有机酸复合物提升C-藻蓝蛋白光稳定性的机制研究及其在天然蓝色素中的应用

针对C-藻蓝蛋白(CPC)光稳定性差的问题，研究人员通过与非共价结合的有机酸(l-ascorbic acid、cinnamic acid、ferulic acid)形成复合物，利用光谱分析和分子对接技术，发现有机酸通过调整CPC二级结构(减少α-螺旋、增加β-折叠)增强其光稳定性，为天然蓝色素在食品工业的应用提供新策略。

　　

研究背景
C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin, CPC)是一种从螺旋藻中提取的天然蓝色色素蛋白，因其独特的色彩和生物活性被广泛应用于食品、化妆品和生物医学领域。然而，CPC的光稳定性极差，在光照条件下容易降解褪色，这严重限制了其商业化应用。此前的研究尝试通过微胶囊化、与多酚复合或蛋白质结合等方法提升其稳定性，但机制尚不明确。

研究动机
有机酸如l-ascorbic acid(LA)、ferulic acid(FA)和cinnamic acid(CA)因其抗氧化和结构调节潜力被选为研究对象。LA作为食品工业常用抗氧化剂，可能通过清除自由基或直接结合CPC发挥作用；而FA和CA的结构差异（FA含酚羟基和甲氧基）为探究不同结合机制提供了理想模型。

研究团队与方法
江西省自然科学基金资助的研究团队通过紫外-可见光谱(UV-vis)、圆二色谱(CD)和荧光光谱分析了CPC-有机酸复合物的结构变化，结合分子对接模拟揭示了结合位点。实验采用商业CPC（纯度A₆₂₀
/A₂₈₀
≥3.5）与有机酸在pH 6.8条件下反应。

研究结果

1. 光稳定性提升
UV光照4小时后，纯CPC溶液吸光度从1.42降至0.35，而复合物吸光度保留率显著提高（FA复合物保留80%），表明有机酸有效延缓了CPC的光降解。

2. 结构变化机制
CD光谱显示，有机酸结合使CPC的α-螺旋含量减少3-5%，β-折叠增加2-4%，但四吡咯发色团(PCB)结构未受破坏。分子对接表明，有机酸通过氢键与CPC的极性氨基酸（如Ser⁷⁸
、Asp¹⁰⁵
）结合，轻微调整了发色团周围的空间构象。

3. 抗氧化与结合协同效应
尽管CA抗氧化性弱于FA和LA，三者均能提升光稳定性，说明结构修饰（而非单纯抗氧化）是主要机制。LA通过破坏α-螺旋的氢键网络增加蛋白质柔性，而FA的酚羟基增强了与CPC的疏水相互作用。

结论与意义
该研究首次阐明有机酸通过非共价结合调控CPC二级结构提升光稳定性的双重机制，为开发稳定天然蓝色素提供了理论依据。成果发表于《Food Chemistry》，对功能性食品和化妆品开发具有重要实践价值。未来可进一步优化有机酸配比，探索工业化应用路径。