Microbios y la industria de la confección

Bacterias en Blue Jeans

Levantamiento rápido de manos: ¿Cuántos de ustedes están usando jeans? Bastante. Mantenga las manos en alto y agreguemos a cualquiera que tenga incluso un par de jeans. Eso parece casi todo el mundo. Mi mano también está levantada. Lo que comenzó como pantalones duros y resistentes hechos de material de tienda de campaña y usados ​​por los mineros de oro se ha transformado en un elemento básico de vestuario en todo el mundo. Pero esta es una lección sobre microbiología, no sobre moda. Entonces, debe haber un enlace, ¿verdad? A decir verdad, ha habido más microbios en tus jeans de los que probablemente te gustaría admitir. Sin embargo, quítelos y sus jeans se verán un poco diferentes, probablemente le costarán más y serán mucho peores para el medio ambiente.

Tintes de tela

Continuemos mirando de nuevo tus jeans. Es interesante notar que, hoy, los icónicos jeans azules no serían azules sin bacterias. El tinte que se usa para hacer jeans y muchos otros productos es el azul índigo. El índigo es un tinte natural elaborado por plantas con un distintivo color azul. El índigo se ha utilizado para teñir la ropa durante miles de años y solía ser un bien escaso y muy valioso. Sin embargo, el problema con el índigo es que puede variar mucho de una planta a otra. Al teñir individualmente tu túnica en Mesopotamia, no es realmente un problema si cada túnica se ve un poco diferente. Cuando una gran empresa de jeans azules quiere hacer grandes lotes de jeans para la venta que sean exactamente iguales, puede ver cómo la variabilidad puede ser un desafío no deseado.

Alrededor de 1900, un químico alemán fabricó con éxito índigo sintético utilizando productos químicos. Este tinte siempre fue consistente, pero no adecuado para la fabricación a gran escala debido al alto costo, el bajo rendimiento y la mano de obra intensiva requerida. Durante los siguientes años, el proceso evolucionó y el índigo fabricado superó al índigo natural como el tinte de elección. Cuando sintetiza químicamente algo, termina con productos químicos no deseados y productos de desecho que contaminan su producto final; en este caso, el tinte índigo. Entonces, siempre hubo motivación para encontrar una mejor manera.

Aquí viene la microbiología. El índigo es un producto natural, por lo que su producción en plantas debe estar controlada por genes. La ingeniería genética es el proceso mediante el cual los científicos modifican el genoma de un organismo. A través de la ingeniería genética, es posible insertar el gen para producir índigo en una especie bacteriana y luego dejar que la bacteria produzca su índigo. Este proceso asegura resultados consistentes sin todos los desechos químicos y subproductos.

Como nota al margen interesante, un grupo de científicos descubrió recientemente una especie de bacteria que vive en el suelo empapado en aceite de un garaje de automóviles que era capaz de descomponer el combustible diesel en índigo. Quizás en el futuro, sus jeans no solo se teñirán con índigo bacteriano, sino que ese índigo habrá provenido del combustible diesel bioremediado.

Biotonización

Bien, digamos hipotéticamente, su compañía de jeans favorita ahora tiene mezclilla de algodón teñida de azul con índigo diesel usado. Pero la tela es demasiado resistente y rígida para usar. Aquí es donde entra en juego el lavado a la piedra. Los fabricantes de jeans arrojan la mezclilla en grandes tambores giratorios con piedras. A medida que retumba el tambor, las piedras golpean y rompen las rígidas fibras de algodón, aflojando y suavizando la mezclilla. Pero este proceso está plagado de dificultades. Al igual que con el índigo a base de plantas, no hay uniformidad entre los pares de jeans individuales. Algunos están demasiado golpeados, otros todavía están demasiado rígidos. Algunos pares se han dañado, deshilachado y rasgado. Hay demasiado desperdicio y no hay suficiente control sobre el proceso.

Para agregar algún nivel de control, se inventó el lavado con ácido. En lugar de piedras, se agregaron ácidos a los materiales para romper las fibras de algodón y suavizar la mezclilla. Al igual que el índigo sintético, el lavado con ácido introduce sustancias químicas en los jeans que deben lavarse y desecharse completamente.

