隨著消費(fèi)者對(duì)天然健康食品需求的不斷增長(zhǎng)，開發(fā)天然色素以取代合成色素已成為食品工業(yè)的重要發(fā)展方向。然而，天然藍(lán)色色素來源稀缺且穩(wěn)定性差，當(dāng)前合成藍(lán)色色素仍被廣泛使用。花色苷是一種廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，提供紅、紫、藍(lán)等多種顏色，并具有抗氧化、抗菌等健康益處，因此在天然色素開發(fā)領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，花色苷穩(wěn)定呈現(xiàn)藍(lán)色的機(jī)制復(fù)雜，多依賴于?；ㄉ蘸徒饘匐x子，但?；ㄉ盏奶崛∨c利用成本較高，而金屬離子的添加可能對(duì)人體健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，亟需開發(fā)其他簡(jiǎn)便高效、無需添加金屬的花色苷藍(lán)化策略，為天然藍(lán)色色素的生產(chǎn)提供安全可靠的途徑。
在此背景下，研究團(tuán)隊(duì)探索了常見非?；?-O-葡萄糖苷花色苷與蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生藍(lán)色的可能性。以人血清白蛋白為模式蛋白，研究人員結(jié)合可見光吸收光譜、熒光猝滅和分子模擬等技術(shù)手段，揭示了該蛋白對(duì)飛燕草素-3-O-葡萄糖苷、矮牽牛素-3-O-葡萄糖苷等花色苷的顯著藍(lán)化效果，并解析了其與不同結(jié)構(gòu)特性花色苷的相互作用模式和機(jī)制。此外，研究還評(píng)估了常見食品蛋白質(zhì)對(duì)花色苷的藍(lán)化效果，揭示了牛血清白蛋白和溶菌酶對(duì)錦葵素-3-O-葡萄糖苷等花色苷的選擇性藍(lán)化作用。研究結(jié)果表明，花色苷B環(huán)上含有兩個(gè)及以上羥基或甲氧基取代基的結(jié)構(gòu)特征對(duì)于其藍(lán)色的生成至關(guān)重要。對(duì)于B環(huán)上含有兩個(gè)相鄰羥基的花色苷，其與人血清白蛋白或溶菌酶相互作用時(shí)藍(lán)化效果顯著，且該過程主要由焓變驅(qū)動(dòng)；而對(duì)于B環(huán)上含有兩個(gè)甲氧基的花色苷，其與人血清白蛋白或牛血清白蛋白相互作用可生成藍(lán)色，在該過程中熵變起著重要作用。
這項(xiàng)研究首次揭示了3-O-葡萄糖苷花色苷與特定蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用后產(chǎn)生不同藍(lán)色色調(diào)的現(xiàn)象及其作用機(jī)制，為開發(fā)無金屬天然藍(lán)色色素提供了全新的思路。研究成果不僅有助于推動(dòng)天然藍(lán)色色素的生產(chǎn)和應(yīng)用，還為深入解析花色苷與生物大分子相互作用提供了新的視角，并為開發(fā)其他天然色素提供了新的啟示。
該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（31930087）的資助。團(tuán)隊(duì)多年來圍繞花色苷的提取鑒定、與蛋白質(zhì)互作及生物活性評(píng)估等方面開展了一系列研究，在花色苷天然色素開發(fā)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，研究成果先后發(fā)表在Bioresource Technology、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Food Research International 等刊物上。
