Para ilmuwan telah mengembangkan metode inovatif untuk memproduksi tekstil berwarna langsung dari bakteri, sehingga menghilangkan kebutuhan akan proses pewarnaan tradisional yang menimbulkan polusi. Penelitian yang diterbitkan dalam Trends in Biotechnology ini menunjukkan cara yang berkelanjutan dan efisien untuk menciptakan kain berwarna cerah dan pelangi dalam satu langkah.
Masalah Produksi Tekstil Tradisional
Manufaktur tekstil konvensional sangat bergantung pada sintesis kimia dan prosedur pasca-perawatan yang boros energi, merusak lingkungan, dan padat karya. Proses-proses ini menghasilkan emisi gas rumah kaca yang besar dan melepaskan logam berat dan karsinogen berbahaya ke lingkungan. Ketergantungan industri terhadap bahan bakar fosil dan bahan kimia yang menimbulkan polusi telah mendorong pencarian alternatif yang lebih berkelanjutan.
Selulosa Bakteri Sebagai Solusi
Para peneliti telah beralih ke selulosa bakteri—polimer alami yang diproduksi oleh mikroorganisme—sebagai pengganti serat tekstil konvensional yang menjanjikan. Banyak bakteri mengubah glukosa menjadi selulosa, menghasilkan bahan yang mirip dengan kapas tetapi dengan dampak lingkungan yang lebih rendah. Namun, selulosa bakteri secara alami berwarna putih sehingga memerlukan proses pewarnaan terpisah.
Rekayasa Warna ke dalam Proses
Untuk mengatasi hal ini, para ilmuwan yang dipimpin oleh Sang Yup Lee di Korea Advanced Institute of Science and Technology merekayasa strain Escherichia coli (E. coli) untuk menghasilkan selulosa dan pewarna alami secara bersamaan. Tim memanipulasi bakteri untuk membuat dua kelas pewarna: violacein (menghasilkan warna ungu, biru, dan hijau) dan karotenoid (menghasilkan warna merah, oranye, dan kuning).
Metode Pencelupan Dua Langkah
Pendekatan awal melibatkan modifikasi genetik Komagataeibacter xylinus untuk meningkatkan produksi selulosa sambil menambahkan E. coli penghasil violacein ke dalam wadah reaksi. Hal ini menghasilkan kain berwarna ungu, biru, dan hijau. Namun, mendapatkan warna yang lebih hangat terbukti lebih menantang, karena bakteri tidak menghasilkan pewarna yang cukup.
Untuk mengatasinya, tim memperkenalkan metode co-culture. Selulosa yang telah ditumbuhkan dan diolah ditambahkan ke dalam kultur E. coli penghasil karotenoid, dan berhasil menghasilkan kain berwarna merah, oranye, dan kuning. Pendekatan dua langkah ini melengkapi palet pelangi tim.
Manfaat dan Stabilitas
Metode ini menghilangkan kebutuhan akan proses pewarnaan dan pencucian yang terpisah, sehingga mengurangi limbah kimia dan konsumsi air. Selulosa bakteri berwarna menunjukkan stabilitas yang kuat terhadap asam, basa, perlakuan panas, dan pencucian.
Arah Masa Depan
Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menilai sepenuhnya ketahanan bahan-bahan ini terhadap deterjen industri dan keausan mekanis. Tim berencana untuk memperluas spektrum warna melampaui tujuh warna yang ada saat ini dan meningkatkan proses produksi industri sambil mempertahankan kualitas yang konsisten. Mengubah produksi selulosa bakteri juga dapat membuka pintu bagi kemasan biodegradable dan aplikasi lainnya.
Terobosan ini menawarkan jalan yang menjanjikan menuju manufaktur tekstil yang lebih berkelanjutan, mengurangi dampak lingkungan sekaligus menjaga kualitas dan keserbagunaan produk
