可持续菌丝基皮革的绿色制造：利用Talaromyces sp.和辐照茄子皮废弃物实现农业废料高值化

本研究针对农业废弃物污染和传统皮革制造的环境问题，创新性地利用茄子皮废弃物和Talaromyces atroroseus菌株，通过电子束辐照(15 kGy)和培养基优化(40 g/L蔗糖)制备出拉伸强度达8 MPa的菌丝基皮革材料。该技术不仅实现了食物废料资源化，其热稳定性(>200°C)和孢子灭活处理(5 kGy)更为可持续材料产业化提供了新思路。

　　

在当今面临严峻环境挑战的背景下，农业废弃物处理和时尚产业污染已成为全球性难题。据统计，全球每年产生13亿吨食物废弃物，而传统皮革产业不仅消耗2000万头牲畜/年，其加工过程更会产生大量含铬废水。这种双重环境压力催生了对可持续替代材料的迫切需求。近期发表在《AMB Express》的研究开创性地将两种废弃物问题协同解决——利用茄子皮废弃物培养非食用真菌Talaromyces atroroseus，成功开发出具有皮革特性的菌丝基材料。

研究团队采用多学科交叉方法，关键技术包括：1) 从埃及开罗市集获取茄子皮废弃物分离真菌；2) 3 MeV电子束加速器(5-25 kGy)预处理基质；3) 全因子实验设计(DOE)优化含蔗糖(20-40 g/L)、CaCl₂(0.5-1 M)和甘油(10-20%)的培养基；4) 扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)表征材料特性；5) 5 kGy辐照后处理确保产品无菌。

【Isolation and identification of fungi from eggplant peel waste】

通过ITS测序(GenBank PQ007745)和形态学鉴定，从茄子皮分离的菌株被确定为Talaromyces atroroseus CCASU-2025-F13。扫描电镜显示其特有的双轮枝状分生孢子梗

，系统发育分析表明与T. atroroseus相似度达100%。

【Electron beam irradiation on the mechanical tensile strength】

辐照剂量显著影响材料力学性能，15 kGy处理使茄子皮拉伸强度从5 MPa提升至8 MPa，同时增强柔韧性。但超过20 kGy会导致褐变和异味，感官评分降至2.5以下。

【Optimization of exopolysaccharide production】

全因子实验揭示蔗糖浓度是外多糖(EPS)粘性的主要决定因素(Pareto图P<0.05)

，40 g/L蔗糖使菌丝网络密度增加37%，而CaCl₂反而降低交联效率。

【Post-treatment methods】

比较四种后处理方法显示，5 kGy辐照和40°C加热均可完全灭活孢子(ND CFU/g)，且保持菌丝结构完整

，而UV处理导致菌丝变形。TGA曲线证实材料在200°C内保持稳定。

该研究首次将辐照技术与真菌培养相结合，创造了"农业废物-辐照改性-菌丝整合"的新型材料制造范式。其创新性体现在：1) 使用非食用真菌避免粮食安全问题；2) 15 kGy辐照同时实现基质改性和灭菌；3) EPS天然粘合剂替代化学交联剂。与现有Mylo?等商业产品相比，该技术原料成本降低60%，且完整符合SDG 6、9、12等多项可持续发展目标。未来通过AI优化培养参数和纳米增强技术，这种"茄子皮皮革"有望成为快时尚产业的革命性替代材料。