CN113166709A

CN113166709A - 生产真菌垫的方法和由其制备的材料

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Publication number: CN113166709A
Application number: CN201980080319.0A
Authority: CN
Inventors: A·甘迪娅; M·蒙泰尔蒂; S·巴布比尼
Original assignee: Magic Ancient LLC
Current assignee: Magic Ancient LLC
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2039-12-05
Also published as: CA3120549A1; JP2022511888A; WO2020115690A1; US20220025318A1; CN113166709B; IT201800010869A1; EP3891266A1

Abstract

本发明涉及一种获得真菌垫的方法，包括以下步骤：a)将丝状真菌物种接种并生长在包含木质纤维素材料的固体营养介质上，从而获得由所述真菌物种定殖的固体营养介质；b)将所述定殖的营养介质与水或与水溶液混合并以高速共混以获得均匀的活真菌浆液；c)将活真菌浆液倒入扁平容器中；d)孵育活真菌浆液，直到在活真菌浆液的顶表面上形成所需厚度和密度的连续真菌垫；e)收获由此获得的真菌垫；以及可选地f)洗涤收获的真菌垫。

Description

生产真菌垫的方法和由其制备的材料

说明书

技术领域

本申请涉及用于从活真菌浆液生产真菌垫的新方法并涉及由其获得的产品，特别是用于柔软产品市场，例如皮革和纺织品。

背景技术

纺织业是世界上污染最严重的产业之一，对环境具有重大影响。

近年来，对通过使用环保、无污染的方法获得的新型可持续和可堆肥纺织材料的开发已经引起了极大的关注。

特别地，已经提出了基于可再生原料的更可持续的方法和材料，以替代棉或石油基纤维；举例来说，例子包括菠萝纤维素

葡萄残渣(Vegea)、橙子纤维和棕榈叶产品等。另外，在动物衍生产品领域中，由于对环境影响和动物福利的认识增加，使用动物皮肤的替代品在一些市场中正在成为一种增长趋势。动物皮革的生产由于使用了大量的自然资源以及用于皮肤加工的污染和有毒化学物质而引起了道德问题并对环境产生了负面影响。为了生产无动物和可持续的皮革样材料，已经提出了不同的策略。例如，已经从源自苹果汁生产、菠萝或真菌的废料中获得产品。

尤其是真菌，是地球上最丰富并且生长最快的生物之一。

菌丝体是真菌的营养结构并且由细丝(称为菌丝)网络组成。菌丝由生长为直径2-10μm的管状细长结构的细胞形成，并形成互锁细丝的紧密网络。细胞被细胞壁包围，细胞壁占细胞干重的30％并且其组成主要由β型葡聚糖、几丁质和其他结构蛋白组成。由于细胞壁中大量的几丁质及其结构上与纤维素的相似性，已经提议真菌浆可以作为木浆的替代在造纸、生物医学和纺织领域中得到工业应用。

因此，在过去的几年中，已经开发出许多方法来生产用于各种应用的培养真菌垫。

这些公开的用于真菌垫生产的方法学利用广为人知的用于繁殖丝状真菌的技术，例如液态发酵(LSF)和固态发酵(SSF)。

LSF涉及微生物在大量过量的游离水中的生长，通常产生在溶解有各种营养素的液体介质中的微生物悬浮液。

相反，SSF在具有支持微生物生长和代谢活性的最小水分的固体生长介质中进行。SSF中的水含量范围为30％至80％，取决于基材的保留能力。

US5,854,056描述了一种基于LSF的方法，其包括用真菌的分生孢子接种液体介质并从这些孢子中产生菌丝体，然后在含有营养肉汤的浅槽中菌丝体生长成扁平的垫，并且然后回收菌丝体垫以进一步加工用于食品、纺织和生物医学目的。

该液态发酵(LSF)方法适用于快速生长的霉菌，例如根霉属(Rhizopus)物种和镰刀霉属(Fusarium)物种，但不能轻易地应用于担子菌。通常，在LSF中快速生长的霉菌不能提供具有足够密度或均匀性的垫，不适合用作柔软材料，易碎，具有低的撕裂和拉伸强度以及耐磨性，尤其是在干燥之后。而且，当干燥时，该专利中描述的材料非常脆。

另一方面，US2015/003620和WO2018/0144004描述了用于通过固态发酵(SSF)生产真菌材料以及在固体营养基底表面上生长菌丝体及其随后收获的方法。两种方法都基于从接种有真菌菌株的扁平固体基底的表面收获真菌垫。两种方法之间的主要区别之一是使用多孔膜，该多孔膜位于真菌所定殖的固体营养基底的顶上，如WO2018/0144004中所述。这种多孔膜的使用显然使形成的菌丝体垫与固体基底的分离变得容易，并且还用于将菌丝的生长引导至所需的空间模式和/或几何取向。

