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A aplicação de substâncias naturais com ação bactericida é alvo de pesquisas que visam uma produção mais sustentável, implicando em diversas fontes de substâncias para novas formulações terapêuticas. Este estudo apresenta a caracterização química, toxicidade e atividade antimicrobiana do óleo essencial (OE) das folhas de Bixa orellana Labill. O óleo essencial foi extraído por hidrodistilação a 100ºC durante 3h. Os parâmetros físico-químicos foram determinados e a caracterização química utilizada foi a Cromatografia em gás acoplada à Espectrometria de Massa (CG/EM). O ensaio de toxicidade foi realizado através do bioensaio com lixivia Artemia salina. Para avaliar a atividade antimicrobiana foram utilizados os métodos de Difusão Discal e Diluição em Caldo diante das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. LC50 no ensaio de toxicidade foi verificado em 355 mg L-1 e foi classificado como não tóxico. A EO apresentou atividade antimicrobiana contra os microorganismos testados e totalizou 320 mg de EAT g-1 de fenólicos totais. Os resultados obtidos destacam a importância de apontar este produto como uma alternativa terapêutica, incentivando o seu potencial de aplicação.