IT201800010869A1 - Method of producing fungal mats and materials made therefrom - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

della domanda di brevetto per invenzione industriale:

"Metodo di produzione di feltri fungini e dei materiali da essi derivati"

Settore Tecnico

La presente domanda riguarda un metodo per la produzione di feltri fungini e dei prodotti da essi derivati, in particolare applicati nel mercato dei prodotti flessibili, come ad esempio cuoio e prodotti tessili.

Arte di fondo

L'industria tessile è una delle industrie più inquinanti al mondo ed ha un notevole impatto sull'ambiente.

Negli ultimi anni, una grande attenzione è stata rivolta allo sviluppo di nuovi materiali tessili sostenibili e compostabili ottenuti con l'utilizzo di processi eco-compatibili e non inquinanti.

In particolare, sono stati proposti processi e materiali più sostenibili, basati su materie prime rinnovabili, in alternativa al cotone o alle fibre a base di petrolio; esempi sono la cellulosa dell'ananas (Piñatex), la vinaccia (Vegeatex), le fibre ottenute dalla lavorazione delle arance e i prodotti ottenuti dalle foglie di palma, per citarne alcuni.

Anche nel campo dei prodotti di origine animale, le alternative all'uso della pelle animale sono una tendenza in crescita in diversi mercati a causa della crescente considerazione del loro impatto ambientale e del benessere degli animali. La produzione di pelli animali solleva questioni etiche e ha un impatto negativo sull'ambiente a causa dell'uso di ingenti quantità di risorse naturali e di sostanze chimiche inquinanti e tossiche utilizzate per la lavorazione delle pelli.

Sono state impiegate diverse strategie per produrre materiali sostenibili simili alla pelle senza l’uso di animali. Ad esempio, prodotti simili alla pelle sono stati ottenuti da materiali di scarto derivanti dalla produzione di succhi di mela ananas o funghi. I funghi, in particolare, sono uno degli organismi viventi più abbondanti ed a più rapida crescita del pianeta.

I miceli sono la parte vegetativa dei funghi e sono costituiti da una rete di filamenti sottili, chiamati ife. Le ife sono formate da cellule che crescono come strutture tubolari allungate con un diametro di 2-10 µm e formano una fitta rete di filamenti intrecciati. Le cellule sono circondate dalla parete cellulare, che può costituire fino al 30% del peso secco della cellula e ha una composizione che consiste principalmente di glucani di tipo β, in particolare chitina e cellulosa, e proteine strutturali. A causa delle elevate quantità di cellulosa e chitina nelle pareti cellulari, è stato suggerito che una pasta fungina potrebbe trovare applicazione industriale come alternativa alla pasta di legno nei settori quali abbigliamento, cartaceo, biomedicale e tessile.

Un metodo tradizionale per la produzione di materiali simili al cuoio a partire da funghi prevede l’uso del “fungo dell’esca” (Fomes fomentarius e Phellinus ellipsoideus), ridotto in sottili fette che successivamente vengono bollite e stirate manualmente. Tuttavia, il prodotto ottenuto con questo metodo è limitato dalle dimensioni dei corpi fruttiferi, che in natura sono scarsi, rendendo questo metodo non adatto ad applicazioni su scala industriale.

In considerazione delle semplici esigenze di crescita dei funghi filamentosi, questi possono essere coltivati anche in condizioni artificiali. Pertanto, negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi metodi per la produzione di tessuti fungini in coltura per varie applicazioni.

Ad esempio, il brevetto US5.854.056 descrive un metodo che prevede l'inoculo di un terreno liquido con conidiospore fungine e la produzione di miceli dalle spore, che successivamente vengono fatti crescere in stampi poco profondi contenenti brodo nutriente fino a formare feltri fungini piatti che vengono recuperati e ulteriormente lavorati per scopi alimentari, tessili o biomedici.

WO2017151684 descrive un metodo in cui un inoculo di cellule della specie fungina filamentosa desiderata viene aggiunto ad un terreno di crescita sintetico appositamente sviluppato, comprendente un certo numero di sostanze nutritive, e fatto crescere in stampi poco profondi fino alla formazione di feltri fungini sulla superficie del medium, che vengono successivamente raccolti e ulteriormente lavorati.

Questi metodi sono adatti a muffe a crescita rapida come ad esempio Rhizopus spp. e Fusarium spp. ma non sono facilmente applicabili ai basidiomiceti. Queste muffe a crescita rapida non forniscono feltri con una densità o omogeneità sufficiente per essere usati come materiali morbidi, essendo fragili, con bassa resistenza allo strappo, alla trazione e all'abrasione, specialmente dopo l'asciugatura. Inoltre, una volta essiccati, i materiali descritti in questi brevetti sono estremamente fragili. Anche i brevetti US2015/003620 e WO2018/018/0144004 descrivono metodi per la produzione di materiali fungini attraverso la fermentazione solida con crescita dei miceli sulla superficie dei substrati nutritivi solidi e la loro successiva raccolta. Una delle principali differenze tra i due metodi è l'uso di membrane porose posizionate sopra il substrato nutritivo solido colonizzato dai funghi, descritto in WO2018/018/0144004. L'uso di tale membrana porosa apparentemente facilita la separazione del feltro miceliale formatosi sulla superficie del substrato solido e viene anche utilizzato per dirigere la crescita delle ife nella struttura spaziale e/o orientamento geometrico desiderato.

