# 纺织工业中的生物技术

以微生物与真菌生物制造替代石油化工和动物来源的纺织原料——从菌丝皮革和胶原皮革到 DNA 编码染色与酶法整理。

Source: https://cn.bioecon.ru/technology/biotech-textile-industry/
Updated: 2026-08-18



## 概览与价值链

标记：[EC: 欧盟可持续与循环纺织品战略及 REACH | OECD: 生物基材料、工业生物技术 | 监管机构：EPA（美国）、REACH（欧盟）、USDA-APHIS（美国）]

纺织工业中的生物技术用真菌、细菌和工程化细胞生长的材料替代动物皮和
石油化工原料。菌丝皮革的生命周期碳排放较牛皮低约 80%，并可承受
高达 40 000 马丁代尔循环，达到中档牛皮水平。传统染色每年消耗约
5 万亿升水，并造成近 20% 的工业水污染；DNA 编码的微生物染色可
去除其中高达 90% 的水和 70% 的能耗。生物制造胶原材料的可再生碳
含量现已超过 80%，拉伸强度是传统皮革的两倍，而酶法生物整理正在
全球染整产能中取代牛仔水洗、生物抛光和精练中的强湿法化学。

纺织工业中生物技术的关键方向：
1. **菌丝生物制造（Mycelium Biofabrication）：**在农业副产物上生长成皮革级片材的真菌根状菌丝体——7–10 天生长周期，符合 ASTM D6400 可堆肥。
2. **生物制造胶原与蛋白皮革（Biofabricated Collagen Hides）：**重组与植物蛋白皮革类似物，工程化复刻动物胶原，可再生碳含量超过 80%。
3. **微生物生物染色（Microbial Bio-dyeing）：**工程化细菌与酵母直接在织物上产生并固定色素，替代石油化工染料与靛蓝合成。
4. **酶法织物整理（Enzymatic Textile Finishing）：**纤维素酶、漆酶和果胶酶生物催化，用于生物抛光、生物精练和牛仔磨损，温度与 pH 更低。

### 行业价值链

```
[菌株设计] ──> [发酵] ──> [采收] ──> [鞣制 / 染色]
                      │
              （活细胞生长）
                      │
                      ▼
[品牌产品] <─── [整理] <─────┘
```

### 价值链层级

| 层级 | 描述 | 关键输入/输出 |
|:---|:---|:---|
| **菌株设计** | 生产宿主的合成生物学 | **输入：**DNA 序列、原料。<br>**输出：**工程化接种物。 |
| **发酵** | 微生物或菌丝体培养 | **输入：**糖、锯末、生物反应器。<br>**输出：**细胞团、色素发酵液。 |
| **采收** | 回收生长的材料 | **输入：**细胞团、过滤器。<br>**输出：**原坯皮革、染色纱线。 |
| **鞣制 / 染色** | 再鞣、固定或色素沉积 | **输入：**酶、单宁、媒染剂。<br>**输出：**整理好的基质。 |
| **整理** | 层压、涂层与转化 | **输入：**片材、辊筒、化学品。<br>**输出：**皮革/织物制品。 |
| **品牌集成** | 产品设计与寿命终结 | **输入：**材料、品牌。<br>**输出：**服装、配饰。 |

该行业的跨领域技术：
- **Fine Mycelium 与 Rei-Tanning（Fine Mycelium & Rei-Tanning）：**在托盘中生长、厚度可调的菌丝体，无铬鞣制。
- **DNA 编码色素发酵（DNA-Encoded Pigment Fermentation）：**颜色基因被重构并植入底盘微生物。
- **酶法湿加工（Enzymatic Wet-Processing）：**中性 pH 下的纤维素酶生物抛光与漆酶牛仔磨损。

---

## 美国

美国在生物制造皮革领域领先，依托三家运营商业级生物学的公司。

### 菌丝皮革、胶原皮革、品牌合作
- **Bolt Threads：**在可再生能源驱动的垂直农场中以锯末生长的 Mylo 菌丝皮革；合作伙伴 adidas、Kering、lululemon 和 Stella McCartney。
- **MycoWorks：**位于南卡罗来纳州尤宁市的工厂生产 Reishi Fine Mycelium——全球首座商业级菌丝体工厂。
- **Modern Meadow：**生物制造材料 INNOVERA，可再生碳含量超过 80%，强度是传统皮革的两倍。

