Исследование по Luo Han Guo Sweetener Mogroside V
Siraitia grosvenorii (Swingle) C- да- да. Jeffrey, также известный как Luohanguo, является плодом многовековой виноградной лозы в семье Cucurbitaceae. Он в основном производится в гуанси и является важным с экономической и медицинской точек зрения растением, эндемичным для китая [1].Сирайтия гросвенория прохладна по природе и сладка по вкусу- да. Более 300 лет используется в народной медицине в качестве традиционной травы. Это приводит к очищению от жары, увлажнению легких, ослаблению глотки и открытию голоса, а также смазке кишечника для стимулирования движения кишечника [2⁃3].
В настоящее время из ло хан го изолировано более 100 соединений, в Том числе 46 тритерпенов, 7 флавоноидов, 19 аминокислот, 2 полисахарида и др. [4]. Mogroside является основным активным ингредиентом в ло хан го. Так и есть.Тип cucurbitane triterpene гликосайд, также известный как луо хан го экстракт, Mogroside, Luo Han Guo saponВ случае необходимостии др. [5]. Mogroside также является основным компонентом Luo Han Guo' сладость моя.
В 1975 году ли [6] определил, что гликосайд тритерпена является основным подсластительным компонентом. В 1983 годуMogroside Ⅳ,< < грогросайд > >и Mogroside Ⅵ были впервые изолированы от Luohanguo,И с тех пор более 30 подобных соединений были изолированы от луоханго [7-8]. Все эти соединения имеют mogroside, как aglycone, за которым следуют различные количества влажных сахара, как показано на рис. 1. Естественный подсластитель mogroside имеет высокую сладость и низкие калории. По сравнению с искусственными подсластителями, он имеет меньше послевкуса и безопаснее. Он также имеет гипогликемический эффект и является идеальной заменой сукроуз. В настоящее время она включена в список пищевых добавок во многих странах, в Том числе в США, японии, австралии и новой зеландии [5]. В настоящем документе рассматриваются взаимосвязь между структурой и активностью сладкого вкуса, периодические изменения, биосинтез, гипогликемический эффект и другие биологические виды деятельности, а также безопасность Mogroside с целью обеспечения дальнейшей справочной информации для применения Mogroside в качестве естественного подсластителя.
1 сладость отношения структура-активность
Mogroside называются Mogroside Ⅲ, Mogroside ⅢE, Mogroside Ⅳ, Mogroside Ⅴ, 11. [фр., Luohanguo new glycoside, Simonoside I и т.д., среди которыхСамое высокое содержание Mogroside V [9]См. таблицу 1. Мурата и др. [10]провели сенсорные тесты и обнаружили, что Mogroside III, Mogroside IV, Mogroside V, Simonoside I и 11O-Mogroside V эквивалентны, соответственно, 195, 300, 378, 465 и 68 раз сладости сукроза.
Структурно, mogroside основан на mogroside алкоголь, как aglycone, с глюкозы единиц, связанных с C⁃3 и C⁃24 позиции через гликосидические облигации. Соотношение между его сладостью и структурой является следующим: ① количество шумовок: для поддержания сладости, общее количество групп сахара, прикрепленных к C⁃3 и C⁃24 позиций не должно быть меньше 3; Состояние окисления 11 заменителей, если 11 гидроксильных групп находятся в состоянии окисления, то они сладкие; Если они находятся в парадной конфигурации, то они безвкусны; Если 11 гидроксильных групп окислены, то они горькие [11⁃13]. Кроме того, несмотря на то, что к нему прикреплены только четыре сахарные моечки, сладость сименосида I намного выше, чем у могросида IV, который также содержит четыре сахарные моечки. Таким образом, влияние положения соединения сахарной группы вСтруктура на сладости Mogroside также заслуживает дальнейших исследований- да. Общие сведения о структуре гликозидных стручков луоганских фруктов см. в таблице 1.
