Stevia의 용도는 무엇입니까?

파라과이와 브라질 국경의 고산초원이 원산지인 스테비아는 현지인들이 단차나 감미료로 사용한다.스테비아는 1976년 중국에 도입되어 시험적으로 재배에 성공했다 [1].중국의 적합한 기후와 토양조건으로 인해 현재 중국의 푸젠, 윈난 등 지역에서 대량으로 재배되고 있다.스테비아 잎에는 유기산과 무기 불순물 [2-3] 외에도 플라보노이드와 스테비올 글리코사이드가 풍부하다.플라보노이드는 항암 및 산화 방지 등의 다양한 약리학적 활성을 가지며;스테비올 글리코사이드는 여러 가지 용도로 사용되는 감미료의 일종이다.

1 Stevia 개요

스테비올 글리코사이드는 구조적으로 유사한 디테르페노이드 화합물의 혼합물이다.기본 구조 및 주성분을 표 1에 나타내었으며, 그 중 stevioside의 함량이 가장 높고 (약 10%), rebaudioside A의 함량이 약 1%로 단맛이 가장 높고 맛이 가장 좋다.스테비아는 물과 메탄올에 쉽게 녹는 백색의 결정 또는 분말이다.온도나 pH값, 미생물 발효에 쉽게 영향을 받지 않고 안정적이다.월드 &로 알려져 있다#39;s는 자당과 사탕무 설탕에 이은 제3의 설탕 공급원.단맛이 강하며 (수크로스의 약 150~300배) 열량이 낮고 (수크로스의 약 1/250) 고혈압, 당뇨병, 비만, 충치 등에 일정한 보조치료효과가 있으며 또 수크로스의 약효도 있다.지금까지 독성이나 부작용은 발견되지 않았다.2011년 유럽 집행위원회는 스테비아를 식품 첨가물로 사용할 수 있도록 허용했는데, 이는 스테비아가 널리 인정받았다는 것을 의미합니다.중국은 세계' 스테비오사이드의 주요 생산자이자 수출업자이다.세관 통계에 따르면, China'의 연간 스테비오사이드 수출량은 세계 시장의 80% 이상을 차지한다.

식음료 산업의 스테비오사이드 2

스테비아는 음식에 널리 사용된다그리고 높은 단맛, 낮은 칼로리, 신선한 맛 및 부작용이 없기 때문에 음료 산업.1985년 6월, 중국 위생부는 스테비아를 식품 첨가물로 사용하는 것을 승인했다.1990년, 보건부는 응용 프로그램의 범위를 확장하고 제약 감미료 excipient로 사용을 승인;1999년 스테비오사이드 표준 (GB 8270-1999)이 공식화되었다.현재까지 스테비아는 음료, 설탕에 절인 과일, 보존 과일, 패스트리, 유제품, 혈압을 낮추거나 체중 감량에 도움을 주는 것과 같은 기능성 식품, 담배 산업에 널리 사용되고 있습니다.

스테비아가 매우 달기는 하지만, 쌉쌀하고 감초 같은 뒷맛이 난다.이는 추출 과정에서 쓴 불순물이 존재하거나 스테비아의 기본 구조와 당 보습제의 영향 때문인 것으로 보인다 [4].하지만 스테비아에 구연산, 말산, 젖산, 아미노산 등을 섞으면 스테비아의 뒷맛이 없어질 수 있어 스테비아의 맛을 개선하는데 이롭다 [5].

또한, 스테비아를 다른 감미료와 조합하여 복합 감미료를 만들 수 있습니다.예를 들어, erythritol와 스테비아의 자연적인 조합은 그것의 건강 혜택을 강화시킬 뿐만 아니라, 또한 erythritol의 비용을 감소시키고 스테비아의 불쾌한 맛을 가립니다.스테비아는 맛에 영향을 주지 않고 음료나 알코올의 생산에서 자당의 15%에서 35%를 대체할 수 있다.게다가 스테비아의 세균성 효과로 인해 음료의 유통기한을 연장하고 알코올의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

