스테비아가 뭐야?

스테비아 레보디아나 (Stevia rebaudiana) 또는 슈가풀 (sugar grass)은 남아메리카 아열대 지역에 자생하는 Compositae 과의 종이다.1977년 중국에서 재배를 위해 성공적으로 도입되었다.스테비아에는 14가지 미량원소와 32가지 영양소가 함유되여있어 당분과 영양의 훌륭한 공급원이다.Stevia rebaudiana's의 뿌리, 줄기, 잎에는 스테비올 글리코사이드가 함유되어 있어 단맛이 높고 (자당의 200~300배) 열량이 낮은 (자당의 1/300에 불과)[1] 특징이 있다.그 결과, 그것은 점점 더 많은 관심을 끌었고 가장 유망한 새로운 설탕 공급원으로 간주되고 있다 [2,3].

중국은 설탕이 부족한 나라이다.현재 1인당 연간 설탕 소비량은 7kg 미만으로, 1인당 연간 소비량이 40~60kg[4]인 유럽, 미국 국가들과 비교하면 상당한 차이가 난다.때문에 China'의 전국적조건과 인구가 많고 토지가 부족하며 산업구조가 조정됨에 따라 당분작물의 재배면적이 해마다 감소되고있다 [5].스테비올 글리코사이드는 높은 단맛으로 중국의 설탕 부족 문제를 완화시킨다.스테비아 1hm2에서 생산된 설탕의 단맛은 사탕수수 6-7hm2 또는 사탕무 11-12hm2에서 생산된 단맛과 맞먹는다.게다가 스테비아는 땅이 덜 필요하므로 경작지를 크게 절약할 수 있습니다.스테비아는 의약품, 비료, 사료 등에도 사용될 수 있으며, 종합적으로 개발, 활용되는 경제적 가치가 높은 작물이다.

1 Stevioside

1.1 스테비아의 감미성분의 종류와 특성

말린 스테비아 잎의 주성분은 스테비오사이드 [4]로, 스테비오사이드 함량이 약 10%를 차지한다.스테비오사이드는 단맛이 나는 테르펜 글리코사이드의 일종이다스테비아 잎에서 추출했어요.■ 그것은 백색 분말이다;분자는 C38H60O18 이고 분자량은 803이다.스테비오사이드는 물에 쉽게 용해되지만 프로필렌글리콜이나 에틸렌글리콜에는 용해되지 않는다.공기 중에서는 흡습성이 있어 건조시 중량의 1.5%~4.0% 가 빠진다.수크로스와 섞었을 때 상당한 시너지 효과를 낸다.또한 스테비올 글리코사이드는 내열성이 우수하여 빛에 의해 쉽게 분해되지 않는다.95°C에서 2시간 가열 후에도 단맛이 변하지 않으며, 8시간 가열 후에도 단맛 손실이 미미하다.스테비올 글리코사이드는 pH 3 내지 9 범위에서 안정하며, 100°C에서 1시간 동안 열처리한 후에도 변하지 않는다.내염성이 좋고 마야르 갈색이 없으며 미생물에 동화되거나 발효되지 않아 스테비아 제품의 유통기한을 연장할 수 있고 보관이 용이하다.열량이 매우 낮으며, 기본적으로 열량은 0에 가깝다.

지금까지 스테비아로부터 단맛이 다른 8개의 당질이 분리되었다 [6]:(1) stevioside (St), (2) stebioside (SBio), (3) rebaudioside A (RA), (4) rebaudioside B (RB), (5) rebaudioside C (RC), (6) rebaudioside D (RD), (7) rebaudioside E (RE).(8) Dulcoside A (다).이들 글리코사이드 중에서 함량과 경제적 가치가 높은 글리코사이드는 St, RA, RC, DA이다.특히'라'는 단맛과 맛 품질 면에서 모두 좋은 평가를 받고 있다.단맛이 나는 당질의 함량은 일반적으로 총 스테비오사이드의 양으로 표현된다.스테비오사이드 (Stevioside)는 스테비아에 포함된 다양한 단 글리코사이드, 즉 총 글리코사이드의 총칭이다.현재 중국의 공업생산을 통해 추출되는 스테비오사이드는 여러 글리코사이드의 혼합물이며, 그 중 글리코사이드 성분은 대략 다음 세 가지로 나눌 수 있다 [7]:

(1) 스테비오사이드 (Stevioside):무색의 결정으로 스테비아 제품의 주성분인 자당 (sucrose)보다 270~280배 단맛이 나며 혼합물의 50%~70%를 차지한다.그것은 길고 약간 쓴 뒷맛으로 좋은 맛 품질을 가지고 있습니다.

