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科研進(jìn)展
昆明植物所聯(lián)合云南大學(xué)解析民間靛藍(lán)發(fā)酵的藍(lán)染智慧 文章來源:資源植物與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2022-06-20 | 作者:李?yuàn)?nbsp; | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 靛藍(lán)(Indigo)作為最古老的染料之一,至今一直應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)上?,F(xiàn)代工業(yè)靛藍(lán)染色中引入了連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)等化學(xué)還原劑,對人體健康和生態(tài)環(huán)境帶來了有害的影響,傳統(tǒng)靛藍(lán)染色工藝又重新回到了人們的視野。但由于傳統(tǒng)工藝中的染液是在染缸中自然發(fā)酵而成,靛藍(lán)還原為靛白這一發(fā)酵過程具有不穩(wěn)定性、耗時(shí)長、效率低等問題。 通過民族植物學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),中國湖南省通道縣侗族的老百姓能夠憑借個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行配制和維護(hù)傳統(tǒng)靛藍(lán)發(fā)酵液,可以根據(jù)發(fā)酵液的不同狀態(tài),不斷調(diào)整發(fā)酵條件,從而補(bǔ)救即將腐敗變質(zhì)的靛藍(lán)發(fā)酵液,充分體現(xiàn)了民族民間老百姓的藍(lán)染智慧。 一個(gè)已發(fā)酵6天的染缸,當(dāng)?shù)乩习傩胀ㄟ^氣味發(fā)現(xiàn)染液出現(xiàn)了問題,于是向發(fā)酵液中加入了500毫升高度白酒。隨后,在第18天時(shí),通過肉眼判斷發(fā)酵液又有即將腐敗的跡象,隨即將3公斤配置好的植物混合物加入到發(fā)酵液中,最終成功發(fā)酵成一缸染液。 為了進(jìn)一步揭示這一過程的內(nèi)在機(jī)制,本研究通過高通量測序技術(shù),結(jié)合理化指標(biāo)分析,探尋了這一發(fā)酵過程中不同階段理化參數(shù)和微生物組成的特征轉(zhuǎn)變。發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)靛藍(lán)發(fā)酵過程中微生物群落發(fā)生了兩個(gè)重大變化:第一個(gè)變化由于高度白酒的添加,導(dǎo)致細(xì)菌多樣性減少,Pseudomonas、Stenotrophomonas和Bacillaceae的比例增加;第二個(gè)變化歸因于特定植物混合物的添加,導(dǎo)致Alkalibacterium、Amphibacillus、專性厭氧菌Turicibacter、兼性厭氧菌Enterococcus和ZOR0006的豐度增加,以及 pH 和氧化還原電位(ORP)的降低。結(jié)果表明,民間添加的特定植物混合物可能會(huì)產(chǎn)生靛藍(lán)還原所需的微生物群落和適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵條件,可用作加速靛藍(lán)還原開始的有效添加劑。該研究首次揭示了靛藍(lán)發(fā)酵過程中真菌的多樣性,表明盡管細(xì)菌多樣性相對穩(wěn)定,但真菌多樣性仍處于過渡階段。本研究為傳統(tǒng)靛藍(lán)發(fā)酵工藝提供了新的見解,為開發(fā)靛藍(lán)染色環(huán)保方法奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。 該研究由中國科學(xué)院昆明植物研究所和云南大學(xué)合作,以Fermentation Blues: Analyzing the Microbiota of Traditional Indigo Vat Dyeing in Hunan, China為題發(fā)表在國際微生物學(xué)知名期刊Microbiology Spectrum上。李?yuàn)櫈檎撐牡谝蛔髡?,王雨華研究員和吳少華教授為共同通訊作者。該研究得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)(No.XDA20050204,XDA19050301和XDA19050303)和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目(No.2019QZKK0502)等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。
圖1 中國湖南省通道縣侗族傳統(tǒng)靛藍(lán)染色發(fā)酵工藝流程
圖2 傳統(tǒng)靛藍(lán)發(fā)酵過程中細(xì)菌相對豐度變化
圖3 傳統(tǒng)靛藍(lán)發(fā)酵過程中細(xì)菌與真菌的相關(guān)性 (責(zé)任編輯:李雪)
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