这最后两种SSF方法以及一般所有基于SSF的方案非常依赖于整个固体基底上接种物的分布和密度，并且非常倾向于在表面上产生异质形态。使用随机分布的固体颗粒接种物(通常是谷粒种)，以及在固体基底上的不同生长速度，实际上不可避免地导致形成垫的不连续。这些导致最终的真菌垫在密度、厚度和颜色方面缺乏均质性，以及差的机械和美学特性，这使其不适合在消费纺织品行业中使用。

LSF和SSF遇到的一般限制也在WO2017/151684中进行了描述，其中一些已在上面进行了检查。为了克服这些限制，该专利的发明人提出了一种发酵技术，称为固体基底表面发酵(SSSF)。在这种方法中，将固体基底浸没在液体表面下方，因此真菌垫使用源自浸没固体的碳源在液体表面上生长。但是，当考虑到静态液体介质中溶解氧的利用率差时，该方法仍然受到限制。另外，本领域技术人员将理解，即使该方法被称为SSSF，它也与US 5,854,056中描述的静态液体表面发酵并没有实质上不同，而垫生长在营养液的表面上。

同样，所描述生长这些垫的方法都遵循标准LSF或SSF技术，与高污染风险相关，因为固体基底或液体介质中的污染微生物可以自由获得营养。此外，这些方法通常无法为生长的菌丝提供良好的氧合作用，限制了这种交换以及因此的营养交换和在LSF设置中生长到液体表面或根据SSF方案时使得菌丝体基质在非常紧密的基底块上窒息。

因此，现有技术的方法允许生产具有不连续特性的真菌垫，尤其是在朝向、密度、厚度和机械特性(例如拉伸和撕裂强度以及耐磨性)方面。另外，现有方法要求使用非常严格的无菌方案和设施以确保操作安全，这增加了生产成本。另外，由于污染和垫缺乏均匀生长，这些方法的特征在于大体积损失和适用于进一步应用的产品的低产率。

因此，需要一种新的方法，该方法提供具有一致、可再现和稳定的特性的真菌垫，特别是在成分和厚度上均一，并且在真菌垫的机械和美学特性方面表现出改进。

另外，还需要一种方法，其中微生物污染的风险低并且因此不需要执行严格的无菌条件。还需要鉴定允许在生长介质中进行良好的气体交换，为生长的菌丝提供良好的氧化作用的方法。最后，优选的是开发一种简单的方法，该方法不需要多孔膜来使得真菌垫的收获容易，也不需要菌丝的特定生长模式或几何方向。

发明概述

本发明人已经发现一种用于获得真菌垫的新方法，该方法允许解决现有技术的LSF和SSF方法遇到的上述问题。

特别地，本发明人已经发现通过以高速度将包含高木质纤维素含量的预定殖的固体营养介质与水和/或任选的添加剂以一定比例共混，以获得活真菌浆液，并将所得浆液在扁平容器中孵育，始终可以在浆液中获得菌丝和气泡的精细且均匀的分布，从而提供合适的平台(既不是液体也不是固体，而是凝胶样的)，从而可以在其表面上生产具有始终均匀的厚度和组成的真菌垫。

另外，通过在共混步骤中使用预先定殖的木质纤维材料作为主要营养介质，被微生物污染的风险非常低。事实上，这种已经被真菌定殖的固体营养介质提供给污染微生物的营养可得性差，但大量的活真菌丝可以用高速混合器均匀地切碎和分布而形成活真菌浆液。此外，真菌通过预消化生长培养基产生并释放其自身的天然防御性抗微生物化合物，这些化合物将存在于整个均质浆液中。

