更綠色環保的牛仔染料：生物靛藍

文/魏道培

世界上絕大多數牛仔褲都使用合成的靛藍染料染色，它模仿從靛藍植物中提取的顏色。合成靛藍染料需要采用大量有毒有害化學成分，包括甲醛，染色本身也是有害的過程。這因此造成了巨大的污染。在世界上一些地方，牛仔褲生產廠家附近的河流是藍色的，污染嚴重，魚類消失，工人和居民的生活健康受到嚴重影響。全世界每年生產逾4萬噸靛藍染料，染料污染引發了世界性的環保問題。

美國加州大學伯克利分校的研究人員試圖通過工程細菌來制造生物靛藍，因為這種靛藍色與牛仔褲的顏色一致，被認為是更綠色更環保的技術。生物工程學教授約翰·杜伯(JohnDueber)最近在《自然化學生物學》雜志上發表了該研究的文章。

為牛仔褲而生，也為牛仔褲而死

這句話的意思是，化學靛藍染料應成為歷史！這是杜伯團隊的豪言壯語。為此，他們打算創造一種新型的靛藍染料，它避免使用合成化學，在染色過程中也不需要添加過多的其他化學物。最初，他們探索如何從植物自然合成靛藍染料的過程中獲得靈感。

他們的做法是，利用大腸桿菌分泌出靛藍染料，然后提純的原理。最初，他們設計了一串大腸桿菌，然后使之成為生產靛藍染料的前體。他們發現，這種用大腸桿菌分泌出來的靛藍染料前體是穩定的，可以儲存直到使用。傳統的合成材料需要化學處理來減少和溶解靛藍染料，使其在棉纖維中結晶。而大腸桿菌產生的前體靛藍染料只需添加一種酶即可實現染色。試驗結果發現，這種用大腸桿菌培養的靛藍染料效果與傳統的化學合成靛藍染料如出一轍。

要用細菌培養生物靛藍染料，為市場做好準備之前，他們必須克服兩個主要挑戰。第一是在高pH值下，靛藍染料菌種的死亡率很高。這樣可能造成生物靛藍染料不能持續太久。世界上大多數牛仔布染色廠里的pH值約為10.5。但是在他們團隊試驗過程中，使用的酶化pH值卻為8，這樣才能產生應有的作用。因此，該小組正致力于如何操控酶的作用，使其在較高的pH值下發揮作用。第二個挑戰則是如何擴大規模。從實驗室規模到工業規模，總有很多工作要做，還有諸多環節需要探索。但他們非常有信心，并且他們已可以將生產過程擴大到更大的規模。

細菌靛藍染料，尚不完美卻可降污

杜伯預言，在短短幾年里，牛仔布生產廠家就可以自己利用菌種生產靛藍染料了。他們只需引進工藝設備和技術便能快速生產。世界上許多生產牛仔布的國家已在考慮更加嚴格的環保法規，這些企業很可能會面臨更大的壓力，要求其采用創新的方法獲得可持續發展的條件。

美國北卡州立大學紡織工程學退休教授彼得·豪瑟(Peter·Hauser)對此表示贊同，但他表示，像杜伯這樣的技術不能解決牛仔布生產過程中產生的所有問題。

豪瑟認為，牛仔布制造過程污染嚴重，是因為牛仔布染色后需要沖洗，然后磨砂加工，以獲得所需的外觀。細菌染色的牛仔布仍然離不開清洗磨砂過程，因此仍然少不了還要產生廢水，只是這種廢水的毒性要小很多。

天無絕人之路，無害靛藍染料柳暗花明

世界上注重環保的制造商也在想方設法回歸天然靛藍染料，他們認為，生物染料至少能減少化學物的需要，但由于成本和規模的原因，長期以來一直被回避。在田納西州，一家名為“石溪顏色”的公司鼓勵農民種植靛藍植物，以替代種植煙草，希望用植物靛藍染料替代化學靛藍染料，讓天然的靛藍染料復興。但是，即使是天然靛藍染料，在生產沖洗過程仍會產生污水，也只是有別于化合物污水。

另一種解決辦法是，在不使用靛藍染料的情況下，用其他顏料給牛仔布染色，使其自然退化到淺色靛藍色。大多數染料實際上會滲透到織物內部，而他們這樣做，靛藍染料只會附在表面，這就是為什么會有這么多的染料被沖洗排出。這也是牛仔褲經磨損后要呈現白色的緣故。雖然其他染料也能產生牛仔藍，但不會以同樣的特點和受歡迎的方式磨砂。

化學靛藍染料染色好看，但它毒性較大，有害環境，不具有可持續性，因此逐漸受到業界的唾棄。開發新型環保的靛藍染料已勢在必行，這逐漸為業界看好。