中國食用菌產業未來發展新賽道探討

鮑大鵬 陳洪雨 吳瑩瑩 鄒 根

（上海市農業科學院食用菌研究所，農業農村部南方食用菌資源利用重點實驗室，國家食用菌工程技術研究中心，上海 201403）

人類社會對食用菌這類大型真菌的認識和利用的歷史，與農作物、家畜家禽相比還非常短暫，食用菌的價值尚存在很多有待挖掘的空間。當前新冠肺炎疫情給中國食用菌產業發展帶來了短暫的沖擊[1]，但是中國食用菌產業的基本面呈長期穩步發展的態勢[2]，未來發展之路充滿新的機遇。

目前食用菌的主要利用方式是獲取子實體，由此產生了正在發展中的傳統食用菌產業和工廠化食用菌產業。隨著生物技術和工業技術的發展，人類利用食用菌的能力將不斷提升，必定會有越來越多的食用菌利用方式被發明創造出來，以滿足和解決人類社會發展中的多元化需求和實際問題，這是符合食用菌產業的出現和發展的根本價值的。

無論是傳統食用菌產業，還是工廠化食用菌產業，都是利用食用菌的子實體，或作為農產品，或作為加工原材料。隨著技術的進步和理念的更新，人們正在積極探索食用菌另外一種存在形式——菌絲體的利用方式，現有研究已展示出眾多潛在應用場景和廣闊的開發利用前景[3]。

依靠食用菌潛在利用價值而發展起來的能夠滿足和解決人類社會新需求與新問題的食用菌利用方式，屬于未來食用菌產業，其不僅完全不同于傳統食用菌產業和工廠化食用菌產業，而且也和當下意義上的食用菌深加工產業有著本質區別。未來食用菌產業是對食用菌生物價值和社會價值的重新認識，能夠產生很多從零到一的原始創新。這些價值有些已經被關注，有些已經嘗試進入應用，有些還只是剛剛被認識到，更有一些還僅屬于創新理念范疇。但是不管何種情形，都是有待深度開發和具有廣闊前景的食用菌產業發展新賽道。這些新賽道對食用菌產業的科技原始創新、源頭創新提出更高的要求，發展的門檻更高，不僅有待開展更多的應用基礎研究，而且需要更多的資本介入，以推動科技成果轉化為生產力。在資本和科技的共同激蕩下，未來食用菌產業的發展必將形成一片新藍海，有望打造出一批獨角獸新興企業。

未來食用菌產業發展前景十分廣闊，它將打破食用菌利用的固有模式和路徑，甚至打破原有的人類對食用菌的應用范疇，使其成為應用更加廣泛的“應用菌”。未來食用菌產業發展驅動力十分強勁，人類社會在健康、長壽、環保、綠色等諸多領域都存在許多新需求、新問題，要尋找和探索新的解決方案，這些都是未來食用菌產業的用武之地。未來食用菌產業發展基礎十分堅固，食用菌包含有百萬數量的大型真菌種質資源，對這些種質資源的深度開發利用，必將為未來食用菌產業帶來無限可能。目前可利用的食用菌種類仍是基于能夠獲得栽培子實體的標準進行選擇，隨著利用目的的擴展和篩選技術的發展，人類必將會從大自然中發掘出更多高應用價值的大型真菌資源。

本文對未來食用菌產業的關注熱點和發展趨勢進行梳理、解析，但這僅僅是食用菌利用價值的局部，相信隨著科技進步和研究的深入，必定會有越來越多的食用菌利用價值被發掘出來。

1 食用菌蛋白的利用

蛋白質一直是人類重要的營養元素，進入現代社會發展階段，人類蛋白質平均消費量雖有大幅度的提高，但膳食蛋白消費的不充分和不平衡，仍是人類健康飲食需要解決的重大問題[4]。人類蛋白質長期依賴種植業和畜牧業，而這些傳統的農業形式不僅生產效率低，還會釋放大量溫室氣體，特別是畜牧業，所排放的二氧化碳是種植業的18～40倍，整個食物生產系統的溫室氣體排放量占全球的37%[5]。此外，這些食物生產過程中排放的廢棄物若不經過合理的循環再利用，會進一步釋放大量二氧化碳。因此，傳統食品生產特別是蛋白質生產的不可持續性和高碳排放，對生態環境造成了極大的壓力。在碳達峰、碳中和背景下，中國作為人口大國，從高能耗、高排放的傳統農業生產經濟模式向綠色、低碳的循環經濟生產方式轉變，已是箭在弦上。選擇合適的替代品來部分緩解動物蛋白的供應缺口，是食品行業和學術界需要共同面對的課題。食用菌等大型真菌在生態系統中的獨特生態位，使其可以轉化農林廢棄物，合成人類可利用的優質蛋白和健康食品。開發食用真菌蛋白符合營養健康和綠色可持續發展的雙重考量，同時有利于國家食物安全戰略的實施，是踐行“大食物觀”的有效切入點，具有巨大的市場前景、生態價值和戰略意義。

