Vegetable oils protect phycocyanin from thermal degradation during cooking of spirulina-based “crostini”

Abstract

Vegetable oils protect phycocyanin from thermal degradation during cooking in spirulina-based "crostini" Phycocyanin (PC) is a known bioactive pigment contained in cyanobacteria, such as Arthrospira platensis (commonly known as spirulina), used in the food and beverage industry. PC is sold as a natural dye, e.g. Linablue® (sold by Earthrise® Nutritional) and EXBERRY® Shade Blue (sold by GNT Group B.V.), and it is also used to color ice cream, chewing gum and candy. The Food and Drug Administration (FDA) recently approved PC as a component for coatings of food supplements and pharmaceuticals. PC is considered a "functional" blue dye since it has various biological activities, including antioxidant, immunomodulating, neuroprotective and anticancer activities. One of the main problems of PC or spirulina-based bakery products is the degradation of the pigment during cooking being extremely sensitive to heat. The main objective of this work was to evaluate the protective effect against PC degradation by the tocopherol contained in vegetable oils, e.g. in extra virgin olive oil (EVO) or in sunflower oil, by applying heat treatments directly on A. platensis F&M-C256 biomass, on A. platensis F&M-C256-based "crostino" and on PC powder. After the heat treatment at 160 °C for 11 minutes, the "crostino" with A. platensis F&M-C256 biomass incorporated with EVO or sunflower oil (10 g of oil/100 g of dough) contained about 90% of PC originally present in the cyanobacterial biomass. When pure tocopherol was added to the biomass in the same quantities as vegetable oils, a significant effect in PC protection was obtained. The tocopherol contained in EVO and sunflower oil is primarily responsible for the protective action against thermal degradation of PC. The incorporation of EVO oil or sunflower oil into the dough is, therefore, a useful technological approach for food industries that intend to use A. platensis biomass and/or PC as a natural food coloring and bioactive component in bakery products.

Compostos bioativos presentes no azeite de oliva e seus subprodutos: revisão bibliográfica

“…Em relação a aplicação industrial, incorporação de azeite de oliva virgem em produto de panificação pode ser útil, visto que protege a ficocyanina, que pode ser usada então como um corante natural e componente bioativo para produtos de padaria (Niccolai et al, 2021).…”

PROGETTO STREAMING - STRategiE di mitigazione e gestione dei rischi AMbientalI: casi di studio Nel territorio reGionale Toscano

“…I prodotti alimentari integrati con biomassa di spirulina a varie concentrazioni (da 1 a 10%) sono stati caratterizzati per prestazioni tecnologiche e nutrizionali, in particolare in termini di proprietà meccaniche/reologiche, principali componenti nutrizionali, capacità antiossidante, digeribilità in vitro e analisi sensoriale. Sono stati inoltre considerati approcci tecnologici innovativi volti a proteggere la ficocianina, il componente bioattivo più interessante di spirulina, che presenta elevata sensibilità al calore e può degradarsi perdendo le sue funzioni biologiche durante la cottura (Niccolai et al, 2020b). Gli impasti a base di spirulina sono stati incorporati con olio EVO o di girasole (10 g di olio/100 g di impasto) e trattati termicamente per studiarne l'effetto protettivo.…”

“…In questo contesto, i biostimolanti possono servire come strumento per potenziare le strategie che la vite ha a disposizione al fine di contrastare le condizioni di stress abiotico, raggiungendo un equilibrio ottimale tra resa e qualità. Sebbene siano disponibili diverse informazioni sugli effetti dei biostimolanti derivati dalle alghe sullo sviluppo e sulle funzioni di V. vinifera (Parađiković et al, 2019;Frioni et al, 2018;Salvi et al, 2019), nessuno studio fa riferimento agli effetti di spi rulina su vite. La biomassa di spirulina è stata utilizzata per la preparazione di un estratto (Fig.…”

“…Gocce di ficocianina estratta dalla biomassa di spirulina dopo trattamento termico a 50, 100 e 160 °C per 10, 20 e 40 minuti (sinistra) e crostini a base di spirulina (a), gocce di ficocianina estratte dai crostini (b) e contenuto di ficocianina (%) nei crostini arricchito con il 6% di spirulina priva di matrice lipidica (crostini di controllo) o incorporata con burro, olio extravergine di oliva o olio di girasole (c) (destra) (Niccolai et al, 2020b) Gli attuali approcci tecnologici adottati al fine di conferire una maggiore stabilità della ficocianina riguardano l'incapsulamento della molecola in polimeri sintetici, generalmente mediante tecniche di estrusione o electrospraying (Schmatz et al, 2020). La maggior parte delle tecniche attuali utilizza quindi conservanti non appropriati per applicazioni alimentari, come silice (Li et al, 2009), acido azotidrico e ditiotreitolo (Mishra et al, 2008) o ingredienti che non sono adatti a tutti i prodotti da forno, ad esempio gli zuccheri e gli alcoli poliidrici (Petersen et al, 2004; Earthrise ® Nutritional, 2019). L'identificazione di un agente protettivo contro la degradazione della ficocianina per temperature di cottura superiori a 100 °C è quindi di particolare interesse, soprattutto per i prodotti da forno.…”

“…L'identificazione di un agente protettivo contro la degradazione della ficocianina per temperature di cottura superiori a 100 °C è quindi di particolare interesse, soprattutto per i prodotti da forno. Nel nostro studio (Niccolai et al, 2020b) siamo stati in grado di dimostrare l'effetto protettivo contro la degradazione della ficocianina da parte dell'olio extra vergine di oliva e dell'olio di girasole (Fig. 10, destra).…”