¿Son saludables los glucóside estevi?
Steviarebaudiana(Bertoni) Hemsl, también conocida como hoja dulce, hierba dulce, crisantemo denso, té dulce, etc., es una hierba perenne en la familia Asteraceae, nativa de las montañas Amambay en la frontera de Paraguay y Brasil en América del sur [1]. Desde su descubrimiento en 1899, la planta ha despertado el gran interés de muchos estudiosos. Después de su introducción exitosa en Japón en 1970, la investigación sobre el cultivo, la seguridad y la química de la esteviase desarrolló rápidamente. En China, la stevia fue introducida en 1977 por instituciones de investigación científica como el jardín botánico Zhongshan en Nanjing y la Academia China de ciencias agrícolas. Después de pruebas exitosas, se desarrolló rápidamente, y hasta la fecha se cultiva en 23 provincias, municipios y regiones autónomas de todo el país. Se ha convertido en el mundo#39; es el mayor productor y exportador de stevia.
La steviosida es el componente dulce en stevia, y se distribuye en las hojas, tal, raíces y otras partes de stevia, pero el contenido en las hojas es el más alto [1], y su contenido cambia celel proceso de crecimiento, alcanzyo un máximo durante la etapa de brotación. La Steviaes favorecida por sus propiedades no tóxicas, seguras y bajas en calorías. Es conocida como la "tercera fuente de azúcar en el mundo", y la investigación sobre su actividad biológica y el desarrollo de productos ha atraído el interés de muchos estudiosos en el país y el extranjero.
Este artículo revisa los últimos avances de la investigación sobre la composición química, el proceso de extracción y purificación, los efectos farmacológicos y el desarrollo de productos de stevia, combinando la literatura nacional y extranjera más reciente.
1 investigación sobre composición química y proceso de extracción
1. 1 composición química
Wollwer-Rieck [2] informó en 2012 un informe completo sobre los constituyentes químicos de la stevioside, flavonoides, fenoles, etc. aislados de la stevia. Hay alrededor de 60 componentes diterpenoides, la mayoría de los cuales son glucósidos, pero sólo dos tipos de esqueletos, kaurano y labdano. El tipo de esqualano se puede dividir en cuatro categorías de acuerdo con las diferentes oilcones (como se muestra en la figura 1): Ies 13 sustitución hidroxilo, 16 y 17 dobles enlaces, y 19 oxida un grupo carboxilo; II es 13 sustitución hidroxilo, 15 y 16 son enlaces dobles, y la posición 19 se oxida a un grupo carboxilo; III is 13 y 16 se sustituyen con 2 grupos hidroxilo, y la posición 19 se oxida a un grupo carboxilo; IVis 16 se sustituye con un grupo carbonilo, y la posición 19 se oxida a un grupo carboxilo.
Los compuestos de la categoría I son los principales componentes químicos y edulcorantes de la stevia. Actualmente, 35 de estos compuestos han sido reportados, de los cuales 8 tienen un alto dulzor y son los principales componentes de la stevia comercial (como se muestra en la tabla 1).
Además, Markovic et Al.[3] identificaron 88 compuestos de las hojas de Stevia utilizando GC-MS, incluyendo 17 monoterpenos, 32 sesquiterpenos, 2 diterpen, y otros compuestos ácidos orgánicos principalmente.
1. 2 proceso de extracción y purificación
1. 2. 1 proceso de extracción
Todos los glucósien la stevia son fácilmente solubles en agua. El agua es un disolvente fácilmente disponible, de bajo costo y de baja contaminación, y por lo tanto es el disolvente de extracción comúnmente utilizado en la producción industrial de estevia.
La decocción con agua sigue siendo un método de extracción tradicional y económico comúnmente utilizado en la producción industrial de stevia. Los investigadores científicos también han estado mejorando y optimiconstantemente el método de decocción. Chhaya et al. [4] optimizaron el proceso de extracción de decocción y concluyeron que las condiciones óptimas de extracción eran una relación líqui-material de 1:14, extracción a 78°C durante 56 minutos y una eficiencia de extracción del 10,45%. Esto proporciona nuevas condiciones del proceso de extracción desde una perspectiva económicamente razonable.
Con el progreso de la ciencia y la tecnología, algunas nuevas tecnologías de extracción han entrado gradualmente en el campo de visión de los científicos. Entre ellos, el método de extracción en contracorriente continuo para extraer stevia es un excelente método de extracción industrial moderno. En comparación con el proceso tradicional, sus ventajas son principalmente una operación sencilla, una producción continua y un tiempo de producción corto. Yu Jun et al. [5] extrajeron esteviósido usando tres métodos: extracción continua de contra-corriente de tres etapas, extracción de contra-corriente en tándem de tres tanques y extracción de un solo tanque. Encontraron que las tasas de extracción de los tres métodos eran similares, con la extracción continua contracorriente de tres etapas con el ciclo de extracción más corto. Todo el proceso sólo toma 20 minutos, y la tasa de extracción todavía puede alcanzar el 10,1%.
