Что такое Steviol Glycoside Rebaudioside A?

Высокое потребление сахара в ежедневном рационе питания является одним из факторов, вызывающих ожирение. Сердечно-сосудистые заболевания, вызванные ожирением, такие как гипертония, гипергликемия и диабет, являются серьезным кризисом общественного здравоохранения, который затрагивает здоровье людей во всем мире [1]. Стевиосиде — это безкалорийный подсластитель, извлеченный из листьев стевийского завода и известный как Один из «миров и миров»#39; три основных источника сахара "наряду с тростниковым сахаром и свекльным сахаром [2]. Стевиозид в листьях стевийского растения представляет собой смесь молекул с различными структурами, в основном, включая стевиозид (St), ребджоксиде A/данные отсутствуют.(Reb a), ребджоксиде D (Reb D) и ребджоксиде M (Reb M)[3]. Reb A, rebaudioside D (Reb D), rebaudioside M (Reb M) и др. [3]. Сладость стевиосида в 250-350 раз больше, чем сахарозы, и она может заменить сахарозу как новое поколение натурального сахара с нулевым содержанием калорий [4].

Начиная с 1990 - х годов во многих странах европы и США организации, занимающиеся регулированием пищевых продуктов и лекарственных средств, провели оценку безопасности стевиосида и единогласно одобрили высокую чистоту (≥95%) стевиосида в качестве безопасного подсластителя [5]. В последние годы некоторые клинические испытания показали, что стевиозид может быть использован не только как подсластитель [6], но и имеет множество преимуществ для здоровья, таких как антидиабет, снижение артериального давления, кардиотония, противовоспалительные, антибактериальные, противоопухолевые и так далее [7].

Эти полезные для здоровья свойства дали stevioside более широкий рыночный спрос. В настоящее время исследователи разработали целый ряд новых методов извлечения и синтеза стевиозида, которые в значительной степени способствовали производству и применению стевиозида [8. 10]. В этой статье описывается безопасность и рыночный спрос на стевиосиде, резюмируется применение стевиосиде в области пищевых продуктов и продуктов здравоохранения, а также приводятся перспективы извлечения растений и биосинтеза стевиосида, закладывая теоретическую основу для углубленных исследований и промышленного производства стевиосида.

1. Безопасность стевиосида и рыночного спроса

В конце 1980 - х годовБезопасность стевиосидаМногие сомневались, поэтому страны начали исследования по безопасности стевиосида. В 1995 году управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) утвердило стевию для использования в пищевых добавках [5]. В 2008, 2013и 2014 годах Reb A, Reb D и Reb M были последовательно признаны FDA в качестве общепризнанных безопасных (GRAS) [11⁃12]. Впоследствии безопасность стевиола гликозидов была также последовательно признана объединенным комитетом экспертов фао/воз по пищевым добавкам (окэпп) [13], организацией по стандартам на пищевые продукты австралии и новой зеландии (FSANZ) [14], европейским органом по безопасности пищевых продуктов (EFSA) [15] и управлением по безопасности пищевых продуктов и стандартам индии (FSSAI) [16]. FSANZ) [14], European Food Safety Authority (EFSA) [15] и Food Safety иStandards Authority Соединенные Штаты америкиIndiA/данные отсутствуют.(FSSAI) [16]. В 2011 году соответствующие ведомства китая официально одобрили использование стевиосида в качестве пищевой добавки в напитках, консервированных фруктах, приправы, пирожных и других пищевых продуктах [3].

Китай-это мир и#39; крупнейший производитель стевия гликосайд. По данным китайской стевийской ассоциации, в 2009 году China'. Площадь возделывания s стевии составляла около 16 667 га, в основном в синьцзяне, ганьсу, внутренней монголии, хэбэй, цзянсу, аньхой, хейлунцзяне и других местах, с ежегодным производством около 40 000 тонн стевийского сырья [17]. Производство стевии гликозидов получило полное развитие в более чем 27 провинциях и городах. Около 80% стевиосида, производимого в китае, экспортируется более чем в 20 стран, включая японию, южную корею, США и малайзию. Китай в настоящее время мир ' крупнейший экспортер стевиосида [18]. Кроме того, в таких странах и регионах, как Россия, Индия, Канада, Южная Африка и Кения, также имеются различные площади культивирования для содействия культивированию [19. 21].

В настоящее время stevioside стал миром 's наиболее широко используется натуральный подсластитель высокой интенсивности с нулевым содержанием калорий. Stevioside может улучшить энергетический баланс и помочь в контроле веса. По данным международной стевиосийской ассоциации, в 2016 году во всем мире было выпущено около 3000 продуктов питания и напитков, содержащих стевиосид, а количество потребителей превысило 4 миллиарда [22]. В 2017 году количество продуктов питания, использующих stevioside в качестве подсластителя, превысило количество продуктов, использующих aspartame в качестве подсластителя. Продукты, и количество людей, потребляющих их, превысило 4 миллиарда [22]. В 2017 году количество продуктов питания, использующих stevia - гликозиды.в качестве подсластителя, превысило количество продуктов, использующих aspartame в качестве подсластителя [23]. По оценкам, к 2027 году мировое потребление стевиозидного порошка достигнет 10 254,93 тонны с годовыми темпами роста от 7% до 8% [24].

