Development of leather-like materials from fungal biomass : Cultivation conditions and effects of tanning pre- and post harvest

Det slängs bröd i svenska matvarubutiker i Sverige samtidigt som läderproduktion är miljöförstörande. För att mildra miljöpåverkan av konventionell lädertillverkning och matsvinn i matvarubutiker odlades filamentös svamp på brödrester för att användas som ett miljövänligt alternativ till animaliskt läder. Detta arbete undersöker ifall en ny typ av läder-liknande material kan förbättras genom att tillsätta växt-tanniner och andra naturliga ämnen till filamentös svampbiomassa vid olika steg i tillverkningsprocessen. Den filamentösa svampen Rhizopus delemar odlades med hydrolyserade brödrester från matvarubutiker som substrat, och fyra olika växt-tanniner tillsattes odlingsmediumen (Tara, Myrobalan, Quebracho, Kastanje). Av de tannin-behandlade biomassorna uppvisade material som behandlats med tara tannin efter skörd av biomassan mest läderliknande mekaniska egenskaper (dragstyrka och förlängning) medan ren, obehandlad biomassa uppvisade högst dragstyrka av alla testade material. Additionen av tanniner ökade töjningsförmågan samtidigt som dragstyrkan minskade hos de resulterande materialen. Behandling med den naturliga tvärbindaren genipin resulterade i ökad dragstyrka och förlängning för flera av materialen. Resultat från HPLC analys av odlingsmediet med tara tannin indikerade även att Rhizopus delemar använde tanninet som substrat.Bread is thrown away in Swedish grocery stores in Sweden at the same time as leather production is environmentally destructive. In order to mitigate the environmental impact of conventional leather making and to reduce food waste, fungal mycelium was grown on bread waste to be utilized as an eco-friendly leather substitute. This work investigates whether this new type of leather-like material can be improved by adding vegetable tannins and other natural compounds to filamentous fungal biomass at different stages of the production process. The filamentous fungus Rhizopus delemar was grown in shake flasks with hydrolyzed bread as substrate and four different plant tannins were added to the growth mediums. (Tara, Myrobalan, Quebracho, Chestnut). Tara and myrobalan were not inhibitory for growth during the shake flask cultivation, so they were further used in a scaled-up cultivation using 4 L bubble column reactors. However, myrobalan tannin was inhibitory when cultivating in 4 L bubble column reactors. Out of the tannin-treated biomasses, materials treated with tara tannin post cultivation exhibited the highest mechanical properties (tensile strength and elongation), while pure, untreated biomass exhibited the highest tensile strength of all materials tested. Overall, the addition of tannins to the biomasses increased the elongational capacities while lowering the tensile strengths. Treatment with the natural crosslinking-agent genipin resulted in increased average tensile strength and elongation at break for several of the materials tested. Furthermore, HPLC analysis of culture medium containing tara tannin indicated that Rhizopus delemar was able to metabolize the tannin and use it as a substrate