보존 과일과 패스트리의 생산에 스테비아를 사용하면 비용을 크게 줄일 뿐만 아니라 칼로리를 줄여 설탕 섭취를 줄이고자 하는 사람들의 요구를 충족시킵니다.유제품 생산에 스테비아를 사용하면 유제품의 맛이 좋아질 뿐만 아니라 비피dobacterium 성장 촉진제로 작용하여 인체 내에서 비피dobacteria와 유산균의 성장을 촉진할 뿐만 아니라 대장균 및 기타 세균의 성장을 억제한다 [6].가공 수산물의 수크로스의 30%~50%를 스테비아로 대체하면 수산물의 rancidity로 인한 단백질 부패와 갈변을 방지할 수 있다 [6].간장과 같은 조미료에 스테비아를 첨가하면 갈색을 방지할수 있을뿐만아니라 짠맛을 감소시킬수 있다.

제약산업의 스테비오사이드 3

3.1 제약 응용 분야

현재 자크로스는 일반적으로 의약품의 향료로 사용되고 있으나, 임상 적용에는 일부 단점이 있다.례를 들면 수크로스가 많으면 당뇨병환자들의 사용을 제한하게 되며 수크로스가 있으면 약도 노란색으로 변하여 외관에 영향을 주게 된다.

루안웬유 (Ru한Wenyou) [7]는 스테비아를 이용하여 이노신 경구용액에서 자크로스를 대체하였고 새로 제형된 이노신 경구용액은 점도가 낮고 여과가 빠르며 완제품의 투명도와 색이 좋고 원가가 저렴하며 효능에 영향이 없고 맛이 좋은 장점을 가지고 있다는 것을 발견하였다.게다가 수크로스는 다량 섭취시 암을 유발할 가능성이 있어 충치를 유발하는 단점이 있다;그것의 단맛을 감소시키는 산성 한약 용액에서 불안정하게 되는;열 맑게하고 해독하는 약과 수렴하는 약에서 단맛을 줄이고;그리고 자당이 있으면 미생물 제어에 도움이 되지 않아 [8] 약품의 품질에 영향을 미친다.스테비아는 단맛이 높고 칼로리가 낮으며 부작용이 없고 충치 예방, pH 3~10 범위의 안정성, 비발효성 등의 특징을 가지고 있다.의약과정에서는 시럽, 가루, 알약 등 약재의 조미료로 자당을 대체하는 감미료로 되였다.

스테비아의 약리학적 효과 3.2

수백년전 스테비아를 감미료로 사용한 사람들은 이미 스테비아가 혈압을 낮추고 혈당을 낮추는 기능을 실현했다.이후 실험 연구를 통해 그 혈압 저하 효과는 주로 세 가지 방법으로 이루어진다는 것이 밝혀졌는데, 세포 밖 Ca2+의 유입을 줄이고, Na+ 재흡수를 줄이고, 혈관 확장 물질인 프로스타글란딘 (prostaglandin)의 생성을 자극하는 것이다 [9].인슐린의 분비와 인슐린에 대한 말초조직의 민감성을 자극하여 혈중 포도당의 대사를 촉진하고 [10], 장에서 포도당의 흡수와 간에서 포도당의 생성을 억제함으로써 혈중 당도를 낮추는 효과가 있다 [11].또한 스테비아는 혈압이 정상인 사람의 경우 혈압을 낮추지 않으며, 혈당이 높을 때만 저혈당 효과를 발휘하기 때문에 [12] 정상인이 대량으로 섭취할 수 있다.

Stevioside과 steviol 항 염증에 영향을 미치는 효과에 의해 표현 성의와 억제 NF-κ B 신호 경로, 그렇게 함 으로써 생산을 줄이 pro-inflammatory 요인의 다당류 [13]에 의해 유도 된다.또한 국소 염증과 피부암을 유발하는 TPA의 생성을 효과적으로 억제한다 [14].스테비오사이드와 매트린 추출물은 영유아나 어린 소아의 설사를 유발하는 로타바이러스를 억제하는 시너지 효과가 있지만 [15] 둘 중 하나만 사용하면 설사 방지 효과가 떨어진다.스코폴라민에 의해 기억장애가 유발된 쥐에서는 스테비오사이드 복용 후 뇌 AChE 활성과 뇌 산화 스트레스 수준의 증가가 억제되어 [16] 스테비아가 항기억상실 효과가 있음을 알 수 있었다.