Una vez más, ¡la microbiología al rescate! El algodón es una fibra natural compuesta principalmente de celulosa, el componente de carbohidratos de las paredes celulares de las plantas. Pero la celulosa no es indestructible. De hecho, hay muchos organismos que producen celulasa , una enzima que descompone específicamente la celulosa. Los hongos aspergillus y trichoderma son grandes fuentes de celulasa industrial. En lugar de piedras y productos químicos, todo lo que necesitan los jeans es una buena dosis de celulasa fúngica. Como era de esperar, la enzima ablandará el material, dependiendo de cuánto se agregue y cuánto tiempo esté en contacto con el algodón. Biotonización, utilizando celulasa para suavizar las telas de algodón, ha reemplazado al lavado a la piedra y con ácido, sin toda la variabilidad, daños y productos químicos agresivos.

Biorremediación

Por lo tanto, nuestros jeans ahora son azul bacterialmente y con celulasa fúngica suavizada, pero no del todo listos para la venta. A pesar de que hemos reducido drásticamente la contaminación al eliminar el índigo sintetizado químicamente y los lavados con ácidos fuertes, todavía tenemos una contaminación preocupante en nuestras telas que debe eliminarse. Nuestro algodón probablemente se cultivó con pesticidas añadidos. Es posible que se hayan agregado otros tintes para cambiar los colores o producir jeans rojos, negros o verdes. O quizás la tela fue tratada con lejía. Necesitamos una forma de deshacernos de todos estos químicos. ¿Quizás podamos usar microbios para hacer el trabajo sucio por nosotros?

La biorremediación es el uso de organismos para metabolizar contaminantes. Hay una gran lección titulada Biorremediación: uso de microbios para limpiar el medio ambiente dedicada a este tema, por lo que, por ahora, veremos brevemente cómo se aplica a la industria de la confección.

Se estima que entre el 2% y el 50% del tinte agregado a la ropa se pierde como desperdicio. Antes del impulso serio hacia la industria verde, las aguas residuales contaminadas con colorantes simplemente se canalizaban a los cursos de agua. Además de alterar el color del agua, muchos tintes son tóxicos y cancerígenos, no solo para usted, sino para los organismos que viven dentro y alrededor del agua.

Afortunadamente, existe un grupo de bacterias conocidas como actinobacterias que producen de forma natural enzimas que descomponen y decoloran muchos tintes comunes. En lugar de canalizar directamente las aguas residuales a los arroyos, muchas empresas conscientes del medio ambiente las están tratando previamente con mezclas de especies bacterianas para degradar tanto tinte como sea posible. El agua resultante no solo es más limpia, sino que cuesta mucho menos usar bacterias que para eliminar química y físicamente los contaminantes y almacenar los desechos.

Y la biorremediación también se puede aplicar a otros contaminantes. Actualmente se utilizan microbios para descomponer los compuestos tóxicos del blanqueador, así como los pesticidas. A través de la ingeniería genética, cada día se investigan nuevas especies microbianas mutantes que funcionan más rápido, se degradan de manera más eficiente y abordan nuevos contaminantes.

Resumen de la lección

Es hora de revisar.

El campo de la microbiología se ha ido infiltrando constantemente en otras áreas de la vida humana. Uno de los últimos en abrazar las contribuciones de los microbios es la industria de la confección. El índigo , un tinte de tela de uso común que le da a los jeans su color azul característico, está hecho casi exclusivamente por bacterias, en lugar de sintetizado químicamente o extraído de material vegetal.

La enzima fúngica celulasa se usa para descomponer la celulosa en telas de algodón y se ha hecho cargo del lavado impredecible a la piedra y el lavado con ácido cáustico durante el proceso de ablandamiento. Esta enzima tiene las ventajas de ser no contaminante y altamente predecible.

Los plaguicidas, tintes y productos químicos de limpieza han sido durante mucho tiempo una fuente de contaminación en la industria de la confección. Recientemente, las empresas conscientes del medio ambiente han recurrido a la biorremediación o al uso de microbios para metabolizar contaminantes para hacer frente a estos compuestos no deseados. Las bacterias pueden descomponer y eliminar de forma natural la mayoría de los compuestos contaminantes, dejando nuestros cursos de agua mucho más saludables.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado con esta lección, tendrá la capacidad de:

• Resuma por qué el índigo ahora está hecho principalmente de bacterias
• Describir las ventajas de usar celulasa fúngica para biotono.
• Explicar el proceso de biorremediación y por qué lo utilizan empresas conscientes del medio ambiente.