2 периодические изменения и биосинтез
В настоящее времяСпелые плоды луоханго сладкие, а молодые горькие, предполагая, что содержание гликозидов в фруктах луоханго меняется во время роста. Мурата и др. [10] обнаружили, что содержание сладких гликозидов в зрелом луоханго выше, чем в незрелом луоханго. Li Dianpeng И др.[14] использовали тонкослойную хроматографию для изучения изменений в составе гликозидов в ло хан го в разном возрасте роста и обнаружили, что молодые плоды, которым менее 30 дней, в основном содержат горький Mogroside Ⅱ E; Mogroside Ⅲ начинает появляться через 30 дней, и содержание достигает пика в 55 дней, и Mogroside Ⅳ также производится, Mogroside Ⅳ content достигает максимума в 70 d; После 85 d, Luo Han Guo sweВ то же времяglycoside V был основным сладким компонентом Luo Han Guo.
Lu Fenglai И др.[15] изучали Luo Han Guo на различных стадиях роста методом RP⁃HPLC и обнаружили, что содержание горького гликозида (Mogroside ⅡE, 11⁃O ⁃Mogroside ⅡE) в Luo Han Guo было самым высоким на уровне 10 d; После 55 dСладкий гликосайд Mogroside Ⅴ стал доминирующим- либо: После 65 d содержание Luo Han Guo sweet glycoside Ⅴ не сильно изменилось. За исключением Mogroside Ⅴ, содержание всех гликозидов показали тенденцию сначала увеличивается, а затем уменьшается. В литературе также сообщается, что олигосахаридные цепи в биосинтезе тритерпенских гликозидов растений, вероятно, синтезируются путем последовательного добавления молекул моносакхаридов в агликоний [16], что предполагает одностороннее преобразование горьких низких гликозидов в сладкие высокие гликозиды во время цикла роста ло хан го гликозидов.
Itkin et - эл. - привет.[17]использовали транскриптомные и геномные данные для полного анализа биосинтетических путей подсластителя монах V в плодах монах.
Биосинтез в плоде можно разделить на два этапа:Образование фруктового алкоголя монахов и гликозилация- да. Во-первых, производство luohangol. Ацетилкоэнзим а преобразуется в сквален с помощью мевалонатного пути. Затем сквален преобразуется в 24,25 - дигидроксигаммагидроксистероид, который гидроксилируется с помощью CYP87D18 для формирования момонорнола. В последующем процессе гликозилации момендол сначала гликозилазируется гликозиласэ ugt2022 -269-1, чтобы образовать горные гликозиды (Mogroside Ⅰ A1, Mogroside ⅢX, Mogroside ⅣA и Simonin Ⅰ образуются следующим гликозилацией Luo Han Guo sweet, и Mogroside Ⅴ, наконец, формируется. Биосинтетический путь показан на рис. 2.
В этом биосинтезе выражение ключевых ферментов UGT720⁃269⁃1 и UGT94⁃289⁃3, которые влияют на гликозиляцию, имеет временные различия. UGT720⁃269⁃1 очень выражается в молодых фруктов и уменьшается по мере созревания фруктов. Фермент семейства UGT94, с другой стороны, демонстрирует рост экспрессии на более поздних стадиях развития. Это согласуется с предыдущими докладами о Том, что основным компонентом молодых фруктов являются низкогликозидные соединения, такие как Mogroside ⅡE, и что высокогликозидные соединения продолжают увеличиваться на более поздних стадиях развития плода, сMogroside Ⅴ в конечном итоге становится основным компонентом зрелых фруктов.
Короче говоря, луоханго обычно выбирают через 65 дней, когда плод начинает созревать. В процессе переработки экстракты из незрелых и спелых фруктов не должны смешиваться, поскольку это приведет к уменьшению содержания могрозида и скажется на качестве экстракта.
3. Гипогликемический эффект
Исследования показали, чтоMogroside не только эффективно контролировать уровень сахара в крови, но также предотвращает хронические осложнения, связанные с диабетом. Гипогликемический механизм может быть разделен на устранение повреждения поджелудочной железы, содействие секреции инсулина, повышение устойчивости инсулина, антиокислительный стресс, и подавление активности гравитационной глюкозидазы.
