與受歡迎的家蠶相比,野生蠶的日子不太好過。它們雖然種類繁多,但由于其蠶繭很難剝離出能用的蠶絲,漸漸成了人類“棄兒”。
最新一期《生物大分子》(biomacromolecule)的一篇論文中,英國和肯尼亞的研究人員破解了野生蠶抽絲的難題,讓野生蠶一夜之間成了西方世界的明星。
剝繭須先“脫殼”
得到這個成果,英國牛津大學(xué)動物學(xué)系博士生Tom Gheysens多少有點(diǎn)“歪打誤撞”。這個比利時小伙原先是想比較一下不同種蠶蛾之間蠶絲的質(zhì)量和變異性,可在實(shí)驗(yàn)過程中,他卻遇到了一個令人撓頭的問題。
原來,野生蠶繭雖然常見,可要從它們身上獲取無損蠶繭,卻是難上加難。
研究人員對野生蠶繭進(jìn)行了進(jìn)一步檢測,發(fā)現(xiàn)它們表面覆蓋著一層礦物質(zhì),主要成分是草酸鈣。草酸鈣不但是獲取蠶絲的阻礙,還具有毒性,因此“生產(chǎn)商都希望在蠶絲纖維編織成絲綢之前,就能將其去除”。Gheysens說。
“相比之下,家蠶的蠶繭外表沒有礦物質(zhì)包被,因此易于抽絲,能夠提供高質(zhì)量的蠶絲。”論文作者之一,牛津大學(xué)動物學(xué)家Fritz Vollrath告訴《科學(xué)時報》記者。
其實(shí)在這項研究之間,工業(yè)上就已經(jīng)有一套標(biāo)準(zhǔn)方法來“洗”蠶繭,但處理后,蠶絲纖維全都糾結(jié)成一團(tuán),很難獲得順滑的蠶絲。
此路不通,研究人員開始轉(zhuǎn)而尋找新的方法。乙二胺四乙酸是一種常見化學(xué)試劑,它能夠很好地與鈣離子螯合,將草酸鈣溶解。
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),研究人員成功地利用EDTA去除了野生蠶繭表面的礦物質(zhì)結(jié)晶。同時他們還發(fā)現(xiàn),這種“去礦物質(zhì)”的新方法還能保護(hù)絲膠蛋白不受損傷,使用普通的商用抽絲儀器,野生蠶繭就能輕而易舉地獲得纖長、順滑的蠶絲。
“經(jīng)過漂洗后,EDTA不會殘留在蠶絲纖維中,并且纖維的機(jī)械性能要優(yōu)于當(dāng)前常用的處理方法。”Vollrath說,“就這樣,我們算是"發(fā)明"了一種全新的方法,從野生蠶繭中獲得了高品質(zhì)、無損的蠶絲纖維。”
“新絲路”恐難沖擊中國絲綢產(chǎn)業(yè)
研究人員沒想到,這篇單純探討技術(shù)的論文,竟在西方主流科學(xué)媒體中引起了一場軒然大波。論文被《生物大分子》的出版機(jī)構(gòu)美國化學(xué)會(ACS)作為重大新聞推薦后,Vollrath的電話就一直響個不停。除了《新科學(xué)家》、《技術(shù)評論》等科普雜志迅速跟進(jìn)外,《紐約時報》等大眾媒體也要求對成果進(jìn)行報道。
一些人相信,這項成果如果推廣開來,中國絲綢“老大”的地位將不保。ACS稱,“這項技術(shù)將為新的絲綢產(chǎn)業(yè)格局掃清障礙,讓非洲和南美洲也來分一杯羹”。
非洲和南美洲的氣候條件非常適合野生蠶的生長,該項研究使用的白斑枯葉蛾就來自于非洲,其蠶絲的機(jī)械性能可與中國家蠶相媲美。
此外,野生蠶絲獨(dú)特的性能也為消費(fèi)者提供了更多選擇。比如,白斑枯葉蛾蠶絲彎曲的性狀和家蠶不同,有點(diǎn)像蜘蛛的拖絲。野生蠶絲具有天然的色澤,而由于不同種類蠶蛾的蠶絲氨基酸序列不同,也擴(kuò)大了蠶絲生物學(xué)應(yīng)用范圍。
雖然野生蠶繭的產(chǎn)絲量還不如家蠶,但近年來,柞蠶、蓖麻蠶的應(yīng)用正在以極快的速度增長著。Vollrath和Gheysens相信,隨著他們的這項技術(shù)獲得更多的關(guān)注,野生蠶絲的價格會進(jìn)一步提高。
“我們認(rèn)為這項技術(shù)會很快打入蠶絲市場,我們已經(jīng)開始尋求這方面的合作了。”Vollrath說。蠶絲是一種不易變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品,他希望這項技術(shù)能夠幫助非洲等地的蠶農(nóng)減輕貧困。
不過,與媒體報道不同,Vollrath并不認(rèn)為他們的這項研究會給中國現(xiàn)有絲綢產(chǎn)業(yè)帶來巨大沖擊。“經(jīng)過幾千年的選育,中國家蠶的特性已經(jīng)與其他品種完全不同了。這有點(diǎn)類似于人們選育出荷斯坦奶牛,專門用于產(chǎn)奶。”
中國以高產(chǎn)的“桑―蠶系統(tǒng)”為基礎(chǔ)建立起了一套成熟的絲綢生產(chǎn)模式,而這套新的方法則能夠使其他以“植物―蠶蛾”為基礎(chǔ)的生產(chǎn)系統(tǒng)加入到競爭中來,“我們只是使市場更加多元化”。
與此同時,全球?qū)z綢的需求量連年攀升,但中國絲綢的產(chǎn)量卻在相對下降。研究人員希望,這項新的成果能夠填補(bǔ)供需之間日益擴(kuò)大的差距,并幫助非洲等的當(dāng)?shù)亟z綢產(chǎn)品打入國際市場。
事實(shí)上,如果這項技術(shù)能獲得推廣,對中國來說也的確不是壞事。據(jù)了解,中國也有著相當(dāng)豐富的野蠶繭分布。研究人員已經(jīng)證實(shí),盛產(chǎn)于中國東北的柞蠶就能夠完全適用于這項技術(shù)。
(科技時報)