Además, Munish Puri et al. [6] y Feng Xue et al. [7] realizaron un estudio sistemático sobre el proceso de extracción mediante la adición de enzimas como celulasa, pectinasa y hemicelulasa. Se encontró que cuando un solo tipo de enzima biológica se utiliza para la extracción asistida, la hemicelulasa tiene el mayor rendimiento de extracto de estevia (cerca de 14%) cuando el tiempo de extracción es de 1 h, la temperatura de extracción es de 60 °C, y la concentración de la enzima es de 3%. La mayor tasa de extracción de estevia (alrededor del 14%); Si las enzimas se utilizan en combinación, el mejor efecto de extracción se obtiene en un tiempo de extracción de 36-45 min, una temperatura de extracción de 51-60 °C, y una concentración de 2% para cada una de las tres enzimas. En comparación con el método de extracción asistido por una sola enzima, la velocidad de extracción y la eficiencia se han mejorado en cierta medida.
Xu Zhongwei et al. [8] también llevaron a cabo un estudio sistemático del método de extracción asistida por enzimas combinado y determinaron que el proceso óptimo para la extracción de stevia es el siguiente: dosis de la enzima 0,20%, temperatura de extracción 50°C, tiempo de extracción 30 min, relación líquido-material 1:11, pH 5.0, enzima añadien cuatro partes iguales, extracción por 7 veces, y la tasa de extracción final puede ser tan alta como 13,93%. Este método mejora en gran medida la tasa de extracción, pero la operación es el método de extracción comúnmente utilizado en la producción industrial de stevia hoy en día. Los investigadores científicos también están constantemente mejorando y optimiel método de decocción de agua. Chhaya et al. [4] optimizaron el proceso de extracción de decocción y concluyeron que las condiciones óptimas de extracción eran una relación líqui-material de 1:14, extracción a 78 °C durante 56 minutos y una eficiencia de extracción del 10,45%. Esto proporciona nuevas condiciones del proceso de extracción desde una perspectiva económicamente razonable.
Con el progreso de la ciencia y la tecnología, algunas nuevas tecnologías de extracción han entrado gradualmente en el campo de visión de los científicos. Entre ellos, el método de extracción en contracorriente continuo para extraer stevia es un excelente método de extracción industrial moderno. En comparación con el proceso tradicional, sus ventajas son principalmente una operación sencilla, una producción continua y un tiempo de producción corto. Yu Jun et al. [5] extrajeron esteviósido usando tres métodos: extracción continua de contra-corriente de tres etapas, extracción de contra-corriente en tándem de tres tanques y extracción de un solo tanque. Encontraron que las tasas de extracción de los tres métodos eran similares, con la extracción continua contracorriente de tres etapas con el ciclo de extracción más corto. Todo el proceso sólo toma 20 minutos, y la tasa de extracción todavía puede alcanzar el 10,1%.
Además, Munish Puri et al. [6] y Feng Xue et al. [7] realizaron un estudio sistemático sobre el proceso de extracción mediante la adición de enzimas como celulasa, pectinasa y hemicelulasa. Se encontró que cuando un solo tipo de enzima biológica se utiliza para la extracción asistida, la hemicelulasa tiene el mayor rendimiento de extracto de estevia (cerca de 14%) cuando el tiempo de extracción es de 1 h, la temperatura de extracción es de 60 °C, y la concentración de la enzima es de 3%. La mayor tasa de extracción de estevia (alrededor del 14%); Si las enzimas se utilizan en combinación, el mejor efecto de extracción se obtiene en un tiempo de extracción de 36-45 min, una temperatura de extracción de 51-60 °C, y una concentración de 2% para cada una de las tres enzimas.
En comparación con el método de extracción asistido por una sola enzima, la velocidad de extracción y la eficiencia se han mejorado en cierta medida. Xu Zhongwei et al. [8] también llevaron a cabo un estudio sistemático del método de extracción asistida por enzimas combinado y determinaron que el proceso óptimo para la extracción de stevia es el siguiente: dosis de la enzima 0,20%, temperatura de extracción 50°C, tiempo de extracción 30 min, relación líquido-sólido 1:11, pH 5.0, enzima añadien cuatro partes iguales, extracción por 7 veces, y la tasa de extracción final puede ser tan alta como 13,93%. Este método mejora enormemente la tasa de extracción, pero la operación es complicada y el ciclo de extracción es largo.
La extracción ultrasónica es un método de extracción emergente, pero hay pocos informes sobre su uso para la extracción de estevia. Liu Jie et al. [9] optimisistemáticamente el método de extracción asistida por ultrasonidos y obtuvieron las condiciones óptimas de extracción: una temperatura de extracción de 68 °C, una potencia de extracción de 60 W, y un tiempo de extracción de 32 min, con una tasa de extracción de hasta 12,2%. Este método reduce enormemente el tiempo de extracción en comparación con el método de extracción tradicional, mientras que mejora significativamente la tasa de extracción. Es de gran valor para la investigación en el proceso de extracción de estevia.