3.1 устранение повреждений поджелудочной железы и поощрение выделения инсулина
Пиримидин может повредить поджелудочную клетку, генерируя свободные радикалы и ингибируя глюкокиназу, подавляя синтез проинсулина и вызывая диабет 1 - го типа [18]. Чжан лицин и др. [19] пришли к выводу, что экстракт могрозида может снизить уровень сахара в крови путем уменьшения повреждения аллоксана к поджелудочной железе или улучшения функции поврежденных клеток. Его основным активным ингредиентом может быть Mogroside. Qi И др.[20] показали этоЭкстракт могросайда может эффективно улучшить морфологиюИз клеток островка у мышей сахарного диабета, увеличить количество клеток островка, уменьшить повреждения клеточных клеток мышей, вызванные тетраоксипиримидином, и улучшить нарушения обмена веществ. Чжоу ин и др. [21] использовали крысиные островки β cell опухолевые клетки RIN⁃5F в качестве исследовательского объекта и обнаружили, что извлечение Luo Han Guo и Mogroside Ⅴ могут способствовать секреции инсулина.
3. 2 повышение устойчивости к инсулину
Резистентность инсулина относится к снижению эффективности инсулина в содействии поглощению и использованию глюкозы, и является одной из основных патологических особенностей сахарного диабета типа 2. Снижение инсулиновой резистентности может задержать прогрессирование диабетических осложнений. Liu И др.[22] использовали стрептозотоцин (STZ) в сочетании с высоким содержанием жира диеты, чтобы вызвать диабет 2 типа у мышей C57BL/6. В ходе исследования было установлено, чтоЭкстракт могрозида может повысить устойчивость инсулинаУ мышей, страдающих диабетом, о чем свидетельствует снижение индекса резистентности к инсулину и повышение индекса чувствительности к инсулину. Другое исследование показало, что активация c-Jun N-terminal kinase (TLR4-JNK) и окислительный стресс могут стать посредником в пути через TLR4 [25].
3. 3 антиоксидантного стресса
Окислительный стресс относится к состоянию, в котором тело и#39; окисление s и антиоксидантные эффекты находятся вне равновесия, создавая большое количество реактивных кислородных видов (рос), которые наносят ущерб тканям организма, клеткам, белкам и другим биологическим макромолекулам. В дополнение к индуцированию инсулиновой резистентности, роз может также непосредственно повредить поджелудочные железы во время развития диабета, в конечном итоге провоцируя или усугубляя диабет [24]. Чжу хюинг и др. [26] показали этоПредварительное лечение с Лу хан го сапониномМожет уменьшить чрезмерное накопление реактивных кислородных видов и свободных радикалов в поврежденных этанолом L⁃02 клетках, уменьшить окислительный стресс и ингибировать перекисление липидов.
Цзоу цзянь и др. [27] изучали антиоксидантную активностьГрубый экстракт могросайда и обнаружил, что он имеет хорошие способности собирать свободные радикалы(DPPH, ABTS, ORAC), уменьшить ионы железа (FRAP), и противостоять окислению липидов. Объем антиоксидантов увеличивался с увеличением концентрации. Чэнь (Китай)И др.[28] изучили in vitro антиоксидантную активность могрозида и обнаружили, что она оказывает ингибиторное воздействие на свободные от кислорода радикалы (O2-, H2O2, ·OH) и окислительные повреждения ДНК. Среди них Mogroside V более эффективен в уборке · о, в то время как 11⁃O⁃Mogroside V имеет более высокую скорость уборки O2- и H2O2. Кроме того, 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ оказывает ингибиторное воздействие на повреждения ДНК, вызванные oh. Чжан лицин и др. [19] обнаружили, что экстракт могро может уменьшить выработку липидных пероксидов (MDA) в печени мышей с диабетом, вызванным аллоксаном, и повысить активность антиоксидантного фермента системы сод и GSH⁃Px.
Активность гликозидазы может замедлить темпы гидролиза углеводов и производства глюкозы и задержать поглощение глюкозы, тем самым снижая уровень глюкозы в крови после пренацита. Этот метод важен для профилактики и лечения сахарного диабета 2 - го типа [29]. Исследования показали, чтоЭкстракт Лу хан го из различных стадий роста оказывает ингибиторное действиеПри послепрадиальном образовании глюкозы в крови у мышей. Одним из механизмов гипоглиемического эффекта является то, что экстракт Luo Han Guo saponin может непосредственно ингибировать активность гравитационной глюкозидазы, и его ингибиторный эффект позитивно коррелируется с дозой [30 α 31].
