蕈類也能做成紡織品、皮革與隔音建材？日本團隊成功提取「菌絲漿纖維」

2024年03月14日

轉載自關鍵評論網；文：張瑞邦（Tucker Chang）

日本信州大學（Shinshu University）工程學院研究團隊近期在不破壞蕈類微型菌絲結構的狀況下，成功從蕈類的有性產孢結構「子實體」（Fuiting body）中提取出菌絲體（Mycelium）纖維，預計將有機會轉化為製成皮革及包材的永續性原料。

日本研究團隊從處理金針菇屬真菌以及不可食用的靈芝屬蕈類提取菌絲體纖維。圖片來源：mtsjrdl/unsplash

根據美國新聞網站《每日科學》（ScienceDaily）報導，信州大學於2023年10月21日將該實驗成果以「蕈菇子實體菌絲漿的製備」（Preparation of Mycelium Pulp from Mushroom Fruiting Bodies）為研究名稱刊登在《美國化學學會永續化學與工程期刊》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering），當中詳述如何完整維持蕈菇結構又能簡易獲取菌絲體纖維。

網路科學新聞媒體《EurekAlert!》解釋，子實體是蕈類的多細胞孢子結構，不同種類的真菌其子實體大小、形狀及顏色通常也不會相同，大眾一般在土壤、腐木、樹木等基質看到的傘狀大型真菌物體便是菇類的子實體。而信州大學在蕈類子實體中所提取的菌絲體纖維又被稱作菌絲漿（Mycelial pulp），該菌絲集成體普遍被視為極具發展潛力的環保材料。

信州大學進一步指出，菌絲漿除可作為皮革與包裝材料用途外，亦相當適合製造隔音建材及紡織品，一旦菌絲漿提取技術發展成熟，未來將廣受加工製造業及消費大眾的喜愛。

信州大學研製這項技術的初衷為何？

《每日科學》表示，全球因人類活動每年產生數百萬噸廢棄物，其中有38％的廢棄物最後會進入垃圾掩埋場，然而這些被丟棄的物品裡有相當大的占比為塑料或其他石油終端產品，這些材料並不會隨著時間的推移而分解或進行生物降解（Biodegradable），因此在生態友善的前提下，找尋可在自然中分解且無害環境的塑膠替代材料顯得相當重要，同時也是眾多科學家及產業界努力的方向。

該新聞網站強調，蕈類子實體的菌絲漿富含蛋白質、幾丁質（Chitin）以及天然多醣（Polysaccharid），這使得由菌絲漿製成的加工原料易在自然環境中行生物降解，且生產成本低同時對環境的危害也甚小。

信州大學工程學院助理教授田川聰美（Satomi Tagawa）對此稱：「大型菇類的肉質產孢子實體過往常作為大眾的食物來源，然而近年來這些蕈菇也被轉製成日常居家用品，相較於傳統石化原料生產的商品，前者為更加安全、耐用及環保的材料。」

田川聰美教授亦闡明，研究中所抽取的菌絲漿為多團分枝菌絲體，該類菌絲體具有良好的可塑性，可用於生產3維多孔海綿結構物體、2維薄膜材料，以及1維線性模組，這也代表從子實體提取的菌絲體纖維能廣泛應用在眾多日用品中。

研究團隊如何從子實體中抽取菌絲體纖維？

據該團隊成員田川聰美教授、日本學術振興會（JSPS）青年科學家研究獎學金得主中內弘也（Hiroya Nakauchi）以及信州大學工程學院教授天野義彦（Yoshihiko Amano）解釋，研究小組先是使用氫氧化鈉（Sodium hydroxide）和過氧化氫（Hydrogen peroxide）化學處理金針菇屬（Flammulina filiformis）真菌以及不可食用的靈芝屬（Reishi Mushroom）蕈類。

隨後，研究團隊將經化學處理過的蕈類以日光照射的無污染方式使子實體脫色，淡化過後的子實體其光照反射率可達80％以上，接下來再採用超音波提取技術對子實體進行菌絲體去纖維化，最後便會得到白色、微米大小的菌絲漿。

信州大學研究團隊從蕈類的有性產孢結構「子實體」中提取出菌絲體纖維，可轉化為皮革等永續原料。圖片來源：信州大學

該研究強調，菌絲漿的呈現模式雖與子實體不同，但其結構、化學成分幾乎沒有任何變化，仍存有大量多醣體及蛋白質，其中靈芝屬真菌呈現出細微的枝狀菌絲漿，而金針菇屬則表現出較粗壯的線性菌絲漿，但2者皆完整保留其菌絲體結構。據悉，研究團隊為準確判定菌絲體結構，過程中採傅立葉轉換紅外光譜（FTIR）進行有機物結構鑑別。

《EurekAlert!》闡明，過去從蕈類子實體獲取菌絲體纖維的技術，常因其化學處理方式及機械加工手段導致複雜的菌絲結構遭到破壞，進而影響最終原料品質，也間接限制菌絲體纖維在奈米（NanoScale）領域的發展。信州大學工程學院的這項研究，有望為菌絲體纖維提取技術帶來大幅度的進步。

研究團隊亦提及，由於蕈菇本身存有的色素以及人為加工時所帶來的外來物質，造成菌絲生成原料最後呈現的顏色介於棕色至橙色之間，而此次研究以氫氧化鈉、過氧化氫等化學物質處理菌絲體纖維，再以太陽光使其脫色的方式獲得純白菌絲漿，亦是一種創新模式，不僅維持菌絲體原有結構，更能避免為該原料帶來不必要的染色。

菌絲體提取技術還能帶來哪些益處？

田川教授的研究團隊認為，子實體抽取菌絲體技術符合聯合國永續發展目標（SDGs）當中的「永續消費與生產模式」（Sustainable Consumption and Production）以及「氣候行動」（Climate Action），其相信該項研究能協助減少全球過量的廢棄物，同時亦有機會促進國際間生物經濟（Bioeconomy）的發展。

信州大學官方網站轉述田川教授的說法表示，看似簡易的菌絲漿提取技術還能促進食用菌菇類栽培業的發展，且未來相關技術勢必會繼續精進，進而奠定菌絲漿作為生活用品原料的基礎。

「我們所研發的這項技術能為食用菌菇產業帶來更永續性的發展，尤其這些蕈類在栽培、採收及製包的過程中不可避免地會產生有機體廢棄物，而藉由該技術的引進，將有助於菌類廢材的循環再利用。」田川教授如此說道，並強調其與研究團隊在該研究中對社會及學界帶來的正向影響。

她也認為，普遍被外界視作再生資源（Renewable Resource）的蕈菇符合環保材料發展趨勢，無論是將其當作食材、物品原料，還是作為剩餘廢材的循環再利用，都有可能進一步擴大菌類市場及相關產業成長，最終達到友善環境、振興當地社區以及增加就業機會的永續發展願景。

※ 本文經授權轉載自《關鍵評論網》，原文標題〈日本團隊成功從蕈類提取「菌絲漿纖維」，有望製成皮革、包材等永續性原料〉。不適用CC共創授權條款。