科學(xué)家破解野生蠶抽絲剝繭難題

日期：2011-06-29 10:02:13

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(guó)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(gè)成果，英國(guó)牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)系博士生Tom Gheysens多少有點(diǎn)“歪打誤撞”。這個(gè)比利時(shí)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(gè)令人撓頭的問題。

原來(lái)，野生蠶繭雖然常見，可要從它們身上獲取無(wú)損蠶繭，卻是難上加難。

研究人員對(duì)野生蠶繭進(jìn)行了進(jìn)一步檢測(cè)，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(shuō)。

“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(dòng)物學(xué)家Fritz Vollrath告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者。

其實(shí)在這項(xiàng)研究之間，工業(yè)上就已經(jīng)有一套標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)“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（EDTA）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(shí)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(zhǎng)、順滑的蠶絲。

“經(jīng)過漂洗后，EDTA不會(huì)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(shuō)，“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(wú)損的蠶絲纖維。”

“新絲路”恐難沖擊中國(guó)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(chǎng)軒然大波。

論文被《生物大分子》的出版機(jī)構(gòu)美國(guó)化學(xué)會(huì)（ACS）作為重大新聞推薦后，Vollrath的電話就一直響個(gè)不停。除了《新科學(xué)家》、《技術(shù)評(píng)論》等科普雜志迅速跟進(jìn)外，《紐約時(shí)報(bào)》等大眾媒體也要求對(duì)成果進(jìn)行報(bào)道。

一些人相信，這項(xiàng)成果如果推廣開來(lái)，中國(guó)絲綢“老大”的地位將不保。ACS稱，“這項(xiàng)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(lái)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(zhǎng)，該項(xiàng)研究使用的白斑枯葉蛾就來(lái)自于非洲，其蠶絲的機(jī)械性能可與中國(guó)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(lái)，柞蠶、蓖麻蠶的應(yīng)用正在以極快的速度增長(zhǎng)著。Vollrath和Gheysens相信，隨著他們的這項(xiàng)技術(shù)獲得更多的關(guān)注，野生蠶絲的價(jià)格會(huì)進(jìn)一步提高。

“我們認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)會(huì)很快打入蠶絲市場(chǎng)，我們已經(jīng)開始尋求這方面的合作了。”Vollrath說(shuō)。蠶絲是一種不易變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，他希望這項(xiàng)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(bào)道不同，Vollrath并不認(rèn)為他們的這項(xiàng)研究會(huì)給中國(guó)現(xiàn)有絲綢產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大沖擊。“經(jīng)過幾千年的選育，中國(guó)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)中來(lái)，“我們只是使市場(chǎng)更加多元化”。

與此同時(shí)，全球?qū)z綢的需求量連年攀升，但中國(guó)絲綢的產(chǎn)量卻在相對(duì)下降。研究人員希望，這項(xiàng)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(guó)際市場(chǎng)。

事實(shí)上，如果這項(xiàng)技術(shù)能獲得推廣，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)也的確不是壞事。據(jù)了解，中國(guó)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(guó)東北的柞蠶就能夠完全適用于這項(xiàng)技術(shù)。