生长在空隙空间中的真菌生物聚合物的提高的均质性的制作方法

本申请涉及生物聚合物材料领域。更具体地，涉及利用真菌产生生物聚合物材料的方法。

背景技术：

1、与公开的美国专利申请us 2015/0033620(a)所描述的真菌生物聚合物相比，本发明涉及产生均质性、强度和密度提高的生物材料的方法。

2、如公开的美国专利申请us 2015/0033620(a)所述，用于产生真菌生物聚合物产物的环境条件，即高二氧化碳(co2)含量(按体积计从5％至7％)和升高的温度(85°f-95°f)，防止真菌完全分化为蘑菇。没有产生菌柄、菌盖或孢子。升高的温度加速了组织的产生。生物聚合物产物生长到工具的空隙空间中，从而用未分化的菌丝体几丁质聚合物填充该空间，随后将其从基质中提取并干燥。

3、简而言之，本发明允许产生坚韧、柔韧的材料，该材料可用于在诸如室内装饰、服装/时装、军事装备、运动装备和鞋类等许多应用中代替皮革、类皮革材料、织物以及高密度高强度泡沫。

技术实现思路

1、本发明涉及在定向气流的条件下使真菌生物聚合物生长，在生长的生物表面上沉积水分和溶质，例如矿物质，通过基布(scrim)或膨松的非基质基体生长，以及在整个生长过程中使湿度分布波动，以诱导出更均质的材料并产生一系列材料密度。真菌生物聚合物产物完全由真菌菌丝体组成。

2、本发明的一个实施方案是将用于产生真菌生物聚合物的所含的接种的生长培养基置于生长围栏(growth enclosure)中，该生长围栏装备成在生长培养基的至少一个表面上递送定向气流。

3、在该实施方案中，使生物聚合物材料生长的方法包括以下步骤：提供多个容器，每个容器界定含有生长培养基的空腔，所述生长培养基包含营养基质和真菌；将容器置于封闭孵育室(incubation chamber)中；将孵育室保持在湿度、温度，二氧化碳和氧气的预定环境下，所述预定环境足以产生菌丝体生物聚合物同时防止所述真菌完全分化为蘑菇；引导含有高二氧化碳含量的气流通过所述孵育室，以经过每个容器中的生长培养基；和将每个容器中的生长培养基孵育足够真菌消化营养基质并在每个容器中产生完全由真菌菌丝体组成的菌丝体生物聚合物的时间段。

4、可以将每个容器置于“气流箱”内的孵育室内，使得该容器的高度与气流相互作用，或者可以将每个容器沉入气流箱中，从而可以使用该箱的总横截面。

5、根据本发明，将气流横向于容器或垂直于容器引导到封闭的孵育室中。

6、本发明的第二个实施方案采用了在至少一个生长表面上的、水分和矿物质的受控沉积，以基于水分和矿物质沉积体积诱导具有一系列密度的均质性。

7、在该实施方案中，使生物聚合物材料生长的方法包括以下步骤：提供多个容器，每个容器界限定含有生长培养基的空腔，所述生长培养基包含营养基质和真菌；将多个容器置于封闭的孵育室中；将孵育室保持在湿度、温度、二氧化碳和氧气的预定环境下，所述预定环境足以产生菌丝体生物聚合物同时防止所述真菌完全分化为蘑菇；通过所述孵育室分配雾，以经过每个容器中的生长培养基；以及将每个容器中的生长培养基孵育足以在每个容器中产生菌丝体生物聚合物的时间段。

8、根据本发明，雾包括水分和溶质，例如矿物质。

9、本发明的第三个实施方案涉及真菌生物聚合物通过与基质生长表面直接接触或升高到其上方的基布或膨松的非基质基体而生长，以及在不使用盖子的容器中生长。

10、第四个实施方案在整个周期的持续时间内，在生长时间段采用湿度百分比的波动，以诱导均质性提高的更高密度的材料。

11、第五个实施方案使用具体气流速率以获得一系列气生菌丝体密度和机械性能。

12、在本发明的所有实施方案中，真菌生物聚合物从营养基质生长，并以0.5-4磅/立方英尺的干密度生长成板状体(panel)。除了使用基布或膨松的非基质基体的实施方案之外，局部环境条件，即高二氧化碳空气、水分沉积和温度，必须是均匀的，以便在每个板状体内以及遍及较大的生长室实现均匀生长。