Stevia 추출 물다른 용매에서 모두 스테비오사이드 화합물뿐만 아니라 플라보노이드, 니코틴산, 리보플라빈, 알칼로이드, 탄닌 등을 포함한 극도로 복잡한 화학 조성을 가진 혼합물이다.물을 용매로 한 스테비아 추출물은 항균활성을 나타내지 않지만 [17~18], 아세톤을 용매로 한 스테비아 추출물은 그람음성균보다 그람양성균에 대한 항균활성이 강하다.아세톤과 에탄올 용액을 용매로 사용한 스테비아 추출물은 아세톤만을 용매로 사용한 추출물보다 항균활성이 강하고, 에틸아세테이트를 용매로 사용한 스테비아 추출물은 Trichophyt에mentagrophytes와 Candida albicans에 대해 높은 항균활성을 나타내었다 [17~19].

3.3 스테비아 유도체의 약리학적 효과

스테비아는 식품 및 제약 산업에서 직접 사용될 뿐만 아니라, 그 유도체는 모두 아글리콘과 같은 디-테르펜 골격을 가진 당체이기 때문에 생물 의학 분야에서도 사용될 수 있습니다.그들의 구조를 수정하면 생의학 분야에서 그들의 사용을 더욱 확대할 수 있다 [20-21].스테비올은 효소를 분해하거나 나트륨 주기와 많은 양의 강한 염기를 처리함으로써 얻을 수 있다.이소스테비올은 스테비오사이드를 산분해하여 얻을 수 있다.하기 표 1과 같이 10% 수산화칼륨 용액에서 1 h 동안 가열하고 환류하여 스테비오 바이오사이드를 얻을 수 있다.실험연구에 의하면 스테비올, 이소스테비올, 스테비오사이드 등 유도체는 모두 일정한 생물활성을 갖고있다.

또한 이소스테비올은 저혈당 [22] 및 저혈압 [23]효과와 허혈성 심장에 대한 확실한 보호 효과 [24]를 가지고 있으며, DNA 중합효소와 DNA 토포이소머라아제 II [25]를 억제함으로써 염증과 암 치료에 사용될 수 있다.스테비오사이드는 신장 이송과 약물의 정리에 중요한 역할을 하며 [26], 신장 기능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 특정 신장 질환 [27]에 치료 효과가 있다.Stevioside, steviol, steviol glycoside는 모두 결핵균 H37RV의 생장에 일정한 억제효과가 있는데 steviol의 활성이 가장 약하고 steviol glycoside의 활성이 가장 강하다.

지난 10년간 스테비올 글리코사이드의 당보습에 대한 지속적인 구조개량이 이루어져 단맛을 높이고 뒷맛을 개선하고자 하였다.또한 스테비올과 아이소스테비올의 아글리콘에 대한 구조 개량을 통해 항균, 항종양, 항고혈압 및 식물 성장 조절 활동 [28]을 강화하는 것을 목적으로하고 있다.

Wonganan O 등 [29]과 Zou M등 [30-31]은 모두 isosteviol골격 (골격)에 대한 간단한 구조 개질을 수행하였고 쥐 대동맥에 대한 완화 효과와 다른 인간 종양 세포주 (HepG2, MGC-803, MDA-MB-231 등)에 대한 억제 효과를 조사하였다.실험 결과 이들 유도체 중 일부는 더 나은 항고혈압 및 항종양 효과를 나타냈다.L에서L, et 알다.[32]은 스테비오사이드를 원료로, Kataev V E, et 알다.[33-36] 및 Khaybull에서R N 등 [37]은 isosteviol을 원료로 사용하여 일련의 분자 클램프형 화합물 또는 isosteviol골격을 포함하는 대환원 화합물을 합성하고, 각각 결핵균 H37RV에 대한 항균 활성 및 활성을 조사하였다.

