如果你的牛仔褲上充滿細菌（好看的那種）

【來源：通化科普網_科學普及】

我們穿的牛仔褲有各種款式和顏色，但有一種色調最受歡迎且永不過時，那就是

靛藍

。

為了滿足人們對藍色牛仔布永不停休的熱情，工廠每年都會生產超過

45，000 噸

合成靛藍染料。如此之大的產量帶來了不少環保問題。

首先，合成靛藍的原料是石油化工產品

苯胺

，合成靛藍的過程也涉及多種有毒有害的化學品，如氰化氫、甲醛、強鹼等等。

其次，靛藍

微溶於水

，這使得它在染色過程中必須先被轉化為

易溶於水

的形式——被稱為

隱色靛藍的靛白

，靛白

吸附

至織物中的纖維表面，再重新氧化成為靛藍，織物才被染成

藍色

。

這個過程會產生大量具有

腐蝕性

的硫酸鹽和亞硫酸鹽廢物，進而腐蝕染料廠的管道和其他裝置，其中大部分廢物被排入河流和溪流，對環境也會造成極大的

汙染

。時尚行業蓬勃發展，人們對服裝染料需求的逐年升高，這使得其造成的生態後果

持續惡劣

。

Part。1

大腸桿菌給出答案

為了生態，是否要犧牲掉我們對牛仔服飾的熱情？科學家總有辦法。他們宣佈已經開發出一種環保技術來生產牛仔原色。有研究人員在《自然化學生物學》雜誌上評價該技術尚不具備商業可行性，但有望“

對歷史悠久但不可持續的靛藍染色工藝進行革新

。”

這種方法是使用實驗室培養的

大腸桿菌

來製作靛藍，並應用於

牛仔褲染色

。大腸桿菌是與我們日常生活關係非常密切的一類細菌，一種在顯微鏡下

呈膠囊狀

的腸道細菌，同時它也是

結構最簡單

的生物體之一。

那麼，細菌是如何給牛仔褲上色的呢？

靈感來源於自然界

。

首先，一些植物中具有靛藍色素的“

前體

”，經過一定的化學反應，就可以變成

靛藍色素

，比如菘藍中含有的

吲哚酚（Indoxyl）

，它不是很穩定，植物自己就在葡萄糖基轉移酶的作用下將其轉化為穩定的

吲哚苷（Indican）

，便於儲存。也許你已經發現了，

這些複雜化學名詞的英文與靛藍（Indigo）同源

。在人為可控的環境條件下，吲哚苷會轉化回吲哚酚，接著，由於它不穩定，

發生氧化

，形成靛藍，進而將葉子染藍。

於是，參考這個過程，藉助基因工程手段，研究者將菘藍中的葡萄糖基轉移酶基因植入大腸桿菌體內，這樣，大腸桿菌便擁有了合成吲哚苷的能力，然後提取出這些吲哚苷，溶解在水中，用相同的環境條件，使其轉化回吲哚酚，再進行氧化，靛藍便染色成功了。

這可謂是向大自然學習借鑑的典範。生物工程的染色方式比傳統化學合成方式更

為環保，減少了很多化學汙染

。

Part。2

看藍菌盡染，漫衫碧透

其實使用植物和微生物作為天然染料的歷史十分悠久，比如我國民間傳統的

草木扎染工藝

，暈色豐富、變化自然且趣味無窮，這項工藝千百年來承襲時令變化，取於自然，用於自然。

然而到了19世紀，隨著

合成染料

的引進與發展，化學織物染色因其

標準化和規模化

的生產代替了傳統植物染色。相較於植物染，化學染具有

色澤鮮豔、價格低廉、生產便捷

的優勢，因此，植物染的傳統工藝和技術受到前所未有的衝擊和影響。

但近年來隨著全世界環境保護意識的提高，服裝行業也逐漸意識到化學染料具有汙染環境、危害健康等隱患。根據World Bank的資料，所有工業用水汙染中**17%-20%

是由服裝染色或處理引起的。在追求高品質、綠色環保、安全健康的消費趨向下，人們開始趨向於關注新型環保的染色技術。

**

****辛巴威的合成生物設計師基耶薩（Natsai Audrey Chieza）與倫敦大學學院合成生物學教授John Ward合作，研究如何能夠使用產生色素的細菌染色來取代對環境有害的

化工靛藍染色

。她選用

天藍色鏈黴菌

這種在

植物根部常見的非致病性菌種

，經過反覆的實驗發現培養細菌過程中的

PH值、時間、溫度和培養皿的大小

等因素都會影響

顏色的呈現

。

基耶薩在實驗中把大量不同材質的織物

浸泡在天藍色鏈黴菌的稀釋液體培養物

中後，再將它們置於瓊脂生長培養基的

表面

。

經過數日的培養，無論在織物表面還是在織物和培養基之間，都被天藍色鏈黴菌繁殖生成的

菌落

覆蓋。

隨著菌落不斷擴大，數以百萬計的細胞產生了大量

肉眼可見的色素

，延時攝像機也記錄下顏色窸窣蔓延的過程。這樣的染色方法可以比化學染色法節省500倍的用水，同時減少了對環境有害的化學合成物生成。

這是基耶薩將一條絲巾接種了少量的天藍色鏈黴菌，再放入直徑150毫米的培養皿中進行“

培養染色

”。隨著天藍色鏈黴菌落的

繁殖

，最終絲巾呈現出清麗質樸的色彩。

藝評人Liz Stinson也被其美妙的色彩所吸引：“從沒想過我會很想戴一條被細菌覆蓋的絲巾！然而當我真切地見到它時，很渴望立馬擁有這塊用天藍色鏈黴菌染色的藝術品！”

細菌會“自發”地在營養豐富、氧氣充足、溫度適宜的條件下產生色素。而由劍橋大學科學家創立的英國生物技術公司Colorifix，透過在生物體中

複製顏色DNA 資訊

，來為細菌“手動”上色。

過程是這樣的：從鸚鵡羽毛上

刮下一些帶有色素的細胞

，在其中尋找能使羽毛變色的

DNA資訊

，並將這串DNA資訊

複製置入某種細菌中

，以使細菌產生與羽毛

相同的顏色

。之後，將染色的細菌直接塗在紡織品上並加熱到細胞膜破裂。這樣，細菌的色素會

留在織物上

，隨著織物上的細胞膜被洗掉，染色完成，done！

Part。3

何日菌再藍

在《The Devil Wears Prada》中，主編對Andrea說：“你以為你穿的這件藍色羊毛衫是自己的隨意選擇，與時尚毫不相干，其實不然，它的藍色來自時尚界最權威的新品釋出會，之後藍色衣物才風行於全世界各大商場。所以你的服裝顏色是掌握時尚話語權的人替你選的。”

那我們是否可以設想在未來某天，

細菌也能夠在時尚行業擁有舉足輕重的話語權，替我們決定今天穿哪種藍色的菌呢？

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