[发明专利]具有丝状真菌的食用组合物和用于其培养的生物反应器系统

说明书

提供生产食用丝状真菌生物垫配制剂作为食品中的独立蛋白质来源和/或蛋白质成分的方法以及一次性使用或重复使用的自含式生物膜‑生物垫反应器，该反应器包含具有至少一个区室和置于区室内的容器、原料、真菌接种物、透气膜和任选的液体营养物培养基。

发明领域

本申请涉及食用真菌，并提供了制备用于食品、食用真菌的液体和固体配制剂的食用真菌的方法以及与之相关的用途和方法、含有食用真菌的食品及其方法和用途。

发明背景

联合国在2017年8月将世界人口列为75亿，并预测该数字将在2023年增长到80亿并且在2056年增长到100亿。在相关报告中，联合国粮食农业组织(FAO)估计，若到2050年全球人口达到91亿，世界粮食产量将需要增加70％，并在发展中国家倍增。尽管能源成本上升，地下含水层资源减少，农田因城市蔓延而损失，以及由气候变化造成的日益恶劣的天气(例如温度升高、干旱增加、洪水泛滥等)，粮食产量仍将需要增加。对于诸如根据2009年的数据已经具有不足的蛋白质摄入的非洲和面临蛋白质摄入不足的风险的中国、印度、巴基斯坦和印度尼西亚的国家而言，这是一个特别的挑战。此外，预计2040年全球肉类需求增长60％，乳制品需求增长50％。

但并非所有蛋白质来源平等创建。动物性食品(肉、蛋、奶制品)提供“完全”蛋白质，因为它们包含所有必需氨基酸；即甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸、色氨酸和赖氨酸。植物性食品虽然含有一些必需氨基酸，但通常缺乏完全组。例如，存在于淀粉根中的蛋白质缺少必需的氨基酸赖氨酸，其必须从饮食中的另一种食物中获取。豆类和豆荚含有高水平的赖氨酸，但它们缺少必需的氨基酸甲硫氨酸。尽管可以通过配对植物性食物来构建完整的蛋白质，但是使用完整的蛋白质来确保营养均衡的饮食要容易得多。

完全蛋白质的一种非动物来源是从食用丝状真菌中获得的，例如Fusariumvenenatum(以前分类为禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum))。但是，迄今为止，从这些来源生产蛋白质需要在能源和生产设备(例如资本密集型生物反应器和离心机)上进行大量投资。仍然需要低能量，消耗较少自然资源且成本低的生长、收获和食品生产方法。本发明解决了这些问题。

此外，减少与应对自然灾害、后勤隔离环境或军事和/或太空/地外任务相关的物流供应的一个领域是在提供任务关键产品，诸如营养和开胃食物、燃料、代谢物表达平台、建筑材料和/或微生物工厂情况下的生命支持回路，特别是废物流的闭合。通常，这些类型的环境无法接触或有限接触到无菌设施或/或需要密封的无菌系统来完全容纳废物流和/或所产生的食物、燃料和材料。例如，欧洲航天局的工作(第25-28号探险，太空中有色真菌的生长和生存(CFS-A))表明，真菌可以在空间站内生长，并能在湿条件下分解食物和其他有机物质；在这里，真菌系统的防范对于防止其他供应和表面的无意污染至关重要。除了需要在太空旅行的发展领域中分解食物和废物之外，在应对自然灾害、剧院内军事行动、荒野行动以及卫生和制冷不可靠的第三世界情况、密闭空间、后勤困难的场所以及一些农业/工业运营中时，也存在这些需求。需要拥有自含式(self-contained)无菌系统，该系统以最小的空间、能源和维护来高效运行。

强大且高效的便携式自含式生物膜-生物垫反应器系统解决这些问题，所述系统能够将极其多种废物流转化为多种有价值的产品。本公开内容描述了一种简单的无菌生物反应器平台，该平台在发酵期间(除了温度控制之外)不需要搅拌，不需要主动通气，不需要能源，产生最少的废物残留至无废物残留，需要很少的水并且产生密集的，易于收获的，有织纹的生物垫。另外，自含式生物膜-生物垫反应器系统可以是便携式的和/或可扩展的，以用于更大、更集中的任务和/或群体。

发明概述