Vikas Jaitaket al. [10] concluyeron que las condiciones óptimas de extracción para la extracción por microondas son una temperatura de extracción de 50 °C, un tiempo de extracción de 1 min, y una potencia de extracción de 80 W. El tiempo de extracción se reduce considerablemente, pero no hay una mejora significativa en la tasa de extracción en comparación con el método tradicional. Además, los métodos de extracción emergentes, tales como la tecnología de ultra alta presión [11] y la extracción de fluido supercrítico [12] también se han utilizado en la investigación para mejorar el proceso de extracción de la stevioside.
Los nuevos métodos de extracción mencionados anteriormente tienen ventajas significativas sobre los métodos de extracción tradicionales, pero hay ciertos obstáculos a la industrialización debido a factores clave como las cuestiones de costos o la pobre operabilidad continua. En vista de esto, el autor cree que una variedad de combinaciones de métodos pueden ser diseñados para extraer stevioside de acuerdo con las características de cada método. Por ejemplo, la extracción ultrasónica es barata, tiene un ciclo corto, una alta tasa de extracción, y se puede operar de forma continua. La extracción continua de contracorriente de estevioside tiene las ventajas de mejorar en gran medida la tasa de extracción y acortar el ciclo de extracción. La combinación del principio ultrasónico con extracción continua de contracorriente para extraer esteviósido puede ser una dirección de investigación factible.
1. 2. 2 procesos de purificación
Como el agua es actualmente el disolvente de elección en la producción industrial, hay un gran número de impurezas hidrosolubles como polisacáridos, proteínas y taninos en la solución de extracción, que son de 3 a 6 veces más concentrados que la esteviotida. Si estas impurezas no se eliminan, van a interferir en gran medida con el siguiente paso de purificación. Por lo tanto, es particularmente importante pretratar la solución de extracción. En la actualidad, los principales métodos de purificación de la steviosida en la producción industrial son la precipitación de alcohol, la resina de adsormacroporosa, la floculación química y la separación de membranas.
El método de precipitación de alcohol es simple, el etanol está fácilmente disponible, es menos tóxico, fácil de reciclar y reutilizar, y bajo en coste, y es un método comúnmente utilizado para puristevioside. Fu Junfang et al. [13] encontraron mediante comparación experimentalque cuando la concentración de alcohol alcanza 80%, la tasa de eliminación de impurezas es de 16,47%, lo que puede eliminar casi por completo impurezas como almidón, polisacáridos, proteínas y sales inorgánicas.
Además del método de precipitación de alcohol, en la producción tradicional, el método de adsorcomún también se utiliza a menudo para puristevioside, es decir, floculantes químicos y carbón activo se utilizan para adsorber impurezas, y luego resinas aniónicas y catiónicas se utilizan para la desaliniy decoloración para lograr el propósito de purificación. Senembargo, la selectividad de los floculantes químicos [13] y los métodos modificados de attapulgita [13] es pobre, y la tasa de pérdida de esteviósido es relativamente alta. unmedida que la tasa de eliminación de impurezas aumenta, la tasa de pérdida también aumenta significativamente. Por ejemplo, en la floculación química eliminación de impurezas,, cuando la tasa de eliminación de impurezas es de 24,12%, la tasa de pérdida es tan alta como 12,29%; Cuando la tasa de eliminación de impurezas es de 31,44%, la tasa de pérdida es de 17,98%.
La tecnología de separación de resina de adsormacroporosa se ha utilizado cada vez más ampliamente en la purificación y separación de stevioside debido a sus propiedades físicas y químicas estables, buena selectividad, rápida adsory velocidad de intercambio, y regeneración conveniente. Zhang Qianghua et al. [14] examinaron ocho resinas macroporosas, incluyendo 001 − 16 resina de intercambio catiónico, D941, AB-8, DM130, HPD-100, NKA-9, D392, y D3520, la resina con el mejor efecto de decoloración se seleccioncomo D941, y se encontró que las condiciones óptimas de decoloración estática eran un tiempo de adsorde 90 min, una temperatura de 45 × C, un pH de 8.5, y una dosis de resina de 60 g/L.
En los últimos años, la investigación y aplicación de la tecnología de membrana se ha desarrollado rápidamente. Las tecnologías de separación de membrana tales como electrodiálisis, filtración microporosa, ultrafiltración, y ósmosis inversa son todas de importancia para el proceso de purificación de stevia. Chen Shaopan et al. [15] primero usaron filtración micropory ultrafiltración para remover impurezas macromoleculares, y luego usaron ósmosis inversa para concentrar el filtrado. Ellos creen que esta tecnología tiene las ventajas de alto flujo, buen efecto, velocidad rápida y ahorro de energía, pero el complicado proceso de limpieza de la membrana prolonga todo el ciclo de producción y aumenta los costos.
