真菌生物质的生产的制作方法

发明领域本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料(例如，工业和/或农业副流)生产真菌发酵培养基的方法以及相应可获得的发酵培养基，涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法以及相应可获得的真菌生物质，以及涉及可通过使用本发明的即时真菌生物质获得的基于真菌的食品。

背景技术：

0、发明背景

1、近年来，从动物生产食品因其不可持续性以及对动物福利的日益关注而受到关注。在气候变化的背景下，已经出现了许多基于植物的肉类替代品，目的是降低co2排放和减少动物痛苦。然而，这些产品目前是从三种主要的单一作物(大豆、豌豆和水稻)生产的，该单一作物的栽培需要大量的土地和水，严重依赖于化学试剂(杀虫剂和肥料)并且产生大量的废物，因为仅从这些作物分离的蛋白被用于生产肉类替代品。此外，这些分离物具有强烈的苦味并且没有固有的质地，因此它们在食物中的使用需要进一步的加工步骤以及添加另外的成分，包括但不限于调味剂、调质剂和/或着色剂。因此，基于植物的替代物不一定是健康的，并且它们的生产诱导其它环境问题，诸如采伐、生物多样性的显著降低、土壤污染和/或水污染。

2、使用发酵方法生产食物似乎解决了这些缺点中的几个。其使得能够更好地利用土地，因为发酵罐可以垂直地缩放并且允许在城市或村庄中在当地生产食物。此外，它们每千克产品所需要的水比植物蛋白更少，并且随着过滤和处理技术的持续发展和改进，这些水可以在该过程中再循环。本文公开了使用新型发酵方法生产作为新食品的真菌菌丝体，其中使用木质纤维素材料(例如工业和/或农业副流)作为原料至少部分地生产生长培养基以及最终产物。在这个意义上，本文所述的方法有助于努力构建循环经济，其中工业、食物和农业废物减少到最少并且资源使用到它们的最大程度。真菌发酵相对于常规植物分离物生产的另一个优点在于所获得的原材料-真菌生物质，该原材料本身已经具有期望的纤维质地并带来了平衡营养概况，不仅具有完整蛋白质，而且具有膳食纤维、维生素和微量营养素，其为消费者提供健康产品。特别地，使用从来自已知可食用蘑菇的子实体分离的菌丝体另外带来了该组特有的典型的蘑菇鲜味，在物种(例如羊肚菌、松露或双孢菇)之间稍微不同，并且使得能够生产具有非常短的成分列表的清洁且可口的产品。

3、de10201410884描述了一种用于对木质素除臭的方法，该方法包括用超临界流体或超临界流体混合物提取木质纤维素底物的步骤。

4、de102016110653涉及包含真菌菌丝体的食品/发酵产品。

5、cn101838673a公开了在补充有水稻酒糟的液体发酵培养基中发酵担子菌门(basidomycota)家族的真菌。

6、cn1078872a公开了一种用于制备饮料的方法，该方法包括在发酵培养基中培养真菌，该发酵培养基除其它组分外还包括酒糟。

7、wo 2017/208255a1涉及通过在包含酒糟的培养基中培养来制备可食用真菌(子囊菌门(ascomycota)的真菌)的方法。

8、wo2002090527a1涉及制备可食用真菌(例如镰刀菌属(fusarium))的方法。

9、wo2017/181085a1公开了生产真菌菌丝体的某些方法。

10、wo 2019/046480a1涉及通过使丝状真菌生物垫生长来制备可食用丝状真菌制剂。

11、ru 2006/126554涉及基于来自酿酒厂釜馏物生产的废物在营养培养基上生产食物和饲料生物质的方法，该方法包括依序培养面包酵母酿酒酵母(saccharomycescerevisiae)和可食用担子菌(例如选自包括糙皮侧耳(pleurotus ostreatus)、肺形侧耳等的组)。

12、us 5846787公开了用于处理含纤维素材料的方法。

13、papadaki(doi：10.3390/microorganisms7070207)公开了通过使用葡萄果渣作为副流进行固态发酵和半液体发酵来培养侧耳属(肺形侧耳(p.pulmonarius)和糙皮侧耳(p.ostreatus))。