(2) Rebaudioside다.이 글리코사이드는 RA, RC, RD, RE 등 4 종류로 나눌 수 있으며, 그 중 RA는 자당의 450배의 단맛을 갖는 무색의 결정이다.자당과 비슷한 순수한 단맛이 나며 스테비아 시험품 중 가장 단 부분이다.RC는 단맛이 자당의 50배 이하이며 쓴 맛을 내는 무색의 결정이다.RD는 단맛이 자당의 150배에 달하고 쓴 맛이 나는 무색 결정이다.RE는 자당의 100~150배 정도 달다.RA는 건조된 잎의 전체 glycoside의 약 15~20%를 차지하고 RC는 약 10~15%를 차지하며 RD와 RE는 이보다 적은 비율을 차지한다.

(3) Dulcoside:이 glycoside는 DA와 DB로 나눌 수 있다.DB와 RC는 같은 물질이며, DA도 건조된 잎의 전체 glycoside 중 비교적 적은 비중을 차지한다.단맛은 자당의 약 150배이다.

일반적으로 스테비올 글리코사이드는 스테비아 제품의 주요 성분이며, 그 다음으로 RA.그러나 제품에 함유된 RA 함량이 높을수록 단맛이 순수해 소비자들에게 인기가 높을 것이다.따라서 기존 스테비아 제품의 맛을 개선하고자 한다면 스테비아에 RA 함량을 높일 수 있는 방법을 찾아야 한다 제품이다.

현재, 산업적으로 생산되는 스테비오사이드 (stevioside) [8]의 세 가지 기본 형태가 있다:(1) 50% 순도의 밝은 갈색 원유 추출물;(2) 80%에서 90% 순수한 황갈색, 고급 제품;그리고 (3) 순수한 90% 이상 흰색 분말, 고급 제품입니다.

스테비오사이드 추출 및 분리 공정 1.2

스테비올 글리코사이드 추출법 [9] 보통 알코올 추출, 흡착, 마테리얼, 수지, 분자체법 등이 있다.가장 널리 사용되고 있는 방법은 수지공정이다.이 방법은 비록 일정한 처리능력이 있지만 여전히 전통적인 방법이다.글리코사이드의 총 생산량은 85%에 달할 수 있고, 제품 함량은 90%이다.그러나 생산 원가가 상대적으로 높기 때문에 생산 비용 절감과 제품 품질 향상은 스테비올 글리코사이드 추출 공정에서 해결해야 할 시급한 문제입니다.

추출하여 얻은 원유의 스테비오사이드는 더욱 농축하여 정제할 필요가 있다.현재 비교적 진보된 두 가지 공정이 있는데 하나는 완전한 역삼투 방식이고, 다른 하나는 역삼투 장치와 열 증발기의 탠덤농도법이다.집중시간으로 볼 때이 둘은 기본적으로 같다.그러나 공정이 개선된 후에는 작동이 쉬워지고 제품의 품질이 향상되며 수분 흡수가 잘 되지 않고 캐러멜화된 끈적끈적한 벽 현상이 거의 발생하지 않습니다.이 두가지 방법의 시험제작은 생산요구에 충분히 부합되여 좋은 성과를 거두었으며 제품의 질도 비교적 높습니다.

상기 방법으로 얻어진 생성물은 다양한 글리코사이드 성분의 혼합물이며, 글리코사이드 성분의 분리를 추가로 수행할 수 있다.현재 보고된 분리 기술은 (1) high performance liquid chromatography (HPLC) [10,11];(2) 물방울 대향 크로마토그래피 (DCCC) [12];(3) 박층 크로마토그래피 (thin layer chromatography, TLC) [1 3,14];(4) 재결정법 [15];(5) 초임계 추출법 [16, 17];(6) 모세관 전기영동법 (capillary electrophoresis method) [18];(7) 수지 흡착 분리 및 추출 방법 등.

스테비아를 추출하고 정제할 때 수지 흡착 분리 [6]를 이용하면 빠르고 경제적이며 안정적이고 오래 지속된다는 장점이 있으며, 현재 스테비아의 정제에 없어서는 안 될 공정이다.대성 흡착수지에 의한 스테비아 추출물 성분의 흡착은 어느 정도의 선택성을 갖는다.최근 남개대학 고분자화학연구실에서는 스테비오사이드 (stevioside)에 대한 흡착 선택도가 높은 거대친화성 흡착수지의 설계 및 합성에 힘쓰고 있으며, 수지의 선택적 흡착을 이용하여 Rebaudioside a 함량이 높은 스테비아 제품을 추출하고 분리하고자 스테비아의 8개 당질에 대한 분리효과를 연구하고 있다.