Zhao Yongliang et al. [16] pasó la infusión de la hoja de stevia a través de una membrana primaria para eliminar las impurezas, luego se concentra través de una membrana secundaria, pasó a través de una resina macropor, y se secó en aerosol para obtener el producto stevioside. Este proceso utiliza la tecnología de separación por membrana para reemplazar el proceso de floculación en el proceso de producción tradicional. Dado que el proceso de separación de membrana no permite la infiltrde iones incolor, puede simplificar el proceso de resina de intercambio iónico en el proceso de producción tradicional. La mejora de la aplicación del proceso ha mejorado la pureza de la stevioside, así como la eficiencia de producción, y la tasa de regeneración de la membrana se ha mejorado mucho. Yao Guoxenet al. [17] utilizaron por primera vez una membrana de dos etapas que consiste en una membrana de microfiltración y una membrana de ultrafiltración para eliminar las impurezas del extracto de agua de esteviósido, como pectina, pigmentos y proteínas hidrosolu. Los resultados mostraron que el líquido se concentr15 veces después del tratamiento con membrana, y la pureza alcanzó alrededor del 87%.
En comparación con los procesos de purificación industriales tradicionales para la stevioside tales como la precipitación de alcohol, floculación, y cromatode columna de resina macropor, la tecnología de membrana para la purificación de la stevioside tiene las ventajas de mejores resultados de purificación y una velocidad más rápida. Con el desarrollo de la tecnología de membrana y el progreso de la tecnología de regeneración de membrana, está reemplazgradualmente los procesos tradicionales en la producción industrial de estevioside, y es la tendencia futura de la producción industrial.
1. 2. 3 purificación y separación de rebaudiosideA
Extracto de estevioDespués de la eliminación de impurezas y decoloración es una mezcla de componentes, los principales son stevioside, rebaudioside a y rebaudioside C. stevioside y rebaudioside a representan una proporción relativamente grande del extracto. De estos componentes, rebaudioside untiene la dulzura más alta y el mejor sabor, y su sensación en la boca es más cercana A la de la glucosa. Por lo tanto, muchos investigadores y fabricantes han utilizado el aumento del contenido de Rebaudioside A como punto de partida para mejorar la calidad de los productos de stevia.
Li Pei et al. [18] estudiaron la tecnología de separar el rebaudiosido A por recristalización, y sobre esta base, Zhao Hao et al. [19] utilizaron el método de extracción por solvente y cristalización para separar el rebaudiosido A. cuando se añadió 50% de acetato de etilo al metan, la concentración de la solución fue de 20 g/L, y la tasa de cristalización A una temperatura de cristde 18°C fue de 0,34, y el factor de separación podría alcanzar 3,8. Liu Jie et al. [20] usaron metanol-isopropanol (99:1, v/v) para inducir la cristalización para separar la lobetyolina A. se optimiel efecto del disolvente de crist, la relación sólido-líquido, la temperatura, el tiempo y la adición de cristales de siembra. Los resultados mostraron que la pureza relativa de una sola recristalización puede alcanzar el 92,7%, la tasa de crist0,61, y la pureza de una segunda recristalización puede alcanzar el 95,8%, la tasa de crist0,35. Este método tiene las ventajas significativas de ser sencillo de operar y de bajo costo, pero la red cristalina es propensa a encapsular el disolvente orgánico utilizado para la cristalización (como metan, acetato de etilo, etc.) durante el proceso de cristalización, y es difícil de eliminar el disolvente orgánico encapsulado por la red cristalina por medios ordinarios como el calentamiento y el secado, que puede causar fácilmente residuos de disolvente orgánico dañinos.
El método de adsorde la resina macroporosa es uno de los métodos más utilizados para refiny separar esteviósido. Hu Jing et al. [21] optimizaron varios tipos de resinas macroporosas y encontraron que las resinas macroporosas D107 y D108 tienen una fuerte capacidad de separación para rebaudioside A y stevioside en stevia. D107 tiene una gran capacidad de adsory puede aumentar el contenido de rebaudioside a en stevia a más del 80%, mientras que la capacidad de adsorde D108 es menor que la de D107, pero puede alcanzar un contenido de 90% de stevioside a en stevia. Li et al. [22] utilizaron resinas de intercambio iónico de lecho mixto para separar y purila esteviosida A en estevi, lo que puede aumentar su pureza al 97%.
Además, hay informes sobre métodos avanzados de separación tales como cromatode contracorriente de alta velocidad [23], cromatolíquida de alto rendimiento [24], y electroforesis capilar [24] para la separación y el enriquecimiento de rebaudioside A. sin embargo, estos métodos tienen bajo rendimiento y se utilizan generalmente sólo para la separación de laboratorio y la identificación.