그 결과 합성한 클램핑 화합물 또는 대환원 화합물 중 일부가 매우 우수한 항균활성과 항결핵 활성을 나타내었다.예를 들어, 화합물 1-4 (scheme 2)는 결핵균 H37RV에 대해 가장 우수한 활성을 보였다.그들의 H37Rv 변종에 MIC는 MIC의 3. 1 μ g/mL, 1. 7 μ g/mL, 5. 0 μ g/mL, 그리고 0. 7 μ g/mL, 각각의 마이크 (anti-tuberculosis 마약 pyrazinamide 12. 5 μ g/mL)었다.게다가, 복합 4에 맞서 좋은 활동을 보여주었다. 3 변종의 m. Avium m. Terrae 그리고 MLU, 마이크와 0. 7 μ g/mL의 값, 35 μ g/mL, 각각와 0. 7 μ g/mL위를 차지 했다.

4. 유기화학에서 스테비올 글리코사이드 (Steviol glycosides)

스테비올 글리코사이드는 산성 조건에서 가수분해되어 라브데인 골격을 갖는 테트라사이클릭 디테르펜 화합물인 이소스테비올을 얻을 수 있다.아이소스테비올은 견고한 분자구조, 독특한 그루브구조, 안정된 화학구조, 우수한 카이랄환경으로 인하여 최근 유기촉매, 분자인식, 자기조립 및 기타 분야에 개발, 응용되고 있다.

유기 촉매에의 응용 4.1

2010년부터 Tao Jingchao's 연구 그룹은 isosteviol을 원료로 사용하여 일련의 비대칭 반응을 촉매하기 위한 일련의 이능 thiourea 촉매를 합성하였다.이 촉매들은 좋은 비대칭 촉매 효과를 나타낸다.

JYet 알다.[해] 4-hydroxy-L-proline 도입, L-threonine, 그리고 L-serine isosteviol의 19 입장에서 일련의 amino-thiourea 화합물을 합성 5~10 (계획 3), 조사를 받고이 시리즈의 촉매 활동과 stereoselectivity amphiphilic화합물에 직접적인 촉매 비대칭 Aldol 반응, 비대칭 α-amine 산화 반응, 비대칭 Mannich 반응와 비대칭 Biginelli 반응 유기 단계에 있와 수용액을 단계다.실험 결과 화합물 5의 촉매 활성이 화합물 6보다 우수하였다.

수용액상에서의 직접 촉매 비대칭 알돌 반응에서 촉매량은 1% 이었고, 방향족 알데히드와 함께 하는 cyclohexanone, cyclopentanone및 acetone의 비대칭 알돌 반응의 ee 값은 각각 99%, 98% 및 90% 이었다.화합물 6이보다 더나은 촉매 활동 화합물에 대한 5 비대칭 α-amination의 산화를 입니다, 케 톤과 수용액을 단계에서 nitrobenzenes 대체 한다.촉매 반응은 상온에서 3-5분 내에 완료 될 수 있으며, ee 값은 모두 90% 이상이다.화합물 6 및 10은 강하지 않은 전자 공여군으로 치환된 시클로 헥사논, 니트로 벤즈 알데히드 및 아닐린의 직접 비대칭 만니치 반응에서 우수한 선택성을 갖는다.화합물 6의 5% 만을 촉매로 사용하여 syn 구성의 가교제를 얻을 수 있고, 화합물 10을 사용하여 anti 구성의 가교제를 얻을 수 있으며, 이들의 ee 값은 모두 99%로 높다.

게다가, 16-cyclohexanediamine고 isosteviol으로 proline이 도입 되었는데, 각각 일련의 amino-thiourea 화합물을 합성 11-16 (4 계획), 그들의 촉매 활동과 stereoselectivities 비대칭 마이클 덧셈과 α의-substituti에phenyl 청산가리 [41-43] 조사 했던 N-maleimide 가 있었다.실험 결과에 따르면 촉매 11과 12 명의에게 높은 촉매 활동과 stereoselectivity를 가지고 isobutyraldehyde의 비대칭 외 마이클과 β-nitrostyrene, 대한 13과 14 화합물을 acetylacetone의 비대칭 외 마이클과 β-nitrostyrene, 그리고의 반응에 대한 13-16 화합물을 α-substituted phenyl cyanides N 개-maleimide다.화합물 11, 13은 주로 r로 구성된 가교제를 얻기 위한 촉매로 사용되었으며, 화합물 12, 14는 주로 s로 구성된 가교제를 얻기 위한 촉매로 사용되었다.수율은 95% 이상, ee 값은 97% 이상으로 높게 나타났다.13 촉진시 α의 대량 반응 할 수 있 화합물-substituted phenyl 청산가리의 양보를 줄이고 없이 N-maleimide ee 값과,고 잠재적인 산업용으로 생산를 가지고 있다.