因此，根据本发明的方法提供了一种活真菌浆液，其将提供高产率的适用于进一步工业应用的机械性能真菌垫。

因此，本发明第一个目的是一种获得真菌垫的方法，包括以下步骤：

a)将丝状真菌物种接种并生长在包含木质纤维素材料的固体营养介质上，从而获得由所述真菌物种定殖的固体营养介质；

b)将所述定殖的营养介质与水或与水溶液混合并以高速共混以获得均匀的活真菌浆液；

c)将活真菌浆液倒入扁平容器中；

d)孵育活真菌浆液，直到在活真菌浆液的顶表面上形成所需厚度和密度的连续真菌垫；

e)收获由此获得的真菌垫；以及可选地

f)洗涤收获的真菌垫。

本发明第二个目的是通过根据本发明第一个目的的方法获得的垫。

与通过现有技术的方法获得的垫相反，通过根据本发明第一个目的的方法获得的垫在厚度、密度、颜色上是均匀的，并且在其所有连续表面上具有一致的机械性能。

本发明第三个目的是非织造多层复合材料，包括根据本发明第二个目的的一个或多个单层真菌垫，与一个或多个单层多孔材料交替。

本发明第四个目的是一种多层垫，包括一层或多层真菌垫，并通过根据本发明第二个目的的方法获得，其中所述垫包含至少95％的真菌生物质并且所述层包含以没有任何有序空间排列或模式生长的真菌菌丝。

本发明第五个目的是根据本发明第二个目的的垫、根据本发明第三个目的的多层复合材料或根据本发明第四个目的的多层垫用于生产纺织品的用途。

本发明第六个目的是一种纺织产品，包括根据本发明第二个目的的真菌垫、根据本发明第三个目的的多层复合材料或根据本发明第四个目的的多层垫。

本发明第七个目的是根据本发明第二个目的的垫、根据本发明第三个目的的多层复合材料或根据本发明第四个目的的多层垫用于制造柔软产品的用途。

附图说明

图1显示了收获实施例1中获得的真菌垫。

图2显示了一片在实施例3中获得的真菌垫。

图3显示了三个基本步骤的生产过程示意图，即步骤A，其中将活真菌浆液倒入扁平容器中；步骤B，其中在孵育期间在浆液顶上生长真菌垫；和步骤C，其中收获垫，将经消化的流出物留在扁平容器中。

定义

本文所用的术语“柔软产品”是指由柔软的弹性材料(如纺织品和/或皮革)制成或包含其的任何产品。这些包括服装、布、衣服、鞋类、头饰、运动服、背包和行李、床上用品、亚麻织品、消费电子品配件、家具或汽车用覆盖物等。

本文所用的术语“木质纤维素材料”是指含有作为主要组分的纤维素、半纤维素和木质素以及(可选)少量果胶、蛋白质和灰分的材料。这些成分每种的相对含量根据木质纤维素材料的来源而不同。

本文所用的术语“垫”或“真菌垫”是指由交织或相互连接的真菌菌丝形成的一片材料，形成连续和平坦的表面。优选地，所述材料片仅由真菌菌丝体组成。

本文所用的术语“菌丝体”是指由大量分枝的丝(称为菌丝)构成的丝状真菌的营养体。

本文所用的术语“丝状真菌”是指真核生物群中的任何成员，包括子囊菌和担子菌真菌，它们形成丝状结构，称为菌丝。菌丝是多细胞结构，是管状、伸长和线状(丝状)，其中每个细胞可以包含超过一个核并通过分枝和在其顶端延伸而生长。

本文所用的术语“固体营养介质”是指为真菌菌丝体生长提供支持和营养的固体基底。

本文所用的术语“纯培养物”是指在其中只存在一个株系或克隆，没有其他生物体或类型的无菌培养物。

本文所用的术语“扁平容器”是包含由侧面封闭的平坦底表面的容器。

本文所用的术语“多孔材料”是指包含孔的材料，因此由包围孔的骨架部分(即“基质”或“框架”)以及填充孔的流体(即液体或气体)形成。

本文所用的术语“卫生地”是指提供健康和无菌培养的方法。

本文所用的术语“活真菌浆液”、“活浆液”、“菌丝体浆液”、“真菌浆液”或甚至仅仅“浆液”是指基底颗粒、流体(即液体或/和气体)和活真菌菌丝的粘性细共混物或分散物。

本文所用的术语“共混”或“共混步骤”是指通过适合于实现上述活真菌浆液的机械手段从预定殖的固体基底和水开始获得活真菌浆液的过程。

发明详述

本发明的目的是一种获得真菌垫的方法，包括以下步骤：

c)将活真菌浆液倒入扁平容器中；

e)收获由此获得的真菌垫；以及可选地

f)洗涤收获的真菌垫。

本发明的方法中可以使用任何物种的丝状真菌。然而，特别优选的是属于担子菌(basidiomycota)纲的真菌物种。优选地，所述真菌物种选自灵芝属(Ganoderma)、栓菌属(Trametes)、孔菌属(Fomes)、拟层孔菌属(Fomitopsis)、木层孔菌属(Phellinus)、多年菌属(Perenniporia)、密孔菌属(Pycnoporus)、干酪菌属(Tyromyces)、茯苓菌属(Macrohyporia)、烟管菌属(Bjerkandera)、齿毛菌属(Cerrena)和裂褶菌属(Schizophyllum)。使用属于镰刀菌属(Fusarium)、根霉菌属(Rhizopus)、曲霉菌属(Aspergillus)、粘毛菌属(Myxotrichum)和木霉菌属(Trichoderma)的其他物种也可用于本文描述的方法。由于最终获得的垫的性质，特别优选的真菌物种是灵芝属物种、孔菌属物种、密孔菌属物种和多年菌属物种。

