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短柄镰刀菌在生产菌丝体蛋白中的应用的制作方法

泰然健康网
2025-09-03 02:03

本发明属于功能微生物，具体涉及短柄镰刀菌在生产菌丝体蛋白中的应用。

背景技术：

1、替代蛋白质是由植物或动物细胞或通过微生物发酵产生的蛋白质。这些创新食品的设计使其味道与传统动物产品相同或更好，并具有零胆固醇、低脂肪和少量膳食纤维等健康优势而其成本却相同或更低。与传统生产的动物产品相比，替代蛋白质的投入更少，例如土地、肥料和水，且产生的负面外部效应也较少，例如温室气体排放和大气污染。同时替代蛋白质还降低了食品生产对大流行风险和抗菌素耐药性的贡献。

2、作为替代蛋白质生产形式之一的微生物发酵蛋白，利用微生物或藻类发酵方式生产蛋白，同时含有纤维素和丰富的酶类及生物活性物质，且不含胆固醇，对心脑血管疾病患者更加友好。产业上，用于发酵生产微生物蛋白肉的主要工业菌种包括藻类、酵母和丝状真菌。藻类存在生长速度慢、密度低等问题，至今主要进行小规模蛋白生产。酵母菌生长速度快，细胞密度大，所需生产设备简单，然而低细胞壁消化率和高核酸含量在一定程度上制约了酵母发酵蛋白的进一步开发。生产蛋白的丝状真菌主要集中在镰刀菌(fusarium)。镰刀菌生产的菌丝体相比酵母、细菌等单细胞蛋白更加味美，并且具有类似肉质的组织结构，同时其含有的丰富可食性粗纤维有助于人肠胃消化，是一种能够满足于现代人营养需求的肉类代用品。目前开发出了镶片镰孢菌(fusarium venenatum)菌种并用蛋白含量较高的菌丝体制备肉类产品(cn 115851458 a)，但该镶片镰孢菌生产菌丝体蛋白的产量有待提高。此外，cn116640753专利公开了通过缺失菌体中丙酮酸脱羧酶基因fvpdc6能够有效促进威尼斯镰刀菌中菌丝体蛋白产量。可见，目前天然高产蛋白的真丝菌种极其稀缺。寻找更多有潜力的且天然高产丝状真菌蛋白的菌种是一项极具商业价值的开发。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供提供一种新型的镰刀菌在生产菌丝体蛋白中应用。

2、本发明提供了短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)或其微生物菌剂在生产菌丝体蛋白中的应用。

3、优选的，所述短柄镰刀菌为具有与seq id no:5至少95％同源性的tef1基因序列和/或具有与seq id no:6至少97％同源性的its1基因序列的短柄镰刀菌菌株或所述短柄镰刀菌菌株形成的组合物。

4、优选的，所述短柄镰刀菌包括短柄镰刀菌菌株fxfb001；

5、所述短柄镰刀菌菌株fxfb001的保藏编号为cgmcc no:41066。

6、优选的，所述短柄镰刀菌包括孢子形态和/或菌丝体形态。

7、本发明提供了一种食用菌丝体，以所述食用菌丝体的干质量计，所述食用菌丝体中蛋白质含量为40％以上；和/或膳食纤维含量为20％以上；和/或脂肪含量为8％以下；所述食用菌丝体来源于短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)；

8、所述短柄镰刀菌为所述应用中的短柄镰刀菌。

9、优选的，所述食用菌丝体富有弹性和/或韧性。

10、本发明提供了一株短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)菌株fxfb001，保藏编号为cgmcc no:41066。

11、本发明提供了一种生产蛋白质或富含蛋白质的菌丝体的微生物菌剂，包括所述短柄镰刀菌菌株fxfb001和菌剂可接受的辅料。

12、优选的，所述短柄镰刀菌菌株fxfb001和辅料的质量比为1～10:1～100。

13、优选的，所述辅料包括培养基、添加剂和载体中的一种或几种。

14、本发明提供了所述短柄镰刀菌菌株fxfb001或所述微生物菌剂在生产蛋白质或菌丝体中的应用。

15、本发明提供了一种利用短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)生产食用菌丝体的方法，包括以下步骤：

16、将短柄镰刀菌或其微生物菌剂制备的种子液接种至发酵培养基中发酵培养，得到发酵液；

17、将所述发酵液灭菌处理后，分离发酵产物得到食用菌丝体；

18、所述短柄镰刀菌为所述应用中的短柄镰刀菌。

19、优选的，所述发酵培养基包括发酵培养基1号和/或发酵培养基2号；

20、所述发酵培养基1号包括以下含量组分：淀粉23～27g/l、柠檬酸0.8～1.2g/l、磷酸二氢钾0.8～1.2g/l、硫酸铵4.5～5.5g/l、以mg计算浓度的镁盐17～21mg/l、以ca计算浓度的钙盐2.8～43mg/l、以mn计算浓度的锰盐0.48～0.62mg/l、以fe计算浓度的铁盐或亚铁盐0.96～1.05mg/l、以zn计算浓度的锌盐0.72～0.91mg/l、以co计算浓度的钴盐0.44～0.54mg/l和复合维生素0.08～0.12mg/l；

21、所述发酵培养基2号包括以下含量组分：葡萄糖15～60kg/m3、k2so40.5～1.5kg/m3、h3po40.4～0.8kg/m3、以mg计算浓度的镁盐9.75～58.5g/m3、以zn计算浓度的锌盐2.2～22.5g/m3、以mn计算浓度的锰盐2.46～9.85g/m3、醋酸钙0.1～0.3kg/m3和消泡剂0.08～0.12kg/m3。

