Artículo
de revisión
Aplicaciones de la biotecnología
en la industria textil desde un enfoque bibliométrico y narrativo
Applications of Biotechnology in the Textile Industry
from a Bibliometric and Narrative Perspective
https://orcid.org/0000-0001-9422-1653
Edgardo Martin Figueroa Donayre[2]
https://orcid.org/0000-0001-7891-3334
Mateo Quispe Capajaña[3]
https://orcid.org/0000-0002-7193-4471
Resumen
La industria textil, pese a su relevancia
económica, genera un considerable impacto ambiental por el uso intensivo de
recursos y sustancias contaminantes. En respuesta a este desafío, la
biotecnología se presenta como una alternativa sostenible para transformar los
procesos productivos del sector. Este estudio tuvo como objetivo analizar las
principales tendencias, actores y aplicaciones científicas de la biotecnología
en la industria textil mediante una revisión bibliométrica complementada con un
análisis narrativo. Se recopilaron 846 documentos de la base de datos Scopus
entre 1985 y 2025, con un notable incremento en las publicaciones desde 2015 y
un promedio de 62,86 citas por artículo. India lidera en volumen de
publicaciones, seguida de China y Estados Unidos, con una marcada colaboración
internacional. La Universidade do Minho (Portugal) destacó como la
institución más productiva. Revistas como Bioresource Technology y
autores como Cavaco-Paulo concentraron el mayor impacto académico. Las
temáticas más relevantes incluyen fibras microbianas, enzimas para el
tratamiento textil, colorantes naturales y biopolímeros, orientados hacia un
modelo circular más sostenible. No obstante, la implementación industrial aún
enfrenta barreras como costos elevados, variabilidad de calidad, durabilidad
limitada y regulaciones poco claras. Pese a ello, los avances en biología
sintética y genética proyectan un futuro alentador si se superan los desafíos
técnicos y normativos existentes.
Palabras
clave: biotecnología; industria textil; producción
limpia; tecnologías sostenibles.
Abstract
The textile industry, despite its economic
significance, generates considerable environmental impact due to the intensive
use of resources and polluting substances. In response to this challenge,
biotechnology emerges as a sustainable alternative to transform the sector's
production processes. This study aimed to analyze the main trends, key actors,
and scientific applications of biotechnology in the textile industry through a
bibliometric review complemented by narrative analysis. A total of 846 documents
were collected from the Scopus database between 1985 and 2025, showing a
notable increase in publications since 2015 and an average of 62.86 citations
per article. India leads in publication volume, followed by China and the
United States, with a strong pattern of international collaboration. The Universidade
do Minho (Portugal) stood out as the most productive institution. Journals
such as Bioresource Technology and authors like Cavaco-Paulo accounted for the
highest academic impact. The most relevant themes include microbial fibers,
enzymes for textile processing, natural dyes, and biopolymers, all geared
toward a more sustainable circular model. Nevertheless, industrial
implementation still faces barriers such as high costs, product quality
variability, limited durability, and unclear regulations. Despite these
challenges, advances in synthetic biology and genetics project a promising
future if existing technical and regulatory hurdles can be overcome.
Keywords:
biotechnology;
textile industry; clean production; sustainable technologies.
1. Introducción
La industria textil representa uno de los
sectores más dinámicos y estratégicos de la economía a nivel mundial, tanto por
su contribución al producto bruto interno (PBI) de las naciones como por la generación
de empleo en diferentes regiones del mundo (Akay et al., 2020). Según Ludmer et
al (2024) y Manchada et al. (2020), esta industria no solo representa una base fundamental
para las economías desarrolladas, sino también para los países en desarrollo,
en donde genera millones de empleos directos e indirectos, contribuyendo al
bienestar económico y social. Se estima que el mercado textil tendrá un valor
de 2 123,720 de dólares estadounidenses en 2025 y crecerá hasta aproximadamente
4 016,500 de dólares en 2034, con un crecimiento anual compuesto del 7,35 %.
