《Future Foods》：Mycelium of mushroom-producing fungi as high-quality protein source
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本研究旨在探索可持续食品系统中，菌丝体（尤其是担子菌门菌丝体）作为新型优质蛋白质来源的潜力。研究通过系统比较商用食用担子菌菌丝体与其子实体以及传统食用真菌（Rhizopus microsporus var. oligosporus， 即天培真菌）菌丝体的营养与风味特性。结果显示，担子菌菌丝体的蛋白质含量和质量（如PDCAAS可达1.20， 有效蛋白达33.2 g/100 g DW）、鲜味强度（EUC最高达301.0 g MSG-eq/100 g DW）和特征香气成分（如烷基吡嗪和蘑菇醇）方面表现优异，甚至超越参照组，揭示了其在开发营养均衡、风味优良的肉类替代品领域的巨大应用前景。
为了应对当前粮食生产系统给环境带来的巨大压力，减少对动物性蛋白质的依赖已成为实现可持续食品体系的关键。畜牧业生产肉类占据了近六成的人为温室气体排放量。这一现状促使人们日益关注动物蛋白的可持续替代品。其中，由丝状真菌产生的菌丝体蛋白（Mycoprotein）展现出巨大潜力。特别是那些能产生蘑菇（即子实体）的担子菌门（Basidiomycota）真菌，其菌丝体或许能融合蘑菇的风味和菌丝体自身的营养价值，成为一种理想的蛋白来源。然而，真菌基食品（包括菌丝体蛋白）的大众接受度仍面临诸多挑战，其中口感和健康担忧是主要影响因素。肉类的吸引力部分来自其鲜味（Umami）和烘烤肉香，这些感官特性在许多肉类替代品中仍然缺乏。同时，消费者也担忧减少肉类摄入可能导致蛋白质摄入不足，因为许多替代蛋白来源的蛋白质含量和质量通常较低。例如，蘑菇的粗蛋白含量通常只有2-3%，而肉类则在20-28%之间，并且蘑菇的蛋白质消化率校正氨基酸评分（Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, PDCAAS）也普遍低于肉类。因此，寻找一种既能提供高营养价值（特别是高质蛋白），又具备吸引人的感官特性（如鲜味和肉香）的替代蛋白源，变得至关重要。本文发表在《Future Foods》的研究，正是针对这一需求，系统评估了多种担子菌门菌丝体作为人类食用的营养美味蛋白质来源的潜力。
为了开展这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们选取了八种商业化栽培、可食用的担子菌物种（如香菇、金针菇、花脸香蘑、鸡腿菇、裂褶菌、草菇、朱红密孔菌、肺形侧耳）和一种作为对照的传统食用真菌——少孢根霉（Rhizopus microsporus var. oligosporus， 用于制作天培）。所有菌丝体均通过液体摇瓶发酵培养，并与从市场购得的相应物种子实体进行比较。研究从感官和营养两个维度进行评估：在风味方面，研究人员通过超高效液相色谱（UPLC）测量了游离氨基酸和5‘-核苷酸，并计算了等效鲜味浓度（Equivalent Umami Concentration, EUC）；同时，利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（Headspace Solid-Phase Microextraction Gas Chromatography-Mass Spectrometry， HS-SPME GC-MS）分析了挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs），特别是蘑菇醇（如1-辛烯-3-醇）和烷基吡嗪类物质的含量，以评估其香气特征。在营养方面，研究通过杜马斯燃烧法（DUMAS）测定粗蛋白含量，并通过体外蛋白消化率（In Vitro Protein Digestibility, IVPD）和氨基酸组成分析来计算蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）以及有效蛋白含量。
研究结果
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菌丝体与子实体的鲜味存在高度物种特异性差异
