¿Cuál es el uso del glucósido de Stevia en el campo de la alimentación?

Stevia is a member of the Asteraceae family, native to South America and now cultivated worldwide. It has been found to contain more than 40 different steviol glycosides, including rebaudioside A (RebA), rebaudioside B (Reb B), rebaudioside C (Reb C), Reb E, Reb F, rebaudioside A, rebaudioside B, rebaudioside C, rebaudioside D, rebaudioside E, rebaudioside F, stevioside, and dulcoside A. The total content can be as high as 20% of the dry leaf weight [1]. Stevioside is a diterpene compound with steviol as the aglycone (Figure 1). Different amounts of glucose, rhamnose, xylose, fructose and deoxyglucose are linked to its C-13 or C-19 position via 1,2-, 1 , 1,4-, 1,6-a or b-glycosidic bonds at their C-13 or C-19 positions, forming different types of steviol glycosides [2]. Pure stevioside is a white powder with the chemical formula C38H60O18. It is easily soluble in water, methanol and ethanol, but insoluble in organic solvents such as benzene, ether and chloroform.

El glucósido de Stevia es una sustancia activa natural que es resistente al calor, estable, no se descompone fácilmente por la luz, no tóxico e inofensivo, y no participa en las reacciones en el cuerpo humano. Es de 250 a 300 veces más dulce que la sacarosa y es un edulcornatural [3]. Trece glicósidos de esteviol, incluyendo glicde de estevi, rebaudioside A y dulcoside, han sido incluidos en los gliccóside de esteviol de seguridad alimentaria (GB 1886.355-2022). Los estudios han encontrado que la stevioside tiene una variedad de funciones biológicas, incluyendo antioxidante, hipoglic, hipoten, anticancer, mejorando la función gastrointestinal y tratando amnesia. Por lo tanto, este documento presenta la aplicación del glucósido de stevia en la industria alimentaria en los últimos años y el progreso de la investigación sobre sus funciones biológicas, proporcionando una referencia para el futuro desarrollo y utilización del glucósido de stevia.

1. Aplicación de glicósidos de esteviol en la industria alimentaria

Sucrose can provide sweetness and improve the texture and color of foods. Replacing sucrose partially or completely is the strategy used in most foods to reduce sugar. Steviol glycosides have important advantages. Their zero energy value and high health safety make them superior to sucrose. More importantly, studies have shown that steviol glycosides do not accumulate in the body and have many health-promoting properties. However, whether the texture and taste of foods can be guaranteed is a problem that most food manufacturers face today [4-5]. Steviol glycosides have been used as natural sweeteners in a variety of foods such as beverages, condiments, yogurt and bread [6-8].

1.1 glicósidos de esteviol en bebidas

Es altamente estable en bebidas y tiene un regusto de larga duración, lo que puede reducir la dulzura y la grasosidad de la sacarosa [9]. Después de que el glucósido de estevia fue aprobado como aditivo alimentario en la Unión europea, países como el Reino unido y Francia añadial Sprite edulcorantes compuestos a base de esteviosida y sacarosa, en sustitución de la sacarosa original [10]. Las bebidas de té de frutas y las bebidas de leche en el mercado chino también utilizan steviosida para reemplazar parte de la sacarosa. Tang Jin et al. [11] usaron esteviosida en diferentes proporciones para reemplazar la sacarosa en una bebida de jugo de myrica rubra. Encontraron que cuando la steviosida reemplazó la sacarosa en un 40%, la bebida tenía un buen sabor, era menos amarga, tenía un regusto largo y tenía las mejores características de la bebida. Buniowska et al. [12] agregstevioside a una bebida compuesta hecha de jugo de papaya, jugo de naranja, jugo de mango y bebida de avena, y usaron un método de superficie de respuesta con un diseño compuesto central. Se encontró que cuando la concentración de stevia era de 2,5% (V/V), la bebida tenía las mayores propiedades antioxidantes y el mejor sabor.

