在日常生活中,我们总习惯用最鲜活的生物为色彩命名:
"胭脂红"源自昆虫的鲜血,"靛蓝"萃取自木蓝的汁液,"柠檬黄"凝结着果实的明艳。
然而你知道吗?现代纺织品中使用的染料中超过 90% 是由化石燃料制成的,这一数字甚至比石化产品制成的纺织品的百分比(约 60%)还要大。
值得注意的是,我国是全球染料生产、消费和需求大国,染料产量占全球总产量的七成,消费量占全球总量的五成以上,均位居全球首位。
色彩革命:染料的生物制造
生物染料是指是利用合成生物学技术,通过生物底盘设计和改造,利用微生物菌群发酵培养,生产的一类染料。
最初的印染业,人们多半是直接从植物、动物或矿物中提取染料,如茜草红、靛蓝、槐花黄等。
经过工业革命后,纺织工业逐渐从生物提取转向化石染料,其背后的主要原因有四点:
首先是植物染料需要大量的土地来生产;其次是天然原料具有不可控性,而化石染料能确保每一批次保持同样的色调;而且化石染料能 在一年中的任何时候生产,不依赖于收获和季节……
最重要的是,石化染料可以随心所欲地进行改性,产生几乎任何颜色,这也成了快节奏的时尚行业崛起的原因之一。
然而,化学合成染料过程中铅、砷、苯胺及镉等有毒重金属在提醒人类,发展“生物制造”方法依然至关重要。
美国国家环境规划署&艾伦麦克阿瑟基金会数据
毕竟数亿年来,从变色龙到孔雀再到兰花,自然界一直在产生各种颜色, 在这套理想的生物制造系统中,所有“废物”都被另一种生命形式用作营养物质。
此外,生物系统已经进化到在室温下以最高效率运行,而无需外部能源或热源。
欧莱雅押宝 中国企业已布局
天然、环保、可持续是生物染料的显著标签。
成立于2014年的英国公司Colorifix是该领域龙头,一直致力于对微生物进行工程改造,以生产对环境无害的着色剂,以取代现有的石化染料。
该公司已经陆续推出靛蓝、紫红色、米色等染料,与传统染色相比,其工艺使用的化学品减少了80%,水减少了77%,二氧化碳排放量减少了31%。
法国公司Pili bio也是该领域先驱,该公司主要押注于靛蓝,与依赖甲醛和氰化物等有毒化学物质的传统合成不同,其工艺大大减少了对环境的影响,同时保持了牛仔布的深蓝色。
合成生物龙头Ginkgo Bioworks也涉及该领域,其与丹麦的Octarine Bio在2023年达成合作,设计一种菌株来生产紫罗兰素及其衍生物。
在中国企业中,在去年完成了A轮融资的道生生物是该领域佼佼者,其凭借基因工程、发酵工程和分离工程三大技术平台,聚焦天然色素和原料药生产。
目前,生物合成靛蓝色素项目已经完成了5L的小试和50L到500L的中试
前海恩亿也在该领域布局,核心技术原料产品ANGELO®SOD靛蓝基础科研已突破小试获得成功。
不仅如此,部分生物染料还具有抗菌、抗病毒、抗氧化等附加功能,可拓展至医药和化妆品领域。
尤其是化妆品市场,欧莱雅连投两轮的合成生物学企业Debut,就在近日宣布在胭脂红的生物制造中取得重大进展,这是一种强烈的红色素,常用于口红等化妆品。
该公司将微生物生产系统与无细胞生物制造相结合,并引入了一系列新酶,让生物生产效率提高了100倍,解决了生物制造中昂贵的投入问题。
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