สารสีผสมอาหารแสนสนุกที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า ไฟโคไซยานิน ให้เม็ดสีฟ้าสดใสที่บริษัทด้านอาหารต้องการ แต่อาจไม่เสถียรเมื่อใส่ในน้ำอัดลมและเครื่องดื่มเกลือแร่ แล้วสูญเสียเฉดสีไปภายใต้แสงฟลูออเรสเซนต์บนชั้นวางขายของชำ

ด้วยความช่วยเหลือของฟิสิกส์และรังสีเอกซ์ที่สว่างจากซินโครตรอนของ Cornell University นักวิทยาศาสตร์ด้านอาหารของ Cornell ได้ค้นพบสูตรสำหรับพฤติกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของ phycocyanin และตอนนี้พวกเขามีโอกาสที่จะทำให้เสถียรตามการวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายนใน American Chemical วารสาร BioMacromolecules ของสังคม

"ไฟโคไซยานินมีสีฟ้าสดใส" Alireza Abbaspourrad ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมีอาหารและเทคโนโลยีส่วนผสมในวิทยาลัยเกษตรและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตกล่าว "อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณต้องการใส่ไฟโคไซยานินในเครื่องดื่มที่เป็นกรด สีฟ้าจะจางลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการบำบัดด้วยความร้อน"

งานวิจัย "Tuning C-Phycocyanin Photoactivity ผ่าน pH-Mediated Assembly-Disassembly" ประพันธ์โดย Ying Li นักศึกษาปริญญาเอกด้านวิทยาศาสตร์การอาหาร Richard Gillilan นักวิทยาศาสตร์พนักงานที่วิทยาศาสตร์เอ็กซ์เรย์ Macromolecular ที่ Cornell High Energy Synchrotron Source; และอับบาสปูราด

บริษัทอาหารส่วนใหญ่ที่แสวงหาบลูส์ในอาหารของพวกเขาใช้สีย้อมอาหารสังเคราะห์ Abbaspourrad กล่าว ไฟโคไซยานินเป็นโปรตีนจากธรรมชาติและมีคุณค่าทางโภชนาการมากกว่าที่ได้จากสาหร่าย ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในสาหร่ายสไปรูลิน่า ซึ่งส่วนใหญ่ขายในรูปแบบผงที่ร้านขายอาหารเพื่อสุขภาพ นักวิทยาศาสตร์ด้านอาหารต้องการทำความเข้าใจคุณสมบัติของสีและวิธีการทำงาน

วิทยาศาสตร์การอาหารพบกับฟิสิกส์ นักวิจัยได้ร่วมมือกับ Macromolecular Diffraction Facility ของ Cornell High Energy Synchrotron Source (MacCHESS) และใช้ Size-Exclusion Chromatography ร่วมกับ Small-Angle X-ray Scattering (SEC?SAXS) บนลำแสง

Phycocyanin ถูกใส่ลงในของเหลวชีวภาพและนำไปที่ห้องปฏิบัติการ MacCHESS ที่นั่น รังสีเอกซ์แบบบีมไลน์ที่เข้มข้นถูกส่งผ่านไปยังของเหลวหยดเล็กๆ การกระเจิงของรังสีเอกซ์ในมุมเล็กแสดงให้เห็นว่าเมื่อระดับ pH สายโมเลกุลเปลี่ยนไปเป็นรูปร่าง การพับ และการประกอบที่แตกต่างกัน

"เมื่อ pH เปลี่ยนแปลง โมเลกุลของไฟโคไซยานินก็ก่อตัวในรูปแบบต่างๆ" หลี่กล่าว "ถ้าค่า pH สูงขึ้น โมเลกุลก็จะมารวมกัน และถ้าระดับ pH ลดลง โมเลกุลก็จะแยกออกจากกัน

"เมื่อเราเปลี่ยนสิ่งเร้าทางสิ่งแวดล้อมสำหรับไฟโคไซยานิน โมเลกุลจะปรับพฤติกรรมของพวกมันในแง่ของวิธีที่พวกมันโต้ตอบกับแสง" เธอกล่าว "มันเป็นความสัมพันธ์ของโครงสร้างโปรตีนและความคงตัวของสี"

Abbaspourrad กล่าวว่าความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมสามารถเป็นสื่อกลางในแนวทางการถอดประกอบชิ้นส่วนได้ "จากการกระเจิงด้วยรังสีเอกซ์ เราสามารถมองเห็นโปรตีนและดูว่าโมโนเมอร์ของพวกมันถูกประกอบเข้าด้วยกันอย่างไร และโอลิโกเมอร์แยกส่วนอย่างไร" เขากล่าว "นั่นคือสาเหตุหลักของการที่สีน้ำเงินจางลง"

งานวิจัยนี้ได้รับทุนจากกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา (สถาบันอาหารและการเกษตรแห่งชาติ) และ CHESS ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ รัฐนิวยอร์ก และสถาบันสุขภาพแห่งชาติและสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั่วไปแห่งชาติบาคาร่า สมัครบาคาร่า