科学家破解野生蚕抽丝剥茧难题

上一篇 / 下一篇  2011-08-30 20:37:24

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与受欢迎的家蚕相比,野生蚕的日子不太好过。它们虽然种类繁多,但由于其蚕茧很难剥离出能用的蚕丝,渐渐成了人类“弃儿”。

最新一期《生物大分子》(biomacromolecule)的一篇论文中,英国和肯尼亚的研究人员破解了野生蚕抽丝的难题,让野生蚕一夜之间成了西方世界的明星。

剥茧须先“脱壳”

得到这个成果,英国牛津大学动物学系博士生Tom Gheysens多少有点“歪打误撞”。这个比利时小伙原先是想比较一下不同种蚕蛾之间蚕丝的质量和变异性,可在实验过程中,他却遇到了一个令人挠头的问题。

原来,野生蚕茧虽然常见,可要从它们身上获取无损蚕茧,却是难上加难。

研究人员对野生蚕茧进行了进一步检测,发现它们表面覆盖着一层矿物质,主要成分是草酸钙。草酸钙不但是获取蚕丝的阻碍,还具有毒性,因此“生产商都希望在蚕丝纤维编织成丝绸之前,就能将其去除”。Gheysens说。

“相比之下,家蚕的蚕茧外表没有矿物质包被,因此易于抽丝,能够提供高质量的蚕丝。”论文作者之一,牛津大学动物学家Fritz Vollrath告诉记者。

其实在这项研究之间,工业上就已经有一套标准方法来“洗”蚕茧,但处理后,蚕丝纤维全都纠结成一团,很难获得顺滑的蚕丝。

此路不通,研究人员开始转而寻找新的方法。乙二胺四乙酸(EDTA)是一种常见化学试剂,它能够很好地与钙离子螯合,将草酸钙溶解。

经过反复试验,研究人员成功地利用EDTA去除了野生蚕茧表面的矿物质结晶。同时他们还发现,这种“去矿物质”的新方法还能保护丝胶蛋白不受损伤,使用普通的商用抽丝仪器,野生蚕茧就能轻而易举地获得纤长、顺滑的蚕丝。

“经过漂洗后,EDTA不会残留在蚕丝纤维中,并且纤维的机械性能要优于当前常用的处理方法。”Vollrath说,“就这样,我们算是‘发明’了一种全新的方法,从野生蚕茧中获得了高品质、无损的蚕丝纤维。”

“新丝路”恐难冲击中国丝绸产业

研究人员没想到,这篇单纯探讨技术的论文,竟在西方主流科学媒体中引起了一场轩然大波。

论文被《生物大分子》的出版机构美国化学会(ACS)作为重大新闻推荐后,Vollrath的电话就一直响个不停。除了《新科学家》、《技术评论》等科普杂志迅速跟进外,《纽约时报》等大众媒体也要求对成果进行报道。

一些人相信,这项成果如果推广开来,中国丝绸“老大”的地位将不保。ACS称,“这项技术将为新的丝绸产业格局扫清障碍,让非洲和南美洲也来分一杯羹”。

非洲和南美洲的气候条件非常适合野生蚕的生长,该项研究使用的白斑枯叶蛾就来自于非洲,其蚕丝的机械性能可与中国家蚕相媲美。

此外,野生蚕丝独特的性能也为消费者提供了更多选择。比如,白斑枯叶蛾蚕丝弯曲的性状和家蚕不同,有点像蜘蛛的拖丝。野生蚕丝具有天然的色泽,而由于不同种类蚕蛾的蚕丝氨基酸序列不同,也扩大了蚕丝生物学应用范围。

虽然野生蚕茧的产丝量还不如家蚕,但近年来,柞蚕、蓖麻蚕的应用正在以极快的速度增长着。Vollrath和Gheysens相信,随着他们的这项技术获得更多的关注,野生蚕丝的价格会进一步提高。

“我们认为这项技术会很快打入蚕丝市场,我们已经开始寻求这方面的合作了。”Vollrath说。蚕丝是一种不易变质的农产品,他希望这项技术能够帮助非洲等地的蚕农减轻贫困。

不过,与媒体报道不同,Vollrath并不认为他们的这项研究会给中国现有丝绸产业带来巨大冲击。“经过几千年的选育,中国家蚕的特性已经与其他品种完全不同了。这有点类似于人们选育出荷斯坦奶牛,专门用于产奶。”

中国以高产的“桑—蚕系统”为基础建立起了一套成熟的丝绸生产模式,而这套新的方法则能够使其他以“植物—蚕蛾”为基础的生产系统加入到竞争中来,“我们只是使市场更加多元化”。

与此同时,全球对丝绸的需求量连年攀升,但中国丝绸的产量却在相对下降。研究人员希望,这项新的成果能够填补供需之间日益扩大的差距,并帮助非洲等的当地丝绸产品打入国际市场。

事实上,如果这项技术能获得推广,对中国来说也的确不是坏事。据了解,中国也有着相当丰富的野蚕茧分布。研究人员已经证实,盛产于中国东北的柞蚕就能够完全适用于这项技术。


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