Fermentace, definovaná jako biochemický proces, při němž mikroorganismy (zejména bakterie, kvasinky nebo plísně) přeměňují organické látky na jiné chemické sloučeniny, nachází stále širší uplatnění i v textilním průmyslu. Moderní biotechnologie umožňují využít fermentační procesy nejen při výrobě surovin pro textilní vlákna, ale také při ekologické úpravě tkanin a výrobě barviv a pomocných chemikálií. Fermentace v textilu představuje důležitý krok k ekologizaci celého textilního hodnotového řetězce.

Typy fermentace relevantní pro textilní průmysl

1. Fermentace pro výrobu biopolymerů (textilních vláken)
Jedním z hlavních směrů využití fermentace v textilu je produkce biopolymerních vláken, kde mikroorganismy syntetizují polymerní struktury vhodné pro spřádání.

  • Polyhydroxyalkanoáty (PHA)

    • Produkce pomocí bakterií (např. Cupriavidus necator).

    • Vzniká biologicky odbouratelný polyester vhodný pro výrobu vláken.

    • Vlastnosti: podobné polypropylenu, ale rozložitelný v kompostu.

    • Aplikace: technické textilie, netkané textilie.

  • Polymery na bázi kyseliny mléčné (PLA)

    • Fermentací cukrů bakteriemi Lactobacillus → kyselina mléčná → polymerace na PLA.

    • Výroba vláken s podobnými vlastnostmi jako polyester.

    • Výhody: nízká uhlíková stopa, biodegradabilita.

    • Použití: oděvy, hygienické textilie, výplně.

2. Fermentace pro výrobu barviv a pigmentů

  • Tradičně jsou barviva syntetizována petrochemicky, ale fermentační metody umožňují jejich výrobu z obnovitelných zdrojů.

  • Indigo:

    • Biotechnologická výroba indiga (pro barvení denimu) pomocí geneticky modifikovaných bakterií E. coli.

    • Snižuje potřebu toxických redukčních činidel a syntetických chemikálií.

  • Anthraquinonová barviva:

    • Fermentační produkce sloučenin podobných těm z mořenového kořene (Rubia tinctorum).

  • Melaniny, flavonoidy, karotenoidy:

    • Přírodní pigmenty produkované fermentací mikroorganismy, vhodné pro barvení bio-textilu.

3. Enzymatické fermentace pro úpravy textilií

  • Bioleštění (biopolishing)

    • Použití celuláz produkovaných fermentačním kultivováním plísní (Trichoderma reesei).

    • Odstraňují mikroskopická vlákna na povrchu bavlny – zlepšení omaku, lesku, omezení žmolkování.

    • Probíhá při teplotách 50–60 °C, pH 4,5–5,5.

  • Biosměrování (bioscouring)

    • Nahrazení tradičního alkalického máčení bavlny (odstraňování vosků a pektinů) enzymatickým procesem.

    • Využívá pektinázy, lipázy, hemicelulázy – produkované fermentací.

    • Výhody: nižší spotřeba vody, energie, chemikálií.

  • Bioodbarvování

    • Biologická degradace zbytkových barviv ve vodách z textilních provozů.

    • Enzymy jako laccázy (z Pleurotus ostreatus a dalších hub) rozkládají azo-barviva a jiné aromatické sloučeniny.

    • Použitelné při čištění odpadních vod z barvíren.

4. Fermentace pro výrobu pomocných textilních chemikálií

  • Biosurfaktanty

    • Např. rhamnolipidy produkované bakteriemi Pseudomonas aeruginosa.

    • Používají se jako ekologická alternativa k syntetickým tenzidům pro praní, aviváže nebo dispergace barviv.

  • Biopolyuretanové systémy

    • Vývoj polyuretanových disperzí pomocí fermentačních produktů pro voděodolné povrchy a povrchové úpravy.

Biotechnologické aspekty fermentace

  • Mikroorganismy: výběr podle cílového produktu (např. Bacillus subtilis, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae)

  • Substráty: fermentace může využívat levné a obnovitelné zdroje (např. zemědělské odpady, melasa, glukóza)

  • Reaktorové systémy: nejčastěji ponorné fermentace (submerged fermentation) v bioreaktorech, ale i tuhofázové fermentace (solid-state) u plísní

  • Výnos a čistota: kritické pro ekonomickou rentabilitu; následná purifikace je důležitá zejména u barviv a enzymů

Výhody fermentace v textilním průmyslu

  • Ekologická alternativa k syntetickým procesům

  • Možnost využití odpadních materiálů jako substrátů

  • Snížení spotřeby vody a energie

  • Výroba biologicky odbouratelných produktů

  • Šetrnost k vláknům, vyšší kvalita výsledné textilie (jemnost, lesk, komfort)

Nevýhody a omezení

  • Vyšší náklady na vývoj a fermentační technologii

  • Citlivost mikroorganismů na podmínky prostředí

  • Omezená kompatibilita s některými syntetickými vlákny

  • Potřeba stálé kvality substrátu a kontroly kontaminace

Závěr

Fermentace se stává klíčovým biotechnologickým nástrojem pro inovace v textilním průmyslu. Od výroby biologických vláken, přes produkci přírodních barviv a enzymatických prostředků až po ekologické čištění odpadních vod, nabízí fermentace řešení podporující udržitelný rozvoj a cirkulární ekonomiku. S dalším pokrokem v oblasti genetického inženýrství, optimalizace fermentačních podmínek a integrace biotechnologií do textilní výroby lze očekávat výrazné rozšíření aplikací fermentace v celém textilním řetězci.