Tuttavia, questi due metodi sono molto dipendenti dalla distribuzione e dalla densità dell'inoculo e molto inclini a produrre morfologie eterogenee nel terreno di crescita. L'uso di un inoculo granulare distribuito in modo casuale e i diversi tassi di crescita sui substrati solidi, infatti, porta inevitabilmente a discontinuità nel feltro fungino che si sta formando. Ne consegue una mancanza di omogeneità nel feltro fungino finale in termini di densità, spessore e colore e scarse proprietà meccaniche ed estetiche, che lo rendono inadatto ad essere utilizzato nell'industria tessile. Inoltre, i processi descritti per la coltivazione di questi feltri sono associati ad un alto rischio di contaminazione dovuto alla disponibilità di sostanze nutritive per i microbi contaminanti presenti nel substrato.

I metodi dello stato dell'arte consentono quindi la produzione di feltri fungini con proprietà discontinue soprattutto in termini di densità, spessore e proprietà meccaniche come la resistenza alla trazione e allo strappo e la resistenza all'abrasione. Inoltre, i metodi esistenti richiedono l'uso di protocolli e strutture sterili molto rigorosi, il che aumenta i costi di produzione. Inoltre, a causa della facile contaminazione e della crescita scarsamente omogenea dei feltri, questi metodi sono caratterizzati da grandi perdite di volume e basse rese di prodotti adatti ad essere utilizzati per ulteriori applicazioni.

Si avverte quindi l'esigenza di un metodo che fornisca feltri fungini con proprietà costanti, riproducibili e stabili, in particolare che siano uniformi sia nella composizione che nello spessore e che mostrino un miglioramento delle proprietà meccaniche ed estetiche.

Inoltre, si avverte anche la necessità di un metodo in cui il rischio di contaminazione microbica sia basso e pertanto che non richiedere l'applicazione di rigorose condizioni di sterilità. Infine, è preferibile un metodo semplice che non richieda membrane porose per la raccolta del feltro fungino, né una specifica geometria di crescita o orientamento spaziale delle ife.

Sommario dell'invenzione

Gli inventori hanno ora trovato un nuovo metodo per ottenere feltri fungini in grado di risolvere i problemi di cui sopra, riscontrati con i metodi dello stato dell’arte. In particolare, gli inventori hanno scoperto che miscelando con acqua un terreno nutritivo solido precedentemente colonizzato, comprendente un elevato contenuto lignocellulosico, e incubando la sospensione risultante in uno stampo piano, si ottiene sempre una distribuzione fine ed omogenea delle ife all'interno del terreno di crescita, dando pertanto origine a feltri fungini di spessore e composizione sempre omogenei.

Inoltre, utilizzando materiale lignocellulosico come substrato nutritivo, il rischio di contaminazione da microrganismi è molto basso. Infatti, il supporto solido, già colonizzato dal fungo, fornisce una scarsa disponibilità di sostanze nutritive per i microrganismi contaminanti. Inoltre, il fungo digerendo il terreno di coltura produce e rilascia composti antimicrobici difensivi naturali.

Pertanto, il metodo secondo l'invenzione fornisce un'elevata resa di feltri fungini meccanicamente performanti e quindi adatti ad ulteriori applicazioni industriali. Di conseguenza, un primo oggetto dell'invenzione è un metodo per ottenere un feltro fungino comprendente i seguenti stadi:

a) inoculare e coltivare una specie fungina filamentosa su un terreno nutritivo solido comprendente un materiale lignocellulosico, ottenendo così un terreno nutritivo solido colonizzato da detto fungo;

b) miscelare detto terreno nutritivo colonizzato con acqua o con una soluzione acquosa e omogenizzare per ottenere un omogeneizzato uniforme;

c) versare l’omogeneizzato in uno stampo dal fondo piatto;

d) incubare l’omogeneizzato fino ad ottenere un feltro fungino continuo dello spessore e della densità desiderati;

e) raccogliere il feltro fungino così ottenuto.

Un secondo oggetto dell'invenzione è un feltro fungino ottenuto con il metodo descritto nel primo oggetto dell'invenzione.

Contrariamente ai feltri ottenuti con i metodi dell’attuale stato dell’arte, il feltro fungino ottenuto con il metodo descritto nel primo oggetto dell'invenzione è omogeneo nello spessore, densità, colore e ha proprietà meccaniche costanti su tutta la continuità della superficie.

Un terzo oggetto dell'invenzione è un materiale composito multistrato, comprendente uno o più strati singoli di feltro fungino secondo il secondo oggetto dell'invenzione, alternati a uno o più strati singoli di un materiale poroso.

Un quarto oggetto dell'invenzione è un feltro multistrato comprendente uno o più strati di micelio fungino e ottenuto con un metodo secondo il secondo oggetto dell'invenzione, in cui detto feltro è costituito per almeno il 95% di biomassa fungina e detti strati comprendono ife fungine cresciute senza alcuna disposizione spaziale o distribuzione ordinata.

Un quinto oggetto dell'invenzione è l'uso di un feltro fungino secondo il secondo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione, per produrre un prodotto tessile.