Reb A является наиболее широко используемым stevioside на рынке. С января 2015 года по февраль 2017 года цена высокочистого реба A (≥95%) выросла с 73 000 USD/ тонна до 77 300 USD/ тонна [23]. В 2017 году мировой рынок достиг 417 МЛН долларов США. С развитием технологий и разработкой нового поколения натуральных подсластителей Reb M, ожидается, что к 2024 году продажи стевии на рынке будут расти на 8,2% в год до 721 МЛН долларов США [25]. Согласно соответствующим отчетам о рыночных исследованиях, глобальный стевиосидный рынок в 2020 году составлял 620,8 млн. долл. США, и ожидается, что к 2028 году он достигнет 1,14 млрд. долл. США, при этом совокупные годовые темпы роста (CAGR) составят 8,0%. Миллиард долларов США [24], а совокупные годовые темпы роста могут достичь 8,5% к 2030 году, с размером рынка 16,428 миллиарда долларов США [26].

2 применения стевиола гликозидов

2.1 стевиол гликозиды в качестве подсластителей

Стевиол гликозиды могут быть использованы в пище в различных пропорциях в качестве пищевой добавки [27], потому что они по-прежнему сохраняют хороший вкус при использовании в сочетании с другими подсластителями. С учетом признания безопасности стевиол гликозиды, стевиол гликозиды широко используются на рынке. Широко распространенными формами стевиольных гликозидов являются порошки, таблетки и жидкости, которые могут быть использованы в качестве натуральных подсластителей в продуктах питания, таких как напитки, пиво, хлебобулочные изделия, деликатесы, консервы, переработанные фрукты и овощи, приправы, замороженные продукты, соусы, закуски и крупы [6].

В 2013 году Coca-Cola начала производство напитков, содержащих стевию, сократив их калорийность на 30% [28]. В 2018 году Coca-Cola запустила stevia cola, которая полностью заменила белый сахар на stevia glycosides, изменив сладкое и жирное чувство, приносимое белым сахаром, и заменив его сладкой и вкусной сладостью. Удовлетворяя потребность в сладости, он также достигает низкого гликкации [29]. Стевиозид может снизить вязкость подложки в некоторых сценариях применения, таких как изменение вязкости фруктового вина, чтобы сделать его более привлекательным, и повышение пенообразующего эффекта пива, чтобы сделать пену плотной и долговечной [30].

Использование стевиола гликозидов вместо сугрозы в хлебопекарных изделиях может снизить скорость ферментации теста и объем хлеба, а также повысить питательную ценность хлеба за счет снижения гликемического индекса и содержания энергии [31]. Овса печенье, приготовленные с различными пропорциями экстракта стевия для замены сукроза были оценены по их сенсорным свойствам, таким как внешний вид, вкус, запах и текстура. Результаты показали, что печенье, приготовленное с 25% и 50% сукроуз, заменено экстрактом stevia, были наиболее популярны среди потребителей [27].

При производстве желе и варенья добавление сахара не только влияет на конечную сладость, но и способствует увеличению общего количества растворимых твердых веществ [32]. Сахар в желе или джем гели с водой или гидрогелем. Когда стевиол гликозиды используются для полной замены sucrose, желе не устанавливается должным образом и внешний вид влияет. При совместном использовании сукралозы, стевиосида и агара желаемый набор желе и калорийность желе и варенья могут быть уменьшены [33-34].

В чем дело?- гликозиды.может быть использована для замены сахарозы в безсахарных конфетах из яма, драконов, папайи, гуавы и киви, а также таких орехов, как грецкие орехи, арахис и кедровые орехи. Обеспечивая минеральное питание, они также удовлетворяют потребителей#- 39; Жажда сладости [35]. Замена сахарозы в шоколаде стевиол гликозиды не только производит без сахара шоколад со вкусом, похожим на оригинальный, удовлетворяющий людей ' спрос на вкус, но также снижает риск возможного увеличения веса и заболеваний сахарного метаболизма [36]. Кроме того, стевиол гликозиды не используются микроорганизмами. Замена сахарозы стевиольными гликозидами в маринованных огурцах и маринованных овощах может контролировать распространение микроорганизмов и предотвращать порчу при ферментации [37].

2.2 оздоровительные функции стевиола гликозидов

Стевиозид не только действует в качестве подсластителя, но и обладает разнообразными биологическими видами деятельности и преимуществами для здоровья, такими как антидиабетическое, антисердечное фиброз, антижирная печень, противовоспалительные, антибактериальные и противоопухолевые свойства [7]. Поскольку конечным метаболитом различных стевиозидов является все стевиол, стевиол не накапливается в организме, что делает стевиозиды безопасными для использования в качестве медицинских продуктов, не вызывая никаких токсичных побочных эффектов [38].

Стевиол гликозид стевиол, стевиол глюкозид, стевиозид, ребокнизид а, стахидрин и реб а использовались для кормления диабетических мышей 2 типа, вызванных стрептозотоцином. По сравнению с необработанными диабетическими мышами 2 - го типа, диабетическими мышами 2 - го типа, которых снабжали стевиозидными производными, значительно увеличилась секреция инсулина, усилен обмен глюкозы в печени, ускорен гепатический гликоген, снижена концентрация глюкозы в крови и глицированный гемоглобин (гба1с), улучшен диабет у мышей [39].

