食药用菌液体发酵功能成分及其在中国的食品应用

在自然界中，真菌(fungi)的种类约为20-40万种，其中中国传统药用真菌的研究尤为突出。通过药理试验验证，目前已有450余种具有药效的菌株被正式记录，值得注意的是，这些药用真菌中有250余种属于食药兼用型品种^[1]。随着现代科技的发展，这些真菌的人工栽培和发酵技术已经取得了显著进展，尤其是液体发酵技术，它以生产周期短、高效稳定和产品易于分离等优势，在工业生产中得到了广泛应用^[2]。上海市农业科学院食用菌研究所团队综述了食药用菌液体发酵中功能性成分的提取、分析方法以及这些成分在食品工业中的应用前景^[3]。

液体发酵，又称为液体深层培养，是通过在灭菌液体培养基中调控溶解氧、温度、pH等参数，实现菌丝体生物量增殖或次级代谢产物（如多糖、抗生素）的工业化微生物培养技术。这种技术自20世纪40年代由美国弗吉尼亚大学的两位生物工程专家首次设计出微生物培养反应器以来，已经在抗生素的工业生产中得到广泛应用，并推动了食药用菌液体发酵技术的发展^[4]。在中国，自1958年起就开始研究双孢蘑菇和平菇的液体发酵，1963年首次发展了羊肚菌液体发酵的工业生产，此后液体发酵技术被广泛应用于多种食药用菌的生产中^[1]。

食药用菌液体发酵产品主要包含菌丝体和胞外液体，它们富含氨基酸、维生素、多糖、三萜、蛋白质、生物碱、苷类、甾醇、黄酮和抗生素等功能性成分。其中，多糖、三萜和蛋白质因其免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、降血糖和降血脂等生物活性而被广泛研究^[5]。例如，从液体发酵的猴头菇菌丝体提取物制成的猴头菇片，已在中国市场上作为一种传统中药，用于增强身体抵抗力和保护胃，临床上用于治疗消化性溃疡、慢性胃炎等消化系统疾病^[6]。

液体发酵技术的一个显著优势是其能够提供稳定质量的功能性原料。这些原料中的多糖和三萜等成分已被证明具有多种生物活性。例如，来自杏鲍菇的胞外多糖具有抗氧化和抗肿瘤活性，其中低分子量的胞外多糖因其更好的溶解性而展现出更强的活性^[7]。此外，从灵芝液体发酵菌丝体中分离出的三萜类化合物也显示出对肿瘤细胞增殖的抑制作用^[8]。

在食品工业中，液体发酵产品的应用前景广阔。它们不仅可以用于生产具有特殊风味的食品和饮料，还可以开发功能性食品和健康产品，以及生产健康的仿肉产品。例如，通过液体发酵技术富集硒等微量元素，开发功能性食品^[9]。此外，食药用菌的菌丝体蛋白质含量丰富，且含有所有必需氨基酸，低脂肪特性使其成为生产仿肉产品的优质原料^[10]。

液体发酵技术在食药用菌领域的应用，不仅提高了目标产品的生产效率，还为食品工业提供了新的原料来源。随着对食药用菌液体发酵产品功能性成分研究的深入，我们有望开发出更多具有健康益处的食品，满足人们对健康食品日益增长的需求。

参考文献：

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[3] Yan, M.Q., et al. Functional Components from the Liquid Fermentation of Edible and Medicinal Fungi and Their Food Applications in China. Foods 2023, 12, 2086.

[4] Georgios, B.; Angeliki, P.; Petros, K.; Haralambos, S. Recent trends in submerged cultivation of mushrooms and their application as a source of nutraceuticals and food additives. Future Foods 2021, 4, 100086.

[5] Hsu, T.H.; Shiao, L.H.; Hsieh, C.Y.; Chang, D.M. A comparison of the chemical composition and bioactive ingredients of the Chinese medicinal mushroom DongChongXiaCao, its counterfeit and mimic, and fermented mycelium of Cordyceps sinensis. Food Chem. 2022, 78, 463–469.

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[8] 朱晓璐,岳亚文,张劲松,等.灵芝菌丝体中一个三萜类化合物的核磁归属及活性初探[J].菌物学报, 2020, 39(08): 1551-1558.

[9] Poursaeid, N.; Azadbakht, A.; Balali, G.R. Improvement of zinc bioaccumulation and biomass yield in the mycelia and fruiting bodies of Pleurotus florida cultured on liquid media. Appl. Biochem. Biotechnol. 2015, 175, 3387–3396.

[10] 顾可飞,周昌艳,李晓贝.食用菌的营养价值及药用价值[J].食品工业, 2017, 38(10): 228-231.

 文献链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37238904/