鲍大鹏 陈洪雨 吴莹莹 邹 根

（上海市农业科学院食用菌研究所，农业农村部南方食用菌资源利用重点实验室，国家食用菌工程技术研究中心，上海 201403）

人类社会对食用菌这类大型真菌的认识和利用的历史，与农作物、家畜家禽相比还非常短暂，食用菌的价值尚存在很多有待挖掘的空间。当前新冠肺炎疫情给中国食用菌产业发展带来了短暂的冲击[1]，但是中国食用菌产业的基本面呈长期稳步发展的态势[2]，未来发展之路充满新的机遇。

目前食用菌的主要利用方式是获取子实体，由此产生了正在发展中的传统食用菌产业和工厂化食用菌产业。随着生物技术和工业技术的发展，人类利用食用菌的能力将不断提升，必定会有越来越多的食用菌利用方式被发明创造出来，以满足和解决人类社会发展中的多元化需求和实际问题，这是符合食用菌产业的出现和发展的根本价值的。

无论是传统食用菌产业，还是工厂化食用菌产业，都是利用食用菌的子实体，或作为农产品，或作为加工原材料。随着技术的进步和理念的更新，人们正在积极探索食用菌另外一种存在形式——菌丝体的利用方式，现有研究已展示出众多潜在应用场景和广阔的开发利用前景[3]。

依靠食用菌潜在利用价值而发展起来的能够满足和解决人类社会新需求与新问题的食用菌利用方式，属于未来食用菌产业，其不仅完全不同于传统食用菌产业和工厂化食用菌产业，而且也和当下意义上的食用菌深加工产业有着本质区别。未来食用菌产业是对食用菌生物价值和社会价值的重新认识，能够产生很多从零到一的原始创新。这些价值有些已经被关注，有些已经尝试进入应用，有些还只是刚刚被认识到，更有一些还仅属于创新理念范畴。但是不管何种情形，都是有待深度开发和具有广阔前景的食用菌产业发展新赛道。这些新赛道对食用菌产业的科技原始创新、源头创新提出更高的要求，发展的门槛更高，不仅有待开展更多的应用基础研究，而且需要更多的资本介入，以推动科技成果转化为生产力。在资本和科技的共同激荡下，未来食用菌产业的发展必将形成一片新蓝海，有望打造出一批独角兽新兴企业。

未来食用菌产业发展前景十分广阔，它将打破食用菌利用的固有模式和路径，甚至打破原有的人类对食用菌的应用范畴，使其成为应用更加广泛的“应用菌”。未来食用菌产业发展驱动力十分强劲，人类社会在健康、长寿、环保、绿色等诸多领域都存在许多新需求、新问题，要寻找和探索新的解决方案，这些都是未来食用菌产业的用武之地。未来食用菌产业发展基础十分坚固，食用菌包含有百万数量的大型真菌种质资源，对这些种质资源的深度开发利用，必将为未来食用菌产业带来无限可能。目前可利用的食用菌种类仍是基于能够获得栽培子实体的标准进行选择，随着利用目的的扩展和筛选技术的发展，人类必将会从大自然中发掘出更多高应用价值的大型真菌资源。

本文对未来食用菌产业的关注热点和发展趋势进行梳理、解析，但这仅仅是食用菌利用价值的局部，相信随着科技进步和研究的深入，必定会有越来越多的食用菌利用价值被发掘出来。

1 食用菌蛋白的利用

蛋白质一直是人类重要的营养元素，进入现代社会发展阶段，人类蛋白质平均消费量虽有大幅度的提高，但膳食蛋白消费的不充分和不平衡，仍是人类健康饮食需要解决的重大问题[4]。人类蛋白质长期依赖种植业和畜牧业，而这些传统的农业形式不仅生产效率低，还会释放大量温室气体，特别是畜牧业，所排放的二氧化碳是种植业的18～40倍，整个食物生产系统的温室气体排放量占全球的37%[5]。此外，这些食物生产过程中排放的废弃物若不经过合理的循环再利用，会进一步释放大量二氧化碳。因此，传统食品生产特别是蛋白质生产的不可持续性和高碳排放，对生态环境造成了极大的压力。在碳达峰、碳中和背景下，中国作为人口大国，从高能耗、高排放的传统农业生产经济模式向绿色、低碳的循环经济生产方式转变，已是箭在弦上。选择合适的替代品来部分缓解动物蛋白的供应缺口，是食品行业和学术界需要共同面对的课题。食用菌等大型真菌在生态系统中的独特生态位，使其可以转化农林废弃物，合成人类可利用的优质蛋白和健康食品。开发食用真菌蛋白符合营养健康和绿色可持续发展的双重考量，同时有利于国家食物安全战略的实施，是践行“大食物观”的有效切入点，具有巨大的市场前景、生态价值和战略意义。