Esto impulsado por fenómenos como el auge de la moda de consumo acelerado, la
creciente demanda de productos técnicos y la incorporación de innovaciones en
diseño y fabricación (Kulkarni y Shivarkar, 2025. La cadena de valor, abarca
una amplia gama de actividades, que van desde la obtención de fibras, la
producción de tejidos y telas, hasta los procesos de teñido, acabado,
comercialización y distribución de prendas (Harsanto et al., 2023). Esta industria
involucra a millones de trabajadores, no solo en la fabricación de las prendas,
sino también en sectores de investigación, desarrollo y comercialización, con
una interconexión que define su relevancia económica (Ellen MacArthur
Foundation, 2017; Luque, 2018). La globalización ha permitido que, aunque las
principales fábricas de textiles se ubiquen en países de Asia, regiones de
América, África y el sudeste asiático también han consolidado sus propios
centros productivos, fortaleciendo sus economías y mejorando sus capacidades competitivas
(Fernandez-Stark et al., 2022).
En los países desarrollados como Estados
Unidos, Alemania, Francia, o Japón, la industria textil se ha sofisticado hacia
procesos automatizados, sostenibilidad e innovación tecnológica. Mientras
tanto, en regiones como América Latina, África y el sudeste asiático (China,
Bangladesh Vietnam, India y Pakistán), esta industria sigue siendo una fuente
vital de empleo y crecimiento económico, aunque enfrenta mayores desafíos en
términos de eficiencia, sostenibilidad e infraestructura tecnológica (López y Rodríguez, 2016; Royal Europe Textiles, 2024). En
América Latina, por ejemplo, países como México, Brasil, Colombia y Perú han
centrado sus esfuerzos en el fortalecimiento de sus cadenas de producción
mediante el impulso de fibras naturales de alta calidad, como el algodón, la
alpaca y el lino, lo que no solo fomenta la competitividad y la identidad
cultural local, sino que también contribuye a la diversificación de la oferta
textil (Mordor Intelligence, 2024; Schteingart et al.,
2024). En particular, Perú ha logrado posicionarse como un referente en la
moda sostenible, al desarrollar y exportar fibras nativas de alta gama, como la
alpaca y el algodón pima, que se destacan no solo por su calidad, sino también
por su vínculo con tradiciones ancestrales y prácticas agrícolas sostenibles (Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego, 2021).
No obstante, este desarrollo ha venido
acompañado de una creciente preocupación por los impactos ambientales que
genera su cadena de producción. Desde el uso intensivo de agua, productos
químicos tóxicos y energía, hasta la generación de residuos sólidos y emisiones
de gases de efecto invernadero, el modelo lineal tradicional de producción y
consumo textil ha contribuido significativamente al deterioro ambiental global
(Bianco et al., 2023; Leal Filho et al., 2022). En este contexto, la
biotecnología se presenta como una disciplina con alto potencial transformador
al permitir el desarrollo de procesos industriales menos contaminantes, la
creación de materiales biodegradables y la valorización de residuos en nuevas
materias primas. Por consiguiente, el objetivo del estudio fue identificar
tendencias y mapear el desarrollo científico mediante una revisión
bibliométrica y narrativa de la literatura científica sobre las aplicaciones de
la biotecnología en la industria textil, considerando la productividad por
países, instituciones, autores y las tendencias temáticas más relevantes.
2. Metodología
El estudio adopta un enfoque metodológico mixto basado en una revisión
bibliométrica y narrativa, con el fin de sintetizar el conocimiento científico
disponible. La combinación de ambos enfoques permite no solo cuantificar
tendencias, actores clave y áreas emergentes, sino también profundizar en el
análisis conceptual de los avances más relevantes.
La revisión bibliométrica se llevó a cabo a partir de una búsqueda
estructurada en la base de datos Scopus, reconocida por su amplia cobertura de
literatura científica y técnica a nivel internacional. La estrategia de
búsqueda se construyó a partir de descriptores clave relacionados con la
biotecnología y la industria textil, combinados mediante operadores booleanos.
La ecuación empleada fue: ("Textile Industry" Or "Textile
Production") And ("Biotechnology" Or "Biotechnological
Applications"). En los campos de título, resumen y palabras clave, sin
establecer restricciones de idioma ni de periodo temporal.
