《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》:Beneficial and potentially harmful compounds in edible mushrooms cultivated on substrates supplemented with algal wracks from Mar Menor lagoon seashore
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藻类残骸作为蘑菇栽培基质的安全性及营养评价。研究发现残骸未引入农药残留,但含较高钾钙元素,需冲洗降低盐分以免影响蛋白质。不同蘑菇种类对藻类添加的 sterols 和 β-葡聚糖响应差异显著。
Sara Figueredo|Rebeca Lavega|Luis Vázquez|Carlos Garcia-Delgado|Francisco R. Marín Martín|Alejandro Ruiz-Rodriguez|Cristina Soler-Rivas
新型食品生产与特性研究部门,食品科学研究所 - CIAL(马德里自治大学+西班牙国家科学研究中心),C/ Nicolas Cabrera 9号,Cantoblanco校区,马德里自治大学,28049,西班牙
摘要
马梅诺尔(Mar Menor)泻湖海岸上堆积的藻类残骸是导致该地区富营养化的一个生态问题。当地政府收集这些藻类残骸是为了避免异味和进一步恶化这一受保护的环境,随后将其送往指定的处理厂进行处理,但这些残骸几乎没有任何附加价值。然而,先前的研究表明,这些藻类残骸可以用来制备培养可食用蘑菇的新基质。由于来自受污染泻湖的残渣可能含有农药,因此需要对其中的营养成分、有害物质和有益成分进行评估。实验结果表明,所培养的蘑菇菌体中并未检测到614种农业农药;同时,这些残渣也没有吸收藻类中的EPA或DHA,也未增加ω3-PUFAs的含量。当在基质中添加20%的藻类残骸时,蘑菇吸收了大量的钾(K),其次是钙(Ca)和锰(Mn)。在藻类残骸的基础上添加5%或2.5%的大豆、玉米粒和燕麦籽后,对碳水化合物、β-葡聚糖或蛋白质的浓度影响不大。建议在制备基质前先清洗藻类残骸以去除盐分,因为盐分会显著降低蘑菇菌体的蛋白质含量。此外,添加藻类残骸对几丁质和酚类化合物的含量没有影响;而当培养H. tessulatus和P. nameko时,甾醇的组成有所改善(但培养P. ostreatus或P. eryngii>时则没有这种效果)。
引言
马梅诺尔泻湖(位于西班牙穆尔西亚)是人为压力长期作用(包括城市排放、集约化农业、历史采矿、疏浚以及海岸工程建设等)导致富营养化的典型案例。2016年,整个泻湖变成了绿色,表明生态系统已经崩溃。许多生物体因此死亡,公众和机构才开始意识到这一环境问题。2019年,强风暴将约6000万立方米的淡水(含有数百吨溶解的磷酸盐和硝酸盐)带入泻湖,导致Caulerpa prolifera等藻类大量繁殖(Ruiz等人,2022年)。随着风力和季节变化,这些藻类被冲到海岸并堆积成散发异味的藻类残骸。目前,当地政府会收集这些生物残骸并将其送往处理厂,但并未对其加以利用。
可食用蘑菇的培养通常使用木质纤维素材料(如小麦秸秆)及其他添加剂来调整C/N比例。对于某些品种(如Agaricus bisporus),还需要进行堆肥处理(Vieira & Pecchia,2021年)。事实上,由于Agaricus bisporus是全球消费量最大的蘑菇,因此已有成熟的标准化培养方法。然而,其他品种的培养更多依赖于农业副产品的可用性,许多科学研究仍在探索新的基质配方以提高产量。例如,Pleurotus属蘑菇曾在锯末、棕榈果壳、杏仁壳、可可壳、香蕉叶、橄榄厂废弃物、稻草等农业废弃物中培养(Adebayo & Alao,2014年;Ruiz-Rodríguez等人,2011年)。此外,还有许多研究尝试使用其他木质纤维素材料作为其他可食用蘑菇的培养基质(Liang等人,2019年;Sassine等人,2024年)。甚至有人使用Chlorella pyrenoidosa培养后产生的热水或碱性提取物作为基质(Hirano等人,2009年)。不过,海洋生物材料(如海藻)尚未被用作蘑菇培养基质,尽管它们也含有纤维素、木聚糖等与森林中的类似成分(Li等人,2024年)。主要原因是海藻需要从海水中收集,而可食用蘑菇对高盐浓度敏感(Ayodele & Ojoghoro,2007年;Venancio等人,2017年)。尽管如此,初步实验表明,七种蘑菇菌株的菌丝可以在未经处理的藻类残骸上生长(Figueredo等人,2026年)。这一发现为利用马梅诺尔泻湖的藻类残骸作为蘑菇培养基质提供了可能性。后续评估了几种基质配方,结果发现多种蘑菇的菌丝能够在含有藻类残骸的基质上生长并形成子实体。令人惊讶的是,添加马梅诺尔泻湖的藻类残骸(比例高达20%)还能提高子实体的产量(Lavega等人,2025年)。