---

## 中国

中国的生物纺织产能集中于再生纤维素纤维而非新一代生物制造，将菌丝皮革与微生物染料的尖端留给了美国和欧盟企业。

### 粘胶与莱赛尔制造基础、生物染料研发
- **再生纤维素基础：**Sateri、Tangshan Sanyou 和 Ante Group 运营着全球最大的粘胶和莱赛尔产能，为正从棉和聚酯转型的品牌供货。
- **国产莱赛尔扩产：**国家规划到 2030 年目标占全球莱赛尔产能的 30% 以上，NMMO 闭环回收是相较传统粘胶的环境差异化优势。
- **生物染料与酶的采纳：**中国染整厂日益采用酶法生物抛光和生物精练，但微生物色素发酵仍处于商业化前期。

---

## 欧盟

欧盟制定将生物纺织品推向市场的监管与标准框架，并汇聚了微生物染色先锋。

### REACH 化学、生物靛蓝、合资企业
- **Colorifix（诺里奇）：**使用工程化细菌和酵母的 DNA 驱动染色；获 Earthshot 认可，与 Woolmark 和 FACOL 合作。
- **Pili（图卢兹）：**纯度超过 90% 的生物基靛蓝，已完成 REACH 注册并以粉末形式商业化供应。
- **INNOVERA Europe 合资：**Modern Meadow 与 HELLER-LEDER 将于 2026 年底启动欧洲 Dry White 生产，服务高端汽车与服装制革厂。

---

## 领先公司与研究机构

| 公司 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术特点 | 2026 年状态 |
|:---|:---|:---|:---|:---|
| **Bolt Threads** | 🇺🇸 美国 | *Mylo、Mirum* | 菌丝 + 无塑 | operating |
| **MycoWorks** | 🇺🇸 美国 | *Reishi Fine Mycelium* | 100% 菌丝、16+ MPa | commercial（2026年破产重整后被 DFX Corp 收购） |
| **Modern Meadow** | 🇺🇸 美国 | *INNOVERA* | >80% 可再生碳、强度翻倍 | commercial |
| **Colorifix** | 🇬🇧 英国 | *DNA 编码染色* | 减水 90%、节能 70% | commercial |
| **Pili** | 🇫🇷 法国 | *生物基靛蓝* | >90% 纯度、REACH 注册 | commercial |
| **Rossari Biotech** | 🇮🇳 印度 | *纺织专用酶* | 66 000 MTPA 乙氧基化 | operating |

---

## 技术栈与创新

该技术栈将合成生物学、发酵和酶催化融合为一个材料生产管线。

1. **Fine Mycelium 与 Rei-Tanning（Fine Mycelium & Rei-Tanning）：**
   - 由 Ganoderma 菌株在托盘中生长的菌丝体，厚度与表面可调。
   - 拉伸强度从 7–9 MPa 提升至 14–18 MPa（ISO 3376），每平方米 CO2 从 5.8 降至 2.76 kg。
2. **DNA 编码色素发酵（DNA-Encoded Pigment Fermentation）：**
   - 颜色基因从自然界重构并植入非致病性底盘微生物。
   - 现场 16–20 小时发酵；织物可吸收高达 98% 的色素。
3. **酶法生物整理（Enzymatic Biofinishing）：**
   - 中性 pH 下的纤维素酶生物抛光、漆酶牛仔磨损和果胶酶生物精练。
   - Rossari Biotech 2026 财年营收 2 396.4 千万卢比，纺织专用部门第四季度增长 20%。

---

## 价值链与生产线

### 生物制造纺织材料的工业生产线（ISO 3376、ASTM D6400）

```
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 1. 菌株工程               │ ───> │ 2. 发酵                   │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
                                                  │
                                                  ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 4. 再鞣 / 染色            │ <─── │ 3. 采收与脱水             │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
              │
              ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 5. 整理与层压             │ ───> │ 6. 品牌集成               │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
```

#### 阶段 1：菌株工程
通过重构颜色或胶原基因并将其整合进底盘微生物或菌丝宿主，构建生产菌株，获得稳定的接种物。

#### 阶段 2：发酵
宿主在生物反应器或垂直农场托盘中以可再生原料——糖、甘油或锯末——培养 7–10 天，达到每毫升数十亿产色素细胞或致密的菌丝体垫。

#### 阶段 3：采收与脱水
回收细胞团或色素发酵液，压榨脱水为原坯基质；废弃生物质被堆肥或灭活为无害有机残渣。

#### 阶段 4：再鞣或染色
菌丝片材以无铬试剂再鞣至 14–18 MPa 拉伸强度，或在标准设备中染色，由微生物将色素直接固定于纤维。

#### 阶段 5：整理与层压
基质经涂层、层压或压延，达到 25 000–40 000 循环的马丁代尔耐磨指标，并通过色牢度、老化和涂层粘附测试。

#### 阶段 6：品牌集成
成品皮革、纱线或织物进入品牌供应链，用于鞋类、手袋、牛仔和汽车内饰，闭合一个可在 24 周内按 ASTM D6400 堆肥的循环。