2 actividad farmacológica y seguridad
Como una nueva fuente de azúcar, la actividad farmacológica y la seguridad de la stevia siempre han sido el foco de atención de muchos estudiosos. En la actualidad, las actividades biológicas de la stevia son muy extensas, entre las cuales las principales que se han estudiado en profundidad son antidiabético, hipotenarterial, antibacteriano y antiviral, antiinflamatorio, etc.
2. 1 actividad farmacológica
2. 1. 1 actividad antidiabética
Las hojas de Stevia se han utilizado como un medicamento antidiabético en las Américas durante muchos años, y los estudios farmacológicos modernos también han demostrado que las hojas de Stevia [25] tienen un buen efecto antidiabético y puede prevenir eficazmente el aumento de la glucosa en la sangre causada por alloxan [26]. La Stevia tiene tres formas principales de ejercer su actividad antidiabética: (1) previene el aumento de la glucosa sanguínea inhibiendo la gluconeogénesis en el hígado; (2) stevioside y rebaudioside A puede mejorar la sensibilidad de los islotes de Langerhans, estimular la secreción de insulina por las células de los islotes, y tiene el efecto de tratar con seguridad la diabetes tipo 2; (3) estevioside también puede reducir el azúcar en la sangre al aumentar la utilización de insulina en ratones.
2. 1. 2 la presión arterial y los efectos de reducción de grasa en la sangre
Los estudios han encontrado que el extracto de la hoja de la stevia tiene efectos que bajan de la grasa de la sangre [27] y efectos que bajan significativos de la presión arterial [28]. Se ha encontrado que el principal mecanismo de acción es inhibir la afluencia de Ca2+ en las células vasculares, promover la vasodilatación, y por lo tanto reducir la presión arterial.
2. 1. 3 efectos antibacterianos y antivirales
El diámetro de los círculos bacteriostáticos del extracto de etanol de hoja de Stevia rebaudiana Bertonia una concentración de 1 000 μg/mLfrente a Bacillus cereus, Bacillus subtilis y Staphylococcus xylosus fue de 6, 6 y 6 mm, respectivamente; El diámetro de los círculos bacteriostáticos del extracto de acetona a una concentración de 1 000 μg/mL frente a Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus xylosus, Alcaligenes acidoterrestris, Pseudomonas aeruginosa, el diámetro de la zona de inhibifue de 7, 5, 6, 7, 9 mm, respectivamente; El diámetro de la zona de inhibide la stevioside a una concentración de 100 μg/mL, el diámetro de los círculos bacteriostáticos para Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae y Pseudomonas aeruginosa es de 12, 10, 10 y 10 mm, respectivamente [29-30]. Además, Kataev et al. encontraron que el extracto de stevia también tiene actividad anti-tuberculosis [31], y los ingredientes activos son stevioside y rebaudioside A, con valores de MIC anti-tuberculosis de 7,5 μg/mL y 3,75 μg/mL, respectivamente [32]. Takahashi et al. [33] encontraron que un extracto de agua de Stevia rebaudiana Bertoni puede unirse a la glicoproteína VP7 de la cápsida externa del rotavirus humano, lo que aumenta el obstáculo estérico cuando VP7 se une al receptor celular, lo que impide que el virus se una a las células normales y por lo tanto exhibiactividad anti-rotavirus humano.
2. 1. 4 efecto antiinflamatorio
elExtractos metanmetande de Stevia rebaudianaLas hojas de Bertoni tienen efectos antiinflamatorios significativos y pueden prevenir la hinchazón de los dedos de los pies de las ratas inducida por la carragenina [34]. Algunos estudiosos han especulado a través de experimentos que la stevioside puede ser el ingrediente activo que ejerce efectos antiinflamatorios, y su mecanismo de acción es principalmente para estimular la inmunidad inny por lo tanto reducir la aparición de respuestas pro-inflamatorias [35]. Estudios posteriores han confirmado que la steviosida puede inhibir la actividad de NF-κBy la transducde señales inhibitde la proteína quinasa, exhibipropiedades antiinflamatorias [36]. Bunprajun et al. [37] también encontraron que la steviosida puede promover la actividad de las células satélite al regular las señales de la vía NF-κB, promoviendo así la recuperación de los músculos lesionados.
2. 1. 5 regulación inmune
El extracto de hoja de Stevia y el violtienen actividad inmunomoduladora [38], y su mecanismo de acción es interferir con la vía NF-κB, la cual exhibe efectos antiinflamatorios e inmunomodulfuertes [39].
2. 1. 6 efecto contra el cáncer
Bhattacharyya et al. [40] encontraron que los extractos de acetato de etilo, acetona, cloroformy agua de las hojas de Stevia rebaudiana tenían un potencial anticancancerosas. Takahashi et al. [41] recientemente informaron que la steviosida puede promover la expresión de Bax y citocromo C, que luego se liberan en el citoplasma para inducir la apoptosis de las células cancerosas. Además, los resultados de los experimentos de Konoshimaet al. [42] muestran que la stevia también se puede utilizar para prevenir la carcinogénesis química.