3. 5 прочие расходы
Исследования показали, что активация аденозина монофосфата-активированного белка киназы (ампк) byЭкстракт Лу хан го может помочь ингибировать глюконеогенезУ мышей, страдающих диабетом, тем самым снижаются уровни глюкозы в крови [22]. Другое исследование показало, что экстракт Luo Han Guo saponin может снизить уровни цитокинов IFN-γ и TNF-α и повысить уровень цитокина ил -4, тем самым улучшая клеточный иммунный дисбаланс у диабетических мышей и контролируя диабет [20]. Кроме того, экстракт mogroside может улучшить сыворотку с высокой плотностью липопротеина у диабетических мышей, нормализовать липидные уровни крови, предотвратить нарушения липидного обмена веществ, вызванные диабетом, а также предотвратить и лечить диабетические осложнения [19].
Таким образом, mogroside не только оказывает хорошее профилактическое и терапевтическое воздействие на сахарный диабет первого и второго типа, но и эффективно предотвращает связанные с диабетом осложнения.
4 другие фармакологические эффекты
4. 1 подавитель кашля, беременный и антиастматический
Чэнь яо и др. [33] пришли к выводу, что могросайд может уменьшить количество кашлей у мышей и способствовать образованию выделений трахеи. Лю тинг и дрMogroside V является основным активным ингредиентом Лу хан го для подавления кашля- да. Ван и др. [35] создали модель спектра эффективности Luo Han Guo в освобождении phlegm, и результаты показали, что Mogroside Ⅴ и 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ были позитивно корпортированы с эффектом освобождения phlegm и внесли значительный вклад. Песня и др. [36] обнаружили, что Mogroside Ⅴ может эффективно препятствовать гиперчувствительности дыхательных путей, вызванной ovalbumin.
4. 2 гепатозащитное действие
Сяо ган и др. [37] использовали тетрахлорметан для получения острых повреждений печени и иммунной травмы печени у мышей, соответственно. В ходе исследования было установлено, чтоMogroside может уменьшить сыворотку ALTИ AST активности мышей в двух моделях повреждения печени, увеличить активность дерна тканей печени гомогенитов в иммунной печени травмы, снизить уровень мда, и улучшить патологические повреждения тканей печени. Важную роль в развитии фиброза печени играют гепатические звёздные клетки (ГЦВ), поэтому стимулирование апоптоза активированных ГЦВ является эффективным средством профилактики и лечения фиброза [38]. Исследования показали, что могрозидная сыворотка может блокировать цикл клеток созвездия крыс HSC⁃T6. Mogroside может препятствовать активации клеток созвездия печени человека LX⁃2 in vitro и способствовать апоптозу клеток созвездия печени.
4. 3. Борьба с раком
In vitro и In vivo модели рака поджелудочной железы, Mogroside Ⅴ Сдерживал рост опухоли, развивая апоптоз и остановку клеточного цикла в клетках рака поджелудочной железы PANC⁃ 1 [42]. Mogroside ⅣE dose — надежно сдерживает распространение раковых клеток толстой кишки человека HT29 и карциномных клеток гортани человека Hep⁃2 и рост опухоли мышей ксенотрансплантационных опухолей [43]. В vivo эксперименты по канцерогенезу кожи у мышей показали, что mogroside V и 11⁃O mogroside V могут эффективно ингибировать двухэтапный процесс канцерогенеза, используя пероксинитрит в качестве мутагенного канцерогена и терефталиновую кислоту в качестве стимулятора опухоли.11⁃O ⁃Mogroside ⅤКроме того, ингибирует двухэтапный процесс канцерогенеза с использованием 7,12 антрацина в качестве мутагенного канцерогена и терефталевой кислоты в качестве стимулятора опухоли [44].
4. 4 противовоспалительные и антибактериальные
Ди и др. [45] обнаружили, что mogroside может подавлять липополисахаридовую воспалительную реакцию в клетках RAW264.7 путем ограничения выражения ключевых воспалительных генов iNOS, COX-2 и IL-6 и упредгуляции выражения воспалительных защитных генов PARP1, BCL2L1, TRP53 и MAPK9. Аналогичным образом, в модели отёка уха мышки mogroside может подавлять реакцию воспаления, вызываемую 12- оксотетрадеканойлфором -13- ацетатом, путем регулирования вниз экспрессии кокса -2 и ил -6, а также путем регулирования парп1, BCL2L1, TRP53, MAPK9 и PPARδ экспрессии. Он O ⁃ Mogroside Ⅴ является не только основным активным ингредиентом противовоспалительной деятельности Luo Han Guo in vivo, но и одним из основных активных ингредиентов Luo Han Guo' ингибиторное воздействие s на стафилококк ауреус.Mogroside Ⅴ является основным активным веществом ло хан го 's ингибиторное воздействие на энтерококус факалис и эшерихию коли.
