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南瓜类胡萝卜素（PBC）用作天然黄色素时存在稳定性差和水不溶性问题。研究人员将 PBC 与酪蛋白、大豆蛋白复合，发现二者稳定性提升，且喷雾干燥粉末特性不同。该研究为天然黄色素应用提供新方向。
在食品的缤纷世界里，颜色是吸引消费者目光的重要因素。黄色，作为一种能快速刺激人类大脑、激发食欲的颜色，在食品着色领域备受青睐。以往，人工合成黄色素如酒石黄和日落黄，凭借其鲜艳色泽和良好稳定性，广泛应用于食品加工。然而，这些合成色素却暗藏健康隐患，过度摄入可能引发多动症、癌症、哮喘等多种疾病。于是，从天然来源获取黄色素成为研究热点，南瓜因富含类胡萝卜素（如叶黄素和 β - 胡萝卜素），成为极具潜力的原料。但南瓜类胡萝卜素（PBC）存在两大棘手问题：一是不溶于水，二是稳定性差，在光、热和氧气作用下，易氧化、异构化，导致颜色改变或丧失，这极大限制了其在食品中的应用。
为攻克这些难题，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将 PBC 与不同来源的蛋白质（酪蛋白和大豆蛋白）进行复合，探究复合物的形成、特性以及喷雾干燥粉末的性质，旨在为天然黄色素的应用开辟新道路。该研究成果发表在《Future Foods》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是荧光光谱技术，通过检测蛋白质中芳香族氨基酸（色氨酸和酪氨酸）的内在荧光变化，判断 PBC 与蛋白质之间的结合情况；其次是分子对接模拟技术，预测 PBC 与蛋白质的结合位点、相互作用类型和构象；还采用了喷雾干燥技术，将复合物制成粉末，并对粉末的多种性质进行测定；同时，利用分光光度计测定颜色，通过特定方法测定类胡萝卜素保留率，全面评估复合物的性能。
研究结果如下：
- 复合物形成机制：荧光光谱分析显示，PBC 与蛋白质结合导致荧光强度降低，但未引起蛋白质结构变化，表明二者仅在蛋白质疏水表面相互作用。根据 Stern - Volmer 和 Modified Stern - Volmer 方程计算得出，每个蛋白质上仅有一个结合位点，PBC 与蛋白质的最佳比例为 1:1。分子对接模拟进一步证实，PBC 中的主要成分叶黄素与酪蛋白、大豆蛋白的不同亚基结合时，分别通过范德华相互作用和疏水相互作用，且未改变蛋白质结构。
- 稳定性研究：在热稳定性方面，加热时纯 PBC 颜色变化明显，类胡萝卜素损失较大，而 PBC - 酪蛋白和 PBC - 大豆蛋白复合物的黄色色调在加热后保持稳定，类胡萝卜素保留率高达 97% 。在储存稳定性方面，加速储存 7 天后，纯 PBC 颜色变化显著，类胡萝卜素仅保留 46% ，PBC - 大豆蛋白复合物的稳定性明显高于 PBC - 酪蛋白复合物，前者类胡萝卜素保留率可达 80% 。
- 喷雾干燥粉末特性：蛋白质类型对喷雾干燥粉末的性质影响显著。PBC - 酪蛋白复合物粉末产量约为 39% ，颗粒较大、表面光滑、堆积密度低、复溶时间长；PBC - 大豆蛋白复合物粉末产量约为 66% ，颗粒较小、表面粗糙、堆积密度高、复溶时间短。两种复合物粉末颜色不同，但复溶后的溶液颜色相近，且类胡萝卜素保留率均约为 60% ，高于喷雾干燥南瓜粉复溶液的 40% 。
研究结论表明，PBC 与酪蛋白或大豆蛋白复合，可显著提升稳定性，促进喷雾干燥粉末在水中的分散。虽然两种复合物在短期加热下稳定性相似，但 PBC - 大豆蛋白复合物在加速储存条件下表现更优。同时，不同蛋白质制备的复合物喷雾干燥粉末在颜色和其他性质上存在差异。这一研究成果为 PBC 作为天然黄色素的应用提供了有力支持，展现出巨大的应用潜力。然而，研究人员也指出，仍需进一步优化喷雾干燥参数以提高复合物粉末产量，评估其在实际食品体系中的应用效果，并深入研究不同喷雾干燥粉末的类胡萝卜素释放曲线和复合物的分子动力学模拟，为该领域的发展持续探索。