然而,这些成功实验也引发了一个担忧:可食用蘑菇可能会从新基质中吸收有益或有害的化合物,因为这些藻类残骸来自严重富营养化的泻湖。蘑菇能够吸收多种营养物质和无机分子,并将其转化为自身的有机化合物,但这可能同时增加有害成分的含量(Kamal等人,2012年;Nowakowski等人,2021年)。另一个需要考虑的问题是,藻类添加可能对蘑菇子实体的质量产生正面或负面影响。藻类添加可能会改变蘑菇的营养成分和某些具有健康益处的活性成分的含量。例如,真菌甾醇和β-葡聚糖被认为具有降胆固醇、调节免疫系统、抗炎等作用(Flores等人,2024年),并且它们与几丁质一起被视为益生元膳食纤维(Araújo-Rodrigues等人,2024年;Ruthes等人,2021年)。因此,本研究首先评估了含有马梅诺尔藻类残骸的基质中潜在的有害成分,并监测了子实体的成分变化,包括主要营养成分和其他具有生物活性的微量成分。
生物材料
本研究使用的藻类残骸来自西班牙穆尔西亚的马梅诺尔泻湖海岸。这些残骸主要由Caulerpa prolifera(Forsskal)Lamouroux组成(占90%),还有Cymodocea nodosa(Asch.)(占5%),以及少量的Ruppia cirrhosa、< />属、Laurencia obtusa、以及丝状绿藻(Ulothrix属、Ulva prolifera、< />属)(Lavega等人,2025年)。
藻类材料的凭证标本
潜在有害成分的评估
首先,研究人员评估了从马梅诺尔泻湖藻类残骸基质中培养出的蘑菇子实体中是否存在有害成分(如植物营养物质或农药)。如果这些成分含量过高,这些子实体将不适合人类食用。不过,这些成分也可能用于提取有价值的化合物(如酶或其他蛋白质)(Figueredo等人,2026年),或者作为调味剂或膳食纤维(Lavega等人,2026年)。
结论
根据先前的研究,马梅诺尔泻湖的藻类残骸(主要为Caulerpa prolifera)可以作为制备可食用蘑菇基质的添加剂,从而提高子实体的产量(Lavega等人,2025年)。此外,研究还表明,藻类残骸的添加还能提高某些有益成分的含量,具体效果取决于所培养的蘑菇种类。
作者贡献声明
Cristina Soler-Rivas:撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、资源管理、方法论设计、研究实施、资金申请、数据分析、概念构建。Carlos Garcia-Delgado:数据可视化、验证、项目监督、方法论设计、研究实施、数据分析、概念构建。Alejandro Ruiz-Rodriguez:数据可视化、验证、项目监督、方法论设计、研究实施、数据分析。未引用参考文献
Adebayo等人,2014年;Kili?等人,2024年;Mensah等人,2017年;Perez-Martín等人,2023年;Ruthers等人,2021年;Vázquez等人,2017年。
机构审查委员会声明
不适用。数据可用性声明
所有数据均包含在本文中。资助信息
本研究得到了Algarikon项目的TED2021-129591B-C31和TED2021-129591A-C32子项目的支持,该项目由MICIU/AEI资助(项目编号:10.13039/501100011033),同时也获得了欧盟Next Generation EU/PRTR项目的资助。利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。致谢
作者感谢CTICH(西班牙拉里奥哈蘑菇技术中心)在Algarikon项目中的合作与支持,感谢马梅诺尔泻湖管理局(DGMM,穆尔西亚)提供藻类残骸,以及Recyclesan(Roldan)公司的设施支持。Algarikon MM还要感谢CocaCola Europacific公司和
Chelonia基金会在第7届Mares Circulares奖项中颁发的奖项。