根据优选的实施方案，在步骤a)中接种丝状真菌的纯培养物。

可替代地，可以使用不同物种或株系的真菌组合。

在上述物种中，优选地选择具有诸如短时间定殖基底的能力、更好的温度耐受性、对微生物污染的抗性或特定菌丝分枝模式、菌丝体着色、气味或刚度等优异性质的菌株。

所选真菌株系可以是在育种计划(诱导突变、基因工程等)中生成的突变体或重组克隆。

通常，在步骤a)中，通过使用无菌工具，例如容量移液管或手术刀，将真菌液体或固体接种物无菌地添加到固体营养介质中进行接种。

液体接种物由预定体积的含有足够浓度真菌细胞的液体介质组成。优选地，所述液体介质包含5至15g/L量的真菌生物质，并且将其以每Kg基底5至20ml的比例添加到固体营养介质中。适于制备接种物的液体介质是例如：麦芽提取肉汤(MEB)、麦芽酵母提取肉汤(MYEB)、马铃薯右旋糖肉汤(PDB)、基于使用浓度高达5％体积的液体糖蜜和衍生自对木质纤维素生物质和/或其他工业过程(例如农业或食品工业)的副产品加工的侧流的制剂。

固体接种物包括固体介质，优选地种子或锯屑，接种有从培养皿或液体培养瓶中的纯培养物中衍生的真菌菌丝。所选接种物在清洁气流下使用无菌手术刀、镊子或移液管尖进行卫生地转移，或直接倒入随后的固体营养介质上，优选地以每固体培养基总重量的2％至5％接种物的比例。

固体营养介质优选地在接种前进行灭菌或巴氏消毒。

接种后，在静态和有氧条件下，通过孵育已接种的固体营养培养基进行真菌生长。优选地，在黑暗中，在包括20℃至30℃，更优选在23℃至28℃范围内的温度进行真菌的生长。真菌的生长优选地持续到固体介质的暴露区域被真菌菌丝体覆盖，更优选地完全覆盖。通常，这要求生长在接种后进行包括5至15天，更优选地7至10天的时间。

根据优选的实施方案，步骤a)的所述固体营养介质包括其总重量的至少90％、优选地95％、更优选地98％、甚至更优选地100％的木质纤维素材料。木质纤维素材料也可通过例如添加硫酸钙、碳酸钙或其他类似矿物改良剂进行化学处理以改善其质地、pH和营养特性或者与种子、种子粉或淀粉粉末混合。

因此，在替代的优选实施方案中，所述固体营养介质包括作为主要组分的木质纤维素材料与种子、种子粉、淀粉粉末和/或矿物质混合，优选地由其组成。优选地，步骤a)的所述固体营养介质包括其总重量的至少90％、优选地95％、更优选地98％、甚至更优选地100％的木质纤维素材料，与种子、种子粉、淀粉粉末和/或矿物质混合。

优选地，所述种子是选自谷子、黑麦、高粱、水稻、小麦、玉米全种子的全种子。优选地，所述种子粉是从谷子、黑麦、高粱、小麦、水稻、玉米全种子中获得的。优选地，所述矿物质选自硫酸钙和碳酸钙。

优选地，用于本发明方法的木质纤维素材料选自农业工业木质纤维素生物质，包括例如农业作物残渣，能源或用途作物，林业、造纸工业、食品和生物燃料生产的非农业副产品或其组合。

固体营养介质是根据所用具体真菌的代谢需要来选择的。例如，属于多孔菌目(Polyporales)的担子菌物种将需要更高含量的木质纤维素材料，如在木材和稻草中发现的，而属于其他纲的其他真菌可能需要一定百分比的现成碳水化合物，如在麦麸和面粉中发现的那些。

熟练的技术人员将根据一般常识和参考书目知道为所使用的每种真菌物种选择哪种木质纤维材料。

在步骤b)中，将所述定殖的固体营养介质与水或水溶液(优选地无菌或消毒的)混合，然后共混以获得物理特性介于液体和固体之间的均匀、粘性和活的真菌浆液，产生类似于凝胶状态。优选地，将定殖的介质与水或水溶液以每10ml水0.5至3g、更优选地2g定殖的介质的比例混合。

