《Journal of Applied Phycology》：Augmentation of the stability of phycocyanin from Arthrospira maxima (Spirulina) by the addition of food preservatives and influence of pH on extracts obtained with different extraction procedures
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研究人员为解决藻蓝蛋白（C-PC）稳定性问题，研究食品防腐剂及 pH 影响，发现多种关键成果，为其应用提供依据。
在五彩斑斓的食品世界里，颜色常常是吸引消费者目光的第一要素。合成食品色素虽然价格低廉，但因其可能带来的健康风险，逐渐让人们避而远之。从石油基化学品中提取的合成色素，部分已被禁止使用，却仍有违规出现在饮料产品中的情况。比如，含有偶氮基团的合成色素，在人体肠道微生物群或肝脏中酶的作用下，可能产生致癌物联苯胺。
在这样的背景下，来自蓝藻、红藻和隐藻的天然水溶性蓝色色素蛋白 —— 藻蓝蛋白（C-PC），凭借其丰富的营养价值和多样的生物活性，如抗氧化、抗炎、神经保护等，成为了食品和化妆品行业的 “潜力新星”。然而，C-PC 却有着 “脆弱的一面”，其稳定性受温度、pH、光照等多种因素影响，在加工和储存过程中容易降解、沉淀、变色，这大大限制了它的广泛应用。
为了突破这一困境，来自越南胡志明市工业大学和德国不来梅应用科学大学的研究人员，开展了一项关于 “食品防腐剂对极大螺旋藻（Arthrospira maxima ）中藻蓝蛋白稳定性的增强作用以及不同提取方法所得提取物受 pH 影响” 的研究，相关成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是培养极大螺旋藻（Arthrospira maxima ）UTEX 2342，在特定条件下监测其生长，选取对数期进行收获；二是运用超声提取法和冻融提取法获得藻蓝蛋白提取物，并对提取物进行纯化；三是添加不同的食品防腐剂，如糖类、有机酸、氯化钠等，通过分光光度计测定其对藻蓝蛋白稳定性的影响；四是调整提取物的 pH，研究不同 pH 条件下防腐剂的作用效果。
下面来看看具体的研究结果：
- 不同提取方法所得藻蓝蛋白提取物的特性：研究比较了超声结合壳聚糖絮凝（分别在柠檬酸、醋酸、乳酸中进行，简称 UCC、UCL、UCA ）和冻融提取（FT）这几种方法得到的藻蓝蛋白提取物。结果显示，FT 法获得的藻蓝蛋白浓度最高，为 5.11 ± 0.16 mg/mL；UCA 法得到的提取物纯度最高，为 2.03 ± 0.01 。各提取物的 pH 值有所差异，FT 提取物 pH 为 6.49，UCA 为 4.03，UCL 为 3.72，UCC 为 3.63。
- 防腐剂对藻蓝蛋白热稳定性的影响：在 70°C 下，研究人员向 UCC 提取物中添加不同的防腐剂，结果发现，山梨醇、蔗糖、葡萄糖在 32%（w/v）时对藻蓝蛋白的稳定效果最佳，CR?值分别达到 96.67 ± 0.01 %、83.41 ± 0.67 %、76.21 ± 1.34 %，相应的半衰期值从 13.77 ± 0.21 min 大幅增加到 614.83 ± 1.81 min、114.79 ± 5.00 min、76.74 ± 5.12 min 。而果糖、木糖醇、麦芽糖在较低浓度时稳定效果不明显，乳糖、木糖则几乎没有稳定作用。另外，抗坏血酸和柠檬酸不仅没有稳定作用，还会导致藻蓝蛋白沉淀和失色，氯化钠在该条件下也无法保护藻蓝蛋白。
- pH 对不同藻蓝蛋白提取物的影响
- 氯化钠与 pH 的协同作用：在 pH 为 6.49 的 FT 提取物中，添加 14 - 20%（w/v）的氯化钠能显著提高藻蓝蛋白的稳定性，CR?值可达 88.61 - 99.10%，半衰期最长可达 2291.19 ± 14.51 min 。但在酸性的 UCL 和 UCA 提取物中，氯化钠会导致藻蓝蛋白沉淀。当调整 UCC、UCL、UCA 提取物的 pH 至 6 - 7 后，再添加 20% 氯化钠，提取物的稳定性增强，CR?值升高。
- 糖类与 pH 的关系：在不同 pH 的藻蓝蛋白提取物中，32%（w/v）的山梨醇、蔗糖、葡萄糖都能在 70°C 下保护藻蓝蛋白。在酸性提取物（UCC、UCL、UCA）中，山梨醇的保护效果最佳；在 FT 提取物中，蔗糖的保护效果相对较好。总体来说，糖类在酸性条件下对藻蓝蛋白的稳定效果更好。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，藻蓝蛋白在 60°C 时相对稳定，70°C 则是其稳定性的 “分水岭”，温度超过 70°C，其浓度和半衰期值显著下降。不同糖类对藻蓝蛋白的稳定效果差异明显，除了与糖类的种类有关，还和其浓度密切相关。虽然高浓度糖类能有效增强藻蓝蛋白的稳定性，但对于一些低 - 糖或无糖产品，这种方法并不适用。此外，氯化钠在中性 pH 条件下能显著提高藻蓝蛋白的稳定性，而在酸性条件下却会导致其沉淀。这一研究为藻蓝蛋白在食品、化妆品等行业的应用提供了重要参考，有助于推动其在工业生产中的合理使用，也为后续进一步优化藻蓝蛋白的稳定性提供了方向。例如，未来可以探索在不影响产品特性的前提下，如何更好地利用糖类和氯化钠的稳定作用，或者寻找其他更适合在酸性环境和低糖配方中使用的稳定剂，从而让藻蓝蛋白在更多领域大放异彩。
