更環(huán)保的牛仔褲染料http:///？謝謝你，改造大腸桿菌

加州大學(xué)伯克利分校的研究者正試圖讓藍(lán)色牛仔褲的制作過程更環(huán)保。他們通過改造細(xì)菌，生產(chǎn)出讓牛仔褲呈現(xiàn)獨特色彩的靛藍(lán)染料。

“不幸的是，牛仔布的靛藍(lán)染色是個污染很大的過程?！边@項研究的共同主持者、生物工程教授約翰·迪貝爾（John Dueber）這樣說。他們的研究近發(fā)表在《自然-化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）期刊上。

牛仔褲的藍(lán)色，就來自靛藍(lán)染色的紗線。

改造大腸桿菌

更清潔的靛藍(lán)合成方法

絕大多數(shù)的牛仔褲是用人工合成靛藍(lán)染色的，這種染料模仿了從木藍(lán)屬植物（Indigofera）中提取的染料。靛藍(lán)染料的合成過程需要甲醛在內(nèi)的多種有毒化學(xué)品，染色過程也是如此。這就造成了巨量的污染。在世界有些地區(qū)，牛仔布工廠附近的河流呈現(xiàn)藍(lán)色，毒害、殺死魚類，并影響工人和居民的健康。由于每年生產(chǎn)的靛藍(lán)染料超過4萬噸，靛藍(lán)造成的污染成了一個嚴(yán)重問題。

團(tuán)隊試圖研制出一種靛藍(lán)染料，減少合成過程所需的化學(xué)品，同時在染色過程中也不需要那么多的化學(xué)品添加。

“為了制作這種新染料，我們從植物天然合成靛藍(lán)的方法上獲取了靈感。研究團(tuán)隊改造了一種大腸桿菌，使其成為生產(chǎn)靛藍(lán)前體的“化工廠”。這種前體性質(zhì)穩(wěn)定，可以一直保存到需要用的時候。傳統(tǒng)的合成靛藍(lán)需要化學(xué)加工來還原、溶解靛藍(lán)染料，使其能在棉布纖維上析出。而這種大腸桿菌生產(chǎn)的前體則不同，它只需要一種額外的酶。后的成品與傳統(tǒng)合成靛藍(lán)“一模一樣”，迪貝爾說。

這條圍巾由大腸桿菌生產(chǎn)的靛藍(lán)染制。

面向市場

從實驗室到量產(chǎn)的困境

想要細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)面向大眾市場，必須克服兩個主要問題，迪貝爾說。首先，靛藍(lán)在高pH值時染色效果好，大部分牛仔布工廠使用pH值10.5左右。但是迪貝爾團(tuán)隊在工序中使用的酶只有在pH值為8時才有效。所以，現(xiàn)在團(tuán)隊正致力于處理這種酶，讓它在更高pH值環(huán)境下也能起反應(yīng)。第二個問題是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

“我們可以提升這種方法的規(guī)模，我們對此很有信心?！钡县悹栒f，“但是從實驗室規(guī)模到工業(yè)量產(chǎn)，總有許多工作要做。”

這種細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)在幾年后就能用于小規(guī)模定制牛仔褲的生產(chǎn)。人們急需更好的生產(chǎn)工藝，迪貝爾說。

“現(xiàn)在很多生產(chǎn)牛仔面料的國家都開始考慮環(huán)境管理措施，可能會有更多壓力迫使這些地區(qū)采取新的生產(chǎn)工藝。

污染并未解決

水洗做舊步驟還在產(chǎn)生臟水

彼得·豪瑟（Peter Hauser）是從北卡羅萊納州立大學(xué)退休的紡織工程學(xué)教授，曾經(jīng)研究過靛藍(lán)染料。他同意迪貝爾的觀點，但是他認(rèn)為類如迪貝爾團(tuán)隊研究成果的技術(shù)并不能解決全部問題。

豪瑟認(rèn)為，牛仔布制造中出現(xiàn)的大量污染源于染色后的漂洗以及為了做舊效果的打磨。牛仔布即使是由細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)染色的，還是會在沖洗時產(chǎn)生骯臟的污水。

“一旦開始應(yīng)用，這種細(xì)菌生產(chǎn)的靛藍(lán)造成的污染不會比原先更少?！焙郎f。

一些有生態(tài)意識的制造商正在回歸天然靛藍(lán)染料，這會減少化學(xué)品的使用，但由于成本和產(chǎn)量原因而被長期回避。在美國田納西州，一家叫做石溪顏料（Stony Creek Colors）的公司開始鼓勵農(nóng)場主種植靛藍(lán)來取代煙草，盼望著天然靛藍(lán)的復(fù)興。但是即使是天然靛藍(lán)，在制造中的沖洗環(huán)節(jié)還是會污染水體。

另一個解決方法是完全不用靛藍(lán)染牛仔褲。大多數(shù)染料實際上會穿透纖維，但是靛藍(lán)只會粘著在紗線表面，這就是為什么經(jīng)過沖洗的靛藍(lán)會流到水里的原因。這也是為什么牛仔褲會隨著磨損變白的原因。雖然其他染料可以染出牛仔藍(lán)，但是卻不能像靛藍(lán)一樣呈現(xiàn)出獨特的、受追捧的磨白效果。

“靛藍(lán)實際上是一種很糟糕的染料。”豪瑟說，“但因為有特殊性質(zhì)——它會變淺和洗掉色，人們才這么喜歡靛藍(lán)。”