2. 1. 7 otros efectos
La Stevia tiene los efectos de la antiamnesia, la prevención de la obesidad, la prevención de enfermedades del corazón, la prevención de caries, matar larvas, mejorar la calidad de la carne de cerdo como alimento, y el tratamiento del síndrome metabólico.
2. 2 estudios de seguridad
La seguridad de la estevia como aditivo alimentario es particularmente importante. Estudios farmacológicos modernos han demostrado que la stevia y la stevioside son seguras para consumir y no tienen efectos secundarios tóxicos. Andrey et al. [43] dividieron al azar ratas de laboratorio en tres grupos y las alimentaron con 500, 1.000 y 2.000 mg/(kg·d) de tres dosis diferentes de rebaudioside A durante 90 días. Lebaudioside A durante 90 días, y los resultados no mostraron efectos secundarios tóxicos. Geuns et al. [44] inyeccada huevo fertilizado de polpolde de engorcon 0,08, 0,8 ó 4 mg de esteviósido, o 0,02 5,0. 25, 1. 25 mg de esteviol, y encontraron que los embriones se desarrollaban normalmente durante la incub. Williams (en inglés).et al. [45] usaron la prueba de Ames, la prueba de aberrcromosómica, la prueba del micronúclede la médula ósea y el ensayo de síntesis de ADNpara demostrar que el rebaudioside A no es genotóxico.
3 desarrollo de productos
Actualmente, hay tres categorías principales de productos de stevia: (1) edulcorantes, que tienen las ventajas de alta dulzura, baja en calorías, seguridad y no toxicidad, y propiedades físicas estables; (2) medicamentos adyuvantes, que se utilizan como productos adyuvantes para el tratamiento de la diabetes, la hipertensión, la inflamación de la mastitis de las aves de corral y la infertidel ganado; (3) piensos y fertilizantes, principalmente los residuos industriales procedentes de la producción de esteviosida añadida a piensos animales y fertilizantes vegetales, que tiene el efecto de regular la función digestiva de las aves de corral, aumentar la producción de huevos, promover la maduración temprana de frutas y verduras, y endulzar frutas y verduras.
La Stevioside es un edulcornaturalcon una alta dulzura y bajo contenido calórico. Tiene ventajas sobre los edulcorantes comunes como la sacarosa y la glucosa, pero tiene un grave regusto amargo. Con la mejora de las personas#Los requisitos de calidad para la estevia, la extracción, purificación y mejora del sabor de la esteviosida se convertirá en el foco de futuras investigaciones, y la mejora de la dulzura de la esteviosida se convertirá en la clave para su posterior desarrollo como edulcorante.
3.1 factores que afectan a la dulzura, dulzura y regusto de la stevia
Wang Deji [46] comenzó desde la perspectiva de la estructura química molecular y combinó la dulzura y la dulzura de los componentes de la stevioside para sacar las siguientes conclusiones: (1) el grupo de azúcar C-13 es el principal grupo funcional para la dulzura, y los compuestos con 3 a 4 grupos de azúcar generalmente tienen la mayor dulzura y mejor dulzura, y el orden de los tipos de grupos de azúcar vinculados que son beneficiosos para la dulzura y la dulzura es la fructosa. Glucosa > La rinornosa u otros grupos de galactosa; (2) el grupo éster C-19 del glucósido es un grupo que mejora el sabor. Si no está vinculada a un grupo de glucosa como la H, afectará en gran medida la dulzura y la calidad del sabor dulce; (3) el fuerte regusto amargo del glucósido es la causa raíz del regusto amargo de la steviosida, y las impurezas tales como taninos, flavonoides y lactonas sesquiterpenpueden aumentar el sabor amargo de la steviosida.
3. Tecnología de mejora de la calidad de 2 Stevia
3. 2. 1 método de mezcla
Cuando la stevia se utiliza junto con otros edulcorantes altos en calorías (como la sacarosa, la glucosa, etc., siendo el azúcar de ciclodextrina el más utilizado) o sales inorgánicas, la dulzura de la stevia aumenta considerablemente, mientras que la mezcla con ácidos orgánicos como el ácido málico y el ácido tartáripuede mejorar su sabor amargo.
3. 2. 2 modificación de glucósidos
Como se mencionó anteriormente, los glucósidos en las posiciones C-13 y C-19 tienen un efecto significativo sobre la dulzura y dulzura de los glucósidos de esteverol. Por lo tanto, muchos estudiosos han centrado su investigación en la modificación de los grupos glicosilos. Actualmente, los principales métodos para modificar los glucósidos de los glucósidos de esteviol son la catálisis enzimy la transformación microbiana. Mediante la modificación de los glucósidos, el retrogusto astringente de los glucósidos de esteverol se puede mejorar en gran medida, y la dulzura también se mejora hasta cierto punto.
