可以让你的牛仔裤更绿的细菌

李维斯牛仔裤的特写
科蒂史密斯
不,不是那句“不要洗牛仔裤”的陈词滥调:某种细菌可以制造出一种更安全的牛仔裤染料。

一种叫做靛蓝的开花植物是靛蓝染料的原始来源。直到20世纪初,时髦的矿工们还会感谢这家工厂为他们提供了深蓝色的矿石李维斯牛仔裤

但是从植物中提取染料是一个耗时又昂贵的过程,而且在1880年左右,人们努力寻找另一种方法使其结出果实。这一时期的科学家最终用化学方法取代了I. tinctoria,从而开启了这种一度罕见的着色剂的大规模生产。这项新技术将原油衍生物与浓酸相结合,并在金属存在的情况下加热混合物,从而取代了工厂。

Indigofera tinctoria植物
Flickr 人士Himanshu Sarpotdar
花可能是紫色的,但有很多的加工,该厂产量靛蓝染料。

工业生产开始喂养靛蓝,和制造商不断增长的需求世界各地都在生产(PDF)到2011年,每年超过88,000吨。但是除了制造一种合成的靛蓝染料外,这个过程还会使用和产生大量的靛蓝染料有毒化学品对人类、动物和环境的影响。

现在,加州大学伯克利分校生物工程师说,他们已经发现了没有石油和化工副产品创造靛蓝的潜在方法。

让蓝色染料更绿的答案是什么?细菌。

靛蓝色?糖苷!

比色陀利亚产生一种叫做indican的分子,它是天然靛蓝的化学前体。在健康的植物叶片中,糖份会阻止糖份呈现出蓝色。当树叶受损时,其中的糖分就会流失,树叶就会变成蓝色。这种现象是利用自然染料提取过程的一部分。

加州大学伯克利分校的研究人员已经开始了一个项目,该项目旨在将基因插入细菌中,让微生物产生糖衣果。一旦从细菌细胞中提取出这种化学物质,他们就计划加入一种酶,这种酶会剥去糖分子,留下深蓝染料。

卡尔贝尔示范染色
约翰Dueber
当靛蓝的化学前体应用于棉布,单一酶可以免费靛蓝到白熊染为蓝色。
领导这项研究的生物工程师约翰·杜博(John Dueber)说:“我们认为重新种植植物是明智的。”“如果我们能识别出这些植物用来制造糖笼的酶,并克隆出它的基因,我们认为这些微生物可以生产大量用于染色牛仔裤的糖精,而无需使用高度‘肮脏的化学物质’。”

杜博说,这项创新将切断目前用于合成靛蓝的石油原料,因为细菌只需要喂以单糖葡萄糖就能茁壮成长。如果它有效,它也会削减有毒酸和金属在生产过程之外,因为微生物本质上是在重新创造染料的生产过程,而染料的生产过程是在植物体内自然进行的。

干净的牛仔裤

这项工作仍处于早期阶段,Dueber说,在他们开始考虑将这一过程推向市场之前,一些基础科学仍然需要研究出来。他的实验室通常专注于开展基础科学研究,以提高活细胞中工程代谢途径的效率。但他认为,细菌染料生产工厂是一个巨大的机会,可以潜在地清理世界上的一个主要污染源。

“我们仍将把研究重点放在学术上有趣的问题上,但当有工业应用时,我们希望意识到这一点,”Dueber说。“我们都希望看到我们的靛蓝研究能引领出更环保的蓝色牛仔裤。”

这篇文章最初发表于Txchnologist

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