近日，Bioresource Technology在线发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队刘潇副研究员课题组的研究成果“Sustainable bioconversion of food waste into high-yield and low-RNA Fusarium venenatum mycoprotein”（DOI：http://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.135289）。江南大学2024级硕士研究生罗时军为论文第一作者，陈坚院士和刘潇副研究员为论文通讯作者。
全球蛋白质需求持续增长，传统畜牧业面临资源消耗高、环境负担重等挑战，加速了对新质蛋白来源的探索。威尼斯镰刀菌（Fusarium venenatum）真菌蛋白因生产效率高、营养组成均衡、具有类肉纤维质构，并已在多个国家和地区获批用于食品，受到广泛关注。然而，当前工业化真菌蛋白生产通常依赖葡萄糖等精制碳源，生产成本较高；同时菌体RNA含量偏高，传统热处理降RNA工艺会造成较大生物质损失，限制了生产经济性和可持续性。
本研究以食品废弃物资源化利用和真菌蛋白绿色制造为目标，选取卷心菜、胡萝卜、玉米和混合食品废弃物作为替代发酵底物，系统评估其对威尼斯镰刀菌菌体生长、蛋白积累、RNA含量和安全性指标的影响，并结合转录组学、代谢组学、5 L生物反应器放大验证和生命周期评价，解析食品废弃物驱动高产、低RNA真菌蛋白生产的可行性及潜在机制。
研究发现，威尼斯镰刀菌能够良好适应多种食品废弃物底物。与营养丰富的葡萄糖基参考培养基相比，食品废弃物底物使干菌体量提高32.68–74.16%，RNA含量降低35.16–54.91%，蛋白含量提高1.76–33.86%。其中，混合食品废弃物组干菌体量达到7.93 g/L，RNA含量为2.55 g/100 g，已接近但仍高于WHO推荐水平。靶向真菌毒素检测结果显示，所检测毒素水平均低于相关食品类别的国际参考限值。
多组学分析表明，食品废弃物培养条件下，威尼斯镰刀菌的翻译相关通路、RNA 周转以及中心碳代谢和能量代谢发生明显变化，提示复杂碳氮营养组成可能改变细胞资源分配和代谢状态，促进蛋白合成，并影响RNA稳态与降解过程。在5 L生物反应器验证中，卷心菜、玉米和混合食品废弃物组最终菌体量分别达到12.32、12.52和11.88 g/L，与无机盐葡萄糖培养基组的12.09 g/L基本相当，说明食品废弃物在放大条件下仍能够支持高效生长和蛋白积累。
此外，本研究采用从摇篮到大门（Cradle-to-gate）的生命周期评价方法，比较了食品废弃物真菌蛋白与葡萄糖工艺的环境影响。结果显示，与无机盐葡萄糖工艺相比，食品废弃物真菌蛋白在多个环境影响类别中表现出优势，包括全球变暖潜势降低1.56–24.02%，淡水生态毒性降低5.57–27.12%，土地利用降低44.17–56.91%。前瞻性敏感性分析进一步表明，若未来通过菌株或工艺优化使RNA降至推荐范围，并减少对传统热处理步骤的依赖，环境效益仍有进一步提升空间。
本研究证明了食品废弃物生物转化制备高产、低RNA威尼斯镰刀菌真菌蛋白的可行性，建立了“废弃物资源化—真菌蛋白制造—多组学机制解析—环境影响评价”相结合的研究框架。该工作为食品废弃物高值化利用和低成本、低环境负荷新质蛋白制造提供了重要参考，有助于推动真菌蛋白产业绿色可持续发展。
上述研究工作得到了国家重点研发计划（2024YFA0918300）、江西省重点研发计划（20244AFH82002）、江苏省合成生物学基础研究中心（BK20233003）、教育部基础学科和交叉学科突破计划（JYB2025XDXM503）以及江南大学交叉项目基金（2026JC01A）的资助。
图1 食品废弃物中威尼斯镰刀菌的发酵性能
图2 食品废弃物真菌蛋白生产的生命周期评价
（编辑：潘梦妍）
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