1.2 aplicación de glucósido de stevia en condimentos

El uso de glicóside de esteviol para reemplazar del 20 al 30% de sacarosa en el procesamiento de salsa de soja y vinagre puede mejorar el sabor [13], acortar el tiempo de marinado, extender la vida útil, reducir la ocurrde fermentación en el producto, evitar reacciones de pardeamiento y aumentar la tasa de paso. La salsa Lee Kum Kee Oyster Sauce y el aliño de ensaldulce Kewpie utilizan glucóside de estevi. Pan Jiahui et al. [14] añadió un edulcorantes compuesto que consiste en 0,07% de extracto de fruta de monje, 14,00% de eritritol y 0,03% de glucóside de estevia a la salsa teriyaki en lugar de 40% de sacarosa, logrando "bajo nivel de azúcar", mientras que la salsa teriyaki sabor cerca de la salsa teriyaki con azúcar blanco añadido.

1.3 glucósido de estevien el yogur

El glucósido de Stevia se ha utilizado durante mucho tiempo como edulcoren el yogur y los helados. Estudios han encontrado que la adición de esteviosida al yogurprobiótico no afecta el crecimiento de los probióticos y puede mantener un nivel funcional correspondiente después de 28 días de almacenamiento [15]. RIBERIO et al. [16] compararon la steviosida en diferentes concentraciones con una muestra estándar que contenía una mezcla de sacarosa y sucralosa. Stevioside 1 (75% rebaudioside A + Stevioside), 5% Stevioside 2 (9 5% rebaudioside A) y 40% Stevioside 3 (50% rebaudioside A) fueron más similares A las características sensoride la muestra estándar, y no hubo diferencia significativa en la aceptación del consumidor, lo que promovió el uso de Stevioside en el yogur. Yan Liping et al. [17] usaron esteviosida en lugar de sacarosa en el yogur con salsa de manzana. Al medir la acidez y el índice de precipitación de suero del yogur durante un período de almacenamiento de 20 días, encontraron que cuando la estevisida reemplazel 30% de la sacarosa, el yogur resultante tenía la puntuación sensorial más alta, una superficie lisa y una textura delicada.

1.4 glucósido de estevien productos horneados

Steviol glycosides can be used as a substitute for sucrose in baked goods and improve the sensory and nutritional properties of the products. RUIZ et al. [18] compared wheat bread containing steviol glycoside extracts at different concentrations as a substitute for sucrose with traditional wheat bread. Compared to the control group, the bread with stevia extract was softer and had slower microbial growth during the shelf life. In terms of nutritional contribution, the bread with stevia extract has a higher dietary fibre content and a lower digestible carbohydrate content, so it can significantly reduce calorie intake. Replacing 20% of the sucrose with stevia and replacing all the cocoa powder with cocoa dietary fibre had no negative effect on the quality parameters and consumer acceptance of the muffins [19]. Since steviol glycosides are not prone to caramelization, adding steviol glycosides to baked goods will only make the product sweeter without affecting the color.

1.5 glucóside de estevien la gelatina y la mermelada

La jalea y la mermelada son productos que la mayoría de la gente consume a diario. El contenido de azúcar de sus formules de alrededor del 60%, y el azúcar no sólo proporciona dulzor, sino que también aumenta el contenido total de materia soluble. Con personas 's cada vez más conscientes de la salud, los desarrolladores de alimentos han empezado a estudiar formas de reducir el contenido de azúcar en las gelatinas y mermeladas. PARK et al. [20] agregdiferentes proporciones dePolvo de polvo de este-via instead of sucrose to Schisandra chinensis jellies. As the amount of stevia powder added increased, the hardness and chewiness decreased. Combining multiple indicators such as hardness, transparency and sensory characteristics, it was found that the quality of the jelly made with 1.0% stevia leaf powder instead of sucrose was the best. SUNA et al. [21] added stevioside as a sweetener to persimmon jam, developing a jam with antioxidant activity that extended the shelf life of the product. The texture and mouthfeel of jams and jellies are affected to some extent by the addition of steviol glycosides, so improving the quality of low-calorie jams and jellies is an issue that needs to be addressed at this stage.