После 6 недель кормления жирных крыс печени 75 — 150 мг/кг св, степень жирной печени в экспериментальной группе крыс значительно снизилась, что указывает на то, что св может снизить липиды крови [40]. St использовался для кормления мышей язвенным колитом, вызванным сульфатом натрия dextran, мышей со смертельным шоком, вызванным липополисахаридом (LPS), и крыс адьювантным артритом, вызванным Freund's полная регулировка (FCA). Установлено, что св может препятствовать высвобождению провоспалительных факторов, увеличивать производство противовоспалительных цитокинов, значительно снижать воспалительные реакции [41]. (Freund&)#39; с полным адъювантом, FCA) индуцированный адъювантный артрит крыс, было обнаружено, что St может препятствовать высвобождению провоспалительных факторов, повысить производство противовоспалительных цитокинов, и значительно уменьшить воспалительную реакцию [41⁃43].

Стевиозид обладает очевидной эффективностью при антисердечном фиброзе, антибактериальных и антиопухолевых заболеваниях. После интродуцированного изопротеренолом миокардного фиброза у мышей перорально лечили св в течение 40 дней, mice' уровень гидроксипролина миокарда и индекс массы сердца снизились, а степень фиброза миокарда значительно снизилась [44]. 20 мг/мл st может препятствовать росту эшерихии коли. Регулировка концентрации st может препятствовать росту Bacillus subtilis, Aspergillus Нигер, Rhizopus oryzae и т.д. ингибиторный эффект [45]. Reb A может самостоятельно собираться в микселы. Преобразование Reb A и honokiol (HK) в самосборочные мицеллы Reb A⁃HK может улучшить биохимическую доступность HK в полости рта и повысить его антиопухолевую активность. Таким образом, stevioside обладает большим потенциалом в поставке гидрофобных противоопухолевых препаратов [46]. Стевиол гликозиды могут также собирать химически активные виды кислорода, такие как гидроксил и сверхоксидные радикалы, и могут использоваться для лечения таких заболеваний, как гипертония, диабет типа 2, атеросклероз и опухоли.

3 методы подготовки стевиола гликозидов

3. 1 экстракция стевиола гликозидов

Традиционные методы борьбы сИзвлечение стевиола гликозидовОт установок включают извлечение горячей воды, экстракцию растворителей, мацерацию и адсорбцию на макропористых смолах [47⁃50]. Эти методы не только отнимают много времени и труда, но и относительно неэффективны, и они потребляют избыточные растворители и энергию [51]. С развитием современной биотехнологии исследователи разработали различные методы извлечения стевиола гликозидов из естественной стевии.

Экстракция с помощью микроволн (MAE) может использовать микроволновую энергию для содействия переносу стевиозида на растворитель. По сравнению с традиционным методом мацерации, этот метод имеет более низкую оптимальную рабочую температуру и оптимальное время извлечения сокращается до 1/7 метода мацерации [49]. Сверхкритическая экстракция жидкости (овсе) не только более эффективна, чем традиционные методы мацерации, но и сокращает выбросы углекислого газа и потребление растворителей [52].

Ультразвуковая ультразвуковая экстракция (оаэ) в основном использует ультразвуковую вибрацию для разрыва клеток и высвобождения внутриклеточных веществ. По сравнению с другими методами экстракции, этот метод имеет более мягкую температуру экстракции [53]. Reb A и St, извлекаемые с помощью быстрой динамической экстракции твердых жидкостей (RSLDE), являются бесцветными и прозрачными жидкостями, в то время как продукт, извлекаемый с помощью традиционного метода мацерации, имеет темно-желтый цвет. Метод RSLDE не только увеличивает производство стевиозида, но и снижает последующие этапы очистки продукта, тем самым снижая себестоимость стевиозида [54]. Вышеуказанные методы добычи все еще находятся на стадии лабораторных исследований, и необходимы дальнейшие исследования для снижения стоимости промышленного применения [49, 53].

Содержание стевиола и ребджоксиде а в листьях стевии является самым высоким, составляя от 5% до 10% и от 2% до 4% сухого веса листьев, соответственно [55]. Таким образом, основными компонентами продукции, полученной с помощью существующих методов экстракции, являются - стевиоли rebaudioside A. Reb D и Reb M присутствуют в листьях стевии на крайне низком уровне, составляя лишь 0,4% - 0,5% сухого веса листьев, поэтому неэффективно и дорого извлекать Reb D и Reb M непосредственно из стевии [9,56].

3. 2 биосинтез стевиосида

Непосредственное извлечение стевиозида из растений часто зависит от содержания стевиозида и цикла роста растений. В последние годы исследователи использовали такие методы, как секвенирование генома и выраженные метки последовательности (эбт), чтобы выявить основные пути синтеза стевиозидов в естественной стевии [10, 57], заложив основу для гетерологического производства стевиозидов с использованием синтетической биологии. Исследования показали, что основное различие между различными типами стевиольных гликозидов заключается в количестве и положении групп сахара, что приводит к разной сладости и вкусности рта [58]. Трисакхарида и тетрасаксарид реб а в 250-300 раз слаще, чем сукроза, с небольшим запахом после [59]; Пятиугольник Reb D и шестиугольник Reb M в 350 раз слаще, чем sucrose, почти без послевкуса и лучшего вкуса [9].