Un sesto oggetto dell'invenzione è un prodotto tessile che comprende un feltro fungino secondo il secondo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione.

Un settimo oggetto dell'invenzione è l'uso di un feltro fungino secondo il secondo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione, per la fabbricazione di un prodotto flessibile.

Descrizione delle figure

La figura 1 mostra la raccolta del feltro fungino ottenuto nell'esempio 1.

La figura 2 mostra un pezzo del feltro fungino ottenuto nell'esempio 3.

Definizioni

Il termine "prodotto morbido" utilizzato nel presente documento si riferisce a qualsiasi prodotto fabbricato con o comprendente un materiale morbido flessibile come un tessuto e/o il cuoio. Questi includono abbigliamento, stoffe, calzature, copricapi, abbigliamento sportivo, zaini e bagagli, biancheria da letto, accessori per elettronica, rivestimenti per mobili o automobili, ecc.

Il termine "materiale lignocellulosico" come qui utilizzato si riferisce ad un materiale che contiene come componenti principali cellulosa, emicellulosa e lignina e, opzionalmente, piccole quantità di pectina, proteine e ceneri. Il contenuto relativo di ciascuno di questi componenti varia a seconda dell'origine del materiale lignocellulosico.

Il termine "feltro" o "feltro fungino" come qui utilizzato si riferisce ad un foglio di materiale formato da ife fungine intrecciate che formano una superficie continua e piana. Preferibilmente, detto foglio di materiale è costituito esclusivamente da micelio fungino.

Il termine "micelio" come qui utilizzato si riferisce al corpo vegetativo di un fungo filamentoso costituito da una massa di filamenti ramificati, chiamati ife.

Il termine "fungo filamentoso" utilizzato nel presente documento si riferisce a qualsiasi membro del gruppo di organismi eucarioti, compresi i funghi ascomiceti e basidiomiceti che formano strutture filamentose note come ife. Le ife sono strutture multicellulari, tubolari, allungate e filamentose, che possono contenere più di un nucleo per cellula e che crescono ramificando e allungando le estremità.

Il termine "terreno nutritivo solido" come qui utilizzato si riferisce ad un substrato solido che fornisce sia supporto che nutrienti alla crescita del micelio fungino.

Il termine "coltura pura" come qui utilizzato si riferisce ad una coltura axenica in cui è presente un solo ceppo o clone, in assenza di altri organismi o tipi.

Il termine "stampo piano" utilizzato nel presente documento indica un contenitore costituito da una base dalla superficie piana confinata su tutti i lati.

Il termine "materiale poroso" come qui utilizzato si riferisce ad un materiale che contiene pori, essendo quindi formato da una porzione scheletrica (cioè la "matrice" o "telaio") che racchiude i pori, e da fluidi (cioè liquidi o gas) che riempiono i pori. Il termine "igienicamente" come qui usato si riferisce ad un metodo che fornisce una cultura non contaminata da altre specie ed axenica.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Un oggetto della presente invenzione è un metodo per ottenere un feltro fungino comprendente i seguenti stadi:

a) inoculare e coltivare una specie fungina filamentosa su un terreno nutritivo solido comprendente un materiale lignocellulosico, ottenendo così un terreno nutritivo solido colonizzato da detto fungo;

b) miscelare detto terreno nutritivo colonizzato con acqua o con una soluzione acquosa e omogenizzare per ottenere un omogenizzato omogeneo;

c) versare l’omogenizzato in uno stampo dal fondo piatto;

d) incubare l’omogenizzato fino ad ottenere un feltro fungino continuo dello spessore e della densità desiderati;

e) raccogliere il feltro fungino così ottenuto.

Nel metodo dell'invenzione può essere utilizzata qualsiasi specie di funghi filamentosi. Particolarmente apprezzate sono tuttavia le specie fungine appartenenti alle divisioni basidiomycota. Preferibilmente, detta specie fungina è selezionata da Ganoderma, Trametes, Fomes, Fomitopsis, Phellinus, Perenniporia, Pycnoporus, Tyromyces, Macrohyporia, Bjerkandera, Cerrena e Schizophyllum. L'uso di altre specie appartenenti ai generi Fusarium, Rhizopus, Myxotrichum e Trichoderma è possibile anche con il metodo qui descritto. Le specie di funghi particolarmente apprezzate per le caratteristiche del tessuto finale ottenuto sono Ganoderma spp., Fomes spp., Pycnoporus spp. e Perenniporia spp.

Secondo una forma di realizzazione preferita, nello stadio a) viene inoculata una cultura pura di un fungo filamentoso.

In alternativa, è possibile utilizzare una combinazione di diverse specie o ceppi di funghi.

Tra le specie di cui sopra, sono selezionati preferibilmente ceppi con caratteristiche vantaggiose quali la capacità di colonizzare un substrato in brevi periodi di tempo, una migliore tolleranza alla temperatura, resistenza alla contaminazione microbica o a specifici schemi di ramificazione delle ife, colorazione del micelio, odore o rigidità.

I ceppi fungini selezionati possono essere mutanti o cloni ricombinanti generati nell'ambito di un programma di crescita (mutagenesi indotta, ingegneria genetica, ecc.).

