Meraviglia blu selvaggia: X

Nei prodotti alimentari, la tristezza naturale tende ad essere lunatica.

Un divertente colorante alimentare con un nome scientifico – ficocianina – fornisce un vivido pigmento blu tanto desiderato dalle aziende alimentari, ma può essere instabile se inserito in bibite analcoliche e bevande sportive, e quindi perdere le sue sfumature sotto la luce fluorescente sugli scaffali dei supermercati.

Con l'aiuto della fisica e dei luminosi fasci di raggi X del sincrotrone della Cornell, gli scienziati alimentari della Cornell hanno trovato la ricetta per il comportamento unico della ficocianina e ora hanno la possibilità di stabilizzarla, secondo una nuova ricerca pubblicata il 12 novembre sulla rivista dell'American Chemical Society. rivista BioMacromolecules.

"La ficocianina ha un vibrante colore blu", ha affermato Alireza Abbaspourrad, professore assistente Youngkeun Joh di chimica alimentare e tecnologia degli ingredienti presso il Dipartimento di scienze alimentari della Facoltà di agricoltura e scienze della vita. "Tuttavia, se si desidera inserire la ficocianina nelle bevande acidificate, il colore blu svanisce rapidamente a causa del trattamento termico."

La ricerca, "Ottimizzazione della fotoattività della C-ficocianina tramite assemblaggio-disassemblaggio mediato dal pH", è stata scritta da Ying Li, uno studente di dottorato in scienze alimentari; Richard Gillilan, scienziato dello staff della scienza dei raggi X macromolecolari presso la Cornell HighEnergy Synchrotron Source, o MacCHESS; e Abbaspourrad.

La maggior parte delle aziende alimentari che ricercano il blues nei loro prodotti utilizzano coloranti alimentari sintetici, ha affermato Abbaspourrad. La ficocianina è una proteina naturale e più nutritiva derivata dalle alghe, che è l'ingrediente principale della spirulina, venduta principalmente sotto forma di polvere nei negozi di alimenti naturali. Gli scienziati del settore alimentare volevano comprendere le sue proprietà cromatiche e come funzionava.

La scienza dell'alimentazione incontra la fisica. I ricercatori hanno collaborato con l’impianto di diffrazione macromolecolare della sorgente di sincrotrone ad alta energia Cornell (MacCHESS) e hanno utilizzato la cromatografia ad esclusione dimensionale accoppiata allo scattering di raggi X a piccolo angolo (SEC−SAXS) su una linea di luce.

La ficocianina è stata posta in un fluido biologico e portata al laboratorio MacCHESS. Lì, intensi raggi X della linea di luce sono stati incanalati in minuscole gocce del fluido. La diffusione dei raggi X a piccolo angolo ha mostrato che con l’aumento del pH, i filamenti molecolari si modificavano in forme, pieghe e assemblaggi diversi.

"Quindi, quando il pH cambia, le molecole di ficocianina si formano in modi diversi", ha detto Li. "Se il pH aumenta, le molecole si uniscono e se il livello del pH scende, le molecole si disassemblano.

"Quando abbiamo cambiato lo stimolo ambientale per la ficocianina, le molecole modulano il loro comportamento in termini di come interagiscono con la luce", ha detto. "È una relazione tra la struttura proteica e la stabilità del colore."

L’acidità dell’ambiente può essenzialmente mediare un percorso di assemblaggio-smontaggio, ha affermato Abbaspourrad. "Attraverso la diffusione dei raggi X potremmo vedere le proteine ​​e vedere come i loro monomeri sono assemblati insieme e come gli oligomeri si disassemblano", ha detto. "Questa è la causa principale di come il colore blu svanisce."

Questa ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti (Istituto Nazionale per l’Alimentazione e l’Agricoltura) e CHESS è sostenuta dalla National Science Foundation, dallo stato di New York, e dal National Institutes of Health e dal suo Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali.

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