Una vez realizada la búsqueda, se exportaron los resultados en formato
CSV para su procesamiento. Luego, se analizaron mediante dos softwares
especializadas: VOSviewer para la visualización de redes de co-ocurrencia de
palabras clave, coautorías, colaboración entre países y análisis de citaciones
(van Eck y Waltman, 2010). Bibliometrix basado en R que incluye la interfaz gráfica
Biblioshiny para el análisis estadístico de
publicaciones, evolución temporal, revistas más productivos, autores
influyentes y temas emergentes (Aria y Cuccurullo, 2017). De manera complementaria, se desarrolló una revisión
narrativa que implica analizar de forma crítica los estudios previos
relacionados con el área temática (The Edanz team, 2023). Para ello, se
seleccionaron los artículos más citados y relevantes identificados en la
revisión bibliométrica, no obstante, para este apartado la búsqueda se
limitó únicamente a artículos originales y de revisión, en idioma inglés y
español. Se excluyeron capítulo de libro, comunicaciones breves, resúmenes de
conferencias y documentos sin acceso al texto completo. Adicionalmente, se
realizó una búsqueda en la web con temas similares. La información extraída fue organizada temáticamente para describir
los principales avances, ventajas técnicas, implicancias ambientales y desafíos
de implementación de la biotecnología.
3.1. Análisis
bibliométrico
La Figura 1 muestra el
análisis de la producción científica durante el período
1985–2025, donde se identificaron 846 documentos relacionados con la aplicación
de la biotecnología en la industria textil. La producción anual muestra un
crecimiento sostenido desde el año 2000, con una tasa de crecimiento promedio
del 2,78 %, y una media de 62,86 citas por artículo, lo cual refleja una
literatura científicamente relevante. La colaboración académica es destacable,
con un promedio de 3,78 coautores por documento y un 18,44 % de coautoría
internacional, evidenciando la naturaleza interdisciplinaria y global del
campo.
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Figura 1 Producción científica anual |
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El análisis de la producción científica por
autor (Figura 2) revela que Cavaco-Paulo A. lidera el campo con 14
publicaciones desde el año 2000, seguido por Asgher M. e Iqbal H.M.N. Este
último grupo ha mantenido una participación activa durante la última década,
evidenciando una renovación en el interés por la aplicación de la biotecnología
en la industria textil. Asimismo, la distribución de las publicaciones y su
tasa de citación por año sugiere que autores como Govindwar S.P. y Bilal M. han
contribuido significativamente al desarrollo y difusión del conocimiento
reciente en el área.
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Figura 2 Producción científica de los autores a
través del tiempo y su relevancia |
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El
análisis de colaboración por países (Figura 3) presenta
una distribución geográfica diversa, con fuerte protagonismo de Asia, Europa y
América del Norte. El análisis muestra que India lidera tanto en volumen de
publicaciones como en conectividad internacional, seguido por China, Pakistán y
Estados Unidos. Las colaboraciones científicas tienden a organizarse en torno a
polos regionales, destacando la fuerte cooperación entre países asiáticos y
europeos. En contraste, América Latina, representada por Brasil y México,
exhibe una participación aún en crecimiento. Estas redes colaborativas han
contribuido a consolidar un ecosistema científico global dinámico y en
expansión, particularmente desde 2015 en adelante.
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Figura 3 Producción científica de países a través del
tiempo y su relevancia |
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Figura 4 Producción científica de las revistas a
través del tiempo y su relevancia |
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Las
publicaciones más frecuentes y citadas se encuentran en revistas especializadas
en biotecnología, ciencia de materiales y tecnología textil. La Figura 4 muestra
que la revista Bioresource Technology ha sido la fuente con mayor número
de publicaciones, con un total acumulado de 39 documentos, consolidándose como
el principal referente en el área. Le siguen Applied Microbiology and
Biotechnology con 21 publicaciones, y Journal of Biotechnology
con 14. Se observa un incremento sostenido en la cantidad de publicaciones
desde el año 2000, especialmente en revistas como Bioresource Technology,
que muestra un crecimiento continuo hasta 2024. Revistas como Colourage
y Journal of Chemical Technology and Biotechnology también presentan una
participación significativa, lo que sugiere un enfoque interdisciplinario que
abarca tanto aspectos tecnológicos como industriales. En menor proporción, pero
con contribuciones relevantes, se encuentran Asian Textile Journal, Biocatalysis
and Biotransformation, y Enzyme and Microbial Technology, lo que
confirma el carácter multidisciplinario del campo de estudio.
