Wetenschappers hebben een milieuvriendelijke manier ontwikkeld om de productie en hittestabiliteit van een natuurlijke blauwe kleurstof te stimuleren.

Gebruikt in alles van Smarties tot gin, de blauwe kleur, bekend als fycocyanine, of spirulina-extract, er is veel vraag naar als alternatief voor kunstmatige kleurstoffen.

Phycocyanine wordt geproduceerd door een blauwgroene alg genaamd Spirulina - de voorkeursbron voor natuurlijk blauw in een snelgroeiende markt voor natuurlijke kleurstoffen voor eten en drinken.

Onderzoekers ontdekten dat een naaste verwant van Spirulina kan worden gemanipuleerd om bij lage temperaturen een hittestabiele vorm van het lucratieve blauwe pigment te produceren. waardoor de industrie haar productie kan opschalen.

Phycocyanin biedt een natuurlijk alternatief voor kunstmatige kleurstoffen, die niet populair zijn bij consumenten en die steeds vaker worden bekritiseerd vanwege hun mogelijke negatieve gevolgen voor de gezondheid.

De schitterende blauwe kleur is ook aantrekkelijk voor de textielindustrie, en de antioxiderende en anti-aging eigenschappen zijn in trek bij de nutraceutische en cosmetische industrie.

Echter, Het gebruik van phycocyanine is beperkt omdat het onstabiel is bij de hogere verwerkingstemperaturen die in veel industrieën gebruikelijk zijn.

Om dit probleem aan te pakken hebben wetenschappers van de Universiteit van Edinburgh de blauwgroene alg Synechocystis ontwikkeld, een familielid van Spirulina, om een ​​meer hittestabiele vorm van het blauwe pigment te produceren.

Ze bereikten dit door de genetische instructies van Synechocystis voor het maken van fycocyanine te veranderen, met die van een andere blauwgroene alg, Thermosynechococcus elongatus, die gedijt bij hoge temperaturen.

Deze blauwgroene algen, bekend als thermofielen, worden gevonden in warmwaterbronnen en produceren een hittebestendige vorm van het pigment, maar zijn moeilijker en energetisch duurder om te kweken dan Spirulina.

De krachtparing combineert het vermogen van Synechocystis om hoge opbrengsten van fycocyanine te produceren bij lagere temperaturen met het vermogen van zijn thermofiele neef om een ​​hittetolerante vorm van het pigment te maken.

De vooruitgang pakt een belangrijk knelpunt aan bij het opschalen van de productie van fycocyanine, waardoor de industrie hogere opbrengsten van deze hittestabiele versie van fycocyanine kan produceren met lagere energiekosten.

Het proces vermindert de uitstoot van kooldioxide drastisch met naar schatting 791 ton, het equivalent van de jaarlijkse productie van 171 auto's op benzine.

De wereldwijde vraag naar natuurlijke blauwe kleurstoffen blijft aanzienlijk groeien naarmate de acceptatie van natuurlijke kleurstoffen zich uitbreidt naar nieuwe markten.

De onderzoekers werken samen met Allgo Biosciences, een recent opgericht bedrijf van al lang bestaande industriepartner Tantillus Synergy Limited en zusterbedrijf van ScotBio.

Allgo pakt problemen uit de echte wereld aan door biologie te ontwikkelen om verder te gaan dan de mogelijkheden die in de natuur te vinden zijn.

Dr. Alistair McCormick, Hoofdonderzoeker van de studie en lezer in Plant Molecular Physiology and Synthetic Biology van de Universiteit van Edinburgh, zegt:"Het was opwindend om te laten zien hoe compatibel deze pigmenten zijn tussen soorten die in totaal verschillende ecologische niches leven. Dit werk illustreert goed hoe technische biologie kan worden gebruikt om de productie van natuurlijke producten te stimuleren en het gebruik ervan in nieuwe industrieën uit te breiden."

Dr. Grant Gale, Head of Operations bij Allgo Biosciences zegt:"we zijn verheugd om deze en andere innovatieve synthetische biologietechnologieën te verkennen. We geloven dat bioproductie nog in de kinderschoenen staat en een enorm commercieel potentieel heeft voor de komende decennia. We zijn erg blij dat we kunnen doorgaan deze nauwe samenwerkingen met internationaal gerenommeerde onderzoeksgroepen en instellingen."

De studie, gepubliceerd in Metabolic Engineering Communications , werd gefinancierd door UKRI, IBioIC en ScotBio.