(57)【要約】  真菌架橋構造、真菌架橋システム、および真菌材料を架橋するための方法。本明細書に記載の架橋真菌材料は、種々の架橋剤、架橋部位、および架橋の様々な組合せを含み、それぞれ独特な構造を形成している。架橋真菌材料は、結合部位に結合した少なくとも１種の架橋性化合物を含む。真菌架橋システムは、調製ユニット、含浸ユニット、架橋ユニット、およびすすぎユニットを含む。調製ユニットは、真菌材料内およびキチンナノウィスカー内のキチンを部分的に脱アセチル化し得る。含浸ユニットは、真菌材料にキチンナノウィスカーを含浸させる。架橋ユニットは、真菌材料とキチンナノウィスカーをゲニピンによって架橋させて、複合材料を創出するように構成されている。すすぎユニットは、未反応のゲニピン材料をすすいで除去することによって、架橋複合材料を提供する。結果として得られる架橋複合材料は、元の真菌材料よりも、強くかつ柔軟性があり、化学的および機械的特性が改善されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真菌架橋システムを利用して真菌材料を架橋し、元の真菌材料よりも、強くかつ柔軟性のある架橋複合材料を創出するための方法であって、
ａ）調製ユニット、含浸ユニット、架橋ユニット、およびすすぎユニットを有する前記真菌架橋システムを準備するステップ；
ｂ）脱アセチル化ユニットにおいて、キチンナノウィスカーと前記真菌材料を、最適な温度で脱アセチル化期間、水酸化ナトリウムの水溶液に浸すことにより、前記真菌材料内およびキチンナノウィスカー内のキチンを部分的に脱アセチル化するステップ；
ｃ）前記含浸ユニットにおいて、浸漬と撹拌によって前記真菌材料にキチンナノウィスカーを含浸させるステップ；
ｄ）前記架橋ユニットにおいて、前記真菌材料とキチンナノウィスカーを架橋するステップであり、（ｉ）ゲニピン材料を酢酸に溶解させて、ゲニピンの第１の混合物を創出し、（ｉｉ）前記ゲニピンの第１の混合物を混合用溶液と混合してゲニピンの第２の混合物を生成し、（ｉｉｉ）前記ゲニピンの第２の混合物をある一定のゲニピン利用率で前記真菌材料に、インキュベーション条件で撹拌しながら適用して複合材料を創出することによる、ステップ；
ｅ）前記すすぎユニットにおいて、前記複合材料を水ですすぐことによって、前記複合材料を最適なｐＨ値に中和するステップ；ならびに
ｆ）未反応のゲニピン材料を除去して架橋複合材料を生成するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
キチンの部分的な脱アセチル化のための前記最適な温度が、８０度前後であり、前記脱アセチル化期間が１分〜１０時間の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合用溶液が、２〜３の範囲のｐＨ度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ゲニピン利用率が、ゲニピンポリマーの質量に対して０．０５％〜４％ｗ／ｗの範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ゲニピン真菌混合物をインキュベートするための前記インキュベーション条件が、４０分〜数時間の範囲のインキュベーション時間と摂氏２５度のインキュベーション温度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複合材料を最適なｐＨ値７に中和する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項８】
請求項２に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項９】
請求項３に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項１０】
請求項４に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項１２】
請求項６に記載の方法の架橋材料生成物。
【請求項１３】