스테비오사이드의 맛 개선 1.3

스테비아 잎 추출물은 8 종류의 다이아 스테레오 이성질체가 혼합되어 있기 때문에 맛과 단맛이 다양하다.스테비오사이드 (Stevioside)와 리보디오사이드 (rebaudioside) C는 일정한 뒷맛이 있어 스테비아의 향에 심각한 영향을 미친다.이러한 이유로 국내외의 학자들은 많은 연구와 개선 작업을 수행해 왔다.

Stevioside, rebaudioside A 및 rebaudioside C스테비아의 주요 성분이며, 전체의 90% 이상을 차지한다.Rebaudioside A는 단맛이 높고 자당 (sucrose)에 가까운 맛을 가지고 있어 이상적인 감미료이다.Stevioside와 rebaudioside C는 뒷맛이 강하여 stevia의 맛에 큰 영향을 주며 사용에 제한을 준다.따라서 뒷맛이 강한 steviol glycosides, rebaudiosides 및 steviosides를 변형, 전환하여 맛의 품질을 향상시켜야 한다.최근 많은 연구에서 스테비올 글리코사이드 (steviol glycosides)와 리보디오사이드 (rebaudioside) C를 올리고글루코스 리간드 (oligoglucose ligands)로 전환하여 맛의 품질을 향상시키기 위해 효소적 transglycosylation을 사용했다고 보고하고 있다.또한 스테비오사이드의 맛을 효과적으로 개선시킨 에스테르화, 박테리아 미생물 및 블렌딩 방법을 이용하여 맛을 개선시키는 연구가 진행되어 왔다.

2 약효

스테비아는 혈당 조절, 혈압 저하, 신진대사 촉진, 당뇨병, 비만 치료, 위산 조절, 신경 피로 완화 [19] 등 특정 약리학적 효과가 있다.45~60°C에서 활성수로 스테비아 줄기를 추출하고,이 온도에서 농축하여 가축용 건강 음료와 유방 로션을 준비하여 유방염 치료, 건강 증진, 스트레스로 인한 질병, 만성 기관지염, 폐렴, 간 기능 장애, 간염, 난소 기능 장애 [20]를 치료한다.스테비아는 가축, 경주마, 반려동물의 식욕을 증가시키고 이들의 만성질환과 소의 불임을 치료할 수 있어 외국의 축산업 및 사료 종사자들의 주목을 받고 있다 [21].

비료 및 동물 사료에 사용되는 3

건조된 스테비아 잎에는 스테비오사이드 외에도 단백질, 지방, 셀룰로오스, 회분, 질소가 없는 추출액 등의 비당 성분도 다량 함유되어 있다.

스테비아 잎 찌꺼기는 산업 폐기물 [4] 이지만 매우 좋은 유기질 비료이다.유기물함량이 매우 높고 Ca2+와 Fe2+를 함유하고있어 토양의 비옥도를 향상시킬수 있다.둘째, 잘 썩은 스테비아 잎 잔여물을 기본 기질과 혼합하면 참외, 수박, 감귤류 과일 및 토마토에 가장 좋은 채소 묘목 토양이 된다.이는 묘목의 생장과 발육을 촉진하고 묘목의 건질중량을 증가하며 조기 성숙을 촉진하고 단맛을 증가할수 있다.

매우 좋은 묘목 기판이며 저가형이기도하다.셋째, 균류에 대한 재배기질로 스테비아잎 잔류물을 첨가하면 식용균류의 영양소 요구와 각종 미량원소, 비타민, 공기투과성에 대한 요구도 충족시킬수 있다.그 결과 균류는 생장이 빠르고 일찍 성숙하며 질감이 좋고 생산량이 많다.특히 흰곰팡이는 크고 하얗게 자란다;재배된 에노키 버섯은 약간 달콤하고 독특한 맛이 있습니다.넷째, 스테비아잎잔류물은 5%의 비률로 가금사료로 사용할수 있는데 가금의 설사를 예방하고 소화기능을 조절하며 알의 생장을 증가할수 있다.다섯째, 스테비아 잎 잔류물을 사료에 혼합하여 젖소, 염소를 사료로 사용할 수 있는데 우유의 단맛을 높이고 우유의 품질과 우유중의 미량원소 및 아미노산의 함량을 향상시키며 우유생산에 일정한 영향을 줄 수 있다.

참조:

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