분자 인식에 응용 4.2

Kataev V E 등 44~45)은 물-클로로포름 층을 이용하여 생체 조직을 모사하고 두 개의 isosteviol-containing clamp 화합물 17-20 (Scheme 5)의 D/L-tryptophan과 같은 아미노산의 키랄 인식 전달 능력을 조사하였다.불행하게도 클램핑 화합물 17은 D/l-트립토판을 인식하고 전달하는 능력이 가장 강하지만, 에난티 오선택성이 떨어습니다.클램핑 화합물 19 및 20은 D/l-페닐 알라닌 메틸 에스테르에 대한 어떠한 인식 성능도 보여주지 않습니다.

4. 3 다른

Zhang T 등 (46)은 isosteviol골격을 갖는 일련의 알칼리 금속염 21-26을 합성하고 (도 6) 가열냉각법을 이용하여 유기용매에 따른 선택적 겔링 능력, 상전이 온도 및 최소 겔링 농도를 조사하였다.그 중 화합물 24는 할로겐화 용매에서 양호한 겔화능을 나타낸다.요도벤젠에서의 상전이 온도는 77 °C에 달하고, 디클로로메탄과 클로로포름에서의 최소 겔링 농도는 0.1% g/mL이다.또한 상온에서 다량의 물로부터 유기 용매를 겔링할 수 있다.

로호엘터 C 등 [47]은 아이소스테비올을 함유한 벤조페논과 삼환 유도체를 잇달아 합성하고 석영결정 마이크로밸런스 (QCM)를 이용하여 불안정한 방향족 화합물을 친화성 물질로 추적할 수 있는 능력을 실험하였다.그 중에서 화합물 27 (도 7)은 매우 낮은 농도의 방향족 화합물에서 특히 강한 신호를 나타낼 수 있어 화합물 27이 방향족 화합물에 대한 친화도가 높음을 알 수 있다.또한 양성자 스크리닝은 화합물 27이 공기 중의 매우 희박한 방향족 화합물을 추적하는 친화성 물질로서 큰 잠재력을 가진 센서로 사용될 수 있음을 발견했다.

Mamedova V L 등 [48]은 아이소스테비올을 이용하여 먼저 메록시드나트륨과 반응시킨 후, 글루콘산칼슘, 발열글루콘산, 큐프러스 클로라이드 및 염화니켈과 각각 교환반응을 수행하여 아이소스테비올 골격 19위치에 금속이온이 브릿지된 분자 클램핑 화합물 28-31 (Scheme 8)을 생성하였다.한편, isosteviol유도체 32와 triethylamine을 이용하여 반응시킨 후, 칼슘 글루콘산, ferrous gluconate, cupric 염화물 및 니켈 염화물과 별도로 교환반응을 일으켜 isosteviol 골격체 16에서 생성하여 금속 이온 브릿지 분자 클램프 화합물인 33~36 (계획 6)을 이용하여, 약학, 금속 촉매 또는 새로운 자성 물질에 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

요약 및 전망 5

스테비아는 원천이 풍부하고 저렴하다.단맛이 높고 칼로리가 낮아 식음료 산업에서 널리 사용된다.스테비아 자체가 생물학적 활성을 가지고 있어 신약 연구 개발에서 매우 유망한 납 화합물로 꼽힌다.스테비아와 그 유도체의 구조를 수정하면 생물학적 활성을 더 높일 수 있어 신약 개발 분야에서 활용도가 높다.스테비오사이드의 테트라사이클릭 디 테르페노이드 골격의 독특한 강성, 홈 구조 및 키랄 환경은 유기 화학, 초분자 화학 등의 응용에도 중요합니다.따라서 스테비오사이드는 광범위한 응용 전망을 가진 천연 제품 자원으로서 더욱 개발 및 이용되기를 기다리고 있습니다.

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