不同品种的食用菌产品蛋白质含量在10%～63%（干基）不等[6]。食用菌中必需氨基酸含量充足，并含有丰富的谷氨酸、天冬氨酸、核苷酸和风味肽等呈味物质，可产生浓郁的鲜味，相对于有强烈豆腥味的大豆蛋白，其风味比较中性，适于替代动物蛋白，用作灌肠、仿肉糜、仿肉块制品的原材料。真菌蛋白制成的浓缩粉可以作为营养补充剂，起到良好的增肌作用[4]。食用菌蛋白作为人们日常生活中的重要蛋白质营养素来源，正在形成时尚并越来越受到重视，相关产品在欧美市场已经比较成熟且发展势头强劲。英国Quorn公司早在1985年就推出了Mycoprotein天然浓缩菌蛋白产品，目前全球市场价值约为2.14亿欧元，在未来几年预计年增长率为20%[7]。瑞典的Mycorena公司也已推出两款食用菌蛋白，分别用于制作肉替代品和配制水产养殖的饲料。美国Atlast公司在2020年新冠疫情肆虐的情况下，获得4 000万美元的融资，用于食用菌仿制培根的产品开发[4]。

近年来，国内替代动植物蛋白的相关研究正在稳步发展，相关产品越来越丰富，食用菌也被作为一类替代产品，如香菇、杏鲍菇、羊肚菌等被用于替代大豆蛋白和其他植物蛋白，以改善一些高蛋白零食和仿制肉产品的风味和咀嚼感。然而，相比于欧美国家，目前国内对食用菌蛋白价值的认识还不够充分，宣传力度不足。这一方面是因为欧美日常饮食中以肉制品居多，出于环保和健康的原因，对非动物蛋白食品比较追捧；另一方面，是因为我国传统食品中素食种类较多，消费者对食物风味、质感和营养价值均有较高的要求，需要对食用菌蛋白替代产品的制作工艺有更加全面深入的了解。但目前国内对食用菌蛋白风味和加工特性的研究尚不充分，加工技术也不成熟，导致加工成本高，生产的关键技术体系尚未建立；缺少高产蛋白的食用菌专用菌种，尤其缺乏相关产品的开发研究；对食用菌菌丝体的高值利用还存在政策壁垒。这些因素都限制了食用菌蛋白产品的深度开发和应用推广，需要科研人员和企业合作努力，共同攻克。

2 食用菌肠道菌群促进剂的开发

近年来，随着分子微生物生态学研究水平的提高，肠道菌群的重要性逐渐受到关注，被誉为“超级有机体器官”，甚至被认为是决定宿主健康的“第二大脑”[8]。益生元是一种可以诱导有益宿主中健康微生物生长的物质。食用菌对人类消化系统的健康价值已被长期关注，其富含的多种活性多糖，可以通过促进有益菌群的增殖、产酸，并抑制肠道病原菌群，发挥肠道益生元的作用[9]。

肠道菌群可以促进肠道营养吸收和能量调节，对消化系统的调节和修复具有重要作用，同时对胃肠道的免疫系统也有影响。研究发现，灵芝能通过改变肠道微生物群的组成来降低小鼠的肥胖程度，因而有望开发出具有预防肥胖人群肠道失调和代谢紊乱功效的益生元产品[10]。香菇多糖在小鼠喂养实验中表现出对肠道菌群结构的多样性、均匀性具有双向调节作用[11]；猴头菇多糖在模拟人胃和肠道环境中，可促进胃肠道益生菌的生长和提高益生菌对胃肠道消化液的耐受力[12]。