将混合物在适合所处理材料量的高速机械搅拌器中共混至少30秒，优选地至少3分钟，并且更优选地至少5分钟，直到获得活真菌浆液。

根据优选的实施方案，混合物在高速机械搅拌器中以至少10,000rpm、优选地至少15,000rpm并且更优选地至少20,000rpm的速度共混。优选地，混合物在高速机械搅拌器中以不超过80,000rpm、优选地不超过70,000rpm并且更优选地不超过60,000rpm的速度共混。在特定的实施方案中，混合物在高速机械搅拌器中以30,000至50,000rpm的速度共混。

优选地，在步骤b)中获得的活真菌浆液具有1,000至40,000cps、优选地4,000-30,000cps并且更优选地10,000-20,000cps的粘度。

优选地，水是未经处理的普通自来水、无菌水、蒸馏水或添加了浓度在总体积的0.009％到0.05％之间的过氧化氢(H₂O₂)的这些中的任何一种。

上述水溶液可全部或部分地来自收获步骤e)中从垫分离出来的回收流出物，其已用H₂O₂处理以减少微生物计数。

向水中添加发泡剂将产生富含气泡的泡沫物质，通常有利于真菌菌丝体的生长。此类发泡剂优选地是天然来源，例如卡拉胶(0.1-1％)或白蛋白(0.1-1％)，但不限于此。

在步骤c)中，将活真菌浆液倒入所需形状和尺寸的扁平容器中。优选地，以完全覆盖容器的内平底表面的量添加活真菌浆液。优选地，覆盖容器的内平底表面的活真菌浆液层具有0.2至5cm，优选地0.5至1.5cm的厚度，以避免压实，从而避免菌丝的无氧窒息。

根据所使用的具体真菌和操作条件，可在倒入容器之前或之后任选地将诸如额外营养素、优选地碳水化合物、更优选地蔗糖、右旋糖、麦芽提取物或糖蜜、和/或发泡剂、培养卫生剂(例如H₂O₂)或pH调节剂的添加剂添加到浆液中。

pH调节剂优选地选自山梨酸、乙酸、苯甲酸、丙酸及其钠盐。

例如，当在非无菌条件下工作时，例如当使用自来水或在非无菌环境中制备活真菌浆液时，添加诸如过氧化氢之类的培养卫生剂。

根据一个实施方案，一旦将一层多孔材料倒入扁平容器中，还可以在活真菌浆液的表面上添加一层多孔材料，从而在步骤d)中形成包含一层真菌菌丝体和一层多孔材料的多层复合垫。根据该实施方案的替代方案，在步骤c)中，可向容器中添加多个交替层的浆液和多孔材料，从而在步骤d)中产生多层复合垫。

优选地，多孔材料选自由纤维材料或聚合物组成的组。本文中使用的术语“纤维材料”是指含有天然纤维的材料，例如但不限于***、棉或亚麻。因此本文中使用的术语“聚合物”是指可以用作真菌垫的增强融合纤维或粘合剂的聚合物。此类聚合物可由合成聚合物或更优选地天然和/或可生物降解聚合物组成，例如但不限于聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乙醇酸(PGA)、聚-ε-己内酯(PCL)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素、几丁质/壳聚糖、玉米蛋白和/或淀粉。

优选地，所述多孔材料是织物。根据一个优选的实施方案，所述织物具有天然来源，更优选地，其选自***、棉或亚麻。根据一个替代的优选实施方案，所述织物由合成聚合物或天然和合成聚合物的共混物制成。根据特别优选的实施方案，所述织物是可生物降解的。

在使用不可生物降解的合成聚合物的情况下，材料应适合在产品寿命结束时在真菌层和合成聚合物层之间进行有效分离。

孵育步骤d)是在保持容器水平、静态和有氧条件下于恒温进行的。优选地，容器用盖覆盖，所述盖的特点是允许容器的内部容积和外部环境之间的受控气体交换的***。根据真菌种类和所需的生长条件，通过电子传感器装置监测培养箱中的CO₂浓度来保持恒定的CO₂浓度，优选地2000至2500ppm。

进行孵育直到在浆液顶上形成所需密度和厚度的连续菌丝体垫。优选地，这要求进行8至20天，更优选地10至18天，甚至更优选地15天时间的孵育。一般来说，更长的孵育时间产生更厚、更具抗性的垫。