少なくとも１種の架橋性化合物を含むキチン含有および／または多糖含有組成物であって、前記少なくとも１種の架橋性化合物が、真菌架橋システムに関与する結合部位に結合している、キチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１４】
前記結合部位が、ヒドロキシル基および／またはアミン基を含む、請求項１３に記載のキチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１５】
前記架橋性化合物が、グルタルアルデヒドを含む、請求項１４に記載のキチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１６】
前記結合部位がヒドロキシル基を含み、前記架橋性化合物がフェノール化合物を含む、請求項１３に記載のキチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１７】
前記結合部位がアミン基を含み、前記架橋性化合物がシンタン化合物を含む、請求項１３に記載のキチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１８】
前記結合部位が炭素−炭素共有結合を含む、請求項１３に記載のキチン含有および／または多糖含有組成物。
【請求項１９】
少なくとも１種の架橋性化合物を含む脱アセチル化キチン含有組成物であって、前記少なくとも１種の架橋性化合物が、真菌架橋システムに関与する結合部位に結合されている、脱アセチル化キチン含有組成物。
【請求項２０】
前記結合部位がカルボキシル基を含み、前記架橋性化合物が金属錯体を含む、請求項１９に記載の脱アセチル化キチン含有組成物。
【請求項２１】
前記結合部位がキトサン上のアミン基を含み、前記架橋性化合物がゲニピンを含む、請求項１９に記載の脱アセチル化キチン含有組成物。
【請求項２２】
真菌材料が二次成分と物理的に一体化される架橋組成物であって、特徴（ａ）〜（ｆ）：
（ａ）三次化合物が、前記真菌材料と前記二次成分との間の架橋として機能する；
（ｂ）前記架橋材料が、前記真菌材料と二次成分のみの合計よりも優れた引張強度を示す；
（ｃ）前記真菌材料が、それ自体に対して架橋し得る；
（ｄ）前記真菌材料が、前記二次成分に対して架橋し得る；
（ｅ）前記二次成分が、それ自体に対して架橋し得る；ならびに
（ｆ）前記三次化合物が凝集して、次いで前記真菌材料および／または前記二次成分に結合されるより大きなポリマー鎖となり得る
のそれぞれを有することを特徴とする、架橋組成物。
【請求項２３】
前記二次成分がナノウィスカーである、請求項２２に記載の架橋組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年３月１４日出願の米国仮特許出願第６２／６４３０６８号に対する優先権を主張する。その仮出願の開示は、完全に記載されているかの如く、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本開示は一般に、キチンおよびキトサン組成物に関し、とりわけ真菌材料におけるキチンおよびキトサンの脱アセチル化および架橋に関する。本発明はまた、組成物を製造するための方法に関する。
真菌材料の特性および用途は、その形態、構造およびサイズと強く結びついている。真菌材料は一般に、菌糸と呼ばれる連結した分枝中空管のネットワークを含む。菌糸は、キチンと呼ばれる独特な分子化合物を含有する。キチンは甲殻類の殻の主たる成分でもあり、セルロース以外で最も豊富な天然に存在するバイオポリマーである。キトサンはキチンから誘導され、キチンの脱アセチル化によって形成することができる。キトサンは多種多様な分子量（例えば、１０〜１，０００ｋＤａ）で市販されており、通常７０％から９０％の間の範囲の脱アセチル化度を有する。キトサンは、植物のケア、化粧品添加剤、食品および栄養補助食品、ならびに医療を含む、多種多様な目的に使用される。
通常、真菌材料は、特異的で均質な構造として特定の厚さと形状に成長する。あるいは、真菌材料は、他の材料、例えば綿織物および／またはキチンナノウィスカーと共に複合材を形成することもある。こうした複合材は、様々な用途に使用することができ、織物、包装および建築材料に広く利用されている。
