。 Ruotong Nie：写作 – 审稿与编辑、资源管理、方法论。 Katrin Giller：写作 – 审稿与编辑、监督、资源管理。 Jianping Wu：写作 – 审稿与编辑。
已从所有参与者或他们的法定代表处获得了参与研究的书面知情同意，并尊重了参与者的隐私权。
Denat, Pérez, Heras, Querol 和 Ferreira, 2021
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
本研究得到了中国国家留学基金委（CSC）[编号：20220325001]、加拿大自然科学与工程研究委员会（NSERC）[RGPIN-2024-06084]的支持。此外，本研究还得到了欧盟Horizon Europe计划下的PROTEIN4IMPACT项目（资助协议编号：101182324）的资助。不过，所表达的观点和意见仅代表作者本人，并不一定反映欧盟或欧洲研究执行机构（REA）的观点。
Can Xiang | Zihan Wang | Annu Ann Joseph | Sarah Greve | Ruotong Nie | Katrin Giller | Jianping Wu | Yanyan Zhang
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