A humanidade tem extraído pigmentos de minérios, plantas e animais desde a pré-história. Os pigmentos sintéticos diminuíram os custos de produção, mas ainda podem ser tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente. E agora para onde ir? Como continuar produzindo corantes e pigmentos de forma sustentável? Bactérias podem ser a resposta! 

Pigmentos e corantes naturais – vantagens e limitações

Corantes e pigmentos naturais são preferidos pela população e favorecidos pela legislação quando comparados aos sintéticos. Isso acontece, porque os naturais são mais seguros para saúde e são biodegradáveis. Então, para produção de brinquedos e objetos manuseados por crianças, tecidos e produtos artesanais, ainda existe uma grande demanda de compostos naturais. 

Porém, existem limitações na produção desses compostos naturais. Alguns são difíceis ou caros de encontrar. Como exemplo, temos os carotenoides como os betacaroteno, responsáveis pelas cores amarela a vermelha em alimentos como cenoura, tomate e pimentão, em que 1 kg da versão sintética custa até 2 mil dólares, enquanto a mesma quantidade da versão natural pode custar até 7,5 mil dólares. Outros compostos são instáveis e sensíveis à luz, umidade, pH, etc, e outros só podem ser produzidos em alguns locais do planeta ou em certas épocas do ano, especialmente os extraídos de plantas que dependem de condições climáticas para serem cultivadas. Além disso, apesar de continuarmos encontrando novas possibilidades até em ervas daninhas (veja o texto da semana passada  – link), ainda existe uma paleta limitada. 

Bactérias como fontes de pigmentos e corantes

Diversos microrganismos são capazes de produzir moléculas que são usadas para corar alimentos, tecidos, cosméticos e fármacos de forma não tóxica e ecologicamente correta. Entre essas moléculas podemos encontrar carotenoides (amarelos, alaranjados e vermelhos), melanina (marrom), indigoidina (azul), violaceina (roxo) e muitos outros.

Corantes obtidos a partir de bactérias que podem substituir corantes sintéticos e suas aplicações. Fonte: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2020.00100/full

Vários desses compostos, além de coloridos, também possuem propriedades antimicrobianas, antioxidantes, anti-inflamatórias, anticarcinogênica e antiobesidade. Cientistas extraíram um pigmento amarelo do tipo betacaroteno de bactérias encontradas em corais que foi capaz de inibir a reprodução de superbactérias como a Klebsiella pneumoniae, também conhecida KPC, e  Staphylococcus Aureus resistente a meticilina (MRSA). Um pigmento vermelho chamado de prodigiosina está sendo estudado e tem mostrado grande capacidade de matar células tumorais, especialmente células associadas a leucemias. Dezenas de outros pigmentos estão sendo analisadas por pesquisadores e têm potencial para serem usados com fins farmacêuticos.  

Dificuldades do uso de pigmentos de bactérias

Vimos que extrair corantes e pigmentos de bactérias tem um futuro promissor. Porém, ainda é necessário melhorar a produtividade. Uma coisa é produzir em laboratório, em pequena escala, para pesquisa. Produzir em escala industrial, mantendo a qualidade e com todos os cuidados necessários para evitar contaminação a um custo acessível ainda é um desafio.  

Existem duas principais formas de aumentar a produção de compostos extraídos de microrganismos, como bactérias e leveduras: 

1. Encontrar na natureza novas linhagens de bactérias capazes de produzir pigmentos e melhorar sua produtividade;

2. Melhorar a produtividade de bactérias já conhecidas, tanto por modificação das bactérias como por melhorias nos processos de produção

Pesquisadores das mais diversas especialidades têm trabalhado para gerar produtos mais seguros e ecologicamente sustentáveis. Ainda temos um longo caminho a percorrer, por isso, é preciso investir em pesquisa e unir esforços.

Gostou de saber mais como a ciência e arte se unem? Semana que vem, tenho uma dica especial …

por Patricia Sujii

sujiips@gmail.com

Referência

Venil, C. K., Dufossé, L., & Renuka Devi, P. (2020). Bacterial pigments: sustainable compounds with market potential for pharma and food industry. Frontiers in Sustainable Food Systems, 4, 100.

Fujikawa, H., & Akimoto, R. (2011). New blue pigment produced by Pantoea agglomerans and its production characteristics at various temperatures. Applied and environmental microbiology, 77(1), 172-178.

Imagem de capa: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3019727/

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