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Figura 5 Evolución temática de palabras claves a
través del tiempo y su frecuencia |
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Mientras
que la Figura 5, visualiza la evolución temática de las palabras clave con una
transición progresiva. En los primeros años (1985–2006), predominaban términos
relacionados con la degradación de colorantes (colorantes azoicos, celulasa,
lacasas), reflejando un interés por el tratamiento de efluentes.
Posteriormente, entre 2007 y 2014, emergen conceptos como biorremediación
y aplicaciones biotecnológicas, indicando una expansión hacia el uso de
microorganismos y enzimas específicas. En el periodo 2015–2020, se incorporan
temáticas más aplicadas como adsorción, ingeniería de proteínas y
quitosano, y en los años más recientes (2021–2025) destacan términos
como celulosa bacteriana, nanopartículas, economía circular,
biocatalizador, sostenibilidad, nanotecnología e ingeniería metabólica,
lo que evidencia una orientación hacia tecnologías sostenibles y funcionales.
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Figura 6 Producción científica de instituciones de
acuerdo a la filiación |
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|
En cuanto a las
instituciones, la Figura 6 destaca en primer lugar la Universidade do Minho,
con un total de 17 documentos, posicionándose como la institución más activa en
este campo. Su liderazgo puede atribuirse al impulso que ha dado en los últimos
años a líneas de investigación vinculadas al aprovechamiento de residuos y la
valorización de subproductos en aplicaciones industriales. Le sigue el Ministerio
de Educación de la República Popular China con 13 publicaciones, lo cual
sugiere una fuerte política nacional de fomento a la investigación en
biotecnología y sostenibilidad, reflejando el interés estratégico de China por
liderar la transición hacia una economía circular. Asimismo, el Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y otras instituciones como Technische
Universitat Graz y University of Agriculture, Faisalabad, con 11
artículos cada una, evidencian un compromiso regional y temático para
desarrollar tecnologías aplicables a contextos agrícolas e industriales.
3.2. Revisión narrativa
En los últimos
años, las estrategias biotecnológicas en el sector textil se han ampliado, abarcando
desde la creación de nuevos materiales hasta la mejora en la gestión de
residuos a lo largo de toda la cadena de valor. Este enfoque ha impulsado el
desarrollo de fibras microbianas y biomateriales sostenibles, los cuales tienen
un impacto ambiental positivo al ofrecer alternativas ecológicas. Por ejemplo,
utilizando microorganismos como Gluconacetobacter xylinus, se ha logrado
producir celulosa bacteriana, un material con propiedades nanométricas que
destaca por su resistencia mecánica, transparencia y biocompatibilidad (da
Silva et al., 2021). Esta fibra, junto con materiales derivados del
micelio de hongos como Ganoderma lucidum, ofrece soluciones alternativas
al algodón y al cuero animal, con una menor carga ambiental y un alto potencial
de compostabilidad (Amobonye et al., 2023). Además, los procesos
enzimáticos se presentan como una opción limpia frente a los métodos químicos tradicionales.
Enzimas como celulasas, lipasas, pectinasas y lacasas permiten realizar
operaciones de limpieza, blanqueo y acabado con mayor selectividad, lo que no
solo protege las fibras, sino que también reduce significativamente el consumo
de agua y energía (Cavaco-Paulo, 1998; Chandra y Chowdhary, 2015; Hasan
et al., 2006; Kashyap et al., 2001).
Otro avance relevante
es la fermentación microbiana, que permite la obtención de biopolímeros como ácido
poliláctico y los polihidroxialcanoatos. Estos biopolímeros, al combinarse con
fibras naturales, reducen la dependencia de insumos fósiles y mejoran la
sostenibilidad del ciclo textil (Rahman, 2025).
