罗德里戈·A·孔特雷拉斯（Rodrigo A. Contreras）|帕特里西奥·卡里潘（Patricio Caripán）|妮可·费拉达（Nicole Ferrada）|马卡雷娜·坎特罗（Macarena Cantero）|玛丽索尔·皮萨罗（Marisol Pizarro）|安娜·巴蒂斯塔-冈萨雷斯（Ana Batista-Gonzalez）|埃克托尔·恩里克斯（Héctor Henríquez）|马修·苏詹托（Matthew Sujanto）|卡米拉·科瓦鲁比亚斯（Camila Covarrubias）|克劳迪娅·维达尔（Claudia Vidal）|卡拉·皮诺（Carla Pino）|罗米娜·安萨尔多（Romina Ansaldo）|贝尔纳多·莫尔特多（Bernardo Moltedo）
智利圣地亚哥马库尔（Macul）基林大道3550号，The Not公司研发部科学研究实验室
摘要
米曲霉（Aspergillus oryzae）在传统曲酒生产中被广泛使用，尽管其在植物性食品中用于特定风味设计的应用仍然有限。在本研究中，我们采用了一种基于人工智能的生物转化方法，结合感官分析和代谢组学技术，从黄瓜和花生中制备出一种富含鲜味、类似鸡肉的风味调料。通过贝叶斯优化方法调整了底物比例和培养时间，最终确定5%的黄瓜和5%的花生培养7天为最佳条件。这种配方能够增强鲜味和鸡肉风味，减少不良气味，并在以1%（重量比）的比例加入中性植物蛋白 nuget 中时提升整体风味体验。非靶向的LC-MS和GC-MS分析鉴定出52种具有辨识度的代谢物，这些代谢物可归类为不同的生化模块：碳水化合物衍生物与真菌产生的谷氨酸、琥珀酸及5′-核苷酸相关；而苯丙素类和三萜类化合物则与蘑菇风味特征相关，同时抑制了某些辛辣属性。结果表明，基于人工智能指导的米曲霉生物转化技术为从简单植物底物中构建鲜味系统提供了理论基础。
部分内容摘录
引言
随着植物性蛋白产业的迅速发展，人们不仅对产品具有足够的营养价值和完善口感有需求，还期望其具备类似肉类的真实风味。最新研究和消费者调查显示，感官质量（尤其是味道和整体风味）是阻碍植物性肉类替代品广泛采用的主要障碍，即使是在那些出于可持续性或健康考虑而选择这类产品的消费者中也是如此（Appiani等人，2023年）。
微生物与培养管理
本研究选用了丝状真菌米曲霉ATCC 1011（美国马纳萨斯市美国典型培养物收藏中心，VA）作为生物催化剂，该菌种被认定为安全食品（GRAS），且在食品生物加工和代谢产物生产中应用广泛（Sun等人，2024年）。菌种培养物保存在-20°C、50%（体积比）甘油溶液中。每个实验系列中，会取出一部分菌液在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA；德国达姆施塔特Merck公司）上接种，以获得新鲜的孢子形成菌株。底物组成、基于人工智能的感官评分及真菌生物量
贝叶斯优化流程逐步优化了由黄瓜含量、花生含量和培养时间决定的配方参数。随着实验次数的增加，所探索的组合逐渐集中在预测和实际观察到的AI评分较高的区域（图1a），这表明替代模型逐渐收敛到一个最优解。实验结果显示，AI评分分布呈现出中等水平
基于人工智能的真菌生物转化在风味调制中的应用
要从植物底物中再现类似肉类的复杂风味，需要协调多个相互关联的生化途径，而不仅仅是调整单一分子或途径。关于固态生物加工和废弃物转化的研究表明，丝状真菌能够从植物材料中生成复杂的风味结构，但大多数研究仍依赖于经验性的底物选择和反复试验（Guo等人，2025年；Latha Ravi等人，2025年）。CRediT作者贡献声明
克劳迪娅·维达尔（Claudia Vidal）：实验研究。卡米拉·科瓦鲁比亚斯（Camila Covarrubias）：方法学设计、数据整理。罗米娜·安萨尔多（Romina Ansaldo）：实验研究。卡拉·皮诺（Carla Pino）：实验研究。贝尔纳多·莫尔特多（Bernardo Moltedo）：项目管理、资金获取、概念构思。帕特里西奥·卡里潘（Patricio Caripán）：文章撰写与修订、初稿撰写、数据验证、实验研究、数据整理。未引用参考文献
国际标准化组织（International Organization for Standardization），2012年。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本报告研究的已知财务利益冲突或个人关系。伦理声明
所有涉及感官分析的实验和程序均遵循机构规定，并经过相关伦理委员会批准。所有参与者在参与研究前均签署了知情同意书。数据获取本研究中生成的原始代谢组学和感官数据集可应要求向通讯作者索取。
资金来源
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何资助。致谢
作者感谢智利圣地亚哥大学的米莱娜·科托拉斯（Milena Cotoras）博士、古斯塔沃·E·苏尼加（Gustavo E. Zúñiga）博士和阿尔贝托·冈萨雷斯（Alberto González）博士对本研究的宝贵建议和贡献。同时，我们也衷心感谢参与评估工作的感官评价小组成员的付出与支持。本研究是帕特里西奥·卡里潘（Patricio Caripán）的本科生物化学论文的一部分，未获得任何公共机构的专项资助。
