При недостатке в среде основных дыхательных субстратов — углеводов, когда процесс дыхания организм должен обеспечивать за счет расщепления своих белков, синтез пигмента происходит при интенсивном выщеплении из них тирозина. Близкое объяснение дается появлению пигмента в стареющих и старых культурах, в которых процессы разрушения белка преобладают над процессами его синтеза.

Унгерер (Ungerer, 1934) нашел тирозин в белках азотобактера и, определяя его содержание в динамике, показал заметное уменьшение с возрастом культур и исчезновение у старых культур, интенсивно пигментированных. В это же время наблюдалось сильное подщелачивание среды за счет выделения аммиака. Унгерер, вслед за Шмальфусом (Schmalfus, 1928, пит. по Ungerer, 1934), рассматривает этот момент, как благоприятствующий возникновению пигментации. Появление аммиака в среде Виноградский (Winogradsky, 1932) объясняет тем, что клетка при недостатке углеводов (в старых культурах) выбрасывает наружу этот промежуточный продукт фиксации азота.

Исследования показали, что для развития пигментации важно также, чтобы в среде существовало определенное соотношение С: N. Так, добавка к маннитдикалийфосфатной среде азота (2% пептона +0,2% NaN03) значительно усиливала коричневую окраску культур и даже вызывала образование пигмента на средах с 4% маннита (Rippel, Ludwig, 1925). Имеет значение и вид источника углерода. Так, на глюкозе окраска развивается слабее, чем на бутирате (Beijerinck, 1902, цит. по Ungerer, 1934). Крахмал и продукты его гидролитического расщепления ускоряют пигментогенез (Omeliansky, Ssewerowa, 1911). Источник азота также не безразличен для протекания этого процесса. Нитрат способствует, а пептон и аммонийные соли не оказывают на него влияния (Beijerinck, 1902, цит. по Ungerer, 1934; Omeliansky, Ssewerowa, 1911; Sackett, 1912, цит. no Ungerer, 1934).