真菌材料の特性は、架橋を含む様々な方法によって制御し得る。架橋は、様々な化学的特性、例えば染料固着性に加え、引張強度、引裂強度、耐摩耗性を含む幾つかの重要なパラメータの制御を可能とする。架橋は、所与の材料がどれだけ腐敗しやすい可能性があるか、または安定化できるかを判定するのにも役立ち得る。
【０００３】
分子レベルでは、架橋は、長鎖繊維と架橋性分子との反応を伴い、繊維間に分子結合、例えばアミド結合を形成する。こうしたアミド結合は、加水分解に対して抵抗性があり、とりわけ共鳴安定化構造において構造的硬直性を付与する。様々な化学反応スキームを通じて多数の異なる架橋真菌複合材が、実現されている。
コラーゲンと比較すると、キチンの架橋には、明らかに異なる化学結合が利用可能である。動物の革はコラーゲンで構成されており、コラーゲンは、有機繊維性材料である。他方、菌糸体は、キチンから成る。キチンは、分子的に異なる有機繊維材料であり、化学的架橋に利用可能なヒドロキシル基対アミン基の組成が異なっている。更に、セルロース系材料は架橋を通じて物理的に変化させられることが示されているのに対し、キチンから成る真菌材料は、架橋に成功したことはない。真菌複合材は、動物の皮革と同等の特性および特徴を示すように、架橋を通じて変化させる必要がある。
【０００４】
キチン質材料を処理してキチンを得るための様々なプロセスが存在する。そうしたプロセスの１つは、キチンの化学的脱アセチル化を伴う。化学的脱アセチル化は、便利であるが、比較的高価である。この脱アセチル化法は、純粋なキチンの分解（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）（分解（ｂｒｅａｋ−ｄｏｗｎ））も引き起こし、キチン繊維を他のキチン繊維と架橋する手段としても、他の材料、例えばセルロース系織物と架橋する手段としても採用されない。
更に別のプロセスは、高分子物質の架橋と、架橋高分子物質を調製するための方法に関与する。一般に、架橋高分子物質は、測定可能な両性能力を有し、天然キチンまたは再生キチンから調製される。しかし、架橋真菌材料を調製するためのこの方法は、真菌材料の化学的および機械的特性を制御しない。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、消費者市場において動物の革などと競合できるように架橋化学を用いて真菌材料および複合材を変化させる必要性が存在する。こうした変化させられた真菌材料は、改善された引張強度、引裂強度、耐摩耗性、染料固着性、および腐敗しにくい挙動も示すことになる。本実施形態は、これらの目的を達成する。
既存のシステムおよび方法に見られる限界を最小限とし、本明細書を読めば明らかになる他の限界を最小限とするため、本発明は、幾つかの独特な架橋の特徴を持つ架橋真菌複合材を含む。真菌材料を架橋するための方法も開示される。
本発明の一実施形態は、本明細書において脱アセチル化ユニットとも呼ばれる、真菌材料内およびキチンナノウィスカー内のキチンを部分的に脱アセチル化する調製ユニットを伴う。脱アセチル化は、キチンナノウィスカーまたは他の真菌材料を、最適な温度で脱アセチル化期間、４０質量％の水酸化ナトリウムの水溶液に浸すことにより達成される。含浸ユニットは、浸漬と撹拌によって真菌材料にキチンナノウィスカーを含浸させるように構成されている。加えて、架橋ユニットは、ゲニピン材料を使用して、真菌材料およびキチンナノウィスカーをそれ自体と、および互いに架橋させるように設計されている。好ましい実施形態において、市販のゲニピン粉末を酢酸に溶解させて、ゲニピンの第１の混合物を創出する。ゲニピンの第１の混合物を次いで架橋性溶液と混合して、ゲニピンの第２の混合物を生成する。好ましくは、架橋性溶液は、２〜３の範囲のｐＨ度を有する。ゲニピンの第２の混合物をある一定のゲニピン利用率で真菌材料に適用してゲニピン真菌混合物を創出し、これをインキュベーション条件で撹拌しながらインキュベートして、複合材料を創出する。ゲニピン利用率は、ゲニピンポリマーの質量に対して０．０５％〜４％ｗ／ｗの範囲である。本実施形態において、ゲニピン真菌混合物をインキュベートするためのインキュベーション条件は、４０分〜数時間の範囲のインキュベーション時間と撹拌を伴う摂氏２５度のインキュベーション温度を含む。
【０００６】