一旦垫达到了所需的厚度和密度，如图1所示对其进行收获。有利地，所需厚度在0.1至6.0mm，优选地0.2至5.0mm并且更优选地0.3至4.0mm范围内。特别地，所需密度在0.1至2.0g/cm³，优选地0.3至1.7g/cm³并且更优选地0.5至1.4g/cm³范围内。

优选地，步骤e)的真菌垫通过将其从下面经消化的流出物中分离而进行收获。更优选地，通过将真菌垫从容器中剥离出来，留下流出物或浆液的未消化级分来进行收获。

如前所述，来自收获步骤的流出物可在过程中作为水溶液进行处理和回收，以制备步骤b)中的浆液。

在收获之后，方法优选地包括在步骤e)之后的进一步步骤f)，其中洗涤所述收获的真菌垫，优选地通过漂洗其表面或将其用水浸泡或浸泡在水中，以便去除任何流出物或碎屑。

根据期望获得的最终产品的特性，本发明的方法可以还包括步骤g)，优选地在洗涤步骤f)之后，其中真菌垫经化学和/或物理处理，以改善诸如外观、润湿性或疏水性、化学抗性、耐磨性、硬度、抗微生物活性、活性化合物释放的特性。

优选地，在步骤g)中，用增塑剂和/或交联剂处理垫。

优选地，所述增塑剂为甘油，更优选地是浓度为10％至20％(v/v)的甘油溶液。

优选地，所述交联剂是已经通常用于皮革鞣制的化学试剂之一，优选地是京尼平。

在步骤g)之后，可以对垫进行进一步的洗涤步骤，步骤f')，以便从生长介质中去除任何残余物或碎屑。

在步骤f)和/或g)和/或f')(如果存在)之后，优选地对垫进行进一步的步骤，步骤h)，其中将其干燥。干燥优选地在具有受控和稳定的条件的隔室中进行，例如通过加热真空机进行。干燥步骤可根据传统皮革制造工艺中现有的标准进行。

当干燥步骤达到70℃以上温度时，它也有助于阻止真菌的生物活性。

根据一个实施方案，在步骤h)中获得的真菌垫可经受一个或多个进一步的整理步骤i)，其中如上文所定义用增塑剂或交联剂处理或进一步处理垫，以改善其机械和美学特性，包括但不限于柔韧性、质地和颜色。在所述整理步骤之后，优选地进一步洗涤和干燥垫。

此外，上述方法还可包括在步骤e)或f)之后和步骤g)之前的进一步步骤I)，其中将两个或更多个真菌垫一个置于另一个之上，并且孵育，优选地在之前所述的步骤d)的相同孵育条件下至少两天，优选地2至7天的时间，由此获得多层垫。

在收获和洗涤之后，垫仍然处于活的状态，并且在孵育期间，新的菌丝将从垫的两个并置表面生长，在两个垫之间形成自然的结合。这个步骤可以通过添加新的垫作为附加层重复几次。产生的材料将是一个较厚的垫，由几层组成，具有增强的机械特性，特别是具有增加的撕裂、弯曲和拉伸强度。所述方法不会引起菌丝生长模式的任何变化，并且不需要任何额外的材料。

通过根据本发明的方法获得的垫在厚度、密度、颜色和一般机械特性(特别是拉伸和撕裂强度以及耐磨性)上显示出在整个垫的均匀性，这是通过现有技术的方法没有获得的。

优选地，真菌垫由属于担子菌(basidiomycota)纲的真菌物种组成。优选地，所述真菌物种选自灵芝属(Ganoderma)、栓菌属(Trametes)、孔菌属(Fomes)、拟层孔菌属(Fomitopsis)、木层孔菌属(Phellinus)、多年菌属(Perenniporia)、密孔菌属(Pycnoporus)、干酪菌属(Tyromyces)、茯苓菌属(Macrohyporia)、烟管菌属(Bjerkandera)、齿毛菌属(Cerrena)和裂褶菌属(Schizophyllum)。不同的物种产生不同颜色和质地的垫；例如木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)产生具有愉快气味的棕色和天鹅绒般的垫，朱红密孔菌(Pycnoporus cinnabarinus)和灵芝(Ganoderma lucidum)产生黄色或有时橙色样的砂砾表面。

因此，本发明的目的是由选自木蹄层孔菌、朱红密孔菌和灵芝的真菌构成的真菌垫。

根据本发明第一个目的的方法允许获得具有类似于皮革的特性的垫。特别地，当收获真菌垫时，它已经可以被认为是非织造皮革样材料，其技术特性可以通过增塑剂和交联剂得到进一步增强。

