Исследование по Luo Han Guo Sweetener Mogroside V

Siraitia grosvenorii (Swingle) В. : с.Jeffrey, also known as Luohanguo, is the fruit Соединенные Штаты америкиa perennial vine В случае необходимостиthe family Cucurbitaceae. It is mainly produced in Guangxi and is an economically and medicinally important plant that is endemic to China[1]. Siraitia grosvenorii is cool in nature and sweВ то же времяin taste. It has been used as a traditional medicinal herb for more than 300 years in folk medicine. It has the effects of clearing away heat, moistening the lungs, relieving the pharynx and opening the voice, and lubricating the intestines to promote bowel movement[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. Это тип cucurbitane triterpene glycoside, также известный как извлечение Luo Han Guo, Mogroside, Luo Han Guo saponin и т.д. [5]. Mogroside также является основным компонентом Luo Han Guo' сладость моя.

In 1975, Lee[6] determined that the glycoside of the triterpene is the main sweetening component. In 1983, Mogroside Ⅳ, Mogroside Ⅴ and Mogroside Ⅵ were first isolated Из российской федерацииLuohanguo, and more than 30 similar compounds have been isolated from Luohanguo since then[7⁃8]. These compounds all have mogroside as the aglycone, followed by different numbers of sugar moieties, as shown in Figure 1. The natural sweetener mogroside has a high sweetness and low calories. Compared to artificial sweeteners, it has less aftertaste and is safer. It also has a hypoglycemic effect and is an ideal substitute for sucrose. It has now been included in the list of food additives in many countries, including the United States, Japan, Australia, and New Zealand [5]. This paper reviews the sweet taste structure-activity relationship, periodic changes, biosynthesis pathway, hypoglycemic effect and other biological activities, and safety of Mogroside, with a view to providing further reference for the application of Mogroside as a natural sweetener.

1 сладость отношения структура-активность

Mogroside ⅢE называются Mogroside Ⅲ, Mogroside Ⅳ E, Mogroside Ⅴ, Mogroside ⁃, 11⁃O Ⅴ Mogroside, Luohanguo new glycoside, Simonoside I и т.д., среди которых Mogroside V имеет наибольшее содержание [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. Поэтому влияние расположения соединения сахарной группы в структуре на сладость могросида также заслуживает дальнейшего изучения. Общие сведения о структуре гликозидных стручков луоганских фруктов см. в таблице 1.

2 периодические изменения и биосинтез

Спелые плоды Luohanguo сладкие, а молодые горькие, что говорит о Том, что содержание гликозидов в фруктах Luohanguo 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 sweet glycoside 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 дней, сладкий гликосайд Mogroside Ⅴ стал доминирующим; 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 может быть разделен на два этапа: формирование фруктового спирта монаха и гликозилация. 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.

In this biosynthetic pathway, the expression of key enzymes UGT720⁃269⁃1 and UGT94⁃289⁃3 that affect glycosylation has temporal differences. UGT720⁃269⁃1 is highly expressed in young Фрукты и фруктыand decreases as the fruit matures. The UGT94 enzyme family, on the other hand, shows an increase in expression during the later stages of development. This is consistent with previous reports that the main component in young fruits is low-glycoside compounds such as Mogroside ⅡE, and that high-glycoside compounds continue to increase during the later stages of fruit development, with Mogroside Ⅴ eventually becoming the main component in mature fruits.

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, что Mogroside не только эффективен в контроле сахара в крови, но и 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

Pyrimidine can damage pancreatic β cells by generating free radicals and inhibiting glucokinase, suppressing proinsulin synthesis, and causing type 1 diabetes [18]. Zhang Liqin И др.[19] found that Mogroside extract can reduce blood sugar by reducing the damage of alloxan to pancreatic β cells or improving the function of damaged cells. Its main active ingredient may be Mogroside. Qi И др.[20] showed that Mogroside extract can effectively improve the morphology of islet cells in diabetic mice, increase the number of islet cells, reduce the damage to mouse islet β cells caused by tetraoxypyrimidine, and improve metabolic disorders. Zhou Ying И др.[21] used rat islet β cell tumor cells RIN⁃5F as the research object and found that Luo Han Guo extract and Mogroside Ⅴ can promote insulin secretion.