14、kim min-keun等(《韩国真菌学杂志(korean journal of mycology)》，doi：10.4489/kjm.2012.40.1.049)公开了使用原料的热水性提取物开发用于刺芹侧耳(pleurotus eryngii)的菌丝体培养的最佳培养基。该方法是用于生产子实体的固态发酵，其中不使用蒸汽。

15、platt m.w.等(《欧洲应用微生物与生物技术杂志(eur.j.appl.microbiol.biotechnol)》，第17卷，第140-142页，1983)公开了通过糙皮侧耳“佛罗里达侧耳(florida)”增加的禾秆降解。所公开的方法是固态发酵。

16、beltran-garcia m.j.等(《墨西哥化学学会杂志(revista de la sociedadquimica de mexico)》，第45卷，第77-81页，2001)公开了来自玉米秸秆的木质素降解产物显著增强担子菌蘑菇菌丝体的径向生长。

17、文献cn 104 446 687a公开了用于金耳(tremella aurantialba)深层发酵的某些液体培养基。注意到在该文件中公开的来自稻草的提取物不超过最终培养基的4％。

18、文献cn 108 203 693a公开了某些稻根霉菌(rhizopus oryzae)种子培养基。

19、文献kr 2013/0057507公开了某些培养蛹虫草(cordyceps militaris)的方法。

20、文献es 2'370'215公开了真菌培养的某些手段。

21、文献us 3,576,720公开了从咖啡浆果废料连续生产圆酵母的某些方法。

22、sidana arushdeep等(《中国生物学杂志(chinese journal of biology)》，第2014卷，第1-5页)公开了甘蔗蔗渣作为真菌培养物的潜在培养基。

23、文献us 9206446公开了从植物生物质的某些提取方法。

技术实现思路

1、特别期望的是利用木质纤维素材料，优选地农业和/或工业废料、本文中工业和/或农业副流的手段和方法，因为它们是成本有效的和更可持续的。进一步特别期望导致获得真菌生物质并因此获得食品的方法，该食品具有反映根据fao定义(www.fao.org,https://en.wikipedia.org/wiki/complete_protein)的完整蛋白的氨基酸的氨基酸组成。

2、进一步特别期望的是生产对其它微生物(例如细菌)的污染具有抗性的真菌生物质的方法。因此，可通过使用木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流(即废产物)获得的对细菌污染具有抗性的真菌发酵培养基是特别期望的。

3、本发明的目的是提供用于生产基于真菌的食品的改进手段和方法，用于从木质纤维素材料，优选地从农业和/或工业副流生产真菌发酵培养基的方法，以及用于生产用于生产基于真菌的食品的真菌生物质的方法和手段。

4、本文所述的问题通过下文所述的且根据权利要求书所表征的实施方案解决。

5、本发明概述于以下实施方案中。

6、在一个实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法包括：(a)水性提取至少一种工业和/或农业副流；以及(b)将(a)中获得的水性提取物与任选的至少一种用于真菌培养的营养补充物组合。

7、在一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中步骤(a)包括用蒸汽预水解的步骤，随后用液体水进行洗涤的步骤。

8、在另一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中在用蒸汽预水解期间，使木质纤维素材料与蒸汽在超过100℃的温度下，优选地在介于150℃与300℃之间的温度下，更优选地在介于160℃与180℃之间的温度下、甚至更优选地在约170℃的温度下接触至多20分钟的时间，优选地介于5分钟与15分钟之间的时间，更优选地介于7.5分钟与15分钟之间的时间。

9、在另一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中用蒸汽预水解后的木质纤维素材料优选地在50℃至100℃的温度下，更优选地在50℃至70℃的温度下、甚至更优选地在50℃至60℃的温度下用液体水洗涤。

10、在另一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中(a)用液体水在介于10巴与220巴之间的压力和介于90℃与374℃之间的温度下进行介于10分钟与200分钟之间的时间。

