研究人员用蘑菇菌丝体和纤维素制作无塑料食品包装

• 缅因大学的研究人员将蘑菇菌丝体与木材来源的纤维素结合，创造出一种可生物降解的食品包装材料，既耐水也耐油。
• 生产流程从数周缩短至仅三天，使技术更接近商业可行性。
• 该材料可作为纸张涂层涂覆，或制成独立薄膜，提供一种多功能、无塑料的食品包装替代方案。

走进任何一家超市，展示的塑料包装数量令人难以忽视。担忧日益加剧：一项最新研究发现，塑料制造中使用的16,000种化学品中，超过四分之一对人体健康存在风险。缅因大学的研究人员用真菌材料，而非合成化学来应对这一挑战：制造出防水、防油且完全可生物降解的包装材料。

菌丝体遇见纤维素

这种新材料结合了两种天然成分：菌丝体——生长在可见蘑菇下方的致密、细丝状真菌根网——以及纤维素纳米纤维（CNF），即源自木材的极细纤维。CNF是一种纤维素，纤维素是所有植物细胞壁中存在的结构聚合物，可以加工成薄且柔韧的材料，具有强力的油脂和油脂屏障。

研究团队选择了Trametes versicolor，俗称火鸡尾蘑菇，这是一种自然生长在腐烂木材上的蘑菇。这使得它与木材来源的CNF形成了合理的搭配，菌丝体实际上可以作为营养来源食用，同时与之整合形成相干的薄膜。真菌先单独培养，然后与富含营养的汤和CNF混合。在此过程中，构成菌丝体的毛状丝状纤维（称为菌丝）从小开始，均匀地通过混合物生长。干燥后，形成的涂层厚度仅为20到25微米，约为人类头发宽度的四分之一。

成品可以直接涂在纸上作为表面涂层，也可以作为自立薄膜生产。一面略显质感，有机;另一种则光滑，外观与传统塑料薄膜非常相似。这两种形式都具有防水和油的抵抗力，这正是大多数食品包装应用的两大主要屏障要求。蘑菇衍生的壳虫此前也在类似的环境中被探索过，尽管这种菌丝体-CNF复合材料代表了一种独特的结构方法。

从实验室到生产线

菌丝基材料长期面临的一个障碍是生长所需的时间。传统种植方法需要数周时间才能产生可用材料。缅因大学团队由化学工程博士生桑德罗·齐尔领导，师从副教授凯特琳·豪威尔，成功将这一时间缩短至仅三天：这一压缩对工业可行性产生重大影响。

团队目前正在开发一种辊对卷加工方法，这是一种标准工业技术，材料在卷轴上连续加工，使产量可从每小时平方厘米扩展到每小时平方米。这种转变将大幅降低生产成本，并使工艺与现有制造基础设施保持一致。菌丝基复合材料吸引了大量投资，多个行业都在寻求生物基材料解决方案。

更广泛的变革理由

这项研究的紧迫性不仅仅是学术上的。联合国估计，每年有1900万到2300万吨塑料进入河流、湖泊和海洋。微塑料，即塑料降解过程中脱落的微小颗粒，现已存在于人体血液、母乳和肺组织中。正如豪威尔指出的，真菌已成为人类饮食的一部分，这为基于菌丝体的材料在食品接触应用中的长期安全性提供了一定的信心。

缅因大学团队的方法属于一个更广泛的运动，即探索可生物降解真菌涂层作为包装和纺织品塑料替代品。火鸡尾蘑菇是否最终会登上超市货架还有待观察，但生物学上的尝试理由现在相当有说服力。