日本信州大学（Shinshu University）工程学院研究团队近期在不破坏蕈类微型菌丝结构的状况下，成功从蕈类的有性产孢结构「子实体」（Fuiting body）中提取出菌丝体（ Mycelium）纤维，预计将有机会转化为制成皮革及包材的永续性原料。
日本研究团队从处理金针菇属真菌以及不可食用的灵芝属蕈类提取菌丝体纤维。
根据美国新闻网站《每日科学》（ScienceDaily）报导，信州大学于2023年10月21日将该实验成果以「蕈菇子实体菌丝浆的制备」（Preparation of Mycelium Pulp from Mushroom Fruiting Bodies）为研究名称刊登在《美国化学学会永续化学与工程期刊》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering），当中详述如何完整维持蕈菇结构又能简易获取菌丝体纤维。
网路科学新闻媒体《EurekAlert!》解释，子实体是蕈类的多细胞孢子结构，不同种类的真菌其子实体大小、形状及颜色通常也不会相同，大众一般在土壤、腐木、树木等基质看到的伞状大型真菌物体便是菇类的子实体。而信州大学在蕈类子实体中所提取的菌丝体纤维又被称作菌丝浆（Mycelial pulp），该菌丝集成体普遍被视为极具发展潜力的环保材料。
信州大学进一步指出，菌丝浆除可作为皮革与包装材料用途外，亦相当适合制造隔音建材及纺织品，一旦菌丝浆提取技术发展成熟，未来将广受加工制造业及消费大众的喜爱。
信州大学研制这项技术的初衷为何？
《每日科学》表示，全球因人类活动每年产生数百万吨废弃物，其中有38％的废弃物最后会进入垃圾掩埋场，然而这些被丢弃的物品里有相当大的占比为塑料或其他石油终端产品，这些材料并不会随着时间的推移而分解或进行生物降解（Biodegradable），因此在生态友善的前提下，找寻可在自然中分解且无害环境的塑胶替代材料显得相当重要，同时也是众多科学家及产业界努力的方向。
该新闻网站强调，蕈类子实体的菌丝浆富含蛋白质、几丁质（Chitin）以及天然多糖（Polysaccharid），这使得由菌丝浆制成的加工原料易在自然环境中行生物降解，且生产成本低同时对环境的危害也甚小。
信州大学工程学院助理教授田川聪美（Satomi Tagawa）对此称：「大型菇类的肉质产孢子实体过往常作为大众的食物来源，然而近年来这些蕈菇也被转制成日常居家用品，相较于传统石化原料生产的商品，前者为更加安全、耐用及环保的材料。」
田川聪美教授亦阐明，研究中所抽取的菌丝浆为多团分枝菌丝体，该类菌丝体具有良好的可塑性，可用于生产3维多孔海绵结构物体、2维薄膜材料，以及1维线性模组，这也代表从子实体提取的菌丝体纤维能广泛应用在众多日用品中。
研究团队如何从子实体中抽取菌丝体纤维？
据该团队成员田川聪美教授、日本学术振兴会（JSPS）青年科学家研究奖学金得主中内弘也（Hiroya Nakauchi）以及信州大学工程学院教授天野义彦（Yoshihiko Amano）解释，研究小组先是使用氢氧化钠（ Sodium hydroxide）和过氧化氢（Hydrogen peroxide）化学处理金针菇属（Flammulina filiformis）真菌以及不可食用的灵芝属（Reishi Mushroom）蕈类。
随后，研究团队将经化学处理过的蕈类以日光照射的无污染方式使子实体脱色，淡化过后的子实体其光照反射率可达80％以上，接下来再采用超音波提取技术对子实体进行菌丝体去纤维化，最后便会得到白色、微米大小的菌丝浆。
信州大学研究团队从蕈类的有性产孢结构「子实体」中提取出菌丝体纤维，可转化为皮革等永续原料。
该研究强调，菌丝浆的呈现模式虽与子实体不同，但其结构、化学成分几乎没有任何变化，仍存有大量多糖体及蛋白质，其中灵芝属真菌呈现出细微的枝状菌丝浆，而金针菇属则表现出较粗壮的线性菌丝浆，但2者皆完整保留其菌丝体结构。据悉，研究团队为准确判定菌丝体结构，过程中采傅立叶转换红外光谱（FTIR）进行有机物结构鉴别。
《EurekAlert!》阐明，过去从蕈类子实体获取菌丝体纤维的技术，常因其化学处理方式及机械加工手段导致复杂的菌丝结构遭到破坏，进而影响最终原料品质，也间接限制菌丝体纤维在奈米（NanoScale）领域的发展。信州大学工程学院的这项研究，有望为菌丝体纤维提取技术带来大幅度的进步。
研究团队亦提及，由于蕈菇本身存有的色素以及人为加工时所带来的外来物质，造成菌丝生成原料最后呈现的颜色介于棕色至橙色之间，而此次研究以氢氧化钠、过氧化氢等化学物质处理菌丝体纤维，再以太阳光使其脱色的方式获得纯白菌丝浆，亦是一种创新模式，不仅维持菌丝体原有结构，更能避免为该原料带来不必要的染色。
菌丝体提取技术还能带来哪些益处？
田川教授的研究团队认为，子实体抽取菌丝体技术符合联合国永续发展目标（SDGs）当中的「永续消费与生产模式」（Sustainable Consumption and Production）以及「气候行动」（Climate Action），其相信该项研究能协助减少全球过量的废弃物，同时亦有机会促进国际间生物经济（Bioeconomy）的发展。
信州大学官方网站转述田川教授的说法表示，看似简易的菌丝浆提取技术还能促进食用菌菇类栽培业的发展，且未来相关技术势必会继续精进，进而奠定菌丝浆作为生活用品原料的基础。
「我们所研发的这项技术能为食用菌菇产业带来更永续性的发展，尤其这些蕈类在栽培、采收及制包的过程中不可避免地会产生有机体废弃物，而藉由该技术的引进，将有助于菌类废材的循环再利用。」田川教授如此说道，并强调其与研究团队在该研究中对社会及学界带来的正向影响。
她也认为，普遍被外界视作再生资源（Renewable Resource）的蕈菇符合环保材料发展趋势，无论是将其当作食材、物品原料，还是作为剩余废材的循环再利用，都有可能进一步扩大菌类市场及相关产业成长，最终达到友善环境、振兴当地社区以及增加就业机会的永续发展愿景。
※ 本文经授权转载自《关键评论网》，原文标题〈日本团队成功从蕈类提取「菌丝浆纤维」，有望制成皮革、包材等永续性原料〉。不适用CC共创授权条款。
参考资料:
*American Chemical Society （2023/10/21），Preparation of Mycelium Pulp from Mushroom Fruiting Bodies, DOI:10.1021/acssuschemeng.3c04795
*信州大学（2024/01/08），Novel Strategy for Extracting White Mycelial Pulp from Fruiting Mushroom Bodies
*EurekAlert!（2024/01/08），A novel strategy for extracting white mycelial pulp from fruiting mushroom bodies
*ScienceDaily（2024/01/08），Researchers successfully extract mycelial fibers from fruiting bodies of mushrooms without destroying their microsized mycelial structures
资料来源: 环境资讯中心