11、在另一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中(a)用水在介于2.0与12.0之间，优选地介于3.0与10.0之间，更优选地介于4.0与8.0之间，最优选地介于5.0与8.0之间的ph下进行。

12、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括在步骤(b)之前加工在(a)中获得的水性提取物的步骤，如下：

13、i.优选地通过絮凝或通过用co2沉淀从水性提取物中分离蛋白质；

14、ii.任选地，优选地通过使用特别是选自碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、蛋白酶k和胰蛋白酶的蛋白水解酶，以介于0.01％与5％(w/w)之间的浓度和/或在介于15℃与100℃之间的温度和/或持续介于0.5小时与96小时之间的时间水解i.中获得的蛋白质；

15、iii.任选地使用半纤维素酶将存在于i.的产物中的c5多糖水解成单糖，特别是木糖和/或阿拉伯糖；以及

16、iv.将步骤ii.和/或iii.的产物进一步用于步骤(b)中。

17、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中(a)包括以下步骤：

18、(a1)在介于90℃与374℃之间，优选地介于100℃与220℃之间，更优选地介于110℃与180℃之间的温度下，用任选地补充有浓度介于0.1％w/w与1.0％w/w之间的naoh的水提取该工业和/或农业副流持续介于10分钟至200分钟之间的时间；以及

19、(a2)在介于120℃与220℃之间，优选地介于120℃与190℃之间的温度下用水提取工业和/或农业副流持续介于5分钟与150分钟之间的时间。

20、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中存在于在(a1)中获得的水性提取物中的蛋白质优选地通过絮凝或通过用co沉淀2来分离。

21、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括其中在步骤(b)之前水解存在于在步骤(a1)中获得的水性提取物中的蛋白质的步骤。

22、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括其中在步骤(b)之前任选地使用半纤维素酶将存在于在(a2)中获得的水性提取物中的c5多糖进一步水解成单糖的步骤。

23、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中特别是选自木聚糖酶、β-糖苷酶、α-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-葡糖醛酸糖苷酶和β-木糖苷酶的半纤维素酶以介于0.01％与5％(w/w)之间的浓度和/或在介于15℃与100℃之间的温度下和/或持续介于0.5小时与96小时之间的时间使用。

24、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括用纤维素酶酶促水解在(a)中获得的固体木质纤维素残余物以及从固体残余物中分离水解的液体产物的步骤(a')。

25、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中(a')在介于15℃与100℃之间的温度下，优选地在介于40℃与80℃之间的温度下，和/或在介于3.0与8.0之间的ph下，和/或持续介于10小时与200小时之间的时间进行。

26、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中该工业和/或农业副流是固体副流，其中优选地该固体副流选自废谷物、谷麸、棉花、棉籽壳、蔗渣、可可壳、可可、可可荚；棉花和来自向日葵、花生、榛子、棕榈油、橄榄的榨油饼；来自坚果、草和叶废料的壳和皮；木屑、咖啡渣、咖啡皮、咖啡银皮、来自大豆行业的副产物如大豆浆(“豆渣”)和/或油菜籽。

27、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括在步骤(a)之前使用超临界co2提取脂质以及它们的机械分离的步骤。

28、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括在步骤(b)之前除去存在于(a)的水性提取物中和/或任选地存在于(a')的液体产物中的毒性化合物(诸如糠醛和/或羟甲基糠醛)的步骤。

29、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，该方法还包括回收步骤(a')的固体木质素残余物的步骤。

30、在又一个特定实施方案中，本发明涉及用于从至少一种木质纤维素材料，优选地工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法，其中在步骤(b)中进一步补充根据本发明获得的蛋白组合物。

31、在另一个实施方案中，本发明涉及根据用于从至少一种木质纤维素材料，优选地本发明的工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法获得的蛋白组合物。

32、在另一个实施方案中，本发明涉及在用于从至少一种木质纤维素材料，优选地本发明的工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法中获得的真菌发酵培养基。