Solitamente, nello stadio a), l'inoculo viene effettuato aggiungendo assialmente un inoculo liquido o solido del fungo sul terreno nutritivo solido, per esempio usando una pipetta volumetrica o un bisturi.

L'inoculo liquido consiste in un volume definito di un terreno di crescita liquido contenente una concentrazione sufficiente di cellule fungine. Preferibilmente, detto terreno di crescita liquido contiene una quantità di biomassa fungina compresa tra 5 e 15 g/L e viene aggiunto al mezzo nutritivo solido in un rapporto tra 5 e 20 ml per Kg di mezzo nutritivo solido. I mezzi liquidi idonei per la preparazione dell'inoculo sono, ad esempio, Malt Extract Broth (MEB), Malt Yeast Extract Broth (MYEB), Potato Dextrose Broth (PDB), formulazioni basate sull'utilizzo di melassa liquida in concentrazioni fino al 5% del volume ed effluenti liquidi derivanti dalla lavorazione di biomasse lignocellulosiche e/o sottoprodotti di altri processi industriali, ad esempio dell’agricoltura o dell'industria alimentare.

L'inoculo solido consiste in un substrato solido, preferibilmente semi o segatura, inoculato con il micelio fungino derivante dalla coltura in una piastra di Petri o una fiala di coltura liquida. L'inoculo selezionato viene trasferito igienicamente utilizzando un bisturi sterile, pinze o la punta di una pipetta sotto un flusso d'aria pulita, o versato direttamente sul terreno nutritivo solido, preferibilmente in rapporti dal 2 al 5% di inoculo per peso totale del terreno solido.

Il terreno nutritivo solido è preferibilmente sterilizzato prima dell'inoculazione.

Dopo l'inoculazione, la crescita del fungo viene effettuata incubando il terreno nutritivo solido in condizioni statiche e aerobiche. Preferibilmente, la crescita del fungo si svolge al buio e ad una temperatura compresa tra i 20°C e i 30°C , preferibilmente nell'intervallo tra i 23°C e i 28°C. La crescita del fung o è preferibilmente continuata fino a quando l'area esposta del terreno solido è ricoperta, preferibilmente completamente, da micelio fungino. Di solito, questo richiede che la crescita venga effettuata per un periodo compreso tra 5 e 15 giorni, preferibilmente tra 7 e 10 giorni a partire dall'inoculazione.

Secondo una forma di realizzazione preferita, detto mezzo nutritivo solido dello stadio a) consiste per almeno il 90%, preferibilmente il 95%, più preferibilmente il 98%, ancora più preferibilmente il 100% del suo peso totale di materiale lignocellulosico. Il materiale lignocellulosico può anche essere trattato chimicamente per migliorarne la consistenza, il pH e le proprietà nutrizionali, ad esempio aggiungendo solfato di calcio, carbonato di calcio o altri minerali simili o mescolati con semi, farine di semi o amido in polvere.

Di conseguenza, in una forma di realizzazione alternativa preferita, detto mezzo nutritivo solido comprende come componente principale, preferibilmente costituita da materiale lignocellulosico mescolato con semi, farina di semi, amido in polvere e/o minerali. Preferibilmente, detto mezzo nutritivo solido dello stadio a) consiste per almeno il 90%, preferibilmente il 95%, più preferibilmente il 98%, ancora di più preferibilmente il 100% del suo peso totale di materiale lignocellulosico mescolato con semi, farina di semi, farina di semi, amido in polvere, e/o minerali.

Preferibilmente, detti semi sono semi selezionati tra miglio, segale, sorgo, riso, grano, mais, o altri semi interi. Preferibilmente detta farina di semi si ottiene da miglio, segale, sorgo, frumento, riso, mais. Preferibilmente, tali minerali sono selezionati tra solfato di calcio e carbonato di calcio.

Preferibilmente, il materiale lignocellulosico da utilizzare nel metodo dell'invenzione è selezionata tra biomassa lignocellulosica dell'agroindustria, costituita ad esempio da residui di colture agricole, colture energetiche o altri fini non alimentari, colture non agricole da prodotti della silvicoltura, dell'industria cartaria, della produzione alimentare e di biocarburanti, o da una combinazione di questi.

Il terreno nutritivo solido viene selezionato in base alle esigenze metaboliche del fungo specifico utilizzato. Ad esempio, le specie basidiomiceti appartenenti all'ordine dei poliporali richiederanno un maggior contenuto di materiali lignocellulosici come quelli presenti nel legno e nella paglia, mentre altri funghi appartenenti ad altre divisioni, potrebbero richiedere la presenza di una percentuale di carboidrati facilmente reperibili, come quelli presenti nella crusca di grano e nella farina.

L'esperto saprebbe sulla base di conoscenze generali comuni e riferimenti bibliografici quali materiali lignocellulosici selezionare per ogni specie fungina utilizzata.

Nello stadio b), detto terreno nutritivo solido colonizzato viene miscelato con acqua o una soluzione acquosa, preferibilmente sterile, e poi omogenizzato per ottenere una sospensione omogenea. Preferibilmente, il terreno colonizzato e acqua o soluzione acquosa sono miscelati in un rapporto compreso tra 0,5 e 2 g, preferibilmente 1 g, di terreno colonizzato per 10 ml di acqua. La miscela viene preferibilmente omogenizzata in un miscelatore meccanico, adatto alla quantità di materiale lavorato, per almeno un minuto o fino ad ottenere un omogeneizzato fine.