13、如已公开的美国专利申请us 2015/0033620(a)进一步描述的那样，要求使用盖子来控制影响真菌生物聚合物生长的局部环境条件。

14、根据本发明，在定向气流下，除去容器上的盖子，并通过气流使局部环境条件均匀化。气流的使用允许从生长容器的整个表面生长，并有助于改善生长的组织的均质性和均匀性。这可能归因于气流促进将湿气、水和溶质例如矿物质递送到生长组织，消除微环境和/或增加机械力。生物织物和泡沫的许多应用需要增加均质材料的体积。

15、目前，用于生产食用蘑菇(特种蘑菇(specialty)和伞菌(agaricus))的生长环境利用通过生长室的一些不受控制的气流来加热、冷却、释放由生长的蘑菇产生的二氧化碳或将氧气引入生长室。这不同于用于防止真菌任何和全部分化成构成可食用蘑菇的子实体、同时提供均匀的环境来使真菌生物聚合物生长的气流技术。

16、此外，蘑菇栽培中的气流旨在去除诸如二氧化碳和其他挥发物等代谢副产物，并且本质上是间歇性的。用于使真菌生物聚合物生长的气流旨在提供始终如一的孵育环境均匀性，而没有局部变化，该均匀性具有足够受控的参数(例如高二氧化碳)，从而使菌丝体无法分化成蘑菇。同样，气流速度提供了调节了气生菌丝体结构的定向力，从而影响密度。

17、尽管用于生产可食用蘑菇的生长环境可以利用通过生长室的气流，但该气流是间接的，并且是用于环境加湿的再循环系统的一部分。气流不像本发明的情况那样被引导穿过生长培养基的表面。

技术特征：

1.一种形成增强的菌丝体生物聚合物的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非基质增强基体包括基布和膨松的非基质基体中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基布和所述膨松的非基质基体中的至少一种包括有机材料。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述基布和所述膨松的非基质基体中的至少一种包括无机材料。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述非基质增强基体从所述营养基质中去除所述增强的菌丝体生物聚合物。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述孵育室保持于湿度、温度、二氧化碳含量和氧含量的预定环境下，所述预定的环境足以产生基本上由真菌菌丝体组成的菌丝体生物聚合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述孵育室内提供生长培养基包括在容器内提供生长培养基。

8.根据权利要求7所述的方法，其中生长包括在所述容器上不使用盖子的情况下，在所述容器中生长所述菌丝体生物聚合物。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括引导包含所述二氧化碳含量的气流通过所述孵育室，并使所述气流在所述生长培养基上通过。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述生长培养基在所述孵育室中孵育足以使所述真菌消化所述营养基质并产生基本上由真菌菌丝体组成的菌丝体生物聚合物的孵育时间段。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述孵育时间段为4-14天。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述气流包括按体积计5％至7％的二氧化碳含量。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述气流的特征在于具有气流速率，其中所述气流速率为每分钟5至10000立方英尺。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述气流的气流速率大于每分钟160立方英尺。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述气流的气流速率大于每分钟175立方英尺。

16.根据权利要求10所述的方法，其中在所述孵育时间段期间所述气流是脉冲的。

17.根据权利要求6所述的方法，还包括通过所述孵育室分配雾以经过所述生长培养基。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述雾包括水分和溶质。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述溶质选自矿物质、碳水化合物、蛋白质和脂质。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述溶质是矿物质。

21.根据权利要求20所述的方法，其中生长所述菌丝体生物聚合物包括生长气生菌丝体，并且其中分配所述雾包括以调节的量将所述雾分配到所述气生菌丝体的顶表面上。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述菌丝体生物聚合物包括0.5-4磅/立方英尺的密度。

技术总结
使生物聚合物材料生长的方法采用在置于封闭孵育室的容器中孵育包含营养基质和真菌的生长培养基，具有经过每个容器的气流，同时将孵育室保持在湿度、温度、二氧化碳和氧气的预定环境下。可以平行于或垂直于生长培养基的表面引导气流。

技术研发人员：J·H·卡普兰-贝,I·T·博恩斯蒂尔,L·格里瑟姆,G·R·麦金太尔
受保护的技术使用者：生态创新设计有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15