33、在一个特定实施方案中，本发明涉及真菌发酵培养基，该真菌发酵培养基进一步补充有一种或多种氮源，特别是选自氨、脲、酵母提取物、麦芽提取物、玉米浆和蛋白胨，和/或补充有一种或多种碳源，特别是选自葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖、木糖、半乳糖、右旋糖、甘油和糖蜜，和/或补充有痕量元素和/或维生素。

34、在另一个特定实施方案中，本发明涉及进一步加工成干燥形式的真菌发酵培养基。

35、在另一个实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，该方法包括：

36、(a)将本发明的ph调整的真菌发酵培养基提供给适于使真菌菌丝体生长的发酵罐；

37、(b)培养真菌菌丝体；以及

38、(c)收回并浓缩真菌生物质以实现介于2％-100％之间的干真菌物质含量。

39、在一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中步骤(b)在介于15℃与40℃之间的温度和/或在介于3.0与8.5之间的ph和/或持续介于12小时与240小时之间的时间进行。

40、在另一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株是可食用真菌。

41、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株选自担子菌门和子囊菌门。

42、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株选自盘菌亚门(pezizomycotina)和伞菌亚门(agaromycotina)。

43、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株选自盘菌纲(peziomycetes)、伞菌纲(agaricomycetes)和粪壳菌纲(sordariomycetes)。

44、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株选自盘菌目(pezizales)、牛肝菌目(boletales)、鸡油菌目(cantharellales)、伞菌目(agaricales)、多孔菌目(polyporales)、红菇目(russulales)、木耳目(auriculariales)、粪壳菌目(sordoriales)和肉座菌目(hypocreales)。

45、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株选自羊肚菌科(morchellaceae)、块菌科(tuberaceae)、侧耳科(pleurotaceae)、伞菌科(agaricaceae)、小皮伞科(marasmiaceae)、鸡油菌科(cantharellaceae)、齿菌科(hydnaceae)、牛肝菌科(boletaceae)、亚灰树花菌科(meripilaceae)、多孔菌科(polyporaceae)、球盖菇科(strophariaceae)、离褶伞科(离褶伞科)、口蘑科(tricholomataceae)、类脐菇科(omphalotaceae)、泡头菌科(physalacriaceae)、裂褶菌科(schizophyllaceae)、硬皮马勃科(sclerodermataceae)、灵芝科(ganodermataceae)、绣球菌科(sparassidaceae)、猴头菌科(hericiaceae)、刺孢多孔菌科(bondarzewiaceae)、虫草科(cordycipitaceae)、木耳科(auriculariaceae)、粪壳科(sordoriaceae)、丛赤壳科(nectriaceae)和牛舌菌科(fistulinaceae)。

46、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株是肺形侧耳、糙皮侧耳、金顶侧耳(p.citrinopileatus)或桃红侧耳(p.salmoneostramineus)。

47、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵来生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株是宽圆羊肚菌(m.esculenta)、黑脉羊肚菌(m.angusticeps)或小羊肚菌(m.deliciosa)。

48、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中该至少一种真菌菌株是镶片镰刀菌(f.venenatum)、粗糙丛赤壳菌(n.crassa)或中间丛赤壳菌(n.intermedia)。

49、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中深层发酵作为分批、补料分批或连续过程操作。

50、在又一个特定实施方案中，本发明涉及通过至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法，其中共发酵超过一种真菌菌株。

51、在另一个实施方案中，本发明涉及根据通过本发明的至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法生产的真菌生物质。

52、在一个特定实施方案中，本发明涉及根据通过本发明的至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法生产的真菌生物质，其中该真菌菌株选自侧耳科，特别是其中该真菌菌株是肺形侧耳、糙皮侧耳、金顶侧耳或桃红侧耳。

53、在另一个特定实施方案中，本发明涉及根据通过本发明的至少一种真菌菌株的深层发酵生产真菌生物质的方法生产的真菌生物质，其中该真菌菌株选自羊肚菌科，特别地其中该真菌菌株是宽圆羊肚菌、黑脉羊肚菌或小羊肚菌。

