塔夫茨大学的Silklab率先使用丝绸作为生物解决方案来应对许多技术挑战。就像用于精细织物的丝绸一样,实验室中使用的丝绸来自蚕的茧,但它以一种非常不同的方式加工,将其分解成纤维蛋白基。塔夫茨大学的研究人员已将该基地制成各种有用的材料,从人造皮革到光学传感器,再到可在水下使用的胶水。

丝绸制成的可食用涂层可以延长食品的保质期

丝蛋白的一种用途已经在市场上站稳脚跟:作为一种可食用的涂层,有助于延长多种食品的保质期。

Silklab主任FiorenzoG.Omenetto,生物医学工程系的FrankC.Doble教授,与TuftsNow谈到了发现丝绸的防腐特性以及在水果、蔬菜、肉类和其他食品上广泛使用丝绸涂层对减轻防腐效果意味着什么全世界的食物浪费。

TuftsNow:您如何在实验室中使用蚕丝?

FiorenzoOmenetto:丝绸作为一种纺织商品非常有名。我们使用的丝绸有点不同,我们不是把纤维织成衣服,而是把纤维熔化成液体。我们将这种液体转化为多种材料。它们可以是塑料状的,也可以是涂层、块状物或海绵状的。它可以变成电子产品。它是一种非常好的水基蛋白质,而且对生物非常友好。你可以吃它,你可以植入它而不会产生任何有害影响。

是什么让您产生了使用丝绸作为防腐剂的想法?

我很尴尬地说这不是漫长不眠之夜的产物。我在走廊上与戴维·卡普兰(DavidKaplan)的谈话和单纯的好奇心让我感到更加意外。我们在实验室做血液分析实验,所以我们有一些血液样本。因为是万圣节,我们说让我们拍一部丝绸和血液的电影。

等等——你是说因为它很恐怖?

绝对地。这是我们的深思。所以我们成功了,为自己感到自豪,然后就完全忘记了它。几个月后我们回来,发现血液应该变成棕色的地方,样本仍然是鲜红色。因此我们观察到丝绸具有这些保存特性,这导致了一系列关于稳定的许多不同方面的研究。

您在ScientificReports上发表了一项研究,描述了您如何用丝绸包裹水果片(草莓和香蕉)并将它们放置在室温下。与未涂层的水果相比,草莓在一周后仍然是红色和坚硬的,而香蕉也没有变黑和过熟。你是怎么做到的?

基本上,我们用丝绸的液体配方润湿水果的表面。干燥后会形成一层非常薄的薄膜——大约是头发直径的五分之一。而且透明无味。它充当保护屏障。它调节每个水果的呼吸。

丝绸涂层是把东西挡在外面还是把东西留在里面?或两者?

两者都有一点。这实际上取决于您使用的食物。您可以保存想要保持干燥的干粮,例如坚果或牛排等肉类。对于草莓,您可能希望保持水分,但又不让病原体进入。你可以调节涂层——你如何应用它,它有多少渗透性。

这项关于丝绸作为防腐剂的研究成为Mori公司的基础。它的目的是什么?

通过创建公司的人的才华——包括BenedettoMarelli,实验室的校友,现在是麻省理工学院的教授——它已经将丝绸涂层带到了工业规模,以至于它成为了货架上的产品。裹丝菠菜现已在东北各大零售店销售。

很高兴我的草莓从商店买回家后能保存更长时间,但更广泛的影响是什么?

在全球范围内,我们浪费的食物数量惊人——每年有超过10亿吨食物被浪费——因此,任何可以减轻这种情况的措施肯定都会产生积极影响。无论是在没有冷藏设施的地方更容易保存食物,还是延长食物在商店的保质期,或者在我们的家中使食物保鲜时间更长,这样我们就不会把它扔掉——所有这些这些事情对于减少我们的碳足迹非常重要。

当一个人吃蚕丝时,身体会发生什么变化?

长期以来,水解蚕丝和蚕丝粉一直作为食品添加剂在世界部分地区使用和消费。有人说它们是非常强大的抗氧化剂或很好的膳食补充剂。我不认为我有资格深入谈论这些事情,但如果我从一些医学用途来看,纯化和重组的丝蛋白,比如我们使用的,是非常惰性的。

你认为消费者会接受吃来自昆虫的东西的想法吗?

这是一个很难回答的问题。在我们世界的一些地方,人们吃蚱蜢和蟋蟀,并且有一种使用昆虫作为替代肉类的整体运动。我们的食物中有许多釉料和颜色来自各种昆虫。意识在我们消费什么方面起着重要作用。我们有意或无意地接受了食物中的许多化学物质和添加剂。这些事情很难预测,不幸的是,我相信没有一个具有积极属性的通用解决方案,所以我们将看看这种方法是否有整体的全球利益。

丝绸衣服很贵。那么如何用丝绸包裹食物才划算呢?

用于制作同样非常昂贵的衣服的非常昂贵的丝线具有非常特殊的品质。我们并不真正关心线的那些质量,因为我们无论如何都会溶解纤维。我们基本上可以使用任何丝绸,而且保护食物所需的丝绸很少,这使得价格点成为可能。而且与纺织业不同,我们不一定需要杀死蚕才能使用它们的茧。将来,通过基于合成生物学的方法,我们可能能够使用细菌、植物或其他载体大规模表达蛋白质,而不是从茧中提取蛋白质,因此您实际上不需要纺织品供应。

您如何看待丝绸对食品系统和其他行业的影响?

一般而言,丝绸等生物材料,无论是生长的还是合成的,都将开启材料科学激动人心的篇章,生物学和技术领域将融入“活材料”,这将改变我们对周围物体的思考方式我们。这可能会彻底改变全球健康、食品安全,而且重要的是,会产生可持续的方法,不仅可以保护我们生活的世界,还可以为制造业和工业提供新的机会。