すすぎユニットは、複合材料を水ですすぐことによって、複合材料を最適なｐＨ値７に中和するように構成されている。中和すると、未反応のゲニピン材料が複合材料から除去され、架橋複合材料が生成される。結果として得られる架橋複合材料は、元の真菌材料よりも、強くかつ柔軟性があり、化学的および機械的特性が改善されている。
本発明の別の実施形態は、真菌材料と二次成分の複合材である架橋材料を含み、これら２つの材料は、化学的および／または分子的に架橋されている。架橋の実施は、ヒドロキシル基部位、アミン基部位、炭素−炭素結合部位などでの結合を利用してもよい。加えて、前記複合構造は、真菌材料が第２の材料と物理的に一体化されている材料を含んでもよく、ここで、複合材は、架橋を通じて物理的に強化されおよび／または変化させられおよび／または改善され、最終的な架橋材料は、成分のみの合計よりも優れた特性を示すようになる。例えば、架橋材料は、個々の成分それぞれの合計よりも大きな引張強度の増加を示してもよい。更に、架橋された材料の複合物が、成分のみの合計よりも優れた有益な特性を示すように、三次材料または分子が、真菌材料と二次成分との間の架橋として機能してもよい。
【０００７】
そうした複合材料における架橋の性質は、第３の化合物または分子も、最初の２種の材料間の架橋として機能し得るようなものである。例えば、真菌材料は、それ自体に対して架橋してもよく、または、真菌材料は、二次成分（即ち、ナノウィスカー）に対して架橋されてもよい。別の例において、前記二次成分は、それ自体に対して架橋してもよい。更に別の例において、架橋性化合物または分子は凝集して、次に真菌材料または二次成分に結合されるより大きなポリマー鎖となり得る。
本発明の第１の目的は、化学的に架橋された真菌材料およびそれらの複合材から成る構造を提供し、真菌材料およびその複合材の機械的および化学的特性を制御することである。
本発明の第２の目的は、動物の革に似た挙動を示し、機能することができるように、真菌材料複合材を首尾よく変化させ、保持し、および強化することである。これは、キチンベース真菌材料およびその複合材の独特な分子構造に基づいて達成し得る。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の利点および特徴を、本発明を当業者に理解できるようにするために、具体的に記載する。
図中の要素は、その明確さを高め、本発明のこれらの様々な要素および実施形態の理解を向上させるために、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。更に、当業者にとって一般的であり、十分に理解されていることが公知である要素は、本発明の様々な実施形態の明確な概念を提供するために、図示されていない。したがって、図面は、明確さと簡潔さのために、形式が一般化されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による、真菌架橋システムのブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による、真菌架橋システムを利用して真菌材料を架橋するための方法の高レベルフローチャートである。
【図３】本発明の好ましい実施形態による、真菌材料を架橋するための方法のフローチャートである。
【図４】キチンから成る菌糸の鎖状フィラメント状繊維構造を示すＳＥＭ画像である。
【図５】真菌材料およびその複合材中に存在するような一対のキチン繊維間の単純な架橋システムを示す図である。
【図６】本発明の幾つかの実施形態による、様々な架橋性分子の場合の結合部位である、アセトアミド基またはアミン基を示す図である。
【図７】本発明の幾つかの実施形態による、異なる架橋性分子の場合のヒドロキシル結合部位を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、キチンのキトサンへの脱アセチル化のプロセスを示す図である。
【図９】天然多糖材料に対する植物性タンニンで架橋された多糖材料の引張強度の向上を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の複数の実施形態および用途を扱う下記の検討においては、その一部を形成し、本発明を実施し得る特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照する。当然のことであるが、他の実施形態を利用してもよく、本発明の範囲から逸脱することなく変更を加えることができることを理解されたい。