Основным синтетическим путем Reb D и Reb M в стевиа является следующий: стевиол катализируется гликозилтрансферазами SrUGT85C2 и SrUGT74G1 для передачи глюкозы сахарной донорской группы уридинифосфатной глюкозы (udp-глюкозы) в группу c13 - гидроксил стевиольского скелетона через гранулеглюкозидный узел. Глюкоза (уридидифосфатная глюкоза, удпг) в функциональные группы c13 - гидроксил и c19 - карбоксил стевиола через градовую-глюкозидную связь сформировать рубусозид (руб.) [60]; С13 - гликозиловая группа рубусосида образует 1,2- ступенчатую гликозидную облигацию под катализатором гликозилтрансферазы сrugt91d2 в форму St[61]; С13 - глюкозиловая группа ст-форм а 1,3- ступенчатая гликозидная облигация под катализатором гликозиловой трансферазы сrugt76g1 катализирует формирование 1,3- ступенчатая гликозидная облигация для генерирования ребра а [56]; Глюкозиловая группа в положении C19 Reb A последовательно катализируется при помощи SrUGT91D2 и SrUGT76G1 для получения Reb D и Reb M (рис. 1) [61].

Биоконцентрация стевиосида в настоящее время является наиболее рентабельным способом достижения промышленного производства стевиосида. Биотрансформация стевиозида в основном включает в себя: (1) построение пути стевиозидного синтеза в микроорганизмах путем переливания генов гликозилтрансферазы в гетерологически синтезирующие стевиозид с использованием глюкозы в качестве источника углерода; (2) синтезирование стевиозида с использованием биокатализа.

3. 2. 1 Синтез де ново стевиозида

Построить путь производства мевалоновой кислоты (MVA) в Организация < < эшерихия > >coli, а затем ввести terpene модуль, содержащий гены для геранил дифосфат синтазы, циклопентапропаноил дифосфат синтазы и каурен синтазы, цитохром P450 α-hydroxylase и цитохром P450 редуктазы, и 13α-hydroxylase и цитохром P450 редуктазы, а также гликозилтрансферазы модуль, состоящий из гликозилтрансферазы SrUGT85C2, Sr UGT91D2w, SrUGT74G1 и SrUGT76G1, полученный штамм SSY10 pSY447 может синтезировать 10,03 мг/л ребра A с нуля в течение 5 дней [61].

Синтетический путь из штевиола в реб м был успешно построен в Saccharomyces cerevisiae (рис. 1). Мутант UGT76G1 Leu257Gly произвел в четыре раза больше Reb D, чем UGT76G1, а мутанты UGT76G1 Lys337Pro и UGT76G1Thr55Lys произвели примерно в четыре раза больше Reb M, чем UGT76G1. Был в 4 раза больше, чем UGT76G1. Мутант UGT76G1 Lys337Pro и UGT76G1Thr55Lys имели повышенную способность производить реб м примерно на 20%, а производство побочных продуктов, таких как реб г и реб к было почти прекращено [9].

По сравнению с традиционными методами экстракции растений и химического синтеза, синтез de novo искусственно созданных стевиольных гликозидов может производить конкретные стевиольные гликозиды по ожидаемому маршруту в более короткие сроки и экологически чистым способом. Однако, поскольку синтез de novo стевиольных гликозидов микроорганизмами предполагает множество шагов каталитической реакции, уровни экспрессии ферментов в микроорганизмах на некоторых ключевых этапах являются низкими, а активность низкой, что приводит к, как правило, низкой урожайности стевиольных гликозидов.

3. 2. 2 биокаталитический синтез стевиозида

Биокаталитический синтез стевиозида относится к процессу использования ферментов или ферментных микроорганизмов в качестве катализаторов синтеза стевиозида. Стевия UGT76G1 может стимулировать производство реб а с St[9]. Glycosyltransferase UGT76G1 выражается на поверхности Pichia is GS115 с использованием якорного белка Gcw61p. Штамм рекомбинанта использует St в качестве субстрата, upg в качестве гликозилового донора, цельноклеточный катализатор для получения Reb a, коэффициент преобразования составляет около 70,37% [62]. Удпг стоит дорого, чтобы снизить стоимость катализаторов, исследователи совместно выразили Arabidopsis sucrose synthase AtSUS1 и sorghum U GT76G1 была совместно выражена в E. coli. Сырое ферментное решение AtSUS1 катализировало преобразование сугрозы и уридина дифосфата (UDP) в UDPG, а рекомбинатный фермент SrUGT76G1 катализировал синтез ребра A с использованием St в качестве субструата [58]. Этот метод использует недорогой UDP и sucrose в качестве субстратов для синтеза upg на месте, что еще больше снижает стоимость промышленного производства стевиосида (рисунок 2) [11, 58].

Стевия реббудия UGT91D2 может стимулировать производство реб D из реб а [10]. Тем не менее, в настоящее время нет исследований по рекомбинантному ферменту SrUGT91D2. Исследователи выразили, что томатный гликозилтрансферазы UGTSL2 в E. coli, и рекомбинатный фермент смог катализировать производство Reb D и Reb M2 из Reb A в качестве субстрита [63]. Reb M2 является изомером Reb M, и его безопасность не была проверена [16].

Дальнейшая насыщенность мутагенезом UGTSL2 привела к появлению мутанта Asn358Phe, который на 21,9% увеличил каталитическую активность, но в продукте все еще присутствовало небольшое количество Reb M2 [64]. 9%, но небольшое количество ребра м2 все еще присутствовало в продукте [64]. Гликозилтрансферазы EUGT11 от риса (Oryza sativa) были выражены в Escherichia 1. Колии Pichia pastis, чтобы получить рекомбинатные штаммы XE⁃3 и BL21 (pET28a~ⅣOsEUGT 11). Рекомбинантный фермент EUGT11, выраженный XE⁃3, имеет самую высокую активность в катализации производства Reb D при 45 °C в буфере фосфата натрия при pH 6.0-6.5 с upg в качестве донора сахара. Рекомбинатный фермент EUGT11, выраженный BL21 (pET28a-OsEUGT11), имеет самую высокую каталитическую активность при 35 градусах в буфере Tris HCl при pH 8,5 [65].