研究比较了八种担子菌菌丝体、其对应子实体和少孢根霉菌丝体的等效鲜味浓度（EUC）。结果发现，担子菌菌丝体的EUC在不同物种间差异巨大，范围在11.9至301.0 g MSG-eq/100 g DW之间，但总体显著高于其对应的子实体（26.8-94.9 g MSG-eq/100 g DW）。其中，表现最好的五种担子菌菌丝体的EUC显著高于少孢根霉菌丝体，甚至达到了二级鲜味水平（100-1000 g MSG-eq/100 g DW）。在贡献鲜味的化合物中，5’-鸟苷酸（5’-GMP）和谷氨酸是主要来源。
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菌丝体中存在蘑菇醇并在加热后产生烷基吡嗪
分析发现，蘑菇醇（包括1-辛烯-3-醇、3-辛醇等）存在于未加热的菌丝体、子实体和牛肉中，其中1-辛烯-3-醇的含量在担子菌菌丝体中尤为丰富。加热过程不会改变这些蘑菇醇的含量。另一方面，烷基吡嗪（具有烘烤、坚果、牛肉等气味的芳香化合物）主要在加热过程中形成。加热后，菌丝体、子实体和牛肉中检测到的烷基吡嗪种类和总量均大幅增加。尽管牛肉中烷基吡嗪的种类最为多样，但担子菌菌丝体加热后的总含量与鸡肉相当，并显著高于少孢根霉菌丝体，表明其具有与肉类相似的潜在诱人烘烤香气。
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菌丝体的蛋白质含量高于子实体
粗蛋白含量测定显示，所有测试菌丝体的蛋白质含量均高于其对应的子实体，最高可达子实体的1.7倍。少孢根霉菌丝体的粗蛋白含量最高（35.9 g/100 g DW），而裂褶菌和花脸香蘑的菌丝体蛋白含量与之相当。
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担子菌菌丝体具有最高的蛋白质质量
通过评估蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）发现，担子菌菌丝体的体外蛋白消化率（IVPD）很高（90.2-100.0%），显著高于其子实体和少孢根霉菌丝体。此外，在八种担子菌菌丝体中，有六种含有完整的必需氨基酸谱（无限制性氨基酸）。这导致了其PDCAAS普遍优于子实体和少孢根霉菌丝体，其中有四种菌丝体的非截断PDCAAS超过了1.0（最高达1.20），表明其蛋白质质量达到了“优质蛋白源”的标准。
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担子菌菌丝体在有效蛋白和鲜味方面优于少孢根霉菌丝体
研究结合了有效蛋白含量（粗蛋白含量乘以截断PDCAAS）和EUC两个指标来综合评价。结果显示，所有菌丝体的有效蛋白含量（20.5 – 33.2 g/100 g DW）均显著高于其子实体。其中，花脸香蘑和裂褶菌菌丝体的有效蛋白含量最高（分别为32.6 和 33.2 g/100 g DW），显著超过了少孢根霉菌丝体。综合来看，草菇、肺形侧耳、金针菇、花脸香蘑和裂褶菌的菌丝体在有效蛋白含量和鲜味强度上均表现优异，其中裂褶菌菌丝体的综合表现最佳。
结论与讨论
本研究系统论证了担子菌门真菌的菌丝体作为一种集高营养价值与优异风味潜力于一身的新型蛋白质来源的巨大潜力。与人们通常食用的蘑菇子实体相比，其菌丝体不仅蛋白质含量更高，蛋白质质量（PDCAAS）也显著更优，部分物种甚至超越了作为传统食用真菌标杆的少孢根霉菌丝体。在风味方面，担子菌菌丝体表现出高水平的鲜味（EUC），其中五种菌丝体达到了二级鲜味水平，超过了对照菌株。此外，菌丝体中富含蘑菇醇，并在加热后能产生与鸡肉相当的烷基吡嗪（赋予烘烤肉香的关键香气成分），这为其带来了类似肉类的诱人感官特征。
这一发现具有多重重要意义。首先，高鲜味含量意味着这些菌丝体产品可以在不添加过多盐分的情况下保持美味，有助于开发低钠健康食品。其次，其高蛋白质质量和含量（特别是部分菌丝体富含赖氨酸）可以弥补许多植物性蛋白来源的氨基酸缺陷，为全球食品安全和蛋白质供应多样化提供了新思路。最后，这项研究揭示了一个庞大的、尚未被充分开发的生物资源库——担子菌门包含超过四万种已知物种，其菌丝体在营养和风味上展现出的多样性与优越性，预示着其在未来替代蛋白领域广阔的应用前景。与传统的基于子实体的蘑菇产业或基于子囊菌门真菌（如少孢根霉）的发酵食品（如天培）相比，担子菌菌丝体天然结合了蘑菇的风味优势和菌丝体的高蛋白特性，无需复杂的加工或冗长的配料表，即可成为一种营养均衡、风味自然的独特类别替代蛋白，有望提升消费者对肉类替代品的接受度。当然，后续研究仍需关注规模化培养的可行性、成本效益以及新型物种的食用安全性评估等问题。