様々な本発明の特徴を下記に記載するが、これらはそれぞれ、互いに独立して、または他の特徴と組み合わせて使用することができる。しかし、単一の本発明の特徴はいずれも、先に検討した問題のいずれも対処しない場合や、上記で検討した問題の１つに対処するだけの場合がある。更に、上記で検討した問題の１つまたは複数が、下記に記載の特徴のいずれによっても十分に対処されないことがある。
【００１１】
本明細書において使用する場合、単数形「１つ（種）の（ａ）」、「１つ（種）の（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確に他様に指示していない限り、複数の指示対象を含む。「および」は、本明細書において使用する場合、特に明記しない限り「または」と交換可能に使用される。本明細書において使用する場合、「約」という用語は、記載されたパラメータの＋／−５％を意味する。本発明の任意の態様の実施形態は全て、文脈が明確に他様に指示していない限り、組み合わせて使用することができる。
文脈が他様であることを明確に要求していない限り、明細書および特許請求の範囲を通じ、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの単語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、即ち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈すべきである。単数または複数を使用する単語は、それぞれ複数および単数も含む。加えて、「本明細書において」、「ここで」、「のに対し」、「上記」、および「下記」という単語、および同様の意味の単語は、本出願において使用した場合、本出願の任意の特定の部分ではなく、本願を全体として指すものとする。
【００１２】
本開示の実施形態の記載は、網羅的であること、または本開示を開示された正確な形態に限定することを意図したものではない。本開示の特定の実施形態、および開示に関する例は、本明細書において例示目的で記載されており、当業者が認識するように、開示の範囲内で様々な同等の修正が可能である。
図１を参照すると、真菌材料および／または真菌複合材料をそれ自体と、および／または互いに架橋するための真菌架橋システム１０を利用して真菌材料を架橋するための方法が示されている。架橋は、機械的特性、例えば引張強度、引裂強度、耐摩耗性、および他の化学的特性、例えば染料固着性を含む、多くの有用な真菌特性の制御を可能とする。図９は、この強度の上昇を例示し、天然多糖材料に対する植物性タンニンで架橋されたセルロース系多糖材料の強度上昇を示している。
真菌架橋システム１０は、好ましい実施形態では脱アセチル化調製ユニットである調製ユニット１２、含浸ユニット１４、架橋ユニット１６、およびすすぎユニット１８を含む。一実施形態において、調製ユニット１２は、真菌材料内のキチンを部分的に脱アセチル化する。含浸ユニットが複合材料の添加を要求する場合、キチンナノウィスカーと真菌材料が、最適な温度で脱アセチル化期間、４０質量％の水酸化ナトリウムの水溶液に浸される。好ましい実施形態において、最適な温度は、摂氏８０度であり、脱アセチル化期間は所望通りの１％〜５０％のアセチル化度を達成するため、１分〜１０時間の範囲である。
【００１３】
含浸ユニット１４は、浸漬と撹拌によって真菌材料にキチンナノウィスカーと架橋ユニット１６を含浸させるように構成されている。第１の実施形態において、架橋ユニット１６は、真菌材料および複合材料（セルロース系織物などの）をそれ自体と、および互いに架橋させるように設計されている。前記第１の実施形態において、架橋は、脱アセチル化剤、例えばゲニピンの添加なしでも達成される。