Рекомбинантный EUGT11, выраженный в Pichia is, обладает более высокой кислотной устойчивостью и термостойкостью, чем рекомбинантный фермент, выраженный в Escherichia coli [65]. Двухступенчатая стратегия регулирования температуры, разработанная с использованием ортогональной конструкции, была использована для оптимизации производства Reb D в штамме XE⁃3. Рекомбинатный штамм XE⁃3 культивировался в BMMY среде, содержащей 0,75% метанола и pH 5 BMMY среде ~ (buВ настоящее времяmethanol ° complex medium) при 28 C для 3-4 d, чтобы получить целевой белок приблизительно 790 мг/л OsEUGT11. Впоследствии Reb A и сахарный донор UDPG были добавлены к бактериальной культуре, и целые клетки рекомбинатного штамма XE⁃3 катализировали специфическое производство Reb D от Reb °C за 4 D, с урожайностью 93,47%.

Этот метод упрощает этапы выделения и очистки белка (рис. 3) [65]. Для того чтобы обнаружить новые гликозилтрансферазы с более высокой активностью, исследователи объединили методы биоинформатики, такие как сравнение последовательности гомологии, анализ доменов и моделирование третичной структуры, чтобы проверить на гликозилтрансферазы CaUGT от Capsicum annuum и StUGT от Solanum tuberosum. Они были выражены в Escherichia coli, как рекомбинантные ферменты, CaUGT и StUGT, могут использовать UDPG в качестве донора сахара, чтобы катализировать преобразование Reb a в Reb D. однако каталитический продукт рекомбинантного фермента CaUGT содержит побочный продукт Reb M2, в то время как рекомбинантный фермент StUGT может конкретно катализировать преобразование Reb a в Reb D с доходностью 97% [66].

Помимо SrUGT76G1, не обнаружено никаких других гликозилтрансферазы, катализирующих преобразование Reb D в Reb M. рекомбинат SrUGT76G1, выраженный в Escherichia coli, может катализировать преобразование Reb D в Reb M со скоростью преобразования 72,2% [67]. Мутант SrUGT76G1T284S увеличил преобразование реб D в реб м примерно на 50% [68]. SrUGT76G1, выраженный в E. coli, склоняется к формированию органов интеграции, что влияет на эффективное производство гликозилтрансферасов [65]. Исследователи соединили короткий кислотный пептид с к-терминалом SrUGT76G1 для получения четырех кислотно-хвостовых ферментов синтеза, что повысило уровень растворимого выражения, тепловую стабильность и каталитическую активность SrUGT76G1 в E. coli. Кислотный фермент с-терминального термоядерного синтеза обладает 202,46% активности дикого типа при катализации производства реб м с использованием реб D и удпг в качестве субstrates в буфере гидроксида глицина-натрия при pH 9,0 [69].

В целях стимулирования прямого производства высокоценной стевиозида из более дешевых субстратов, сокращения времени реакции и снижения производственных издержек исследователи разработали многоферментную каскадную систему. При совместном выражении OsEUGT11, SrUGT76G1 и Arabidopsis sucrose synthase AtSUS3 рекомбинатные бактерии могут непосредственно катализировать производство реб м из реб а, UDP, и сукроуз в качестве субstrates [68]. Мутирование генной кодировки SrUGT76G1 в рекомбинатной бактерии таким образом, что трионин в позиции 284 мутируется в сыворотку, увеличивает соотношение полного катализируемого продукта Reb M и Reb D с 1:3.9 до 7:1, уменьшает долю промежуточного продукта Reb D и увеличивает выход Reb M [68]. Технология иммобилизации ферментов может повысить воспроизводимость ферментов и снизить стоимость ферментативных реакций.

Используя глутаральдегид в качестве связующего агента и читозана в качестве носителя, OsEUGT11 и SrUGT76G1, выраженные в Escherichia coli, были совместно связаны с читозанной микросферами, соответственно, что может улучшить стабильность хранения и возможность повторного использования рекомбинатных ферментов. Однако производство реб м ограничено дорогим субстратом реб д. Для того, чтобы непосредственно генерировать реб м из дешевого реб а в Один шаг, исследователи создали каскадную реакцию, одновременно иммобилируя OsEUGT11 и SrUGT76G1 на читосане. Полученный ко-иммобилизованный фермент использует удпг в качестве донора сахара. В буфере фосфата натрия при pH 7,0 с 3 ммоль/л мгcl2 Reb a может быть непосредственно катализирован для получения Reb M, который в 3,2 раза более активен, чем смешанная система индивидуальной иммобилизации (рис. 4). Добавлен буфер фосфата натрия с 3 ммоль/л мгcl2, Reb a может быть непосредственно преобразована в Reb M с помощью ферментативного катализа, а активность в 3,2 раза выше, чем у одной только смешанной системы (рис. 4), что позволяет успешно снизить себестоимость производства Reb M [63].

Короче говоря, биокаталитическая технология проста в эксплуатации, обладает высокой каталитической спецификой и производит мало побочных продуктов, что облегчает последующее разделение и очистку продукта, тем самым облегчая промышленное производство стевиольных гликозидов [70].

