Produção de colorantes a partir do cultivo submerso de Chromobacterium violaceum

Chromobacterium violaceum é uma bactéria Gram-negativa capaz de sintetizar colorantes da rota biossintética da violaceína e de seus derivados, por meio do operon vioABCDE, de duas moléculas de triptofano. Esses metabólitos apresentam aplicações biotecnológicas relevantes, incluindo atividade antimicrobiana e uso como colorantes sustentáveis nos setores têxtil e cosmético. Neste estudo, avaliaram-se condições de cultivo submerso de uma cepa selvagem de C. violaceum visando à produção de colorantes associados à rota da violaceína, bem como estratégias de recuperação desses compostos. A cepa não apresentou coloração púrpura evidente em meio sólido LB; entretanto, em cultivo submerso com meio de produção “V”, formou biomassa com coloração arroxeada, indicando ativação da rota biossintética nas condições avaliadas. Após 23 horas, observou-se crescimento celular expressivo, com DO₇₃₄ de 1,853 ± 0,082, e consumo total da glicose, demonstrando que o meio empregado foi compatível com o crescimento bacteriano e com a formação do colorante. A produção mostrou-se associada à maior densidade celular e ao pH próximo à neutralidade, enquanto condições mais ácidas ou menor crescimento resultaram em redução ou ausência de coloração arroxeada. Na etapa de recuperação, solventes apolares apresentaram baixa eficiência, enquanto a sonicação assistido em etanol 50% (v/v) foi a estratégia mais promissora para remoção do colorante da biomassa. Contudo, a ausência de pico definido em 575–580 nm na varredura UV-Vis indica a necessidade de purificação e confirmação cromatográfica dos colorantes produzidos. Assim, os resultados evidenciam o potencial da cepa para obtenção de colorantes de interesse biotecnológico aplicado em processos fermentativos controlados futuros.

Resumo (inglês)

Chromobacterium violaceum is a Gram-negative bacterium capable of synthesizing colorants from the violacein biosynthetic pathway and its derivatives through the vioABCDE operon, from two tryptophan molecules. These metabolites have relevant biotechnological applications, including antimicrobial activity and use as sustainable colorants in the textile and cosmetic sectors. In this study, submerged cultivation conditions of a wild-type C. violaceum strain were evaluated to produce colorants associated with the violacein pathway, as well as recovery strategies for these compounds. The strain did not show evident purple coloration on solid LB medium; however, under submerged cultivation in “V” production medium, it formed biomass with a purplish coloration, indicating activation of the biosynthetic pathway under the evaluated conditions. After 23 h of cultivation, expressive cell growth was observed, with an OD₇₃₄ of 1.853 ± 0.082, along with complete glucose consumption, demonstrating that the medium was suitable for bacterial growth and colorant formation. Colorant production was associated with higher cell density and near-neutral pH, whereas more acidic conditions or lower growth resulted in reduced or absent purplish coloration. During the recovery step, nonpolar solvents showed low efficiency, while sonification assisted extraction with 50% ethanol (v/v) was the most promising strategy for removing the colorant from the biomass. However, the absence of a defined peak at 575–580 nm in the UV–Vis scan indicates the need for purification and chromatographic confirmation of the produced colorants. Thus, the results highlight the potential of this strain for obtaining colorants of applied biotechnological interest in future controlled fermentative processes and industrial development.

Palavras-chave

Bioprocessos , Biotecnologia , Colorantes naturais , Corantes , Microbiologia aplicada , Violaceína , Bioprocesses , Biotechnology , Natural dyes , Applied Microbiology , Violacein

Idioma

Português

Citação

PAGANOTTO, Ana Paula; MARTINS, Debora Cristina Dan; SOARES, Gustavo; LIMA, Lívia Kaori Seino Corrêa; SANTI, Nicole Soler Matubaro de; SILVA, Raquel Cristina da. Produção de colorantes a partir do cultivo submerso de Chromobacterium violaceum. 2026. 91 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Araraquara, 2026.