第２の実施形態において、架橋ユニット１６は、ゲニピン材料を使用して真菌材料および複合材（セルロース系織物などの）をそれ自体と、および互いに架橋させるように設計されている。ゲニピンの第１の混合物を創出するため、市販のゲニピン粉末を酢酸に溶解させる。ゲニピンの第１の混合物を次いで混合用溶液と混合し、ゲニピンの第２の混合物を生成する。混合用溶液は、２〜３の範囲のｐＨ度を有する。本発明の前記第２の実施形態において、ゲニピンの第２の混合物をある一定のゲニピン利用率で真菌材料に適用してゲニピン真菌混合物を創出し、これをインキュベーション条件で撹拌しながらインキュベートして、複合材料を創出する。ゲニピン利用率は、ゲニピンポリマーの質量に対して０．０５％〜４％ｗ／ｗの範囲である。好ましくは、ゲニピン真菌混合物をインキュベートするためのインキュベーション条件は、４０分〜数時間のインキュベーション時間と、撹拌を伴う摂氏２５度のインキュベーション温度を含む。
【００１４】
すすぎユニット１８は、複合材料を水ですすぐことによって、複合材料を最適なｐＨ値７に中和し、未反応のゲニピン材料を除去して架橋複合材料を生成する。結果として得られる架橋複合材料は、元の真菌材料よりも、強くかつ柔軟性があり、改善された化学的および機械的特性を含む。
図２は、ゲニピン材料を利用して真菌材料を架橋するための化学的方法の高レベルフローチャートを示す。図２に示すように、本発明の第２の実施形態の方法は、ブロック２０に示すように、脱アセチル化ユニットにおいて、真菌材料内およびキチンナノウィスカー内のキチンを部分的に脱アセチル化することによって開始される。次に、ブロック２２に示すように、含浸ユニットにおいて、真菌材料にキチンナノウィスカーを適用する。その後、ブロック２４に示すように、架橋ユニットにおいて、真菌材料とキチンナノウィスカーを架橋させて複合材料を創出する。最後に、ブロック２６に示すように、すすぎユニットが複合材料をすすぐことによって、架橋複合材料を生成する。
図３は、真菌材料を架橋するための方法を詳細に記載するフローチャートを示す。架橋方法は、ブロック３０に示すように、真菌架橋システムを準備することによって開始される。次に、ブロック３２に示すように、脱アセチル化ユニットにおいて、真菌材料内およびキチンナノウィスカー内のキチンを部分的に脱アセチル化する。この部分的に脱アセチル化するステップにおいて、キチンナノウィスカーと真菌材料を、最適な温度で脱アセチル化期間、水酸化ナトリウムの水溶液に浸す。
【００１５】
その後、ブロック３４に示すように、含浸ユニットにおいて、浸漬と撹拌によって真菌材料にキチンナノウィスカーを含浸させる。次に、ブロック３６に示すように、架橋ユニットにおいて、ゲニピン材料を酢酸に溶解させてゲニピンの第１の混合物を創出することにより、真菌材料とキチンナノウィスカーを架橋させる。次いで、ブロック３８に示すように、ゲニピンの第１の混合物を混合用溶液と混合してゲニピンの第２の混合物を生成する。ゲニピンの第２の混合物の生成後、ブロック４０に示すように、ゲニピンの第２の混合物をそのゲニピン利用率で真菌材料に適用して、ゲニピン真菌混合物を創出する。次に、ブロック４２に示すように、ゲニピン真菌混合物をインキュベーション条件で撹拌しながらインキュベートして、複合材料を創出する。その後、ブロック４４に示すように、すすぎユニットにおいて、複合材料を水ですすぐことによって、複合材料を最適なｐＨ値に中和する。最後に、ブロック４６に示すように、未反応のゲニピン材料を除去して架橋複合材料を生成する。
【００１６】
一部の実施形態において、上記の架橋方法は、革に似た真菌ベース材料または複合材に、引張強度、引裂強度、柔軟性およびその材料内の他の望ましい特質を向上させる目的で適用される。特に、本構造および方法は、織物、包装、建築材料、およびこうした材料が利用される他の産業における用途のために、真菌材料とその複合材の化学的および機械的特性を制御する。
真菌材料の物理的架橋は、真菌材料に含有される分枝状のフィラメント状繊維を化学的に結合させることによって達成される。図４のＳＥＭ画像に示すように、菌糸体のストランドは、菌糸とも呼ばれ、キチンでできたスパゲッティ状のストランドを含む。キチンの架橋の単純な図表示を、図５に示す。