Preferibilmente, l'acqua è acqua di rubinetto non trattata, acqua sterile, acqua distillata, o una qualsiasi di queste con l'aggiunta di H2O2 in una concentrazione compresa tra lo 0,009 e lo 0,05% del volume totale.

La soluzione acquosa di cui sopra può derivare in tutto o in parte dall'effluente riciclato separato dal feltro nello stadio di raccolta e), che è stato trattato con perossido di idrogeno per ridurre il numero di microorganismi.

Nello stadio c), l’omogenizzato viene versato in uno stampo piano della forma e delle dimensioni desiderate. Preferibilmente, l’omogenizzato viene aggiunto in una quantità tale da coprire completamente la superficie della base piana dello stampo. A seconda delle condizioni operative e degli specifici funghi utilizzati, è possibile aggiungere all’omogeneizzato, prima o dopo averlo versato nel contenitore, sostanze nutritive supplementari, preferibilmente carboidrati, preferibilmente saccarosio, destrosio, estratto di malto o melassa, agenti igienizzanti come H2O2 o regolatori di pH.

I regolatori di pH sono preferibilmente selezionati tra acido sorbico, acido acetico, acido benzoico, acido propionico e relativi sali di sodio.

Ad esempio, agenti di igienizzazione delle colture, come il perossido di idrogeno, vengono aggiunti quando si lavora in condizioni non sterili, ad esempio quando l’impasto viene preparato con acqua di rubinetto o in un ambiente non sterile.

Secondo una forma di realizzazione, uno strato di materiale poroso può anche essere aggiunto sulla superficie dell’omogeneizzato una volta che questo è stato versato nello stampo piano, formando così durante lo stadio d) un materiale composito multistrato comprendente uno strato di micelio fungino e uno strato di materiale poroso. Secondo un'alternativa a questa forma di realizzazione, nello stadio c) possono essere aggiunti nello stampo un certo numero di strati alternati di omogeneizzato e materiale poroso, originando così nello stadio d) un materiale composito multistrato.

Preferibilmente, detto materiale poroso è un tessuto. Secondo una forma di realizzazione preferita, detto tessuto è di origine naturale, più preferibilmente è canapa, cotone o lino. Secondo una forma di realizzazione alternativa preferita, detto tessuto è costituito da un polimero sintetico o da una miscela composta da un polimero naturale e uno sintetico. Secondo una forma di realizzazione particolarmente apprezzata, il tessuto è biodegradabile.

In caso di utilizzo di polimeri sintetici non biodegradabili, il materiale deve essere idoneo a consentire un'efficace separazione tra lo strato fungino e lo strato di polimeri sintetici a fine vita del prodotto.

Lo stadio di incubazione d) viene effettuato mantenendo lo stampo in posizione orizzontale, in condizioni statiche ed aerobiche a temperatura costante. Preferibilmente, lo stampo è coperto da un coperchio dotato di un sistema che permette uno scambio di gas controllato tra il volume interno del contenitore e l'ambiente esterno. A seconda delle specie fungine e delle condizioni di crescita desiderate, viene mantenuta una concentrazione costante di CO2, preferibilmente tra 2000 - 2500 ppm, monitorando la concentrazione di CO2 nei contenitori di incubazione per mezzo di sensori elettronici.

L'incubazione viene effettuata fino ad ottenere un feltro miceliale continuo dalla densità di fibre e dallo spessore desiderato. Questo richiede che l'incubazione sia effettuata per un periodo compreso tra 8 e 20 giorni, preferibilmente tra 10 e 18 giorni, preferibilmente di oltre 15 giorni. Tempi di incubazione più lunghi producono, in generale, feltri più spessi e resistenti.

Una volta che il feltro ha raggiunto lo spessore e la densità desiderata, viene raccolto. Il recupero viene effettuato preferibilmente sollevando il feltro dal contenitore, come mostrato in Figura 1.

Come precedentemente descritto, gli effluenti del processo possono essere trattati e riciclati come soluzione acquosa per la preparazione dell’omogeneizzato nello stadio b).

Dopo la raccolta, il metodo prevede preferibilmente un'ulteriore stadio f), dopo lo stadio e), in cui il feltro fungino raccolto viene lavato, preferibilmente sciacquando la sua superficie o immergendolo in acqua, al fine di eliminare eventuali residui o detriti.

A seconda delle proprietà del prodotto finale che si desidera ottenere, il metodo dell'invenzione può comprendere anche uno stadio g), preferibilmente dopo lo stadio di lavaggio f), in cui il feltro fungino è trattato chimicamente e/o fisicamente, per migliorarne proprietà quali aspetto, bagnabilità o idrofobicità, resistenza chimica, resistenza all'usura, durezza, attività antimicrobica, rilascio di composti attivi.

Preferibilmente, durante lo stadio g), il feltro viene trattato con un plastificante e/o un reticolante.

Preferibilmente, detto plastificante è glicerolo, più preferibilmente una soluzione di glicerolo con una concentrazione tra il 10 e il 20% (v/v).

Preferibilmente, detto reticolante è uno dei reagenti chimici già normalmente utilizzati per la concia delle pelli, preferibilmente genepina.

