[发明专利]一种柔韧性菌丝体材料及其制备方法

说明书

本发明属于生物材料工程技术领域，具体涉及一种柔韧性菌丝体材料及其制备方法。本发明提供了一种柔韧性菌丝体材料及其制备方法，首先获得了生长均匀，且厚度和颜色一致的菌丝体层；然后制备了外观和性能与牛革和合成革相似的菌丝体材料，毒性低，且具备较好的耐水性、抗张强度、柔韧性、耐磨性等特性，可应用于包装、快递业、室内装潢、服装、箱包、鞋类和运动装备等产业领域。且通过对培养基碳、氮源及含量的优化，培养条件的优化，以及生产工艺优化，实现了菌丝体的规模化、连续化生产。

技术领域

本发明属于生物材料工程技术领域，具体涉及一种柔韧性菌丝体材料及其制备方法。

背景技术

真菌菌丝体的应用最早可追溯到20世纪50年代，当时人们利用纤维素和几丁质(甲壳素)之间的相似性来生产纸张，即在传统造纸工艺中加入真菌菌丝体，以提高纸张的耐火性，而不影响纸张强度。后来发现几丁质和壳聚糖的优良的生物医学特性，而将几丁质-β-葡聚糖片被用作皮肤替代品和伤口愈合剂。然而，直到最近五年，菌丝体的使用才真正引起了人们的极大兴趣，例如纸张、过滤膜和生物聚合物薄片等。这些新型材料主要由几丁质和多糖(如葡聚糖、壳聚糖、聚葡萄糖醛酸或纤维素)、蛋白质组成，可完全生物降解。

真菌菌丝体是真菌的营养部分，由被称为菌丝的管状微丝网络组成。构成菌丝的细胞壁主要成分为多糖，其次为蛋白质、类脂，细胞壁占细胞干物质的30％。而构成细胞壁的多糖主要有几丁质(甲壳素)、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖等聚合物。其中，几丁质是由N-乙酰葡萄糖胺分子以β-(1,4)葡萄糖苷键连接而成的多聚糖，是一种坚韧、有弹性、惰性和不溶于水的改性多糖，尽管它仅占细胞壁的一小部分，但它有助于整个生物体的结构完整性。因此，在菌丝体材料中，含有几丁质的真菌细胞壁对于材料的结构和机械性能至关重要。

其中，专利CN1101406C公开了一种真菌细胞壁结构性多糖的制备方法，是以真菌菌丝体为原料，通过破碎、醇洗、碱洗后，以苯甲醛为氨基保护剂，以戊二醛、甲苯二异氰酸酯为交联剂，交联而得，可作为生物吸附剂和微生物细胞、动植物细胞及酶的固定化载体材料。但是现有方法制得的交联菌丝体的强度较差；且所用真菌均为霉菌属物种，通过液体培养后菌丝体量和壳聚糖要比大型真菌物种少很多，霉菌菌丝体生物量一般4％以下(湿重)，而大型真菌生物量要高于15％(湿重)，因此不适用于大型真菌菌丝体材料的制备。

真菌菌丝体的培养有两种模式：固态培养和液态培养。固态培养就是固体颗粒基质(如锯末)接种真菌后，在适宜温度、湿度条件下进行培养，促使气生菌丝向外生长，形成菌丝体层。而液态培养则是在液体培养基中接入真菌，通过生长形成菌球大小均匀的菌浆，然后倒入培养盘中静置培养若干天，直至形成菌丝体表层或垫。而对于柔韧性菌丝体材料的制备技术而言，最大的挑战是如何获得生长均匀，且厚度和颜色一致的菌丝体层。而生长基质和培养条件是影响真菌菌丝生物量产生的最主要因素。同时，由于真菌菌丝体培养技术的特殊性，使得菌丝体培养的规模化受到限制。本发明采用液态培养方式，通过对培养基碳、氮源及含量的优化，培养条件的优化，以及生产工艺优化，能够实现菌丝体的规模化、连续化生产。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种柔韧性菌丝体材料及其制备方法，首先获得了生长均匀，且厚度和颜色一致的菌丝体层；然后通过交联制备了外观和性能与牛革和合成革相似的菌丝体材料，毒性低，且具备较好的耐水性、抗张强度、柔韧性、耐磨性等特性，可应用于包装、快递业、室内装潢、服装、箱包、鞋类和运动装备等产业领域；且通过对培养基碳、氮源及含量的优化，培养条件的优化，以及生产工艺优化，实现了菌丝体的规模化、连续化生产。具体包括以下内容：

第一方面，本发明提供了一种柔韧性菌丝体材料的制备方法，所述方法包括：将真菌菌丝体层压制后依次用20-40％wt的NaOH溶液浸泡处理0.5-3h、0.1-10％wt的增塑剂溶液浸泡1-24h、0.1-5％wt的交联剂溶液浸泡1-24h，干燥即得柔韧性菌丝体材料；

所述增塑剂包括聚乙二醇-400、甘油、聚乙三醇、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物中的一种或几种组合；