5. Безопасность
Су сяоцзянь и др. [47] показали, что значение лд50 составляетLuo Han Guo sweet glycoside (81,6% содержание гликозида)Вводимые мышям через откорм превышали 10 000 мг/кг, что является практически нетоксичным. Могросид 3,0 г/кг (что в 360 раз превышает дозу для человека) скармливался собакам с помощью гаважа в течение 4 недель, при этом существенного воздействия на биохимические показатели собак или морфологические изменения в тканях и органах не наблюдалось. Джин и др. [48] провели повторное исследование субхронической токсичности доз на крысах вистар и обнаружили, что крысы в группах доз могрозидов не умирали в течение 13 недель и что все показатели были нормальными. Поэтому предполагается, что уровень побочных реакций у человека составляет 2520 мг/кг в день у мужчин и 3200 мг/кг в день у женщин и выше. Другое исследование показало, что Mogroside, вводимые мышам через желудочный зонд в дозе 0,25, 0,5 и 1 г/кг, не являются генотоксичными или репродуктивными токсичными, но когда доза достигает 5 г/кг, скорость содержания микроэлементов в эритроцитах костного мозга и скорость деформаций спермы у мышей-самцов выше, чем у отрицательной контрольной группы (P < 0,05) [49]. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для определения того, является ли могрозид генотоксичным, и дозировка могрозида также требует внимания.
6. Выводы
С улучшением людей#39. Уровень жизни, заболевания обмена веществ, такие как диабет и ожирение, стали серьезной угрозой для здоровья человека. Таким образом, искусственные подсластители с высокой сладостью и низким содержанием калорий широко используются в пищевой промышленности для замены сахарозы. Однако в последние годы, с популяризацией искусственных подсластителей, их безопасность ставится под сомнение [50]. Некоторые исследования показали, что потребление искусственных подсластителей может привести к жажде сахара и зависимости от него, а нарушение калорийности питания может привести к стимуляции аппетита, увеличению потребления, увеличению веса и непереносимости глюкозы [51⁃53]. Сон сяован's[54] исследования подтвердили, что естественный подсластитель mogroside значительно более эффективен, чем искусственный подсластитель aspartame в улучшении системной толерантности глюкозы и чувствительности инсулина. Кроме того, искусственные подсластители могут производить неприятный послевкусный вкус. Экстракт могрозида имеет меньше горения, чем сахарин и ацесульфам-к [10]. В целом, Mogroside, натуральный подсластитель растительного происхождения, является идеальной заменой sucrose, потому что он очень сладкий, с низким содержанием калорий, безопасным, и имеет мало послевкуса. Mogroside также имеет ряд других эффектов, таких как снижение сахара в крови, снятия кашля и мокроты, снятия астмы, и защиты печени. Поэтому развитие Mogroside в качестве подсластителя, медицинского продукта и лекарства имеет большое значение для укрепления здоровья населения.
Mogroside в настоящее время используется в пищевой промышленности в молочных и твердых напитках, но по-прежнему сталкивается с рядом проблем. Во-первых, в связи с неизбирательным искусственным опылением и другими причинами в настоящее время поощряется и применяется множество разновидностей луоханго, а общее качество зародышевой плазмы является неудовлетворительным, что оставляет много возможностей для генетического совершенствования [55]. (2) тип и содержание mogroside претерпевают периодические изменения во время роста, поэтому для усиления контроля качества необходим метод количественного определения mogroside. (3) в настоящее время относительная сладость могросида по-прежнему определяется сенсорной оценкой профессионально подготовленных экспертов по оценке, и электронный язык не может заменить его [56]. Процесс оценки является сложным, а результаты субъективными; ④ Mogroside является дорогим для извлечения и дорогим, поэтому получение более глубокого понимания биосинтетического механизма Mogroside и использование сотовых заводов для производства Mogroside является одним из потенциальных способов массового производства Mogroside; ⑤ Mogroside' свойства s как лекарства еще предстоит разработать, его состав является сложным, и исследования его конкретных активных ингредиентов нуждаются в дальнейшем углублении для содействия разработке лекарств и медицинских продуктов.