Dopo lo stadio g), il feltro può essere sottoposto ad un ulteriore lavaggio, nello stadio f'), al fine di rimuovere eventuali residui o detriti dal terreno di coltura.

Dopo lo stadio f), e/o g) e/o f') se presente, il feltro è preferibilmente sottoposto ad uno stadio successivo, stadio h), in cui viene asciugato. L'asciugatura è preferibilmente effettuata in una camera in condizioni controllate e stabili, come ad esempio in una macchina sottovuoto riscaldata. Lo stadio di asciugatura può essere effettuato secondo gli standard esistenti nei processi di lavorazione tradizionali della pelle.

Quando lo stadio di asciugatura raggiunge temperature superiori a 70°C, contribuisce anche ad arrestare l'attività biologica del fungo.

A seconda della forma di realizzazione, il feltro fungino ottenuto nello stadio h) può essere sottoposto ad uno o più stadi di finitura i) in cui viene trattato o ulteriormente trattato con plastificanti o reticolanti, come sopra definito, per aumentarne le proprietà, tra cui, ma non solo, la flessibilità, la consistenza e il colore. Dopo questa fase di finitura, il feltro viene preferibilmente lavato e asciugato nuovamente.

Inoltre, il metodo sopra descritto può comprendere anche uno stadio successivo, l), dopo lo stadio e) o f) e prima dello stadio g), in cui due o più feltri fungini sono posti uno sopra l'altro, e incubati, preferibilmente nelle stesse condizioni di incubazione precedentemente descritte nello stadio d) per un periodo di almeno due giorni, preferibilmente da 2 a 7 giorni, ottenendo così feltri multistrato.

II feltri dopo essere stati recuperati e lavati sono ancora in condizioni vitali e durante l'incubazione, nuove ife cresceranno da entrambe le superfici giustapposte dei feltri che si fonderanno formando una giunzione naturale tra i due feltri. Questo passaggio può essere ripetuto più volte aggiungendo nuovi feltri come strati aggiuntivi. Il materiale risultante sarà un feltro più spesso, composto da più strati, con proprietà meccaniche migliorate, in particolare con una maggiore resistenza allo strappo, alla flessione e alla trazione. Il metodo descritto non provoca cambiamenti nel modello di crescita delle ife e non richiede materiale supplementare.

Un secondo oggetto dell'invenzione è un feltro ottenuto con un metodo secondo il primo oggetto dell'invenzione.

Il feltro ottenuto con il metodo secondo l'invenzione è caratterizzato da una superiore omogeneità nello spessore, densità, colore e proprietà meccaniche generali, quali resistenza alla trazione, allo strappo e all'abrasione, che non è ottenuta con i metodi già presenti nello stato dell’arte.

Preferibilmente, il feltro fungino è composto da una specie fungina appartenente alle divisioni basidiomycota. Preferibilmente, detta specie fungina è selezionata tra Ganoderma, Trametes, Fomes, Fomitopsis, Phellinus, Perenniporia, Pycnoporus, Tyromyces, Macrohyporia, Bjerkandera, Cerrena e Schizophyllum. Diverse specie producono feltri di diversi colori e consistenza; ad esempio Fomes fomentarius produce un materiale brunastro e vellutato con un odore gradevole, Pycnoporus cinabarinus e Ganoderma lucidum generano una superficie giallastra o a volte arancione e grumosa.

Di conseguenza, un oggetto dell'invenzione è un feltro fungino composto da un fungo scelto tra Fomes fomentarius, Pycnoporus cinabarinus e Ganoderma lucidum.

Il metodo secondo il primo oggetto dell'invenzione permette di ottenere feltri con proprietà simili a quelle del cuoio. In particolare, quando il feltro fungino viene raccolto può già essere considerato un materiale simile alla pelle, le cui proprietà tecniche possono essere ulteriormente migliorate mediante plastificanti e reticolanti. Come sopra descritto, il metodo secondo l'invenzione permette di ottenere materiali multistrato e compositi.

Quando strati alternati di omogeneizzato e materiali porosi vengono aggiunti allo stampo nello stadio c) descritto sopra, si ottiene un feltro composito multistrato. Di conseguenza, un terzo oggetto dell'invenzione è un materiale composito multistrato composto da uno o più strati di feltri fungini secondo il secondo oggetto dell'invenzione alternati ad uno o più strati di un materiale poroso, come sopra definito. Il materiale composito multistrato è ottenuto con il metodo dell'invenzione come sopra descritto.

Quando i feltri ottenuti dagli stadi e) ed f) vengono ulteriormente lavorati secondo lo stadio l), si ottiene un feltro fungino multistrato.

Un quarto oggetto dell'invenzione è un feltro multistrato comprendente due o più strati di micelio fungino, in cui detto feltro è costituito per almeno il 95%, preferibilmente il 98%, ancor più preferibilmente il 100% di biomassa fungina e comprende ife fungine cresciute senza alcuna disposizione spaziale. Le ife infatti non mostrano alcuna specifica disposizione geometrica o direzione o distribuzione preferenziale. Il feltro multistrato si ottiene con il metodo oggetto dell'invenzione come sopra descritto.