22、优选的，当采用发酵培养基1号进行发酵时，所述发酵培养的条件包括：

23、进入发酵培养的前15h内，通气量为900～1100l/h，压力控制为0.04～0.06mpa；

24、发酵培养15h后按0.5～2.0ml/l/h的速率开始补料，通气量为1400～1600l/h，压力为0.08～0.12mpa；发酵液的ph值为4.0～6.0；

25、发酵培养的温度为27℃～29℃，转速为100～450rpm，耦联溶氧为20％～50％，发酵培养的时间为68～76h；

26、所述补料时补料成分包括葡萄糖280～320g/l和复合维生素0.08～0.12mg/l；

27、所述复合维生素包括以下质量份的组分：维生素b10.08～0.12份、维生素b120.08～0.12份、维生素b20.08～0.12份、维生素b30.08～0.12份、维生素b50.08～0.12份、维生素b60.08～0.12份、维生素b90.08～0.12份、维生素c 0.08～0.12份和维生素h 0.08～0.12份。

28、优选的，当所述发酵培养采用发酵培养基2号进行时，发酵培养条件为通气量为900～1600l/h，压力控制为0.04～0.12mpa；发酵液的ph值为4.0～6.0；

29、发酵培养的温度为27℃～29℃，转速为100～450rpm，耦联溶氧为20％～50％，发酵培养的时间为72～480h；

30、当发酵体系中还原糖含量低于2～5g/l时，排出体积分数20％～90％的发酵液，补加发酵培养基2号至原体积。

31、优选的，所述短柄镰刀菌制备种子液的方法，包括以下方法：

32、将所述短柄镰刀菌接种至第一种子培养基中依次进行一级种子培养和二级种子培养，得到二级种子液；

33、将所述二级种子液接种至第二种子培养基中进行三级种子培养，得到三级种子液。

34、优选的，所述第一种子培养基含有以下含量组分：葡萄糖28～32g/l、酵母浸粉23～27g/l、磷酸二氢钾0.8～1.2g/l、以mg计算浓度的镁盐17～21mg/l和以ca计算浓度的钙盐3～4mg/l；所述第二种子培养基含有以下含量组分：淀粉23～27g/l、柠檬酸0.8～1.2g/l、磷酸二氢钾0.8～1.2g/l、硫酸铵4.8～5.2g/l、以mg计算浓度的镁盐17～21mg/l、以ca计算浓度的钙盐0.003～0.004g/l、以mn计算浓度的锰盐0.48～0.62mg/l、以fe计算浓度的铁盐或亚铁盐0.96～1.05mg/l、以zn计算浓度的锌盐0.72～0.91mg/l和以co计算浓度的钴盐0.44～0.54mg/l。

35、优选的，所述一级种子培养、二级种子培养或三级种子培养的培养温度为25℃～30℃；

36、所述一级种子培养、二级种子培养或三级种子培养的培养时间为22～26h；

37、所述一级种子培养、二级种子培养或三级种子培养的转速为100～200rpm；

38、所述三级种子培养的通气率为8～12l/min；

39、所述三级种子培养的压力为0.04～0.06mpa；

40、所述三级种子培养的体系ph值为4.0～6.0。

41、优选的，所述发酵液灭菌处理的方法为加热灭菌；

42、所述加热灭菌的程序为60℃～70℃保温18～22min，升温至88℃～92℃保温8～15min。

43、优选的，所述分离发酵产物的方法包括将发酵液固液分离，固相经过洗涤后干燥得到食用菌丝体。

44、本发明提供了所述食用菌丝体或所述方法制备的食用菌丝体在制备肉类替代品中的应用。

45、优选的，所述制备的方法不包括结构工艺处理。

46、本发明提供了短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)在生产菌丝体蛋白中的应用。本发明首次开发短柄镰刀菌用于菌丝体蛋白的发酵生产。实验证明，所述短柄镰刀菌在发酵生产菌丝体蛋白含量方面效果优于其他镰刀菌(威尼斯镰刀菌和镶片镰刀菌等)，采用凯氏定氮法检测菌丝体蛋白含量在55.39％以上，还有脂肪含量低，膳食纤维含量高的特点，总脂肪含量为7.97％，膳食纤维含量为26.01％，且生产的菌丝体蛋白不含毒素，是一种理想的替代蛋白质。可见，本发明利用短柄镰刀菌生产的菌丝体具有菌丝体蛋白含量高、形态好、无毒副作用，因此，本发明为工业生产替代蛋白提供了新手段，同时为开发安全食品提供了基础，同时基于发酵方法生产，能够大大提高蛋白生产效率，减少碳排放，保护环境。

47、本发明还提供了一株短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)菌株fxfb001，保藏编号为cgmcc no:41066。本发明从西藏自治区森林腐殖土样中分离菌株fxfb001，经过形态和分子鉴定，结果表明菌株fxfb001为短柄镰刀菌(fusarium brachygibbosum)。通过初步筛选，所述菌株产生浅黄色、丝状且有弹性的菌丝体，经凯氏定氮法检测蛋白含量在55.39％以上。通过发酵培养，所述菌株fxfb001生产的富含蛋白质的菌丝体，丝状良好，且发酵液能够在未加热状态下就能自然呈现肉色颜色，无不良气味。可见，本发明提供的短柄镰刀菌菌株fxfb001为天然高产蛋白的微生物菌株，蛋白产量显著高于目前报道的其它种类的镰刀菌菌株，并且生产的蛋白不含毒素，具有安全无副作用的特点。因此，本发明为了工业生产替代蛋白提供了新手段，同时为开发安全食品提供了基础。