Биохроматический потенциал Pseudomonas aeruginosa с винограда: молекулярный профиль, антимикробное действие и экологичные применения в крашении

Цвет из неожиданного источника

Большая часть красок, украшающих нашу одежду, производится синтетически из нефти; она может загрязнять водные системы и представлять риск для здоровья. В этом исследовании рассматривается совершенно иной источник цвета: сине‑зелёный пигмент, вырабатываемый бактериями, обитающими на тёмном винограде. Учёные проверяли, может ли этот натуральный цвет безопасно заменить часть синтетических красителей в текстиле и при этом дать дополнительный эффект — борьбу с вредными микробами.

Поиск полезных бактерий на винограде

Команда начала с обычных тёмных виноградин, купленных на местных рынках. После тщательной промывки и стерильного измельчения плодов они наносили небольшие количества виноградного материала на питательный агар в чашках Петри. Среди множества выросших микробов две колонии оказались ярко сине‑зелёными. Детальные исследования формы, реакции при окраске, химического поведения, спектра поглощения света и последовательности гена показали, что одна выделившаяся культура, обозначенная как SK4, относится к виду Pseudomonas aeruginosa. Эта бактерия известна способностью синтезировать яркий пигмент пиоцианин, хорошо растворимый в воде и обладающий характерным цветом.

Преобразование микробного цвета в пригодный для использования краситель

Чтобы извлечь пигмент, учёные выращивали штамм SK4 в жидкой питательной среде с добавлением глицерина, что стимулировало как быстрый рост, так и интенсивное образование окраски. Они отслеживали рост бактерий во времени и обнаружили, что популяция удваивается примерно каждые два часа — скорость, благоприятная для эффективного производства пигмента. Через несколько дней культура приобрела заметный сине‑зелёный цвет. Исследователи затем сравнили четыре распространённых растворителя для извлечения пигмента из клеток. Наилучший результат дал хлороформ, обеспечив наибольший выход стабильного, насыщенного по цвету вещества. Измерения спектра поглощения подтвердили, что извлечённый пигмент соответствует оптическому отпечатку, ожидаемому для пиоцианина.

Натуральный цвет, который борется с микробами

Помимо придания цвета, пигмент продемонстрировал выраженную антимикробную активность. В стандартном тесте, где лунки с пигментом размещают на агаре, покрытом тестовыми бактериями, команда проверяла его действие на четыре медицински значимых микроорганизма: Salmonella typhi, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae и ещё один штамм Pseudomonas aeruginosa. Вокруг каждой лунки возникали прозрачные зоны, где тестовые бактерии не росли. Размеры этих зон показали, что пигмент последовательно препятствовал росту всех четырёх патогенов, указывая на широкоспектровую активность. Это наводит на мысль, что ткани, окрашенные таким красителем, могли бы не только выглядеть привлекательно, но и снижать загрязнение поверхностей микробами.

Нанесение био‑красителя на реальные ткани

Затем исследователи обработали четыре типа ткани — хлопок, шёлк, креп и сатин — бактериальным пигментом. Все они приобрели сине‑зелёный оттенок, но в разной степени. Креп впитал краску сильнее всего, затем следовал сатин, тогда как шёлк и хлопок показали более мягкие, пастельные тона. Стандартные тесты оценивали стойкость цвета при стирке, трении и воздействии света по шкале от очень плохой до отличной. Креп показал наилучшие результаты, сохранив цвет очень хорошо при стирке и эксплуатации. У сатина прочность была хорошей, тогда как шёлк и хлопок выцветали легче. Для всех тканей наименьшей оказалась устойчивость к солнечному свету: при длительном воздействии наблюдалось заметное выцветание — известное ограничение многих натуральных красителей.

Безопасность для кожи и перспективы

Поскольку Pseudomonas aeruginosa может вызывать инфекции у уязвимых пациентов, команда проверила, безопасны ли окрашенные ткани для человеческой кожи. Небольшие квадраты окрашенной ткани прикрепляли скотчем на запястья добровольцев на повторяющиеся восьмичасовые периоды в течение трёх дней. Ни у одного участника не появилось покраснения, отёка или сыпи, что указывает на то, что очищенный пигмент, лишённый живых бактерий, при этих условиях не вызывал раздражения. В целом исследование демонстрирует, что сине‑зелёный пигмент от бактерий, связанных с виноградом, может служить нетоксичным, экологичным красителем, одновременно подавляющим вредные микроорганизмы. При дальнейшем улучшении светостойкости и масштабировании производства такие микробные краски могли бы помочь текстильной промышленности уйти от загрязняющих синтетических красителей в пользу более чистых био‑основанных альтернатив.

Цитирование: 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

Ключевые слова: микробные пигменты, натуральные текстильные красители, Pseudomonas aeruginosa, антибактериальные ткани, пиоцианин