食用菌多糖作为潜在的益生元物质，不仅对肠道菌群有调节作用，而且能够通过调节肠道菌群改善宿主的健康状态，如抗肥胖、抗糖尿病、抗高脂血症、抗结肠炎，以及提高机体免疫功能和抗胃肠道肿瘤等作用。因此，开发食用菌多糖作为益生元类健康产品，具有巨大的市场前景[8,13]。

3 食用菌高值代谢物的开发

20世纪，在真菌中陆续发现的青霉素、环孢菌素及他汀类药物大大提高了人类的平均寿命。近年来，通过对基因组大数据的挖掘，发现食用菌中的多种天然产物都具有开发应用价值。猴头菇中的猴菇菌素能显著减少神经毒物对神经细胞的伤害，刺激阿兹海默小鼠海马回神经细胞增生，改善阿兹海默氏症[14]。天麻共生菌蜜环菌属真菌中的Melleolides具有抗惊厥、助眠、抗菌、抗癌的作用[15]。灵芝中的萜类物质被认为具有抗癌、安神的作用，从中还分离到抗脂肪肝候选新药分子GA7[16]。蛹虫草含有的喷司他汀是FDA认证的毛细胞白血病、慢性粒细胞白血病等血液疾病的一线用药，蛹虫草含有的虫草素除具有抗病毒、抗炎症作用外，其衍生物对人肝癌细胞有杀伤力。这些活性物质中，部分已经利用合成生物学完成代谢途径重构，具备规模化生产的潜力。同时，食用菌本身就可以作为工业生产菌株，如糙皮侧耳已被开发用于生产麦角硫因[17]。这是食用菌新用途的应用范例，也预示着未来可能有更多的工业用途的食用菌菌株被开发出来。

4 食用菌饲料化及宠物保健食品的开发

食用菌含有丰富的菌物蛋白和多种活性物质，不仅有益于人类健康，而且对动物也具有同样的健康价值。畜禽、宠物的营养需求和人类存在诸多相似之处，人类保健品开发的现有成果在畜禽类添加剂开发上有可供借鉴之处。

食用菌菌糠由于含有大量菌丝体和代谢产物，具有高营养价值和保健作用，是饲养家畜、家禽、鱼类的优质饲料原料[18-20]，菇脚之类的下脚料还具有提高肠道健康水平和血清免疫水平的作用[21]。随着人们生活水平的提高，近年来宠物保健品产业发展迅猛。宠物保健品是一类具有保障宠物机体健康状态、辅助宠物疾病治疗等功能的宠物食品[22,23]。传统的宠物保健品主要以维生素、矿物质等增强剂为主，而新一代的宠物保健品市场已经尝试用中药材、酵母发酵液为原材料制作免疫调节和免疫增强保健品。食用菌具备的营养价值对宠物健康有良好的促进作用，是制造宠物保健品的优质原料。

5 食用菌菌丝新型生物材料的应用

食用菌菌丝体含有大量的几丁质，具有防霉、抗菌、阻燃、抗静电的特点。菌丝体经过物理和化学处理（加压、交联）后，可以制成菌丝皮革，与动物皮革有着非常相似的材料与触觉特性[24]。以木质纤维素原料（木屑、秸秆等农业废弃物）培养的食用菌-细菌生物复合材料，是一种具有可塑性、可折叠性、可降解性和可再生的“活”材料，可以自然地生物降解和再利用，具有环境友好性和可持续发展潜力[25]。通过加压，还可制成新型菌丝材料“密度板”。有人还尝试制作菌丝纸张和菌丝泡沫材料[26]。以人工栽培食用菌或者韧性可能更强的野生大型真菌的菌丝体作为纤维，制作环境友好的各种原材料，是又一个充满机遇的未来食用菌产业发展新赛道。

6 小 结

本文描述的未来食用菌产业从本质上来说，是不同于传统食用菌产业和工厂化食用菌产业的一个新领域，它是对目前食用菌领域应用边界的拓展，是对食用菌产业可能会出现的、或者发达国家已经关注的应用技术的描述，从技术成熟度的标准角度进行评估，基本还处于阐明基础原理和技术概念的初级阶段。但是这些尚处于萌芽状态的技术雏形值得高度重视，其是科研人员开展原始创新的新疆域，是企业创造核心竞争力的新战场，是产业强化引领地位的新赛道。