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 et al. [22] использовали стрептозотоцин (STZ) в сочетании с высоким содержанием жира диеты, чтобы вызвать диабет 2 типа у мышей C57BL/6. Исследование показало, что экстракт могрозида может повысить устойчивость инсулина у диабетических мышей, о чем свидетельствует снижение индекса устойчивости инсулина и увеличение индекса чувствительности инсулина. 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]. Zhu Huiling et al. [26] показали, что предварительная обработка с помощью Luo Han Guo saponin может уменьшить чрезмерное накопление реактивных видов кислорода и свободных радикалов в поврежденных этанолом L⁃02 клетках, уменьшить окислительный стресс и ингибировать липидное пероксирование.

Цзоу цзянь и др. [27] изучили антиоксидантную активность сырого экстракта могра и пришли к выводу, что он обладает хорошей способностью собирать свободные радикалы (DPPH, ABTS, ORAC), уменьшать ионы железа (FRAP) и противостоять окислению липидов. Объем антиоксидантов увеличивался с увеличением концентрации. Чэнь (Китай)et al. [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, что экстракт Лу хан го из различных стадий роста оказывает ингибиторное воздействие на послепрадиальное образование глюкозы в крови 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 монофосфатно активированного белка киназы (ампк) экстрактом ло хан го может помочь ингибировать глюконеогенез у диабетических мышей, тем самым снижая уровень 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 др. [34] проверили эффективные компоненты Лу хан го на предмет подавления кашля и воздействия на ожидание и предположили, что mogroside V является основным активным ингредиентом Лу хан го для подавления кашля. 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. Исследование показало, что Mogroside может уменьшить сывороточный альт и активность крыс мышей в двух моделях повреждения печени, повысить активность гомогенитов тканей печени при иммунной травме печени, снизить уровень MDA 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 in vitro and in vivo models of pancreatic cancer, Mogroside Ⅴ inhibited tumor growth by promoting apoptosis and cell cycle arrest in pancreatic cancer cells PANC⁃ 1 [42]. Mogroside ⅣE dose-dependently inhibited the proliferation of human colon cancer cells HT29 and human laryngeal epidermoid carcinoma cells Hep⁃2 and tumor growth in a mouse model of xenograft tumors [43]. In vivo skin carcinogenesis experiments in mice found that mogroside V and 11⁃O mogroside V can effectively inhibit the two-step carcinogenesis process using peroxynitrite as a mutagenic carcinogen and terephthalic acid as a tumor promoter. 11⁃O ⁃Mogroside Ⅴ also inhibits the two-step carcinogenesis process using 7, 12⁃dimethylbenz[a]anthracene as a mutagenic carcinogen and terephthalic acid as a tumor promoter [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% glycoside content) administered to mice by gavage was greater than 10,000 mg/kg, which is practically non-toxic. Mogroside 3.0 g/kg (equivalent to 360 times the human dosage) was given to dogs by gavage for 4 weeks, and there was no significant effect on the biochemical indicators of the dogs or morphological changes in the tissues and organs. Jin et al. [48] conducted a repeated dose subchronic toxicity study on Wistar rats and found that no rats in the Mogroside dose groups died within 13 weeks and that all indicators were normal. It is therefore speculated that the level of adverse reactions in humans is 2,520 mg/kg per day for men and 3,200 mg/kg per day for women or higher. Another study showed that Mogroside administered to mice by gavage at 0.25, 0.5, and 1 g/kg was not genotoxic or reproductive toxic, but when the dose reached 5 g/kg, the rate of micronuclei in the bone marrow erythrocytes and the rate of sperm deformities in male mice were higher than those in the negative control group (P<0.05) [49]. Therefore, further research is needed to determine whether mogroside is genotoxic, and the dosage of mogroside also requires attention.

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 is currently used in the food industry in dairy drinks and solid drinks, but it still faces several problems. Firstly, due to unselective artificial pollination and other reasons, there are currently many varieties of Luohanguo being promoted and applied, and the overall quality of the germplasm is not satisfactory, leaving much room for genetic improvement [55]. (2) The type and content of mogroside undergo periodic changes during growth, so a method for quantitatively determining mogroside is needed to strengthen quality control. (3) At present, the relative sweetness of mogroside is still determined by sensory evaluation by professionally trained assessors, and the electronic tongue cannot replace it [56]. The evaluation process is complex, and the results are subjective; ④ Mogroside is expensive to extract and expensive, so gaining a deeper understanding of the biosynthetic mechanism of mogroside and using cell factories to produce mogroside is one of the potential ways to mass produce 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. fruits  of  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? C.  - 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  from  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.