06.12.2021 - Cornell University

La maravilla del azul salvaje: Un haz de rayos X explora la proteína del color de los alimentos

En los productos alimentarios, los azules naturales tienden a ser malhumorados

Un divertido colorante alimentario con nombre científico -la ficocianina- proporciona un vívido pigmento azul que las empresas alimentarias anhelan, pero puede ser inestable cuando se coloca en refrescos y bebidas deportivas, y luego pierde sus matices bajo la luz fluorescente en los estantes de los supermercados.

Con la ayuda de la física y de los brillantes rayos X del sincrotrón de la Universidad de Cornell, los científicos especializados en alimentación de esta universidad han encontrado la receta para el comportamiento único de la ficocianina y ahora tienen la oportunidad de estabilizarla, según una nueva investigación publicada el 12 de noviembre en la revista BioMacromolecules de la Sociedad Química Americana.

"La ficocianina tiene un color azul intenso", explica Alireza Abbaspourrad, profesor adjunto de química alimentaria y tecnología de ingredientes de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida. "Sin embargo, si se quiere poner la ficocianina en bebidas acidificadas, el color azul se desvanece rápidamente debido al tratamiento térmico".

La investigación, titulada "Tuning C-Phycocyanin Photoactivity via pH-Mediated Assembly-Disassembly", es obra de Ying Li, estudiante de doctorado en ciencias de la alimentación ; Richard Gillilan, científico de plantilla en la ciencia de rayos X macromoleculares de la Cornell High Energy Synchrotron Source; y Abbaspourrad.

La mayoría de las empresas alimentarias que buscan el color azul en sus alimentos utilizan colorantes alimentarios sintéticos, según Abbaspourrad. La ficocianina es una proteína natural y más nutritiva derivada de las algas, que es el principal ingrediente de la espirulina, que se vende sobre todo en polvo en las tiendas de alimentos saludables. Los científicos de la alimentación querían entender sus propiedades de color y su funcionamiento.

La ciencia delos alimentos se une a la física. Los investigadores se asociaron con la Instalación de Difracción Macromolecular de la Fuente de Sincrotrón de Alta Energía de Cornell (MacCHESS) y utilizaron la Cromatografía de Exclusión de Tamaño acoplada a la Dispersión de Rayos X de Ángulo Pequeño (SEC-SAXS) en una línea de luz.

La ficocianina se colocó en un fluido biológico y se llevó al laboratorio del MacCHESS. Allí, los intensos rayos X de la línea de luz se canalizaron hacia pequeñas gotas del fluido. La dispersión de rayos X de ángulo pequeño demostró que, según los niveles de pH, los filamentos moleculares cambiaban de forma, pliegues y ensamblajes.

"Así, según cambia el pH, las moléculas de ficocianina se forman de diferentes maneras", dijo Li. "Si el pH sube, las moléculas se juntan y si el nivel de pH baja, las moléculas se desensamblan.

"A medida que cambiamos el estímulo ambiental para la ficocianina, las moléculas modulan su comportamiento en términos de cómo interactúan con la luz", dijo. "Es una relación de la estructura de la proteína y la estabilidad del color".

La acidez del entorno puede mediar esencialmente una vía de ensamblaje-desensamblaje, dijo Abbaspourrad. "A través de la dispersión de rayos X pudimos ver las proteínas y ver cómo se ensamblan sus monómeros y cómo se desensamblan los oligómeros", dijo. "Esa es la causa fundamental de cómo se desvanece el color azul".

Esta investigación fue financiada por el Departamento de Agricultura de EE.UU. (Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura), y el CHESS cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de la Ciencia, el estado de Nueva York y los Institutos Nacionales de la Salud y su Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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