En el campo de la investigación sobre la actividad biológica de la estevioside, 2se han realizado progresos en la investigación sobre la actividad biológica de la estevioside

2.1 actividad antioxidante

Cuando el cuerpo está bajo estrés oxidativo, se produce un gran número de radicales libres. Niveles excesivos de radicales libres pueden conducir a daño celular y tisular, que puede desencadenfermedades tales como asma, Alzheimer's enfermedad y cáncer. Los productos naturales tales como los polisacáridos y las sustancias fenóextraídas de las plantas tienen actividad de eliminación de radicales y propiedades quelde metales, y son fuertes antioxidantes. Complementar la dieta con suplementos de productos naturales o medicamentos naturales es importante para mantener la homeostasis [22-23]. Como otras plantas, stevia's efecto antioxidante proviene de sus compuestos fenólicos y flavono. Las hojas de estevia empapadas en agua contienen niveles más altos de antioxidantes y niveles más altos de alanina, ácido aspártico, leucina y prolina que las hojas secas de estevia [24].

SHIVANNA et al. [25] found that feeding Stevia whole leaf powderPara que las ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina protegieran a las ratas del daño de la diabetes inducida por estreptozotocina, redujeron la concentración de malondialdehído (MDA) en su hígado, aumentaron el contenido de enzimas antioxidantes y redujeron el riesgo de estrés oxidativo. BENDER et al. [26] encontraron que el extracto de hoja de stevia tenía actividad antioxidante y que la actividad antioxidante era más alta que la del extracto de tallo, medida por la capacidad de absorción de radicales de oxígeno in vitro (ORAC) y la actividad antioxidante celular (CAA). Zhang Tongtong et al. [27] estudiaron la actividad antioxidante in vitro de la steviósido y encontraron que sus capacidades de eliminación de radicales libres DPPH y radicales hidroxilo eran de 24,8 y 13,8%, respectivamente. La capacidad de búsqueda de la steviosida contra los radicales DPPH está relacionada con su estructura, mientras que la capacidad de búsqueda contra los radicales hidroxilo no está relacionada con su estructura. Por lo tanto, se encuentra que las hojas de estevia o sus extractos crudos no sólo se pueden utilizar como un edulcornatural, sino también como un recurso para conservantes de alimentos.

2.2 actividad hipoglic

La Diabetes es un síndrome metabólico caracterizado por hiperglucemia, que se manifiesta en el cuerpo como resistencia a la insulina, disminución de la secreción de insulina, o ambos. De 90% a 95% de los pacientes diabéticos tienen diabetes tipo 2 (DT2). Las personas con diabetes a largo plazo son propensas a complicaciones como cetoacidosis, retinopatía, nefropatía y enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y vasculares periféricas. Por lo tanto, la prevención temprana y el tratamiento efectivo de la diabetes es de suma importancia. MYINT et al. [28] encontraron que la esteviosida y el esteviol aumentaron la captación de glucosa en el corazón y el cerebro y redujeron la acumulación de glucosa. KUJUR et al. [29] encontraron que la stevioside tenía un cierto efecto hipoglicémico en ratas diabéticas y era dependiente del tiempo al alimentar ratas diabéticas con extractos de agua de stevia, éter y metanol. El efecto hipoglicde de la stevioside puede estar relacionado con antagonila glucotoxicidad de las células pancreβ, y también puede estar relacionado con la inhibide la secreción de glucagpor las células pancreα. Por lo tanto, los edulcorantes no nutritivos, incluyendo los glucósidos de estevi, son suplementos dietrecomendados para pacientes con DT2.

