創新平臺／微生物染料 低碳無毒商機大

大腸桿菌示意圖。 新華社

大腸桿菌可以幫助合成維生素並維持腸道作用，但也可以生產染料。五顏六色的運動服裝、手提布包、絲巾等時尚配備，其實都是透過染色渲染而成，但過程中需使用各種成分複雜、濃度高的芳烴化合物作爲「中間體」，會產生大量的工業廢水更對環境造成污染，隨着淨零永續意識擡頭，工研院研發出「微生物染料MatabColor技術」，爲永續環保盡一份心力。

繽紛絢麗的服裝衣飾生成過程中，俗稱細菌的「微生物」扮演染料的重要角色，人們自古以來習慣萃取天然動植物、礦石等有機及無機物作爲染料產生產技術，例如客家人擅長以紅曲醃漬肉類使其發酵，除藉此延長食物保存期限、增加風味外，紅曲也爲食物添加豔麗赭色、增加美觀，但其實紅曲是由紅曲黴菌發酵而成，是相當古老的天然食用色素。

爲永續環境，具有無毒、環境相容性高特色的生質染料，成爲產業中極具發展潛力的新興寵兒，不過常見的動植物染料雖對於環境破壞程度小，卻有生產耗時、品質不穩定及難以工業化的缺點。

隨着現代生物科技日漸成熟，利用基因工程改質微生物代謝路徑，並以醱酵工程技術大量生產符合商業需求的染料，成爲解決產業問題的契機。

工研院研究團隊整合生物化工、紡織工程技術的團隊投入研發能量，並選定具有大量研究基礎、生長速度快的大腸桿菌作爲主要菌株，研發出「微生物染料－MatabColor」生產技術。

團隊利用獨特的基因與代謝路徑設計，賦予菌株產出各式顏色的能力，再從數億的菌株中挑選高效率的菌株生產染料，產出多種原色微生物染料，還可以混合搭配出數十種顏色。在生產及染色過程中不會產生有害化學物質、有效降低廢水污染量，兼具天然及化學染料的特長。

不過研究過程中，要讓微生物在最合適的醱酵條件環境下，代謝出最高的產物，也讓團隊苦惱許久，經過團隊花費兩年時間不斷嘗試，終於讓微生物代謝出更多的染料產物，使低碳永續的微生物合成染料實現商業化的規模及市場價值。

展望未來，對於染料有需求的相關產業皆可應用這項技術，這將會是跨域整合紡織工程、生物化工、化學品產業，具革命性突破的新興商業模式。