I feltri fungini dell'invenzione possono trovare utilizzo in diversi campi di applicazione, come ad esempio nel settore tessile, pelletteria, abbigliamento, calzature, automotive, membrane, elettronica di consumo, accessori, ecc.

Un quinto oggetto dell'invenzione è l'uso di un feltro ottenuto secondo il primo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione, per la fabbricazione di un prodotto tessile.

Un sesto oggetto dell'invenzione è un prodotto tessile comprendente un feltro fungino secondo il secondo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione.

Un settimo oggetto dell'invenzione è l'uso di un feltro secondo il secondo oggetto dell'invenzione, un materiale composito multistrato secondo il terzo oggetto dell'invenzione, o un feltro multistrato secondo il quarto oggetto dell'invenzione, per la fabbricazione di un prodotto morbido, preferibilmente un prodotto tessile.

ESEMPI ESEMPIO 1

Una coltura pura del fungo Ganoderma lucidum conservato in una provetta di Potato Dextrose Agar (PDA) è stata inoculata su diverse piastre di Petri di Malt Extract Agar (MEA) e queste sono state incubate per 5 giorni a 28°C per creare una riserva di biomassa che potesse essere conservata per almeno una settimana sotto refrigerazione.

Sono state selezionate porzioni vitali, rigogliose ed omogenee di miceli cresciuti sulle piastre di Petri e, sotto flusso d'aria pulita, sono stati trasferiti con un bisturi sterile in diverse beute di crescita contenenti terreno di crescita liquido Malt Yeast Extract Broth (MYEB), incubate per 3 giorni in un incubatore a 28°C e 200 rpm. Queste colture liquide sono state inoculate in sacchi di substrato solido pastorizzato (72° C per 1.5 ore) da 3,2 kg contenenti una miscela 50/50 di trucioli di cana pa (800g) e buccia di soia (800g) con un contenuto di acqua del 50% (1600mL H2O). Dopo 7 giorni di incubazione a temperatura ambiente (circa 23°C) i substrati colonizzati sono stati separati manualmente in piccoli pezzi e miscelati con acqua, in una proporzione di 300 g di substrato colonizzato per 3000 ml di acqua, e miscelati meccanicamente utilizzando un miscelatore da laboratorio sterile da 4L (autoclavato a 121°C per 30 min.) per ottenere un omogeneizzato vivo con tenente miceli e terreno di coltura. L’omogeneizzato di micelio è stato versato in stampi piani di dimensioni 55x55cm e poi incubato in condizioni statiche a temperatura ambiente per due settimane fino a formare un feltro fungino omogeneo e continuo che è stato recuperato manualmente dall'effluente liquido.

Il feltro fungino ottenuto è stato allontanato dall'effluente liquido esausto come si vede in fig.1., lavato manualmente con acqua di rubinetto fredda e asciugato con un tavolo da vuoto riscaldato.

ESEMPIO 2

Una coltura preselezionata di Fomes fomentarius conservata a -80°C in provette contenenti glicerolo al 10% è stata inoculata su diverse piastre Petri di Potato Dextrose Agar (PDA) che sono state successivamente incubate per 5 giorni a 28°C per creare una riserva di biomassa a breve termine. Porzioni di micelio vitali dalle capsule di Petri sono state selezionate e trasferite in sacchi filtranti in polipropilene (PP5) contenenti grani d'orzo sterilizzati addizionati con il 2% di CaSO4 e con un'umidità totale del 55%. Dopo 7 giorni di incubazione a temperatura ambiente (circa 23°C) i grani colonizzati sono stati miscelati con acqua, in una proporzione di 100 g di substrato colonizzato per 1000 ml di acqua, e miscelati con mezzi meccanici per ottenere un omogeneizzato vitale contenente miceli e terreno di coltura. Tale omogeneizzato di micelio è stato versato negli stampi piani e poi incubato in condizioni statiche per due settimane per formare un feltro fungino che è stato separato manualmente dall'effluente liquido. Il feltro fungino è stato quindi lavato e bagnato con una soluzione di glicerolo al 10%, per poi essere asciugato con un tavolo riscaldato da vuoto.

Il prodotto ottenuto assomiglia alla pelle animale al tatto, nel colore e nelle proprietà meccaniche generali.

ESEMPIO 3

Una coltura isolata e preselezionata del Schizophyllum comune è stata coltivata in diverse piastre Petri contenenti estratto di malto in Agar (MEA) per creare una riserva di biomassa e per scartare fenotipi senescenti, contaminati o amorfi. Le porzioni miceliali che mostrano una crescita rapida ed elevata densità, sono state rimosse dall'agar e trasferite con un bisturi fiammato in un miscelatore sterile da laboratorio contenente una certa quantità di acqua sterile. I settori miceliali selezionati sono stati poi miscelati alla velocità massima di un minuto e utilizzati per inoculare sacchetti di substrato contenenti miscele sterili al 50/50 di miscanthus tritato (800g) paglia e bucce di soia (800g) con un contenuto di umidità del 50% (il peso totale di ogni singolo sacco era di 3,2kg). Tali sacchetti di substrato inoculato sono stati poi incubati per tre settimane a temperatura ambiente (circa 23°C) e miscelati con acqua in una proporzione di 100g per litro di acqua per formare un omogeneizzato utilizzando un miscelatore sterile da laboratorio come nell'esempio 1. L’omogeneizzato fungino è stato poi trasferito in stampi piani di dimensioni 35x35cm all'interno di una camera d'incubazione con parametri controllati di luce (buio), umidità (>80%), ventilazione (livelli costanti di CO22000 ppm) e temperatura (25° C). Tale omogeneizzato fungino è stato incubato staticamente per tre settimane, quando il feltro fungino formatosi ha raggiunto i valori di spessore e densità desiderati. Il feltro fungino è stato poi raccolto rimuovendolo dallo stampo e lavandolo per ripulire la sua superficie da eventuali residui grossolani che si trovano al di sotto di esso. Il feltro fungino lavato è stato immerso in una soluzione plastificante al 10% di glicerolo durante la notte, infine è stato strizzato e asciugato utilizzando un tavolo riscaldato per l’asciugatura sottovuoto.