如上所述，根据本发明的方法允许获得多层和复合非织造材料。

如上文所述，当将浆液和多孔材料的交替层添加到步骤c)的容器中时，获得复合垫。

因此，本发明第三个目的是多层复合材料，包括一个或多个根据本发明第二个目的的真菌垫，与一个或多个多孔材料(优选聚合物或纤维材料)层交替，如上文所定义。通过如上所述的本发明的方法获得多层复合材料。

当根据步骤l)进一步处理通过步骤e)和f)获得的垫时，获得多层真菌垫。

本发明第四个目的是一种多层垫，包括两层或更多层真菌菌丝体，其中所述垫包含至少95％，优选地98％，更优选地100％的真菌生物质并且包含以没有任何空间排列生长的真菌菌丝。菌丝没有显示任何特定的几何模式或优先方向或安排。如上所述，通过本发明的方法获得多层垫。

本发明的真菌垫可应用于不同领域，例如柔软产品，包括纺织品、皮革、服装、鞋类、汽车、膜、消费电子品、配件和绷带等。

本发明第五个目的是根据本发明第一个目的获得的垫、根据本发明第三个目的的多层复合材料或根据本发明第四个目的的多层垫用于制造纺织产品的用途。

本发明第七个目的是根据本发明第二个目的的垫、根据本发明第三个目的的多层复合材料或根据本发明第四个目的的多层垫用于制造柔软产品，优选地纺织产品的用途。

实施例

实施例1

将在马铃薯右旋糖琼脂(PDA)斜面管中保存的真菌灵芝的纯培养物铺板在几个麦芽提取物琼脂(MEA)培养皿上，并将其于28℃孵育5天以制造可在冷藏条件下保存至少一周的工作储备液。

选择在培养皿上生长的菌丝体的健康、旺盛和均匀区块，并在干净的气流下，使用无菌手术刀将其转移到含有麦芽酵母提取物肉汤(MYEB)的几个液体培养瓶中，在摇动培养箱中于28℃和200rpm孵育3天。然后使用这些液体培养物接种巴氏消毒的(72℃，1.5h)3.2kg固体基底袋，其中含有麻屑(800g)和豆皮(800g)的50/50混合物，含水量为50％(1600mL H₂O)。于室温(约23℃)孵育7天后，将定殖的基底手动分离成小块并与水混合，比例为每3000ml水600g定殖的基底，并使用4L无菌实验室搅拌器(于121℃高压灭菌30min)在45000rpm通过机械方式共混，以获得含有菌丝体和生长介质元素的活浆液。将菌丝体浆液平倒入55x55cm的扁平容器中，然后于室温静态条件下孵育两周，以在表面上形成均匀连续的真菌垫，将真菌垫从下面的废流出物中手工收获。

如图1所示，将获得的真菌垫从废浆液流出物中移出，用自来水冷水手动洗涤，并使用加热的真空台进行干燥。

实施例2

将在10％甘油冷冻瓶中于-80℃保存的木蹄层孔菌的预选培养物铺板在几个马铃薯右旋糖琼脂(PDA)培养皿上，随后于28℃孵育5天，以制造短期的工作储备液。选择在培养皿上生长的菌丝体的活跃区块，并将其转移到聚丙烯(PP5)过滤袋中，其中含有经2％CaSO4改良的灭菌大麦粒，总含水量为55％。于室温(约23℃)孵育7天后，将定殖的粒与水按每1000ml水200g定殖的基底的比例共混，并以45000rpm通过机械方式共混，以获得含有菌丝体和生长介质元素的活浆液。将所述真菌浆液平倒入扁平容器中，然后在静态条件下孵育两周以形成由纯菌丝体构成的真菌垫，将真菌垫从废浆液中手动分离，废浆液在本文中也称为流出物。然后洗涤真菌垫并用10％甘油溶液浸泡，最后使用加热的真空固化台进行干燥。

