你是否知道,棉花有这&#幻&#白若冰麻豆26143;辰麻豆40635;豆欢迎您么多“躲藏技术”(瞰前沿·@科学家)

网友:看到最近有报道说,棉花能用于出产贵重的虾青素。我想知道,这是怎样完成的?除了做衣服,棉花到底有多少“躲藏技能”?

从“长在植物上的布”到“抗氧化剂组成工厂”

棉花是“长在植物上的布”——棉铃裂开,显露疏松的纤维,经过纺纱、织布,能够变成衣服、棉被等纺织品。

棉花纤维依据长度可分为三大类:粗绒棉纤维粗短如板寸,织出的牛仔布严密耐磨,抗撕裂强度是一般棉的两倍;细绒棉凭仗均衡的强度和透气性,成为日常纺织品的肯定主力,使用范畴包含贴身服饰、家纺、医疗防护(纱布、棉球)等,我国现在培养的棉花大多归于此类;长绒棉具有纤维长、手感好等特色,常用于纺织高支纱,是高级家纺及服装的资料。

棉花可不仅仅是纺织质料。凭借植物组成生物学等技能,棉花正从“纤维专家”晋级为“功用工厂”。本年6月,中国农业科学院棉花研讨所、生物技能研讨所联合西部农业研讨中心协作创制出出产虾青素的工程棉花,就是这方面研讨的代表性效果。

虾青素是天然抗氧化剂之一,其抗氧化才能远高于维生素E、β—胡萝卜素,被誉为“超级抗氧化剂”。虾青素具有铲除体内的氧自由基、增强细胞的再生才能、保持机体平衡、削减变老细胞在体内堆积等效果,被广泛使用于食物、饲料、制药和化妆品范畴。现在,天然虾青素主要从雨生红球藻和甲壳类生物(虾、蟹等)中提取。但是,这些提取的产值有限,并且化学组成虾青素的生物活性较低。

因棉株中含有丰厚的虾青素组成前体——类胡萝卜素,棉花被认为是组成虾青素的抱负“代工厂”。科研人员经过3步打通了虾青素组成途径:先引进“要害钥匙”,从莱茵衣藻“借”β—胡萝卜素酮化酶,从雨生红球藻“借”β—胡萝卜素羟化酶;再装置“生物导航”,给这些外源酶装上质体定位信号,将其精准引导至“出产车间”;终究发动“全株流水线”,在一般棉花“中棉所49”中植入基因表达模块,终究培养出出产虾青素的“TY工程棉”。

该工程棉花植株在幼苗期和老练期的叶片、花器官、棉铃、棉籽及棉籽油中均出现虾青素的特征性赤色,且不同安排中的虾青素堆集出现梯度散布。富含虾青素的工程棉花有何用处?在“TY工程棉”中,棉花就像装上了“生物芯片”,变身“抗白若冰麻豆rong>幻星辰麻豆g>麻豆欢迎您氧化剂组成工厂”。比方,棉叶片和棉铃壳可开发动物饲料添加剂(代替人工色素),还可作为提取虾青素的质料等;棉籽油的成效和附加值也晋级了,棉籽油中的天然维生素E结合虾青素,可进步抗氧化协同效应。

从棉籽到棉秸秆,棉花全身都是宝

纤维是棉花的“主业”,而棉花的“副业”早就现已使用在咱们的日子中。

棉籽是棉花结出的“硬核果实”。棉籽油是我国传统的食用植物油之一,榨油后的棉籽粕是我国培养出产的第二大饲用植物蛋白来历,能够作为牛羊等反刍动物和水产饲养的饲料。近年来,跟着加工设备和工艺技能的日趋老练,棉籽蛋白产品的蛋白质含量和质量均得到明显进步,棉籽浓缩蛋白遭到许多水产饲料企业的欢迎。

棉籽壳也大有用处。棉籽壳含有4%—6%粗蛋白,含有43%—48%粗纤维,是食用菌培养最主要的原资料之一。据报道,每100公斤棉籽壳,可分别用于出产平菇100公斤、香菇150—200公斤、金针菇160公斤、灵芝7—10公斤,是食用菌培养料的好挑选。此外,棉籽壳还可作为活性炭、糠醛、木糖、木糖醇等精细化工的质料,增值潜力大。

棉籽中还有“甜美素”——棉子糖。棉子糖是一种“低卡功用性低聚糖”,具有低热量、不被人体消化吸收却能促进肠道健康的特性,是健康食物的抱负添加剂,适用于瘦身食物、低糖食物,以及糖尿病患者的特别膳食。别的,棉子糖在肠道内能被双歧杆菌等有益菌优先运用,促进这些有益菌的增殖,然后改进肠道微生态环境,有助于增强免疫力,防备便秘、腹泻等问题。

假如说对棉籽、叶片的运用是“发掘内部潜力”,那么对棉短绒、棉秸秆等“废料”的开发,则让棉花向“全生物质运用”跨进。

轧棉机从棉籽剥离长纤维之后,棉籽上还留存很多的棉短绒,曩昔多被当作废料,但它的用处实则不容小觑。棉短绒可被广泛用于食物、医药、日化、塑料、电子、(白若冰麻豆;星辰麻豆635;豆欢迎您造纸、冶金、航空航天等范畴,被誉为“特种工业味精”。用棉短绒制造的无烟火药仍是国防工业的重要质料。近年来,国外科学家发现,棉籽绒还可用于出产和制备可降解塑料薄膜。

棉花秸秆占棉花总生物量的50%以上,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,这些组分能够转化为生物基资料、化学品和生物燃料等高价值产品。在畜牧出产上,棉花秸秆可作为牛、羊饲料运用。破坏的棉花秸秆纤维配以水泥和砂,可制备水泥砌块,有杰出的力学性能。棉花秸秆还可作为固体发酵质料,用于出产高质量生物炭。

从“单一产出”到“多功用高值化”改变

当一片棉叶、一粒棉籽都能够成为虾青素的“微型工厂”,科学家开端不断发掘棉花这种陈旧作物的使用价值。在实验室与产业界,棉花的使用规模不断拓宽,织造着一张联合农业、食物、保健品、动力、环保的立体网络。

推进棉花从“单一产出”到“多功用高值化”改变,组成生物学是要害技能支撑。除了创制可出产虾青素的工程棉花外,科研人员还进行了许多探究。

例如,中国农业科学院棉花研讨所经过将火龙果里甜菜红素的组成途径导入棉花,培养出粉赤色纤维棉花;河南大学经过进步类胡萝卜素组成强度,培养出金色纤维棉花。这些新式五颜六色棉花的培养,有望削减染料对环境的污染,并为顾客供给更多挑选。

根据组成生物学技能,以棉花为载体将会编写更多高附加值产品的基因图谱。例如,研制蓝色、紫色、橙色等多彩棉;将棉纤维、棉叶片等作为细胞工厂,出产更多高附加值功用性化合物。跟着研讨的深化,咱们等待更多功用多样、颜色丰厚、环保可继续的棉花种类面世。

从“单一产出”到“全能型选手”,棉花插上科技的翅膀,使用场景将继续扩展,掩盖更多范畴。

(作者为中国农业科学院棉花研讨所研讨员、西部农业研讨中心研讨员,本报记者喻思南采访收拾)

《 人民日报 》( 2025年08月16日   05 版)

【责任编辑:李琛】