Il prodotto ottenuto, come si vede in figura 2, è stato un feltro resistente continuo ed omogeneo simile alla pelle, con spessore costante di 2 mm e grande flessibilità, con qualità geometriche (es. forma/dimensione) che riproducono quelle della copertura. ESEMPIO 4

Come descritto negli esempi 1-3, in cui il feltro fungino finito viene combinato in multistrato con altri feltri fungini della stessa tipologia/origine per aumentare lo spessore e la resistenza meccanica del pezzo finale. I feltri vengono combinati uno sopra l'altro mentre sono ancora vivi, subito dopo la raccolta, e poi incubati nelle stesse condizioni precedenti per 48 ore per permettere alle loro ife di fondersi, dando luogo all'adesione dei feltri per formare un unico pezzo continuo. Il prodotto ottenuto ha uno spessore maggiorato e migliori proprietà meccaniche quali una maggiore resistenza alla trazione e alla flessione, resistenza allo strappo, alla foratura e un migliore isolamento termico rispetto ai singoli feltri da cui origina.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per ottenere un feltro fungino che comprende gli stadi di: a) inoculare e coltivare una specie fungina filamentosa su un terreno nutritivo solido comprendente un materiale lignocellulosico, ottenendo così un terreno nutritivo solido colonizzato da detto fungo; b) miscelare detto terreno nutritivo colonizzato con acqua o con una soluzione acquosa e omogenizzare per ottenere un omogeneizzato uniforme; c) versare l’omogeneizzato in uno stampo piano; d) incubare l’omogeneizzato fino ad ottenere un feltro fungino continuo dello spessore e della densità desiderati; e) raccogliere il feltro fungino così ottenuto; e, facoltativamente f) lavare il feltro fungino raccolto.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il fungo è selezionato da specie appartenenti alla divisione basidiomycota, preferibilmente una specie selezionata da Ganoderma, Trametes, Fomes, Fomitopsis, Phellinus, Perenniporia, Pycnoporus, Tyromyces, Macrohyporia, Bjerkandera, Cerrena, Schizophyllum.
3. 3. Metodo secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui detto terreno nutritivo solido è costituito per almeno il 90%, preferibilmente il 95%, preferibilmente il 98%, preferibilmente ancora più preferibilmente il 100% del suo peso totale di materiale lignocellulosico o di un materiale lignocellulosico mescolato con semi, farina di semi, farina di semi, amido in polvere e/o minerali.
4. 4. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 3, in cui allo stadio c), uno strato di materiale poroso viene posizionato sulla superficie dell'omogeneizzato, dopo che questo è stato versato nel contenitore piano e, facoltativamente, vengono aggiunti ulteriori strati alternati di omogenizzato e materiale poroso, dando origine al punto d) ad un materiale composito multistrato costituito da uno o più strati di micelio fungino alternati ad uno o più strati di materiale poroso.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui tale materiale poroso è selezionato da canapa, cotone o lino.
6. 6. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 5, comprendente inoltre lo stadio g), in cui il feltro fungino è trattato con un plastificante, preferibilmente glicerolo e/o un reticolante, preferibilmente genepina.
7. 7. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 6, comprendente anche lo stadio h), dopo lo stadio f) o g), in cui detto feltro fungino trattato viene asciugato.
8. 8. Metodo secondo le rivendicazioni da 1 a 7, comprendente un ulteriore passaggio, l), dopo gli stadi e) o f) e prima dello stadio g), in cui due o più feltri fungini sono posti uno sopra l'altro, e incubati per un periodo di almeno due giorni, preferibilmente da 2 a 7 giorni, ottenendo così un feltro multistrato con due o più strati di micelio fungino.
9. 9. Materiale composito multistrato comprendente uno o più strati singoli di feltro fungino alternati a uno o più strati singoli di un materiale poroso.
10. 10. Feltro multistrato comprendente due o più strati di micelio fungino, in cui detto feltro è costituito per almeno il 95% della biomassa fungina e comprende ife fungine coltivate senza alcuna disposizione spaziale.
11. 11. Uso di un materiale composito multistrato secondo la rivendicazione 9, o di un feltro multistrato secondo la rivendicazione 10, per la fabbricazione di un prodotto morbido, preferibilmente un prodotto tessile.
12. 12. Un prodotto morbido, preferibilmente un prodotto tessile che comprende un materiale composito multistrato secondo la rivendicazione 9, o un feltro multistrato secondo la rivendicazione 10.