所获得的产品在触感、颜色和一般机械特性方面与动物皮革相似。

实施例3

在含有麦芽提取物琼脂(MEA)的几个培养皿中生长裂褶菌(Schizophyllumcommune)的无菌和预选培养物，以制造工作储备液并丢弃衰老的、污染的或无定形的表型。将来自那些培养皿的显示生长迅速、优异菌丝密度的活跃菌丝体区块从琼脂中切下，并用经火烧的手术刀转移到含有一定量无菌水的无菌实验室搅拌器中。然后以最大速度将选择的菌丝体区块共混1分钟，并用于接种基底袋，其含有50％含水量(每单独袋的总重量为3.2kg)的芒碎(800g)秸秆和豆皮(800g)的灭菌50/50混合物。然后将所述接种的基底袋于室温(约23℃)孵育三周，并使用如实施例1所示的高速无菌实验室搅拌器以每升水200g的比例与水共混以形成活真菌浆液。然后在光照(暗)、湿度(>80％)、通风(恒定的2000ppmCO₂水平)和温度(25℃)的控制参数下，将真菌浆液转移到培养箱室内的以托盘形式的35x35cm扁平容器中。将所述真菌浆液平放静置孵育三周，直到生长在真菌浆液表面上成形的真菌垫达到所需厚度和密度值。然后通过从外壳上将其剥下来收获真菌垫并对其进行洗涤，以清洁其表面之下任何可能的粗糙流出物。将洗涤的真菌垫用10％甘油的增塑溶液浸泡过夜，最后使用加热的真空固化台进行拧和干燥。

如图2所示，获得的产品是连续且均匀的皮革垫，厚度一致为2mm，具有优异的弹性，其形式品质(如形状/尺寸)与外壳的形式品质相同。

实施例4

如实施例1-3所述，其中成品真菌垫以多层方式与相同类型/来源的其他真菌垫组合，以增加最终件的厚度和抗机械阻力。在收获后，立即将垫一个在另一个之上组合(当仍存活时)，然后在与之前相同的条件下再孵育48小时，使它们的菌丝融合在一起，导致垫的粘附而形成单一连续件。所获得的产品具有增加的厚度和增强的机械特性，例如比其来源的单个垫具有更高的拉伸和弯曲强度、抗撕裂性、抗穿刺性和更好的隔热性。

Claims

1.一种获得真菌垫的方法，包括以下步骤：

c)将活真菌浆液倒入扁平容器中；

e)收获由此获得的真菌垫；以及可选地

f)洗涤收获的真菌垫。

2.权利要求1所述的方法，其中所述真菌物种选自属于担子菌纲的物种，优选地选自灵芝属、栓菌属、孔菌属、拟层孔菌属、木层孔菌属、多年菌属、密孔菌属、干酪菌属、茯苓菌属、烟管菌属、齿毛菌属和裂褶菌属。

3.权利要求1和2所述的方法，其中所述固体营养介质包含其总重量的至少90％，优选地95％，更优选地98％，甚至更优选地100％的木质纤维素材料或与种子、种子粉、淀粉粉末和/或矿物质混合的木质纤维素材料。

4.权利要求1至3所述的方法，其中在步骤c)中，一旦将真菌浆液倒入扁平容器中，就在真菌浆液的表面上添加一层多孔材料，并且可选地，添加另外交替层的浆液和多孔材料，从而在步骤d)中产生多层复合材料，该复合材料包括一层或多层真菌菌丝体与一层或多层多孔材料交替。

5.权利要求4所述的方法，其中所述多孔材料选自由纤维材料或聚合物组成的组。

6.权利要求5所述的方法，其中所述纤维材料选自由麻、棉或亚麻组成的组。

7.权利要求5的方法，其中所述聚合物选自由聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乙醇酸(PGA)、聚-ε-己内酯(PCL)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素、几丁质/壳聚糖、玉米蛋白和/或淀粉组成的组。

8.权利要求1至7所述的方法，还包括步骤g)，其中真菌垫用增塑剂，优选地甘油和/或交联剂，优选地京尼平进行处理。

9.权利要求1至8所述的方法，在步骤f)或g)之后还包括步骤h)，其中对所述经处理的真菌垫进行干燥。

10.权利要求1至9所述的方法，在步骤e)或f)之后并且在步骤g)之前还包括步骤I)，其中将两个或更多个真菌垫一个放在另一个之上，并孵育至少两天，优选地2至7天的时间，从而获得具有两层或更多层真菌菌丝体的多层垫。

11.一种多层复合材料，包括一个或多个单层的真菌垫与一个或多个单层的多孔材料交替。

12.权利要求11所述的多层复合材料，其中所述多孔材料选自由纤维材料或聚合物组成的组。

13.一种包含两层或更多层真菌菌丝体的多层垫，其中所述垫包含至少95％的真菌生物质并且包括以没有任何空间排列生长的真菌菌丝。

14.权利要求11和12中任一项所定义的多层复合材料，或权利要求13所定义的多层垫用于制造柔软产品，优选地纺织品的用途。

15.一种柔软产品，优选地纺织品，包含权利要求11和12中任一项所定义的多层复合材料或权利要求13所定义的多层垫。