Además, la fermentación microbiana se orienta hacia la producción de aditivos
funcionales naturales, como colorantes, biosurfactantes y antioxidantes, que
reemplazan compuestos sintéticos de alto impacto ambiental. Microorganismos
como Streptomyces, Monascus y Talaromyces producen
pigmentos con buenas propiedades tintóreas y bajo nivel tóxico, mientras que
biosurfactantes como las surfactinas mejoran la aplicabilidad de los acabados (Kramar y Kostic,
2022).
En el diseño de textiles funcionales, la
integración de agentes bioactivos como quitosano, extractos vegetales o
péptidos antimicrobianos proporciona propiedades específicas como protección
antibacteriana, filtrado UV o liberación prolongada de compuestos. Estas
características son especialmente útiles en la fabricación de prendas médicas,
deportivas o inteligentes (Ghosh et al., 2025; Mocanu et al., 2013; Tanasa
et al., 2023). En paralelo, la biotecnología aplicada a la producción
agrícola de fibras, como el desarrollo de variedades transgénicas de algodón,
ha permitido mejorar el rendimiento de los cultivos y reducir el uso de
agroquímicos, promoviendo prácticas más sostenibles (Vitale et al., 2011).
La utilización de marcadores moleculares y técnicas ómicas también facilita la
trazabilidad genética de las fibras, asegurando su origen ecológico y
fortaleciendo la transparencia en la cadena de valor textil (Gudi et al.,
2024; Malik et al., 2014).
En el marco de una
economía circular textil, la biotecnología ofrece herramientas para revalorizar
subproductos agroindustriales y residuos postconsumo, promoviendo un modelo de
producción regenerativa. A partir de residuos orgánicos como melaza o restos
frutales, se pueden producir fibras microbianas y biopolímeros mediante
fermentación, mientras que se investiga la degradación enzimática de polímeros
sintéticos como el PET, permitiendo la recuperación de monómeros útiles para
nuevos ciclos productivos (Butturi et al., 2025; Tripathi et al.,
2024). Además, microorganismos seleccionados por su capacidad degradativa
ayudan en la gestión ambiental de residuos textiles, removiendo contaminantes
persistentes de efluentes líquidos y sólidos a través de procesos biológicos
como la biosorción o la biotransformación (Bhatia
et al., 2017) (Lim et al., 2010) (Noman et al., 2020).
Estas estrategias, que también incluyen el uso de enzimas específicas para
descomponer polímeros sintéticos y favorecer su reciclaje o compostaje,
contribuyen a minimizar los impactos ambientales de la industria textil y se
alinean con los principios de sostenibilidad y economía verde (Satta
et al., 2024).
4. Discusión
La biotecnología es
una disciplina que aplica organismos vivos y sus componentes a la creación de
productos y procesos industriales, transformándose en una tecnología importante
para diversos sectores económicos. Su enfoque integrado abarca áreas como la bioquímica,
microbiología y ciencias de la ingeniería, permitiendo la optimización de
microorganismos y células cultivadas para usos específicos (Runi, 2019). Pero
es importante destacar que existen varias ramas dentro de la biotecnología, donde
la biotecnología verde, es aplicada a la agricultura y el medio ambiente; Y, la
biotecnología blanca se dedica a aplicaciones industriales (Radhakrishnan, 2014).
A pesar de los
avances en diversas áreas, persisten limitaciones que dificultan la adopción de
estas innovaciones. Khan (2025) indica que uno de los principales obstáculos es
el alto costo de producción, especialmente en procesos biotecnológicos como la
fabricación de fibras biodegradables o la biocatálisis enzimática. Si bien se
han logrado mejoras en la eficiencia mediante la optimización de
microorganismos y enzimas, la escalabilidad continúa siendo un desafío, ya que
muchos procedimientos aún no resultan rentables a nivel industrial. Para lograr
su implementación a gran escala, es indispensable contar con una
infraestructura adecuada y optimizar los procesos con el fin de reducir costos
y garantizar su viabilidad comercial. Además, la variabilidad en la producción
de materiales biotecnológicos y aditivos naturales puede generar problemas de
consistencia y calidad en los productos finales, lo que limita su integración
en cadenas de suministro estables. En términos de estabilidad y durabilidad,
muchos de los productos biotecnológicos en la industria textil, como los
recubrimientos bioactivos o los materiales biodegradables, enfrentan problemas
de funcionalidad después de múltiples lavados o exposiciones a condiciones
ambientales adversas. Para garantizar que estos productos sean viables en el
mercado a largo plazo, es fundamental avanzar en el desarrollo de nuevas
tecnologías de protección y microencapsulación que mejoren la durabilidad sin
comprometer las propiedades bioactivas de los textiles.
