KAIST：“利用细菌生产‘彩虹色’环保纤维…可取代传统染色工艺”

by Jeong Ilwoong

Published 19 Nov.2025 08:11(KST)

利用细菌在单一步骤中生产彩虹色环保纤维的技术已经被开发出来。该技术被评价为具有取代石油基染色工艺的潜力。

KAIST表示，生物化学工程系特聘教授 Lee Sangyeop 研究团队开发出全球首个可在单一工艺中生产多种颜色细菌纤维素（已着色的微生物纤维）的“模块化共培养平台”，并于19日对外公布。

（自右起）KAIST教授 Lee Sangyeop，博士研究生 Pingxin Lin，博士研究生 Zhou Hengrui。KAIST提供

细菌纤维素是特定细菌（主要为 Komagataeibacter xylinus）在消耗营养物质的过程中自行合成的天然高分子纤维。由于具有高纯度和高强度以及优异的保湿力，同时还具备生物可降解性，因此被视为可替代石油基纤维的环保材料而备受关注。

然而，细菌纤维素本质上接近白色，难以实现纺织行业所要求的多种颜色，这成为其一大局限。现有染色工艺在实现色彩方面相对有利，但由于依赖石油来源的染料和有毒试剂，带来严重的环境污染忧虑，且工艺本身也十分复杂。

为解决这些问题，研究团队构建了一个将基于系统代谢工程的色素生物合成技术与细菌纤维素生产菌的共培养策略相结合的“一步制造平台”。所谓共培养策略，是指由一种微生物合成色素，另一种微生物合成纤维（纤维素），并在同一工艺流程中将二者结合。

也就是说，将负责合成色素的大肠杆菌与负责合成纤维的细菌共同培养，使细菌在生长过程中自然生成已着色的纤维，并在单一工艺中完成生产。

研究团队通过这一方式，在无需化学染色的情况下，成功以环保方式生产出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等彩虹色纤维。其核心技术在于对生产色素的大肠杆菌菌株进行高度设计，使其能够大量合成天然色素并高效分泌到细胞外。

该技术具有取代现有纤维染色工艺的潜力。尤其是其在现场工艺中也具备应用可能，并有望实现大规模生产，这一前景更具意义。研究团队期待，所开发的技术将被广泛用于可持续纤维、可穿戴生物材料等多种功能性生物材料的生产。

Lee Sangyeop 特聘教授表示：“考虑到可持续纤维和生物材料的需求正不断增加，本研究团队开发的综合生物制造平台将成为一种无需额外化学处理、即可在单一步骤中生产多种功能性材料的核心技术。”

此外，本研究由生物化学工程系博士研究生 Zhou Hengrui 作为第一作者参与。研究成果（论文）已于本月12日发表在《Trends in Biotechnology》期刊上。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。