Bacterie kleurt spijkerbroek blauw

Biotechnologie Het blauw verven van spijkerbroeken vervuilt het milieu. Bacteriën met gemanipuleerde genen kunnen het veel schoner.

Een mandje indigokleurstof in een kruidenwinkel in Dubai. Foto iStock

Een vervuilende chemische reactiestap die nu nog onmisbaar is om spijkerbroeken blauw te verven wordt overbodig. Genetisch gemanipuleerde bacteriën voeren de reactiestap milieuvriendelijker uit. Dat schrijven onderzoekers uit Californië maandag in een artikel in Nature Chemical Biology. Ze hebben een octrooi op hun vinding aangevraagd.

Indigo wordt al minstens 6.000 jaar als kleurstof gebruikt. De kleurstof werd aanvankelijk gewonnen uit planten. Rond 1900 werd in Duitsland de chemische fabricagemethode ontwikkeld die nu nog bestaat.

Vanaf de jaren zestig werd de spijkerbroek opgewaardeerd van werkmanskleding naar de broek voor iedereen, en voor de elite. De indigoblauwe spijkerbroek is wereldwijd tegelijk stijlicoon van dure modemerken als goedkope werkbroek.

De vraag naar indigo was nog nooit zo groot, schrijven de Californische onderzoekers. Dat zorgt voor inmiddels onhoudbare milieuproblemen, want „het verven met indigo heeft de laatste honderd jaar slechts minimale veranderingen ondergaan.”

Indigo is een kleurstofmolecuul dat niet in water oplost. Dat is enerzijds prettig, maar anderzijds een probleem. Het is fijn als de indigo eenmaal in het textiel zit. In tegenstelling tot veel moderne textielkleurstoffen, is indigo niet met een chemische binding aan de textielvezel gebonden. Indigo laat zich door zijn onoplosbaarheid en door zijn structuur niet makkelijk uit de textielvezel wassen.

Het probleem zit in het verfbad. Om textiel te verven is een molecuul nodig dat wél in water oplost. Daarvoor ondergaat de klaarliggende indigo eerst een behandeling met een vrij agressieve stof (natriumdithioniet). Er ontstaat leuco-indigo. Dat lost op in water, maar is instabiel. Door zuurstof in de lucht gaat de stof snel over in indigo. Leuco betekent ‘wit’ en een textieldraad die indigoblauw moet worden komt inderdaad vrijwel wit uit het verfbad. Na binding van zuurstof uit de lucht kleurt de draad langzaam blauw en slaan indigokristallen neer in de textielvezels, zo beschrijven de onderzoekers het gangbare proces. Er resteert smerig afvalwater, terwijl ook de indigoproductie vervuilend is.

De onderzoekers omzeilen de instabiliteit van leuco-indigo door het molecuul pas op het laatste moment te laten ontstaan uit twee identieke voorlopermoleculen. Die beschermen ze tegen voortijdig verval door er een glucosemolecuul aan te binden. Het enzym dat glucose aan indoxyl hecht vonden de onderzoekers in een indigoproducerende plant. Ze bouwden het gen ervoor in in een bacterie.

Met deze laatste stap, schrijven de onderzoekers, is de hele indigoproductie en -kleuring nu in een redelijk milieuvriendelijk biotechnologisch proces uitvoerbaar. Vanaf 1983 hebben andere biotechnologen al indigo door bacteriën laten maken. Maar dat moest nog steeds door die vervuilende leuco-indigofase heen. De onderzoekers demonstreren hun succes met foto’s van blauwe lapjes en een sjaal. Over de prijs zeggen ze niks.

    • Wim Köhler