54、在另一个实施方案中，本发明涉及本发明的真菌生物质在生产基于真菌的食品中的用途。

55、在一个特定实施方案中，本发明涉及本发明的真菌生物质在生产基于真菌的食品中的用途，其中根据本发明回收的固体木质素残余物进一步用于生产基于真菌的食品。

56、在另一个特定实施方案中，本发明涉及本发明的真菌生物质在生产基于真菌的食品中的用途，其中根据用于从本发明的至少一种工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法回收的固体木质素残余物在进一步用于生产基于真菌的食品之前，例如通过碾磨和/或通过研磨进一步经加工。

57、在另一个特定实施方案中，本发明涉及本发明的真菌生物质在生产基于真菌的食品中的用途，其中根据用于从本发明的至少一种工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法回收的蛋白组合物用于制备基于真菌的食品。

58、在另一个实施方案中，本发明涉及使用本发明的真菌生物质制备的基于真菌的食品。

59、在一个特定实施方案中，本发明涉及使用本发明的真菌生物质制备的基于真菌的食品，其中根据用于从本发明的至少一种工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法回收的固体木质素残余物用于制备基于真菌的食品。

60、在一个特定实施方案中，本发明涉及使用本发明的真菌生物质制备的基于真菌的食品，其中根据用于从至少一种木质纤维素材料，优选地至少一种工业和/或农业副流生产真菌发酵培养基的方法回收的蛋白组合物用于制备基于真菌的食品。

61、定义

62、c5多糖在本文中定义为包含c5糖的多糖。

63、c5多糖级分在本文中定义为优选地至少50％含量的c5糖(其可作为单体存在和/或包含在寡糖和/或多糖中)，如理解为c5糖与总糖含量的重量/重量比，更优选地至少65％含量的c5糖。c5糖或戊糖在本文中理解为具有五个碳原子的糖。注意到c5多糖级分可含有其它糖，特别是c6糖(具有6个碳原子的糖，也称为己糖)作为单体和/或包含在多糖和/或寡糖中。

64、c5复合多糖级分涉及如本文所定义的c5多糖级分，其中至少50％，优选地至少60％，更优选地至少70％，甚至更优选地80％、甚至更优选地至少90％的该c5糖呈多糖和/或寡糖的形式。

65、多糖在本文中应理解为包含超过1个通过糖苷键彼此连接的糖部分的分子。如本文所用，优选地寡糖是指具有2至20个糖部分的多糖。优选地，多糖具有至少21个糖部分。

66、食物或饲料产品在本文中定义为适于口服消费的任何产品，优选地食物、饲料、饮料或食物或饲料的补充物。因此，食物或饲料产品应优选地具有其所针对的动物物种可接受的味道。供人类消费的食品优选地具有令人愉快的味道。令人愉快的味道可以例如由测试小组确定。如本领域技术人员所理解的，根据饲料或食品所针对的动物，其将具有不同的形式。

67、如本文所理解的，功能性食物定义为超出简单营养之外并且具有至少一种特定靶向作用以改善宿主的健康和/或幸福和/或预防宿主的病理状态的任何食物。

68、如本文所理解的，菌丝体是指从自蘑菇子实体或自真菌的营养部分分离的细胞生长的菌丝团(或生物质)。

69、包含单糖的多糖：多糖据说包含单糖，其中该单糖共价连接以形成该多糖。水解多糖将产生形成游离形式的该多糖的单糖。多糖的单糖含量因此可通过水解多糖并测量单个单糖的存在来测定。通过测定整个混合物的单糖含量来测定多糖混合物的单糖含量。

70、如本文所用的术语“多肽”涵盖蛋白质、肽和多肽，其中该蛋白质、肽或多肽可经或可未经翻译后修饰。翻译后修饰可以是例如磷酸化、甲基化、糖基化。

71、严重程度因子(也称为ro)在本文中定义为：

72、

73、其中tr是保留时间(以分钟表示)，也理解为该过程的时间，并且t是以℃表示的温度。