En cuanto a las
limitaciones regulatorias, Wesseler et al. (2023) menciona que la
industria enfrenta incertidumbres relacionadas con la regulación ambiental y la
aceptación pública de algunos avances biotecnológicos, especialmente en lo que
respecta a los organismos genéticamente modificados (OGM) y las técnicas de
trazabilidad genética. Aunque la biotecnología agrícola ha mostrado un enorme
potencial en la mejora de la calidad de las fibras, las preocupaciones sociales
y políticas sobre el uso de OGM y la falta de acceso equitativo a estas
tecnologías pueden obstaculizar su adopción global. A pesar de estas
limitaciones, las perspectivas futuras son alentadoras. Las investigaciones en
ingeniería genética y biología sintética prometen mejorar la eficiencia y
productividad de los microorganismos utilizados en la producción de materiales,
haciendo que los procesos sean más rentables y escalables.
5. Conclusiones
El análisis
bibliométrico reveló un incremento de publicaciones científicas,
particularmente a partir del año 2015, lo cual coincide con la consolidación de
agendas globales orientadas a la sostenibilidad industrial, como los Objetivos
de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular el ODS 9 (industria, innovación e
infraestructura) y el ODS 12 (producción y consumo responsables). Geográficamente,
India lideró en volumen de publicaciones, seguida por China y Estados Unidos,
destacando una fuerte colaboración internacional. La Universidade do Minho
(Portugal) fue la institución más productiva, con 17 publicaciones, seguida por
el Ministerio de Educación de China, el CSIC de España y universidades como Technische
Universität Graz y University of Agriculture Faisalabad. Las redes de coocurrencia y los mapas de
palabras clave mostraron una concentración temática en torno a términos como enzymes,
biodegradation, biomaterials y sustainability, lo que
refleja una orientación hacia procesos más ecológicos, materiales alternativos
y una economía textil circular.
Respecto a la revisión
narrativa, se destaca que la biotecnología ofrece soluciones innovadoras que
promueven la sostenibilidad, mediante la creación de materiales a partir de
fuentes renovables y la optimización de procesos que reducen el impacto
ambiental. No obstante, su consolidación como eje estratégico requiere
enfrentar retos técnicos, económicos y normativos que aún persisten. Por lo
tanto, el futuro de esta tecnología en el sector dependerá de avances en la
mejora de procesos, reducción de costos, la mejora de la durabilidad de los
productos y la superación de barreras regulatorias.
J. Arias: Conceptualización,
desarrollo metodológico, administración del proyecto, software, supervisión,
validación y redacción – revisión y edición del manuscrito. E. M. Figueroa:
Conceptualización, curación de datos, análisis formal, investigación,
desarrollo metodológico, validación y redacción del borrador original. M. Quispe:
Conceptualización, curación de datos, análisis formal, investigación,
desarrollo metodológico, visualización y redacción del borrador original.
Conflictos de interés
Los
autores manifiestan que no tienen conflictos de interés con respecto a esta
publicación.
Akay Ö., Gündüz S. and Gündüz F.F. (2020),
The factor affecting textile production amounts of leading countries in textile
export dynamic panel data analysis, Nicel Bilimler Dergisi, 2(2), 1-13. https://dergipark.org.tr/en/pub/nicel/issue/58814/805763
Amobonye, A., Lalung, J., Awasthi, M. K.,
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alternative: A sustainable biogenic material for the fashion industry. Sustainable
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Aria, M., y
Cuccurullo, C. (2017). bibliometrix: An R-tool for comprehensive science
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