Справочные материалы:
[1] вей сяоцинь, лей сяо, хе вэньцзинь. Анализ экологической пригодности глобальных производственных площадей Лу хан го [J]. Наука о сельском хозяйстве, 2020, 48(1): 119. 124.
[2] национальная фармакопеевая комиссия. Фармакопея людей и#39; китайская республика: издание I [и] 2020 года. Пекин: China Medical Science and Technology Press, 2020.
[3] Li Dianpeng, Zhang hurui. Исследования и применение Лу хан го, специализированный завод в гуанси [J]. Гуанси растения, 2000, 20(3): 269-275.
[4] Гонг X, Chen - н, рен К, и, и И др. Фрукты и фрукты Соединенные Штаты америки Siraitia grosvenorii: обзор китайской пищевой ⁃medicine [J]. Передняя аптека, 2019, 10:1400.
[5] ван чэнь, чжан сиконг, ван цзянь и др. Предложения о ходе исследований и разработок в области применения монах-фруктовых подсластителей [J]. Современные продукты питания, 2020(14): 61. 65.
[6] В чем дело? В. : с. - интенсивный процесс Подсластитель из ло хан ко (момордика гросвенори) [J]. - эксперимент, 1975, 31(5) : 533-534.
[7] Такэмото т, Арихара с., Накаджима т., et al. Исследования составляющих момордики fructus. I. о сладком распечатке [J]. Якугаку засси, 1983, 103(11) : 1151-1154.
[8] Такэмото т, Арихара с., Накаджима т., et al. Исследования составляющих момордики fructus. II. Положение в области прав человека Структура сапогенина [J]. Якугаку засси, 1983, 103(11) : 1155 — 1166.
[9] Макапугай H C, Нанаяккара н, соеджарто д, И др. Высокопроизводительный жидкостный хроматографический анализ основного сладкого принципа к ло хан ко фруктам [J]. J Agric Food Chem, 1985, 33(3) : 348⁃350.
[10] Мурата Y, 1. Йошикава С, сузуки. Привет у A., et al. Сладость характеристик тритерпенского гликозида в сирайтии гросвенори [J]. J Jpn Soc Food Sci, 2006, 53(10) : 527⁃533.
[11] Мацумото к, Касаи р., Отани к., et al. Незначительные огурбитан ⁃ - гликозиды.от плодов сирайтии гросвенори (Cucurbitaceae) [J]. Chem Pharm Bull (токио), 1990, 38(7) : 2030. 2032.
[12] Касаи р., - мацумото. - к, Ни (*) R L, et al. Гликозиды из китайского лекарственного растения, - хемслея. Panacis ⁃scandens, Структура ⁃taste отношения к cucurbitane гликозиды [J]. ChemPharm Bull (токио), 1988, 36(1) : 234. 243.
[13] Касаи р., Мацумото к, Ни р л., et al. Сладкий и горький кукурбан glycosides Из российской федерации Гильмслей (Helmsleya) Карнозифлора (carnosiflora) [J]. Фитохимия, 1987, 26(5) : 1371-1376.
[14] Li Dianpeng, Chen Yueyuan, Pan Zhenghong, et al. Исследование изменений мономерных компонентов монах в различных возрастных группах роста [J]. Guangxi Botany, 2004, 24(6): 546. 549.
[15] Лу фенглай, лю джинлей, хуан юнглин и др. Исследование высокопроизводительных жидкостных хроматографических отпечатков пальцев Лу хан го на различных стадиях роста [J]. Наука о еде, 2010, 31 (18): 283 — 287.
[16] Харалампидис к, Трояновска м., Осборн биосинтез тритерпеноида Организация < < сапонины > > in Растения [J]. 1 2 3 4 - биохим. М. : биотехнол, 2002. 75:31. 49.
[17] Иткин м., Давидович авариканати - р, - коэн. - с, И др. Биосинтетические пути несахарного, Могросиде V от Siraitia grosvenorii [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2016, 113(47) : E7619⁃E7628.