2.3 actividad que disminuye la presión arterial

La hipertensión Arterial es un estado patológico que implica una relación inadecuada entre la resistencia vascular y el volumen sanguíneo, afectando a alrededor del 20% del mundo's población adulta [30]. La hipertensión provoca cambios patológicos en las arterias pequeñas y medianas, que se caracterizan por el engrosde la pared del vaso y el estrechamiento del diámetro del vaso. Esto resulta en que el corazón necesita trabajar más duro para bombear suficiente sangre para satisfacer las necesidades de todos los tejidos, aumentando así el riesgo de ataque cardíaco o accidente cerebrovascular. Los cambios en el estilo de vida y la terapia dietética son las dos formas más importantes de prevenir y tratar la hipertensión. En experimentos con animales, se ha demostrado que la stevia reduce la presión arterial.

HSU et al. [31] encontraron que una administración oral de 50 mg·kg-1 de stevioside redujo significativamente la presión arterial en ratas con hipertensión sensible, hipertensión renal e hipertensión espontánea después de la anestesia. SCHMANDKE [32] encontró que la inyección intravenosa o intraperitoneal de steviosida en ciertas concentraciones puede disminuir la presión arterial de ratas espontáneamente hiperteny en los anillos aórticos aislados de rata, la steviosida puede causar vasodilatación al inhibir la liberación de calcio en el vaso sanguíneo. LIU et al. [33] también confirmaron que la steviosida es una sustancia antihipertennatural eficaz y deducieron de los experimentos in vitro en células A7r5 de rata que su mecanismo antihipertenpuede estar relacionado con la inhibición del flujo de entrada de Ca2+. Un gran número de estudios en humanos han confirmado que la administración oral de solución cruda de esteviosida es segura y puede reducir la presión arterial en pacientes hipertensos.

2.4 actividad antitumoral

El cáncer causa sufrimiento mental y físico y estrés financiero a las personas. Por lo tanto, se han desarrollado varios tratamientos contra el cáncer, incluso varios medicamentos contra el cáncer, pero todos estos métodos tienen problemas como efectos secundarios graves y resistencia a los medicamentos. Para abordar estos problemas, es importante elaborar sustancias quimiopreventivas para el cáncer y mejorar los tratamientos del cáncer. Entre las muchas etapas de la carcinogénesis, la etapa de supresión tumoral se considera uno de los métodos preventivos más efectivos [34]. En vista de lo anterior, muchas personas han estado estudiando los preventivos del cáncer en productos naturales e identificando sus efectos de supresión de tumores y de prevención de tumores. Se ha informado que la stevioside, que se extrae de la Stevia rebaudiana, tiene efectos antitumorales.

López et al. [35] confirmaron que la steviosida puede inhibir la proliferación de células de cáncer de cuello uterino, cáncer de páncreas y cáncer de colon al estudiar el efecto de la steviosida sobre la ciclod1-cdk4 y encontraron que la steviosida es un induceficaz de la apoptosis. [36] PAUL et al. [36] encontraron que la stevioside puede promover la apoptosis al promover la producción de especies reactivas de oxígeno intracelular, induciendo así cambios en el potencial transmembrana de las mitocondrias, induciendo la vía de apoptosis mediada por la mitocony promoviendo la apoptosis de las células de cáncer de mama. KHARE et al. [37] encontraron que los compuestos de estestrosido pueden inhibir la proliferación de las células MDA-MB-231 y SKBR3 y tienen actividad antitumoral contra las líneas celulares de cáncer de mama. Por lo tanto, stevioside es un compuesto bioactivo con alta actividad anti-cáncer.

2.5 tratar la pérdida de la memoria

El envejecimiento de la población se ha convertido en un fenómeno global, y la demen, que se acompaña de pérdida de memoria y declive intelectual, es una de las enfermedades más comunes entre los ancianos. Alzheimer y#La enfermedad (EA) es la forma más común de demen, representando de 60 a 70% de todos los casos [38]. Su característica más destacada es la pérdida de neuroncolinérgicas en los núcleos basde las grandes células cortic, que es también la principal causa de la pérdida de memoria [39]. Hasta la fecha, los inhibidores de colinesterasa tales como galantamina son las drogas principales para el tratamiento de Alzheimer's, pero la mayoría de los medicamentos actuales solo alivian los síntomas de demencia y no pueden detener el avance de la demencia, y tienen ciertos efectos secundarios. Por lo tanto, el desarrollo de un fármaco que pueda inhibir la progresión de la demencia es urgente.