不同品種的食用菌產品蛋白質含量在10%～63%（干基）不等[6]。食用菌中必需氨基酸含量充足，并含有豐富的谷氨酸、天冬氨酸、核苷酸和風味肽等呈味物質，可產生濃郁的鮮味，相對于有強烈豆腥味的大豆蛋白，其風味比較中性，適于替代動物蛋白，用作灌腸、仿肉糜、仿肉塊制品的原材料。真菌蛋白制成的濃縮粉可以作為營養補充劑，起到良好的增肌作用[4]。食用菌蛋白作為人們日常生活中的重要蛋白質營養素來源，正在形成時尚并越來越受到重視，相關產品在歐美市場已經比較成熟且發展勢頭強勁。英國Quorn公司早在1985年就推出了Mycoprotein天然濃縮菌蛋白產品，目前全球市場價值約為2.14億歐元，在未來幾年預計年增長率為20%[7]。瑞典的Mycorena公司也已推出兩款食用菌蛋白，分別用于制作肉替代品和配制水產養殖的飼料。美國Atlast公司在2020年新冠疫情肆虐的情況下，獲得4 000萬美元的融資，用于食用菌仿制培根的產品開發[4]。

近年來，國內替代動植物蛋白的相關研究正在穩步發展，相關產品越來越豐富，食用菌也被作為一類替代產品，如香菇、杏鮑菇、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產品的風味和咀嚼感。然而，相比于歐美國家，目前國內對食用菌蛋白價值的認識還不夠充分，宣傳力度不足。這一方面是因為歐美日常飲食中以肉制品居多，出于環保和健康的原因，對非動物蛋白食品比較追捧；另一方面，是因為我國傳統食品中素食種類較多，消費者對食物風味、質感和營養價值均有較高的要求，需要對食用菌蛋白替代產品的制作工藝有更加全面深入的了解。但目前國內對食用菌蛋白風味和加工特性的研究尚不充分，加工技術也不成熟，導致加工成本高，生產的關鍵技術體系尚未建立；缺少高產蛋白的食用菌專用菌種，尤其缺乏相關產品的開發研究；對食用菌菌絲體的高值利用還存在政策壁壘。這些因素都限制了食用菌蛋白產品的深度開發和應用推廣，需要科研人員和企業合作努力，共同攻克。

2 食用菌腸道菌群促進劑的開發

近年來，隨著分子微生物生態學研究水平的提高，腸道菌群的重要性逐漸受到關注，被譽為“超級有機體器官”，甚至被認為是決定宿主健康的“第二大腦”[8]。益生元是一種可以誘導有益宿主中健康微生物生長的物質。食用菌對人類消化系統的健康價值已被長期關注，其富含的多種活性多糖，可以通過促進有益菌群的增殖、產酸，并抑制腸道病原菌群，發揮腸道益生元的作用[9]。

腸道菌群可以促進腸道營養吸收和能量調節，對消化系統的調節和修復具有重要作用，同時對胃腸道的免疫系統也有影響。研究發現，靈芝能通過改變腸道微生物群的組成來降低小鼠的肥胖程度，因而有望開發出具有預防肥胖人群腸道失調和代謝紊亂功效的益生元產品[10]。香菇多糖在小鼠喂養實驗中表現出對腸道菌群結構的多樣性、均勻性具有雙向調節作用[11]；猴頭菇多糖在模擬人胃和腸道環境中，可促進胃腸道益生菌的生長和提高益生菌對胃腸道消化液的耐受力[12]。