4 резюме и перспективы

В качестве нового вида натурального подсластителя с нулевым содержанием калорий, постоянно исследует пищевую и лекарственную ценность стевиозида. В 2018 году Reb D и Reb M, которые еще слаще, получили широкое внимание и, как ожидается, заменят Reb A в качестве нового поколения натуральных подсластителей. Однако содержание Reb D и Reb M в стевии крайне низкое, а затраты на их извлечение и очистку от растений высоки, что ограничивает их применение и развитие.

Биосинтез стевиосида является важным способом содействия эффективному производству реб д и реб м. в будущем биосинтез эффективность стевиосида может быть повышена следующим образом: (1) количество и активность существующих гликозилтрансферазов ограничены. Биоинформатика может быть использована для обнаружения новых видов высокоэффективной гликозилтрансферазы, а также использовать технологию молекулярной модификации для повышения уровня экспрессии, каталитической эффективности и термоустойчивости рекомбинантного фермента; (2) использовать синтетическую биологическую технологию для создания путей синтеза ребра D и ребра M из глюкозы в микробных клетках, таких как Escherichia coli, и повышения урожайности ребра D и ребра M путем регулирования соответствующих метаболических сетей, разработки и оптимизации генно-регулятивных элементов и т.д., для увеличения урожайности Reb D и Reb M; (3) разработка технологий иммобилизации, катализа цельных клеток, мультиферментных каскадов и коферментной регенерации для снижения производственных издержек, ускоряя тем самым применение стевиозида на рынке.

Ссылка:

[17] вс C ф, Ли джей у. Прогресс в исследованиях на стевиосидах. Наука о еде, 2010, 31(9) : 338. 340.

[18] Иран (исламская республика) - джей, 10 ч. 00 м. - хан - я, - блуделл. - р, В то же время - эл. - привет.  Стевия ребудиана бертони. : : обновленный обзор его преимуществ для здоровья; Промышленное применение и безопасность. Тенденции в пищевой науке и Технологии, 2020, 100:177. 189.

[19] махаджан м, анурадха, Pal P K. Повышение урожайности биомассы и стевиола гликозидов стевии ребаудианы путем корректировки растительного населения и скорости азота. Промышленные культуры и продукты, 2021, 165:113426.

[20] Ljaz M, Pirzada A M, Saqib M, В то же времяal. Стевия ребаудиана: альтернативная сахарная культура в пакистане ⁃ a review. Журнал лекарственных и специй растений, 2015, 20(2) : 88. 96.

[21] Ashwell M. Stevia, nature 's zero⁃calorie sustainable sweetener: новый игрок в борьбе с ожирением. Питание сегодня, 2015, 50

(3) : 129. 134.

[22] ю X, ян м, жай Y F и др. Анализ и размышления о состоянии применения стевиозида в китайской здоровой пище. Исследования и разработки в пищевой промышленности, 2018, 39(7) : 215. 220.

[23] cina R, Meneguzzo F, Pecoraino M, et al. Перспективы биоэкономики для натурального подсластителя стевии. Биотопливо, Биопродукты и биопереработка, 2019, 13(3) : 445 ⁃452.

[24] Ривера грауавилес J A, Ярма гравуроско а, Помпелли м ф. Стевия ребудиана бертони: взаимодействие ночного перерыва на газовом обмене, - в цвете. - задержка, и steviol  - гликозиды. - синтез. Садоводство, 2021, 7(12) : 543.

[25] рынки. Стевия рынок по типу экстракта (цельный лист, порошкообразный, жидкий), применение (молочные продукты, хлебобулочные изделия & Кондитерские изделия, настольные подсластители, напитки, удобные продукты питания), форма (сухая, жидкая), и региональные ⁃global forecasts to 2022. [2022. 04. 29.]

https://www. Рынки. Рынки. Com/Market ⁃Reports/stevia⁃ market⁃167065378. HTML. HTML.

[26] отчеты и данные. Размер рынка, доля, тенденции, по типу (порошок, жидкость и лист), В разбивке по форме (сухие и жидкие), Применение (молочные продукты, хлебобулочные изделия и др. Кондитерские изделия, столовые подсластители,

Продукты питания и - напитки, Удобная еда, Прочие расходы (в долл. США) И по регионам прогноз до 2030 года. [2022. 04. 29.] https://www. Репортаж санддейта. Com/report ⁃detail/stevia⁃market/research⁃methodology.

[27] Gongora Salazar V A, Vazquez Encalada S, Corona Cruz A, et al. В чем дело? - привет. - привет. a  - подсластитель. и Потенциальный биоактивный ингредиент в разработке функциональных куки. Журнал функциональных продуктов питания, 2018, 44:183 ⁃190.

[28] хейден т. Как стевия стала основной. [2022. 04. 29.] https://www. - би-би-СИ. Com/news/magazine ⁃22758059.

[29] ху з х. - производство, Рынок и будущее развитие стевии. Китай пищевые добавки, 2014(5) : 176⁃179.

[30] го X X  Чжао р б. Функция здоровья stevioside и его применение в пище. Продовольствие и питание в китае, 2012, 18(1) : 32⁃35.

[31] вигнешвари к, манонмани к. влияние заменителя сахара (стевия и мальтитол) на качество хлеба. Asian Журнал по темеСоединенные Штаты америкиDairy иFood Research, 2020, 39(2) : 159⁃163.