En los últimos años, ha habido una gran cantidad de evidencia de que un aumento moderado en los niveles de glucosa en circulación puede mejorar la formación de nuevos recuerdos en roedores y seres humanos [40]. La glucosa puede mejorar los procesos de memoria al aumentar la síntesis y liberación de acetilcolina en el hipocampo. SHARMA et al. [39] usaron ratas con amnesia indupor escopolamina como modelo para evaluar el aprendizaje y la capacidad de memoria mediante una prueba de laberinto acuático. Se evaluó la actividad del sistema colinérgico midiendo la actividad cerebral de la acetilcolinesterasa (acetilch olinesterasa (AChE), para evaluar la actividad del sistema colinérgico y para medir los niveles de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) y glutatión reducido (GSH) para evaluar el grado de estrés oxidativo. Los resultados mostraron que la administración oral de steviosida (250 mg·kg-1) en ratas revirtió significativamente el deterioro del aprendizaje y la memoria inducido por la escopolamina, mientras que la inhibición del aumento de la actividad de la acetilcolinesterasa cerebral y el nivel de estrés oxidativo en el cerebro inducido por la escopolamina. Esto demuestra que la stevioside puede proteger la memoria de ratas con deterioro cognitivo a través de múltiples acciones.

2.6 prevención de caries dentales

La caries Dental es una enfermedad oral crónica que provoca la pérdida de calcio y fósforo de la superficie del esmalte Dental, lo que provoca caries. Una de las causas de la caries dental es la ingesta de carbohidratos como la sacarosa, que pueden ser fermentados en ácidos que causan la desmineralización de los dientes [41]. Por lo tanto, una forma importante de prevenir la caries dental es encontrar un sustituto para la sacarosa. Varios estudios han demostrado que la estevioside puede usarse como sustituto de la sacarosa. DE SLAVUTZKY et al. [42] enjuagaron la placa con una solución DE sacarosa al 10% y una solución DE esteviosida al 10% durante 4 veces en 5 días y midieron el índice DE placa para obtener la cantidad DE acumulación DE placa después del enjuague con estevia. La cantidad se redujo en un 57,82% en comparación con el enjuague con sacarosa. COCCO et al. [43] investigaron el efecto del consumo diario de refrigerios que contienen stevia sobre la caries dental en 271 niños (de 6 a 9 años de edad) con riesgo alto de caries dental.

Los resultados mostraron que en comparación con los bocadillos azucarados, el consumo a corto plazo de bocadque contienen estevia puede reducir la acidez de la placa dental y reducir la producción de bacterias cariogénicas, reduciendo así la posibilidad de nuevas caries dentales en el futuro. BRAMBILLA et al. [44] compararon los efectos de la steviside y la sacarosa en la formación de biofilm de Streptococcus mutans y el pH intracelular. Todos estos resultados de la investigación muestran que la stevioside puede reducir la formación de caries dental. Se necesitan estudios a largo plazo en humanos para investigar el papel potencial de la estevia o sus derivados en la caries dental, así como su mecanismo de acción y seguridad a largo plazo.

3 conclusión

With people paying more and more attention to healthy living and nutritious diets, the application of steviol glycosides in the food industry and research into their biological activities have become current research hotspots. In addition to being added to foods as a natural food additive, steviol glycosides are also widely used in many industries such as medicine, cosmetics and health products. At present, the extraction, separation and purification processes of stevioside need to be optimized, the most suitable stevioside needs to be found, the bitter taste needs to be removed, and the taste in foods needs to be improved. In addition, the verification of the biological activity of stevioside is currently only applied to cells or animals such as mice, and the actual application in the human body remains to be explored. There has been little research on the safety of stevioside at home and abroad. In China, the latest national standard for food safety, Food Additives – Stevioside (GB 1886.355–2022), requires stevioside to be at least 90% pure, indicating that impurities in stevioside products that have not been highly purified may pose potential hazards.

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