Hay dos mecanismos principales: (1) la introducción de un grupo de azúcar de mejor sabor (ifose, glucosa) y un aumento en la proporción de grupos de azúcar en la molécula; (2) la reacción biocatalítica tiene un efecto bidireccional, catalizando el enlace de los grupos de azúcares al mismo tiempo que cataliza la hidrólisis de los glucósidos. El azúcar resultante (por ejemplo, glucosa) puede formar un "compuesto" con el glucósido recién producido.
Muchos eruditos han estudiado la modificación de glicósidos usando el método de la ciclodextrina glucanotransferasa (cgtasa) [47-49], que es actualmente el método más profundo para estudiar la mejora de la calidad del sabor de la estvia por catálisis enzim. Los resultados de muchos estudios han demostrado que este método puede mejorar la dulzura hasta cierto punto. Sin embargo, no importa cómo los factores de influencia, tales como las cepas optimi, la fuente de la enzima, el tipo de sustry la concentración y otros factores de influencia, los resultados de glicosilación muestran baja selectividad.
Por ejemplo, como la concentración de sustrcambia durante la reacción, la introducción de nuevos glicósidos también cambiará, principalmente incluyendo monosacáridos, disacáridos y trisacáridos. Por ejemplo, cuando se introduce un nuevo grupo glucosil, la selectividad para el grupo hidroxilo de St es pobre. Algunos estudiosos también han utilizado el método de transferencia de glucosidasa para modificar glucósidos [50]. Este método ha sido menos estudiado que el método de la cgtasa. Permite que algunas de las cadenas C en la molécula de esteviósido sean re-glicosiladas con nuevos movimientos de glucosa.
Aunque este método puede obtener directamente glucosa-ligado stevioside, y la calidad del sabor de stevia también se ha mejorado hasta cierto punto, pero la actividad catalítica es baja y el rendimiento es bajo. Al mismo tiempo, algunos de los movimientos de glucosa vinculados en las posiciones C-13 y C-19 también pueden ser hidrolizados enzimáticamente. En general, estos dos métodos tienen una selectividad pobre, bajos rendimientos y una amplia gama de subproductos, y ha habido pocos informes sobre las estructuras de estos productos.
Aunque los métodos de conversión enzimmencionados anteriormente no han alcanzado los resultados deseados, los resultados de la investigación del método de galactosidasa, del método de → -fructofuranosidasa y del método de transformación microbiana han demostrado que la mejora de la steviosida por catálisis enzimbiológica todavía tiene perspectivas prometedoras.
Danieliet al. [51] y Zhu Haixia et al. [47] usaron el método de galactosidasa para modificar el grupo glicosil. Este método puede transferir galactosa al residuo de glucosa C-13 de la stevioside. Sin embargo, este método tiene un tiempo de reacción largo, requiere la adición de otras coenzimas para producir donantes, y el sabor de ST glicosilated con galactosa es ligeramente peor que el de otros productos glicosilados. Por lo tanto, Zhu Haixia et al. [47] utilizaron el hecho de que la fracción de glucosa es un buen aceptor en la reacción de transglicosilación catalítica de la g-tasa, mientras que la fracción de galactosa no lo es. El método de la galactosidasa se combincon el método de la cgtasa, con la enzima galactosidasa para catalizar la reacción de glicosilación, uniendo el grupo de la galactosa al grupo de la glucosa en la posición 19, y luego usando este producto como sustrpara la catálisis de la cgtasa, para que la reacción de glicosilación pueda ocurrir selectivamente en el grupo de la glucosa ligado a 13-OH.
Li Yu et al. [52] usaron el método FFase (FFase) para introducir un grupo fructosil a los estesvisidos y rebaudiosidos a, lo que permitió que el grupo fructosil se vinculara al 6-OH del grupo 19-O- - -glucosilo por un enlace glicosídico − -2,6. Este método, las condiciones catalíticas óptimas son: pH 6,5, temperatura de reacción 40 °C, y es estable a pH de 6 a 8 y por debajo de 40 °C. Los cocientes molares de eststeviside y eststeviol glucósido a la sacarosa cociente molar de 0,0005 y 0,0012, cantidad de la enzima de 15 U/mL, y tiempo de reacción de 15 h.
Bajo las condiciones de reacción optimi, las tasas de conversión de los dos glucósidos pueden alcanzar el 69,4% y 72%, respectivamente. Además del método anterior de mejorar el sabor de la steviosida por catálisis enzim, Kusakabe et al. [53] usaron actinomictos para transferir un grupo de glucosa a la 2-glucosil--glucósido en la posición de 13 carbonde la steviosida, convirtiendo con éxito la steviosida a rebaudioside A. la tasa de conversión fue de aproximadamente 20%, pero sólo catalizó la producción de un tipo de producto, con alta especificidad. Ishikawa et al. [54] utilizaron una combinación de hongos microbiy → -fructofuranosidasa para transferir la → -fructofuranosa a la posición de 13 carbonde stevioside y rebaudioside A. el método anterior utilizado por el investigador es selectivo, el producto es relativamente simple, y tiene valor de aplicación potencial.