[32] di Monaco R, Miele N A, Cabisidan E K, et al. Стратегии сокращения содержания сахара в продуктах питания. Текущее мнение в области пищевой науки, 2018, 19:92. 97.

[33] Sutwal R, Dhankhar J, Kindu P и др. Развитие низкокалорийного варенья путем замены сахара натуральным подсластителем Stevia. Международный журнал текущих исследований и обзоров, 2019, 11(4) : 9. 16.

[34] маркес с, кабальеро б, ванегас к и др. Эффект некалорийности

Подсластители на развитие blackberry (Rubus glaucus Benth) jam. Temas Agrarios, 2016, 21(2) : 32 апр. 39.

[35]Cui T Y, Liu M D. своего рода конфеты, содержащие стевиосиде и метод его приготовления: Китай, CN101884360A. 2010⁃11 ⁃17[2022⁃ 04⁃29].

[36] Шах а б, джонс джи п, васильевич т. Сахароуз ⁃free шоколад подслащен экстрактом стевии 3. < < ребаудиана > >и содержит различные bulking В качестве агентов ⁃  Последствия для окружающей среды По состоянию на Физико-химические свойства и  - сенсорные свойства. Международный журнал пищевой науки и Технологии, 2010, 45(7) : 1426. 1435.

[37] чхве с н, ли джей, джу м к и др. Добавлены характеристики качества редьих соленых огурцов с различным количеством листа стевии. Журнал организации объединенных наций Восточная Азия Общество диетической жизни, 2017 год, 27 (3) : 295 (303).

[38] Zou X M, Tan Q W, Goh B H, И др.ℸ Sweeter 'than его название: anti⁃ matory activities of В чем дело?rebaudiana. Все сроки службы, 2020,13(1) : 286. 309.

[39] Myint K Z, Chen J M, Zhou Z Y и др. Структурная зависимость антидиабетического эффекта стевиольных гликозидов и их метаболитов от стрептозотоциновых инвазивных диабетических мышей. Journal of the Science of Food иAgriculture, 2020, 100(10) : 3841 ⁃3849.

[40] цзя ч, чжан дж., шэнь в. и др. Ослабление толстой диэтинированной жирной печени путем гравитационной активации PPAR stevioside. Журнал функциональных продуктов питания, 2019, 57:392⁃398.

[41] алавала с, < < сангаражу > > - р, Нальбан н и др.  - стевиосиде, Дитерпеноид гликосайд, показывает антигравитационное воспалительное свойство против декстрана сульфата Индуцирован натриевый дефект - язвенное заболевание Колит (колит) У мышей. Европейский журнал фармакологии, 2019, 855:192. 201.

[42] алавала с, нальбан н, сангараджу р и др. Анти-воспалительный эффект stevioside abates Freund 'с полным адъювантом (FCA) дуальный артрит у крыс. Воспалительная фармакология, 2020, 28(6) : 1579-1597.

[43] Wei F Y, Zhu H, Li N, et al. Стевиозид активирует амп

Подавить воспаление в макрофагах и защищает мышей от удара, вызванного ударом лапа. - б.молекулы (базель, Франция) Швейцария, 2021, 26(4) : 858.

[44] Ван дж., Шэнь W, чжан джей и др. Stevioside подавляет исопротеренол индуцированный мышей миокардный фиброз через ингибирование миокарда NF⁃ ⁃ B/TGF κ ⁃ 1/Smad сигнальный путь. Продукты питания и Функция, 2019, 10(2) : 1179 ⁃1190.

[45] Lang Q Y, Li H, Zhu X M, et al. Исследования по ультразвуковой экстракции целлюлазы стевии И его вспомогательных органов 3. Антибактериальные средства - в собственность. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2019, 25(21) : 30⁃35.

[46] ван джей, ян х, ли Q Q и др. Роман наномикселей по мотивам rebaudioside A: Потенциальная наноплатформа для пероральных родов гонокиола с повышенной биодоступностью рта и антиопухолевой активностью. Международный журнал фармацевтики, 2020, 590:119899.

[47] Bursa 'Kovaevi' D, Barba F J, Granato D, и др. Экстракция горячей воды под давлением (PHWE) для зеленого восстановления биоактивного организма

Соединения и стевиол гликозиды из стевии ребаудиана бертони уходит. Пищевая химия, 2018, 254:150. 157.

[48] Jentzer J B, Alignan M, Vaca⁃Garcia C, И др.Методика поверхностной чувствительности позволяет оптимизировать ускоренную экстракцию растворителей стевиола

glycosides  Из российской федерации В чем дело? 3. < < ребаудиана > > - бертони. - с листьями.  Пищевая химия, 2015, 166:561. 567.

[49] Yılmaz F M, Gorguc A, Uygun O, et al. Извлечение стевиольных гликозидов и полифенолов из листьев стевии ребаудианы бертони с использованием мацерации, Микроволновая печь, и Ультразвуковое обследование - методы. Наука и техника, 2021, 56(5) : 936 [50] Lv X H, Kuang P Q, Yuan Q P, et - эл. - привет.Подготовительное отделение стевиола гликозидов от стевии ребудиана бертони с помощью макропористых смол и препаративного ГПЛК. Акта хроматография, 2014, 26(1) : 123 — 135.

[51] амир к, бэ у, Джо и др. Оптимизация микроволновой экстракции полного экстракта  Stevioside и rebaudioside⁃A

Листья стевии ребаудианы (бертони) с использованием метода поверхностной реакции (RSM) and  Искусственное дыхание (искусственное дыхание) Нейронная сеть (neural network) (Энн) моделирование. Пищевая химия, 2017, 229:198. 207.