食用菌多糖作為潛在的益生元物質，不僅對腸道菌群有調節作用，而且能夠通過調節腸道菌群改善宿主的健康狀態，如抗肥胖、抗糖尿病、抗高脂血癥、抗結腸炎，以及提高機體免疫功能和抗胃腸道腫瘤等作用。因此，開發食用菌多糖作為益生元類健康產品，具有巨大的市場前景[8,13]。

3 食用菌高值代謝物的開發

20世紀，在真菌中陸續發現的青霉素、環孢菌素及他汀類藥物大大提高了人類的平均壽命。近年來，通過對基因組大數據的挖掘，發現食用菌中的多種天然產物都具有開發應用價值。猴頭菇中的猴菇菌素能顯著減少神經毒物對神經細胞的傷害，刺激阿茲海默小鼠海馬回神經細胞增生，改善阿茲海默氏癥[14]。天麻共生菌蜜環菌屬真菌中的Melleolides具有抗驚厥、助眠、抗菌、抗癌的作用[15]。靈芝中的萜類物質被認為具有抗癌、安神的作用，從中還分離到抗脂肪肝候選新藥分子GA7[16]。蛹蟲草含有的噴司他汀是FDA認證的毛細胞白血病、慢性粒細胞白血病等血液疾病的一線用藥，蛹蟲草含有的蟲草素除具有抗病毒、抗炎癥作用外，其衍生物對人肝癌細胞有殺傷力。這些活性物質中，部分已經利用合成生物學完成代謝途徑重構，具備規模化生產的潛力。同時，食用菌本身就可以作為工業生產菌株，如糙皮側耳已被開發用于生產麥角硫因[17]。這是食用菌新用途的應用范例，也預示著未來可能有更多的工業用途的食用菌菌株被開發出來。

4 食用菌飼料化及寵物保健食品的開發

食用菌含有豐富的菌物蛋白和多種活性物質，不僅有益于人類健康，而且對動物也具有同樣的健康價值。畜禽、寵物的營養需求和人類存在諸多相似之處，人類保健品開發的現有成果在畜禽類添加劑開發上有可供借鑒之處。

食用菌菌糠由于含有大量菌絲體和代謝產物，具有高營養價值和保健作用，是飼養家畜、家禽、魚類的優質飼料原料[18-20]，菇腳之類的下腳料還具有提高腸道健康水平和血清免疫水平的作用[21]。隨著人們生活水平的提高，近年來寵物保健品產業發展迅猛。寵物保健品是一類具有保障寵物機體健康狀態、輔助寵物疾病治療等功能的寵物食品[22,23]。傳統的寵物保健品主要以維生素、礦物質等增強劑為主，而新一代的寵物保健品市場已經嘗試用中藥材、酵母發酵液為原材料制作免疫調節和免疫增強保健品。食用菌具備的營養價值對寵物健康有良好的促進作用，是制造寵物保健品的優質原料。

5 食用菌菌絲新型生物材料的應用

食用菌菌絲體含有大量的幾丁質，具有防霉、抗菌、阻燃、抗靜電的特點。菌絲體經過物理和化學處理（加壓、交聯）后，可以制成菌絲皮革，與動物皮革有著非常相似的材料與觸覺特性[24]。以木質纖維素原料（木屑、秸稈等農業廢棄物）培養的食用菌-細菌生物復合材料，是一種具有可塑性、可折疊性、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，具有環境友好性和可持續發展潛力[25]。通過加壓，還可制成新型菌絲材料“密度板”。有人還嘗試制作菌絲紙張和菌絲泡沫材料[26]。以人工栽培食用菌或者韌性可能更強的野生大型真菌的菌絲體作為纖維，制作環境友好的各種原材料，是又一個充滿機遇的未來食用菌產業發展新賽道。

6 小 結

本文描述的未來食用菌產業從本質上來說，是不同于傳統食用菌產業和工廠化食用菌產業的一個新領域，它是對目前食用菌領域應用邊界的拓展，是對食用菌產業可能會出現的、或者發達國家已經關注的應用技術的描述，從技術成熟度的標準角度進行評估，基本還處于闡明基礎原理和技術概念的初級階段。但是這些尚處于萌芽狀態的技術雛形值得高度重視，其是科研人員開展原始創新的新疆域，是企業創造核心競爭力的新戰場，是產業強化引領地位的新賽道。