La modificación enzimde la stevia ha sido durante mucho tiempo un punto caliente de investigación para la eliminación de su sabor amargo. Aunque después de más de 20 años de investigación por numerosos estudiosos, no hay ruta de producción industrial se ha encontrado, la conclusión de que la transglicosilación enzimy la transformación microbiana son una manera eficaz para mejorar la dulzura de la steviosida. Con la profundización de la investigación sobre el mecanismo de transferencia enzimde azúcar, se espera que la stevia pueda ser dirigida y modificada a nivel molecular para obtener un edulcorsteviside más perfecto.
3. 2. 3 mejorar la parte aglycon
La modificación de la parte aglycon es una manera de mejorar fundamentalmente la calidad del sabor stevioside. Ha habido relativamente pocos informes sobre esto, y que principalmente incluyen métodos como la mejora de la estructura de la aglicona y el cierre físico de la aglicona. Lee Thomas et al. [55] modificaron la aglicona y la fracción de azúcar de la steviosida mediante la transferencia de los enlaces dobles en C-15 y C-17 en la aglicona a C-15 y C-16, y eligió glucosa, ranosa o piranosa como la fracción de azúcar, mejorando así la dulzura y astringencia.
Wang Deji et al. [56] apuntaron a la parte aglicona, la principal fuente del sabor amargo de los glucósidos estevisidos. A través de análisis y cálculo, ciclodextrina fue agregada al extracto y concentrado para encerrar físicamente la parte aglicona de la molécula de esteviósido. El producto resultante tenía la misma dulzura que antes, pero el regusto amargo desapareció. Aunque elimina el regusto amargo de la stevioside, pero a expensas de las excelentes propiedades bajas en carbono de la stevia.
4 conclusión
En los últimos años, como people's ha aumentado la concienciación sobre la alimentación saludable, los edulcorantes como la sacarosa y la glucosa han sido gradualmente incapaces de satisfacer a las personas#39;s necesidades debido a su alto contenido calórico, su tendencia a causar caries en niños pequeños y su inadecuación para personas con diabetes. Stevia's el principal componente edulcorde la stevia, es un edulcornatural emergente que tiene las ventajas de ser bajo en calorías y alto en dulzor, estable en propiedades físicas y químicas, y seguro sin efectos secundarios. También tiene importantes actividades biológicas como la reducción de azúcar en la sangre, lípidos en la sangre y la presión arterial, así como propiedades anticancerígenas, antibacterianas y antivirales, por lo que es conocido como la "nueva fuente de azúcar más promete".
Sin embargo, el stevia's relativamente grave afecta seriamente a su calidad, y es también una de las razones importantes por las que la stevia ocupa actualmente una proporción relativamente pequeña del mercado. Con el fin de hacer frente a este defecto, muchos estudiosos en el país y en el extranjero han llevado a cabo la investigación de los aspectos de composición, refin, y modificación estructural, con la esperanza de obtener una stevia de sabor refrescperfectamente.
Entre los muchos métodos, el más exitoso es el método de refinde Rebaudioside A por recristalización y adsoren resina macroporosa, que ya se ha aplicado en la producción. El método compuesto el efecto edulcorante del método compuesto es limitado. Aunque la catálisis enzimy la conversión microbiana han mejorado en gran medida la dulzura, son costosos, y la estructura y la actividad biológica de los productos son desconocidos. Algunos de estos métodos logran el propósito de mejorar la dulzura a expensas de Stevia's ventajas naturales de las bajas calorías y el calor, como el método compuesto que utiliza ciclodextrina y glucosa, que tienen altas calorías y calor, y el método de encapsulación física que utiliza ciclodextrina como agente encapsulante.
El desarrollo de la stevia como el edulcorperfecto ha sido un camino factible, pero sinu. Aunque el uso de glicósidos de esteviol puriha mejorado la calidad de los productos de estevia hasta cierto punto, el regusto de los productos de estevia no ha mejorado fundamentalmente porque los glicósidos de estevia también tienen un cierto regusto amargo. Por lo tanto, el autor cree que debemos acelerar la identificación estructural, evaluación de la dulzura, y la investigación de la seguridad de nuevos productos identificación de la estructura, evaluación de la dulzura, y la investigación de la seguridad de los nuevos productos generados durante el proceso, con el objetivo de promover la optimización de este tipo de stevioside para la producción industrial. Al mismo tiempo, si un producto con una dulzura superior a la de rebaudioside a puede ser descubierto, proporcionará una nueva y clara dirección de investigación para mejorar la calidad de los productos de stevia en el futuro.
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