Biochemiczny potencjał Pseudomonas aeruginosa z winogron: profilowanie molekularne, działanie przeciw mikrobom i ekologiczne zastosowania barwników

Kolor z nieoczekiwanego źródła

Większość barw, które ożywiają nasze ubrania, pochodzi z barwników syntetycznych wytwarzanych z ropy naftowej — mogą one zanieczyszczać zbiorniki wodne i stanowić zagrożenie dla zdrowia. W tym badaniu zbadano zupełnie inne źródło koloru: niebiesko‑zielony barwnik produkowany przez bakterie żyjące na czarnych winogronach. Naukowcy postawili pytanie, czy ten naturalny kolor mógłby bezpiecznie zastąpić niektóre barwniki syntetyczne w tekstyliach, oferując jednocześnie dodatkową zaletę w postaci działania przeciwko szkodliwym mikrobom.

Poszukiwanie pożytecznych bakterii na winogronach

Zespół rozpoczął od zwykłych czarnych winogron kupionych na lokalnych targach. Po dokładnym umyciu i rozgnieceniu owoców w warunkach sterylnych, niewielkie ilości materiału winogronowego rozprowadzono na pożywce w szalkach Petriego. Wśród wielu wyrosłych mikrobów dwie szczepy tworzyły uderzająco niebiesko‑zielone kolonie. Szczegółowe badania ich morfologii, reakcji barwienia, testów chemicznych, wzorca absorpcji światła oraz sekwencji genetycznej wykazały, że jeden wyróżniający się szczep, nazwany SK4, należał do gatunku Pseudomonas aeruginosa. Ta bakteria jest znana z wytwarzania żywego barwnika zwanego piocyjaniną, dobrze rozpuszczalnego w wodzie i o charakterystycznym kolorze.

Przekształcanie mikrobiologicznego koloru w użyteczny barwnik

Aby wykorzystać barwnik, naukowcy hodowali szczep SK4 w płynnym bulionie odżywczym wzbogaconym gliceryną, co sprzyjało zarówno szybkiemu wzrostowi, jak i silnej produkcji barwy. Monitorowali wzrost bakterii w czasie i stwierdzili, że przyrastały one w przybliżeniu co dwie godziny, tempo sprzyjające efektywnej produkcji barwnika. Po kilku dniach hodowla zauważalnie przybrała niebiesko‑zielony kolor. Badacze porównali następnie cztery powszechnie stosowane rozpuszczalniki do wydobycia barwnika z komórek. Najlepiej sprawił się chloroform, dając największą ilość stabilnego, intensywnie zabarwionego materiału. Pomiary absorpcji światła potwierdziły, że wyekstrahowany barwnik odpowiadał optycznemu odciskowi palca spodziewanemu dla piocyjaniny.

Naturalny kolor, który zwalcza zarazki

Poza nadawaniem koloru, barwnik wykazał wyraźne właściwości przeciwbakteryjne. W standardowym teście, w którym studzienki z barwnikiem umieszcza się na agarze pokrytym badanymi bakteriami, zespół sprawdził jego działanie wobec czterech istotnych medycznie drobnoustrojów: Salmonella typhi, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae oraz innego szczepu Pseudomonas aeruginosa. Wokół każdej studzienki pojawiły się widoczne przejaśnione strefy, gdzie testowane bakterie nie rosły. Rozmiary tych stref ujawniły, że barwnik konsekwentnie hamował wszystkie cztery patogeny, wskazując na działanie o szerokim spektrum. Sugeruje to, że tkaniny zabarwione takim barwnikiem mogłyby nie tylko ładnie wyglądać, lecz także pomagać zmniejszać zanieczyszczenie powierzchni.

Nakładanie bio‑barwnika na rzeczywiste tkaniny

Następnie badacze zaaplikowali bakteryjny barwnik do czterech rodzajów tkanin — bawełny, jedwabiu, krepy i satyny. Wszystkie przyjęły niebiesko‑zielony odcień, ale w różnym stopniu. Najsilniej barwnik wchłonęła krepa, potem satyna, natomiast jedwab i bawełna wykazały łagodniejsze, pastelowe tony. Standardowe testy oceniały odporność koloru na pranie, pocieranie i ekspozycję na światło, używając skali od bardzo słabej do doskonałej. Krepa wypadła najlepiej, bardzo dobrze zachowując barwę podczas prania i użytkowania. Satyna wykazała dobrą trwałość, podczas gdy jedwab i bawełna blakły łatwiej. Dla wszystkich tkanin najsłabszym punktem była odporność na światło słoneczne, z zauważalnym blaknięciem przy długotrwałej ekspozycji — znanym ograniczeniem wielu barwników naturalnych.

Bezpieczeństwo dla skóry i perspektywy na przyszłość

Ponieważ Pseudomonas aeruginosa może powodować infekcje u osób podatnych, zespół sprawdził, czy tkaniny zabarwione pigmentem są bezpieczne dla skóry ludzkiej. Małe kwadraty zabarwionej tkaniny zostały przyklejone na nadgarstki ochotników na powtarzane osiemgodzinne okresy przez trzy dni. Żaden z uczestników nie rozwinął zaczerwienienia, obrzęku ani wysypki, co wskazuje, że oczyszczony barwnik, pozbawiony żywych bakterii, nie powodował podrażnień w tych warunkach. Podsumowując, badanie pokazuje, że niebiesko‑zielony barwnik pochodzący od bakterii związanych z winogronami może działać jako nietoksyczny, ekologiczny barwnik, który jednocześnie ogranicza rozwój szkodliwych mikrobów. Przy dalszych pracach nad poprawą odporności na światło i skalowaniem produkcji takie mikrobiologiczne kolory mogłyby pomóc branży tekstylnej odejść od zanieczyszczających barwników syntetycznych na rzecz czystszych, biopochodnych alternatyw.

Cytowanie: Kour, S., Dutta, U., Mahajan, T. et al. Biochromatic potential of Pseudomonas aeruginosa from grapes: molecular profiling, antimicrobial action and eco-friendly dye applications. Sci Rep 16, 10859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43143-1

Słowa kluczowe: barwniki mikrobiologiczne, naturalne barwniki tekstylne, Pseudomonas aeruginosa, tkaniny o właściwościach antybakteryjnych, piocyjanina