Ob Wasser, Strom oder Rohstoffe: Die Herstellung von Kleidung und anderen Textilien verbraucht enorme Ressourcen. Das geht zulasten der Natur. Eines der umweltschädlichsten Verfahren in der Mode ist das Färben mit synthetischen Chemikalien. Besonders schädlich sind dabei schwarze Farbstoffe – insbesondere solche, die zum Färben von Leder verwendet werden. Um dieses Problem zu lösen, suchen Forschende seit einiger Zeit nach biologischen und nachhaltigen Alternativen. Zum Einsatz kommen dabei Pilze und Bakterien, die textile Rohstoffe und Pigmente produzieren.
Ein alternativer Rohstoff für Leder ist zum Beispiel bakteriell hergestellte Zellulose – ein robustes, flexibles und formbares Material, das bereits für Textilien verwendet wird. „Bakterielle Zellulose ist von Natur aus vegan. Ihr Wachstum erfordert zudem nur einen winzigen Bruchteil der Kohlenstoffemissionen, des Wassers, des Landverbrauchs und der Zeit, die bei der Zucht von Kühen für Leder anfällt“, erklärt Seniorautor Tom Ellis vom Imperial College London. „Im Gegensatz zu Lederalternativen aus Kunststoffen kann bakterielle Zellulose außerdem ohne Chemikalien auf Erdölbasis hergestellt werden und wird in der Umwelt sicher und biologisch zu ungiftigen Produkten abgebaut.“
Schwarzes Leder aus Bakterien
Zusammen mit einem Londoner Unternehmen haben Ellis und seine Kollegen nun ein solches veganes Leder entwickelt. Mit einer Besonderheit: Es wird während der Produktion zugleich schwarz gefärbt. Dafür veränderten die Forschenden das Erbgut von dem Zellulose-produzierenden Bakterium Komagataeibacter rhaeticus, so dass dieses auch den schwarzen Farbstoff Eumelanin herstellen kann. Dieses robuste natürliche Pigment definiert zusammen mit einem zweiten Melanintyp auch unsere Haar-, Haut- und Augenfarben. Damit ihre mikrobiellen Helfer das Eumelanin produzieren können, fügten die Biologen dem Bakterium das Gen für ein Enzym aus dem Melaninstoffwechsel aus einem anderen Bakterium ein.
Mit den so modifizierten „Mikroben-Fabriken“ für schwarzes veganes Leder stellten die Forschenden Prototypen einer Geldbörse und eines Schuhs her. Dafür kultivierten sie die Bakterien zunächst bis zu 14 Tage lang in rechteckigen beziehungsweise maßgefertigten schuhförmigen Gefäßen. An der Oberfläche der Bakterien-Kultur bildete sich dabei ein blassgelber Biofilm aus Glucose-Polymeren: das Zellulose-Gewebe. Anschließend schüttelten die Biologen die Gefäße für rund zwei Tage und tauschten dabei das Kulturmedium durch eine Pufferlösung mit neutralem statt saurem pH-Wert aus. Statt weiter zu wachsen, wurden die Bakterien durch dieses Milieu dazu angeregt, den schwarzen Farbstoff zu produzieren, der sich dann in dem zuvor gebildeten Gewebe ablagerte.
