酶工程使蓝色牛仔更环保_科学_鸡鸣网

　　酶工程可以实现一种更环保、更安全的牛仔布染色方法，而成本只会小幅增加。这种方法可以减轻与牛仔裤生产有关的环境和健康影响，每年牛仔裤的销量约为40亿条。

　　牛仔布是在工业过程中使用碱性条件和苛刻的还原剂，用合成靛蓝染色而成的典型蓝色。丹麦技术大学诺和诺德基金会生物可持续性研究中心的研究人员迪特·海德达姆·维尔纳解释说:“目前，我们有很多污染来自染厂。”她补充说，这种污染往往对当地农业产生负面影响。

　　一种使用靛蓝染料的染色工艺——一种与靛蓝密切相关的化合物——可能会提供一种更环保的选择，因为它不需要还原剂。然而，迄今为止，印度的使用一直受到生产这种化合物的高成本的阻碍。

　　现在，Hededam Welner和她的同事已经开发出一种化学酶法来生产印度，使其在经济上可行。在一种工程酶的帮助下，该过程将吲哚酚(一种用于现有染料制造的靛蓝前体)转化为靛蓝。通过提高酶的效率，同时提高可回收性，并将其他所需材料的成本降至最低，该工艺将印度的生产成本从每公斤470美元左右降至每公斤5-13美元(每公斤4-10英镑)。最终的成本与合成靛蓝每公斤5美元的价格相当。

　　牛仔布中使用的棉纤维染色会对环境造成负面影响

　　在建立了一条经济可行的印度生产路线后，研究人员评估了两种潜在的印度染色方法的可持续性。第一种方法依赖于一种天然的β-葡萄糖苷酶，这种酶可以喷洒在沾湿了印度豆的纺织品上，以切割印度豆的β- o -葡萄糖苷键，并产生一种自由基吲哚基物质。这些自由基迅速二聚形成靛蓝，提供了预期的蓝色。Hededam Welner和她的同事估计，这种酶染色过程对环境的影响比目前的靛蓝染色方法低一个数量级。

　　Hededam Welner的团队研究了在染色过程中使用靛蓝的两种不同方法

　　第二种染色方法是利用光触发印度菜的光解分裂，产生吲哚基自由基。利用自然光或家用灯泡对牛仔布进行有效染色是可能的，但最有效的是使用紫外线led。虽然光解染色也是对现有方法的改进，但酶促染色过程总体上对环境的影响较小，使用更少的水和更少的有毒化合物。

　　该团队表示，采用这一流程只需要对现有工厂进行相对较少的改变。然而，印度的供应是商业使用的一个主要障碍。维尔纳(Hededam Welner)说，印度咖啡需要从某个地方生产出来，目前世界上还没有印度咖啡。“你可以让西格玛·奥尔德里奇(Sigma Aldrich)为你制作实验室用的，但你买不到牛仔布染色所需的成吨数量，所以需要建立整个生产流水线。”

　　酶法和光解染色法都能产生蓝色牛仔布。虽然光解方法似乎更有效，产生更深的蓝色，但酶促过程对环境的影响更小

　　荷兰格罗宁根大学的生物技术专家Marco Fraaije指出，消费者的价格预期是另一个障碍。他说，这种牛仔布的生产规模几乎是不可想象的。他说，消费者不愿意花比以前更多的钱……只要牛仔裤的价格这么低，就很难竞争。

　　弗拉耶说，这种从印度起家的新过程很有趣。“这可以追溯到用靛蓝染色的老式方法，因为在我们开始使用化学方法之前，他们就是这样处理植物的。”

　　然而，Fraaije不确定这种新方法是否可以在商业规模上实施，他指出，以前的努力减少了靛蓝染色对环境的影响。他说，很难预测哪一种流程将在未来运行，不过他也指出，最终还是要做出改变。他说，肯定在未来，也许不是在未来几年，但在10年或20年内，情况必须改变。

　　Ada一直是Digital公司

　　自2023年2月起担任化学世界的内容助理。自2016年以来，Ada一直是一名科学作家，她曾与麦吉尔科学与社会办公室、怀疑论询问者、SciMoms、Atlas Obscura和现在的化学世界合作。查看完整档案