文/魏道培

世界上絕大多數(shù)牛仔褲都使用合成的靛藍(lán)染料染色，它模仿從靛藍(lán)植物中提取的顏色。合成靛藍(lán)染料需要采用大量有毒有害化學(xué)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(chǎn)廠家附近的河流是藍(lán)色的，污染嚴(yán)重，魚類消失，工人和居民的生活健康受到嚴(yán)重影響。全世界每年生產(chǎn)逾4萬噸靛藍(lán)染料，染料污染引發(fā)了世界性的環(huán)保問題。

美國加州大學(xué)伯克利分校的研究人員試圖通過工程細(xì)菌來制造生物靛藍(lán)，因?yàn)檫@種靛藍(lán)色與牛仔褲的顏色一致，被認(rèn)為是更綠色更環(huán)保的技術(shù)。生物工程學(xué)教授約翰·杜伯(JohnDueber)最近在《自然化學(xué)生物學(xué)》雜志上發(fā)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(xué)靛藍(lán)染料應(yīng)成為歷史！這是杜伯團(tuán)隊(duì)的豪言壯語。為此，他們打算創(chuàng)造一種新型的靛藍(lán)染料，它避免使用合成化學(xué)，在染色過程中也不需要添加過多的其他化學(xué)物。最初，他們探索如何從植物自然合成靛藍(lán)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(lán)染料，然后提純的原理。最初，他們?cè)O(shè)計(jì)了一串大腸桿菌，然后使之成為生產(chǎn)靛藍(lán)染料的前體。他們發(fā)現(xiàn)，這種用大腸桿菌分泌出來的靛藍(lán)染料前體是穩(wěn)定的，可以儲(chǔ)存直到使用。傳統(tǒng)的合成材料需要化學(xué)處理來減少和溶解靛藍(lán)染料，使其在棉纖維中結(jié)晶。而大腸桿菌產(chǎn)生的前體靛藍(lán)染料只需添加一種酶即可實(shí)現(xiàn)染色。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種用大腸桿菌培養(yǎng)的靛藍(lán)染料效果與傳統(tǒng)的化學(xué)合成靛藍(lán)染料如出一轍。

要用細(xì)菌培養(yǎng)生物靛藍(lán)染料，為市場(chǎng)做好準(zhǔn)備之前，他們必須克服兩個(gè)主要挑戰(zhàn)。第一是在高pH值下，靛藍(lán)染料菌種的死亡率很高。這樣可能造成生物靛藍(lán)染料不能持續(xù)太久。世界上大多數(shù)牛仔布染色廠里的pH值約為10.5。但是在他們團(tuán)隊(duì)試驗(yàn)過程中，使用的酶化pH值卻為8，這樣才能產(chǎn)生應(yīng)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(fā)揮作用。第二個(gè)挑戰(zhàn)則是如何擴(kuò)大規(guī)模。從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)規(guī)模，總有很多工作要做，還有諸多環(huán)節(jié)需要探索。但他們非常有信心，并且他們已可以將生產(chǎn)過程擴(kuò)大到更大的規(guī)模。

細(xì)菌靛藍(lán)染料，尚不完美卻可降污

杜伯預(yù)言，在短短幾年里，牛仔布生產(chǎn)廠家就可以自己利用菌種生產(chǎn)靛藍(lán)染料了。他們只需引進(jìn)工藝設(shè)備和技術(shù)便能快速生產(chǎn)。世界上許多生產(chǎn)牛仔布的國家已在考慮更加嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，這些企業(yè)很可能會(huì)面臨更大的壓力，要求其采用創(chuàng)新的方法獲得可持續(xù)發(fā)展的條件。

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

豪瑟認(rèn)為，牛仔布制造過程污染嚴(yán)重，是因?yàn)榕Ｗ胁既旧笮枰獩_洗，然后磨砂加工，以獲得所需的外觀。細(xì)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(chǎn)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(lán)染料柳暗花明

世界上注重環(huán)保的制造商也在想方設(shè)法回歸天然靛藍(lán)染料，他們認(rèn)為，生物染料至少能減少化學(xué)物的需要，但由于成本和規(guī)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(lì)農(nóng)民種植靛藍(lán)植物，以替代種植煙草，希望用植物靛藍(lán)染料替代化學(xué)靛藍(lán)染料，讓天然的靛藍(lán)染料復(fù)興。但是，即使是天然靛藍(lán)染料，在生產(chǎn)沖洗過程仍會(huì)產(chǎn)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(lán)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(lán)色。大多數(shù)染料實(shí)際上會(huì)滲透到織物內(nèi)部，而他們這樣做，靛藍(lán)染料只會(huì)附在表面，這就是為什么會(huì)有這么多的染料被沖洗排出。這也是牛仔褲經(jīng)磨損后要呈現(xiàn)白色的緣故。雖然其他染料也能產(chǎn)生牛仔藍(lán)，但不會(huì)以同樣的特點(diǎn)和受歡迎的方式磨砂。

化學(xué)靛藍(lán)染料染色好看，但它毒性較大，有害環(huán)境，不具有可持續(xù)性，因此逐漸受到業(yè)界的唾棄。開發(fā)新型環(huán)保的靛藍(lán)染料已勢(shì)在必行，這逐漸為業(yè)界看好。