走進超市或餐廳,我們能看到紅色的蘋果、黃色的香蕉、綠色的蔬菜……但你有沒有發現,除了藍莓等個別例子,我們幾乎找不到藍色的天然食物?
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回憶一下,超市攤位上,是不是很少看到藍色的果蔬? 圖片來源:視圖網
這個現象并不是巧合,而且在水果和蔬菜上更加明顯。天然果蔬的藍色大多來自花青素類色素,這種色素不僅具備特殊的分子結構,還要搭配特定酸堿度的細胞環境等條件,才能穩定呈現藍色;與此同時,自然界的果實顏色主要服務于種子傳播,多數取食果實的動物對紅、橙、黃等暖色調更敏感,藍色果實的視覺吸引力在多數生境中沒有占到演化優勢。種種因素之下,天然呈藍色的食物種類就顯得格外稀少。
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藍莓是為數不多的天然呈藍色的水果 圖片來源:視圖網
但很少有人知道,在海洋世界里,早就誕生了一種純天然的藍色蛋白色素。它既是參與藍藻光合作用的重要成分,也是如今食品界極為稀缺的天然藍色原料——這就是被稱為 “藍色黃金”的藻藍蛋白。
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藻藍蛋白粉末 圖片來源:中國科學院青島生物能源與過程研究所微生物制造工程中心
來自海洋的藍色禮物
藻藍蛋白是一種來源于藍藻(如螺旋藻)的天然色素蛋白,英文名“Phycocyanin”源于希臘語詞根“phyco-”(藻類)和“kyanos”(藍色),因提取為固體物質后,擁有標志性的亮藍色外觀而得名。
藻藍蛋白的藍色源自源于其分子內獨特的四吡咯環結構,它能夠吸收波長范圍約550-650納米、橙紅色到黃色的光。根據光學中的互補色原理,物體最終呈現的色彩,是未被吸收的光線經反射或透射后進入人眼的結果。藻藍蛋白在吸收了橙紅色光后,剩余未被吸收的可見光主要集中在波長為450至490納米的藍色光區域。這些光線被反射或透射后,藻藍蛋白在視覺上就呈現出純凈而鮮明的藍色。
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上:藻藍蛋白單聚體 下:藻藍蛋白中的藻藍素化學式,含有四個吡咯環
工業上,藻藍蛋白主要萃取自螺旋藻。螺旋藻不是海藻,而是一種藍細菌,外表為青綠色,在顯微鏡下呈螺旋狀。
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圖片來源:中國科學院青島生物能源與過程研究所微生物制造工程中心
食用色素中的“藍色黃金”
在當前全球食用色素市場中,色譜分布呈現出顯著的失衡狀態——紅色系天然色素(例如胭脂蟲紅、甜菜紅)與黃色系天然色素(如姜黃素、β-胡蘿卜素)占據了市場的主導地位,而藍色系天然色素則長期面臨供應短缺的問題。正是在這樣的背景下,藻藍蛋白以其獨特的天然特性和合規的發展路徑,開始重塑全球藍色食用色素市場的格局。
市場上常見的合成藍色素主要包括亮藍和靛藍,它們均屬于人工合成色素,以煤焦油或芳香烴化合物為原料,通過化學合成制得;與之相比,藻藍蛋白是天然色素,實驗室在理想培養條件下,螺旋藻中藻藍蛋白含量達到 5.53 ± 0.26%,其提取過程復雜且技術要求高,因此也被譽為“藍色黃金”。
藻藍蛋白的一大突出優點是安全性。歐盟食品安全局(EFSA)2021年評估報告指出,亮藍的每日允許攝入量(ADI)為6 mg/kg bw,即每公斤體重、每日允許攝入6毫克;而藻藍蛋白是天然色素蛋白,歐盟認定為屬于著色食品原料而非添加劑,無需設定ADI值,美國FDA更將其列為“一般認為安全”(GRAS)物質,至今未發現任何不良反應報告。中國疾控中心營養與健康所的實驗顯示,即使以5000 mg/kg bw的高劑量喂食大鼠90天,其肝腎功能、血常規指標均無異常,展現出極高的生物安全性。
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某品牌巧克力豆曾經使用亮藍進行染色(上),2008年后改由藻藍蛋白進行染色(下) 圖片來源:Wikipedia
除了安全性,藻藍蛋白更是擁有顯著的功能性優勢。不同于合成色素僅能給食品“上色”的單一作用,藻藍蛋白是自然界中少見的“色素-營養-活性”三位一體的天然物質。它富含人體必需的8種氨基酸,必需氨基酸組成均衡,蛋白質營養價值較高,與人體氨基酸需求模式具有較好的匹配性。不過需要說明的是,藻藍蛋白在食品中作為天然著色劑的添加量極低,通常含量僅為每千克食品0.05-0.5克,不能依賴如此微小的攝入量來補充日常生活所必需的蛋白質。
藻藍蛋白不僅在天然著色領域表現卓越,在抗氧化領域同樣展現出非凡的實力:其氧自由基吸收能力(ORAC 值)高達 28000 μmol TE/100 g,分別是維生素C的18倍、茶多酚的5倍,抗氧化能力十分突出。
藻藍蛋白的抗炎功效已通過多維度的小鼠實驗研究得到充分驗證:100 μg/mL 的藻藍蛋白可使脂多糖(LPS)誘導的巨噬細胞一氧化氮(NO)釋放量降低 62%,能有效減輕炎癥反應。在動物模型中,它能降低脂多糖誘導的小鼠炎性巨噬細胞組織胺水平,阻斷NF-κB通路激活;對結腸炎小鼠,可改善腹瀉癥狀并下調IL-6、TNF-α等促炎因子表達;還能通過降低耳鳴相關基因轉錄水平,緩解聽力損傷癥狀。
藻藍蛋白在動物試驗中還表現出抗癌活性,對肺癌、惡性黑色素瘤等多種腫瘤細胞展現出抑制效果。藻藍蛋白通過多靶點協同作用抑制腫瘤生長,其機制包括直接殺傷癌細胞、阻斷增殖信號、抑制轉移相關通路,并對肝癌、乳腺癌等多種癌癥顯示濃度依賴性抑制效果。在體外培養的細胞實驗和小鼠等動物模型中,高濃度藻藍蛋白可顯著降低癌細胞存活率,且對正常細胞無毒性,展現出作為腫瘤輔助治療候選物質的潛力,目前雖然尚處于研究階段,但前景令人期待。
走進日常生活的藻藍蛋白
藻藍蛋白作為一種天然藍色色素,憑借其安全穩定、營養豐富的特性,已廣泛融入日常生活:在食品領域,它成為酸奶、冰淇淋、糖果等產品的天然著色劑,替代人工合成色素,為飲品和甜點增添夢幻藍色;在烘焙中,它與螺旋藻粉結合,打造出“藍色星球”主題的蛋糕和慕斯;在化妝品行業,藻藍蛋白被用于面膜、精華液中,作為天然成分助力肌膚的抗氧化護理……
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含有藻藍蛋白的“白馬王子湯”
藻藍蛋白,這個來自古老微藻的藍色精靈,正以其獨特的魅力,為我們描繪出一幅更天然、也更富想象力的未來食品圖景。
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來源:科學大院
編輯:Amyyy
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