来自葡萄的铜蓝假单胞菌生物色谱潜力：分子谱分析、抗菌作用与环保染料应用

来自意想不到来源的色彩

为我们衣物增色的大多数颜色来自以石油为原料的合成染料，这些染料可能污染水道并带来健康风险。本研究探索一种截然不同的色彩来源：生长在黑葡萄上的细菌产生的蓝绿色素。研究者考察这种天然色素是否能在纺织品中安全替代部分合成染料，同时兼具抑制有害微生物的附加优势。

在葡萄上发现有用的细菌

团队从当地市场购买的普通黑葡萄开始。经过在无菌条件下仔细清洗并捣碎果实后，他们将少量葡萄物质接种到培养基凝胶的培养皿上。在生长出的众多微生物中，有两株形成了显眼的蓝绿色菌落。通过对其形态、染色性、化学反应、光吸收特征和基因序列的详尽检测，发现一株名为 SK4 的优势菌株属于物种 Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）。该细菌已知能产生一种名为吩嗪酮（pyocyanin）的鲜明色素，该色素易溶于水且颜色独特。

将微生物色素转化为可用染料

为获取色素，科学家在含甘油的液体营养培养基中培养 SK4 菌株，甘油既促进了快速生长也增强了色素产量。他们随时间追踪细菌生长情况，发现其繁殖约每两小时翻一番，这一速度利于高效色素生产。数天后，培养液明显呈蓝绿色。研究者随后比较了四种常用溶剂以从细胞中提取色素。氯仿效果最佳，提取出量多、稳定且色泽浓烈的物质。光吸收测量确认，提取的色素与吩嗪酮的光学指纹相吻合。

具有抗菌功能的天然色彩

除了提供颜色外，该色素还表现出明确的抗菌活性。采用将色素放入细菌涂布的琼脂板中观察抑菌圈的标准测试，团队检测了其对四种临床重要微生物的作用：Salmonella typhi、Escherichia coli、Klebsiella pneumoniae 和另一株 Pseudomonas aeruginosa。在每个色素孔周围出现了可见的抑菌透明区，说明测试细菌无法生长。抑菌圈的大小表明该色素持续抑制这四种病原体，呈现广谱活性。这提示用此类染料染色的织物不仅美观，还可能有助于减少表面污染。

将生物染料应用于实际织物

研究者随后用该细菌色素处理了四种织物——棉、丝、绉（crepe）和缎（satin）。所有织物均呈现出蓝绿色调，但吸色程度不同。绉纸运色最强，其次为缎，而丝和棉呈较柔和的浅色调。采用标准测试评估颜色在洗涤、摩擦和光照下的耐久性，评级从极差到优秀不等。绉纸运色表现最佳，在洗涤和使用过程中保持色泽非常好。缎的耐久性良好，而丝和棉较易褪色。对于所有织物，抗光照性是最薄弱的环节，长时间光照下出现明显褪色，这是许多天然染料的已知局限。

皮肤安全性与未来前景

鉴于 Pseudomonas aeruginosa 可在易感人群中引发感染，团队评估了色素染色织物在人体皮肤上的安全性。将小块着色织物贴在志愿者手腕上，连续三个日期间每次贴八小时。没有参与者出现发红、肿胀或皮疹，表明经纯化、无活菌的色素在这些条件下不致刺激皮肤。总体而言，该研究表明来自葡萄相关细菌的蓝绿色色素可作为非毒性、环保的染料，同时具备抑制有害微生物的能力。通过进一步提高抗光性并扩大生产规模，此类微生物色素有望帮助纺织业从污染性的合成染料转向更清洁的生物基替代品。

引用: 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

关键词: 微生物色素, 天然纺织染料, 铜绿假单胞菌, 抗菌织物, 吩嗪酮（pyocyanin）