本発明の第３の実施形態は、図６に示すように、キチン鎖上のアセトアミド基が修飾の標的である架橋真菌複合材料を含む。キチン上のアセトアミド基は、アミド結合を介して結合する化合物のための結合部位を創出するために利用される。アミド結合を介して結合した化合物としては、グルタルアルデヒド、金属錯体タンニン、および合成タンニン（「シンタン」または「シンタン化合物」）が挙げられる。一部の実施形態において、アセトアミド基は、脱アセチル化されてアミン基となる。特に、脱アセチル化キチンは、キトサンとも呼ばれる。
【００１７】
本発明の第４の実施形態は、菌糸細胞上に存在する多糖（糖分子）の間で、フェノール化合物、例えば植物性タンニンによって結合が創出される架橋真菌複合材を含む。こうした架橋真菌材料は、多糖のヒドロキシル基上の結合部位間に結合を示す。多糖のこうしたヒドロキシル基を、図７において破線の円でハイライトしている。これらの多糖結合部位は、真菌材料、例えば綿織物層と共に複合材として使用されるセルロース系材料上にもあってもよい。上記のように、結合は、キチン分子のキトサンへの部分的分解とそれに続くゲニピンとの反応によって創出してもよい。
本発明の別の実施形態は、キチン分子自体の炭素質骨格上の結合部位を利用する。炭素質骨格への結合は、当業者には公知であって、本明細書に記載されているような様々な方法で達成してもよい。
本発明の更なる実施形態は、上記の結合機構の組合せを含み、ここで、架橋性化合物または分子は、異種の結合部位間の架橋として作用し、架橋されたキチンまたはキトサン繊維をもたらす。異種の結合部位間の結合としては、ヒドロキシルと炭素の結合、ヒドロキシルとアミンの結合、炭素と炭素の結合、炭素とアミンの結合などが含まれてもよい。
【００１８】
架橋真菌複合材の異なる実施形態の概要を、下記の表１に示す：
【表１】
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【００１９】
表１は、キチン含有組成物および／または多糖含有組成物が、結合部位に結合した架橋性化合物を含み得ることを示している。結合部位が例えば、ヒドロキシル基および／またはアミン基を含む場合、グルタルアルデヒド架橋性化合物が適切な架橋性分子として機能し得る。また、ヒドロキシル基結合部位が存在する場合、フェノール化合物、例えば植物抽出物に見られるものが、適切な架橋性分子として機能し得る。表１に示す別の実施形態は、アミン基結合部位を伴う。アミン基結合部位が存在する場合、シンタン化合物（合成タンニン）が、適切な架橋性分子として機能し得る。
【００２０】
表１に示す更に別の実施形態は、カルボキシル基結合部位を含む。カルボキシル基結合部位が存在する場合、金属錯体が適切な架橋性分子として機能し得る。加えて、炭素質リンカーセグメントを使用して炭素−炭素共有結合を形成してもよい。表１に記載するように、本発明においては、上記の架橋性化合物と結合部位の様々な組合せが考えられる。
上記に加え、架橋は、二次成分および三次架橋性化合物によって促進してもよい。前記三次化合物は、真菌材料と二次成分との間に架橋を形成してもよい。前記真菌材料は、二次成分に対して架橋するが、それ自体に対しても架橋してもよい。同様に、二次材料は、それ自体に対して架橋してもよい。最後に、三次化合物は、凝集して、次に真菌材料および／または二次成分に結合されるより大きなポリマー鎖となり得る。これらの不均一な立体配座的および化学的配置の直接的な結果として、結果として得られる架橋材料は多くの場合、図９に例示するように、真菌材料と二次成分のみの合計よりも優れた引張強度を示す。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態の前述の記載は、例示および説明を目的として提示された。それは、網羅的であること、または本発明を開示された正確な形態に限定することを意図したものではない。上記の教示に照らし、多くの修正形態および変形形態が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるのではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲および特許請求の範囲の均等形態によって限定されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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