[52] амир к, чун б с, квон дж. Оптимизация экстракции сверхкритической жидкости стевиола гликозидов и общего фенолического содержания листьев стевия ребудиана (бертони) с использованием методики поверхностной реакции и искусственного моделирования нейронной сети. Промышленные культуры и продукты, 2017, 109:672. 685.

[53] Gasmalla M A A, Yang R J, Hua X. извлечение rebaudioside⁃A by 3. Звукоизоляция Из российской федерации Stevia  rebaudiana  - бертони. Листья и листья И деколонизация экстракта полимерами. Журнал пищевой науки и техники, 2015, 52(9) : 5946. 5953.

[54] Галло м., Витулано м, Андолфи а, et al.  Быстрая динамическая экстракция твердых жидкостей (RSLDE) : новый быстрый и более экологичный метод экстракции двух стевиольных гликозидов (stevioside и rebaudioside a) Из российской федерации Stevia  - с листьями.  На территории предприятия Продукты питания и напитки для По правам человека Питание (дордрехт, Нидерланды), 2017, 72(2) : 141 — 148.

[55] Brahmachari G, Mandal L C, Roy R, et al. Стевиозидные и родственные соединения-молекулы фармацевтического обещания: 3. Критический обзор. Арчи дер фармази, 2011, 344(1) : 5. 19. [56] Jackson A U, Tata A, Wu C P, et al. Прямой анализ листьев стевии для - дитерпене glycosides  По запросу: 10. Десорбция  Электрораспылительная масс-спектрометрия. Аналитик, 2009, 134(5) : 867-874.

[57] хамфри т V, Рихман а с, Менасса р., et al.  Пространственная организация четырех ферментов из стевии ребаудиана, которые участвуют в стевиол гликозидный синтез. Молекулярная биология растений, 2006, 61(1-2) : 47-62.

[58] ван и, чэнь л л л, ли и др. Эффективное производство фермента

От rebaudioside A от stevioside. - бионаук, Биотехнология и биохимия, 2016, 80(1) : 67

[59] пракаш I, дубуа G E, клос J F и др. Развитие ребьяны, натурального, негравитационного подсластителя. Пищевая и химическая токсикология, 2008, 46(7) : S75 ⁃S82.

[60] рихман а, Организация < < суонсон > > A., - хамфри. - т, et  al.  Функциональные геномики раскрываются Три года назад глюкоцилтрансферазы Участие в проекте В случае необходимости Синтез основных сладких глюкозидов стевии ребаудины. Заводский журнал, 2005, 41(1) : 56⁃67.

[61] ван чж ф, ли с и, сюн ц к и др. Путь добычи гравитационной интеграции важнейших ферментов для биосинтеза де ново

Подсластитель steviolglycosides в Escherichia coli. 1. Ячейка Исследования, 2016, 26(2) : 258. 261.

[62] ван б B.  Поверхность поверхности камеры Дисплей UGT76G1 Из российской федерации Стевия ребаудиана в пичиа пасторис. Гуанчжоу: южно-китайский технологический университет, 2014.

[63] Wang Z Y, Liu W B, Liu W, et al. Co⁃ imrecombinant glycosyltransferases эффективно конвертировать rebaudioside в м в каскаде. Справки РСК, 2021, 11(26) : 15785, 15794.

[64] Chen L L, Cai R X, Weng J Y и др. Производство rebaudioside D из stevioside с использованием мутанта UGTSL2 Asn358Phe в мульти - ⁃ enzyme - в системе.  На микробной основе Биотехнология, 2020 год, 13  (4) : 974. 983.

[65] Wang Z Y, Hong J F, Ma S Y и др. Неоднородное выражение EUGT11 из Oryza sativa в Pichia ⁃ is для высокоэффективного производства одной дуги rebaudioside D из rebaudioside A. международный журнал биологических макромолекул, 2020, 163:1669-1676.

[66] Ma Y Y, Wang Z Y, Lai Q Y, et al. Glycosyltransferase StUGT способен катализировать rebaudioside от rebaudioside D: Китай, CN202011548177. 7. 2020.12.24

[67] шу W J, чжэн H C, фу X P и др. Увеличение гетерологического производства гликозилтрансферазы UGT76G1 путем гравитационного выражения эндогенного co ДПМД - - программа по борьбе с нищетой and  - малка. В случае необходимости Escherichia  coli  and  Его трансгликозиляция 3. Применение На стадии производства На сайте rebaudioside. Международная организация труда Journal  of  10. Молекулярная структура По науке,  2020 год,  21 (16) : 5752.

[68] Liu Z F, Li J X, Sun Y W и др. Анализ структуры катализатора По поддержанию мира of  a  На территории предприятия - дитерпене Гликозилтрансферазы SrUGT76G1. Коммуникации растений, 2020, 1(1) : 100004.

[69] Ma Y Y, Li Y T, Wei X Z и др. Рекомбиназа, которая может эффективно катализировать генерацию предохранителя Reb M до определенного короткого пептидного тега: - Китай, CN202111481579. 4. 2022.12.07

[70] чжан дж х, гао б б, он б ф. Исследования иммобилизованного фермента В случае необходимости - биокатализ.  Китайский язык (english) Журнал биотехнологической инженерии, 2022, 20(1) : 9 град. 19, 40.