ステビオール配糖体の苦味を改善する方法は何ですか?

ステビア(stevia)は、ステビアから抽出され精製された天然甘味料である。高甘さ(ショ糖の200 ~ 300倍)、低カロリー(ショ糖の300分の1)、ゼロカロリー、光、熱、酸塩基条件下での安定性で知られており、ショ糖、てんみつ糖に次いで第3位の砂糖源となっています[1]。ステビアは、水に容易に溶解し、広く食品および飲料産業で使用されている白色結晶または粉末である[2]。ステビアは、食べても人体に吸収されにくいため、糖尿病や肥満の人の甘味料として使われる。

抗高血圧、抗酸化、抗がん、抗炎症、抗菌、腎机能向上などの特徴もあり[3]、健康用品や医薬品の代替品としての利用も期待されている。しかし、苦味と甘草の風味のわずかな後味ステビアそのさらなる発展のための制限要因となっている[4]。そこで、ステビアの風味不良の原因を分析し、解決策を提案した。

1ステビアの望ましくない味の原因

1。1ステビアの未熟抽出プロセス

ステビアは、多くの場合の抽出のための原料として使用されます steviolグリコシド 。抽出工程は、樹脂の吸着濃縮、溶剤洗浄、再結晶、イオン交換樹脂による精製などを経て、噴霧乾燥により純粋なステビアを得る[5]。しかし、ステビアには甘い成分のステビオシドに加えて、タンニン、フラボノイド、揮発性油などの苦い成分も含まれています。これらの苦味成分は、抽出・精製工程で完全に除去されないため、ステビア製品に苦い不純物が残り、最終製品の味に影響を与える可能性があります。

ステビアの抽出中に生成苦味にはいくつかの理由があります[6-7]。まず、樹脂の吸着・濃縮段階で樹脂を選択して使用しないと、ステビアの吸着がうまくいかず、対応する苦味成分も残ってしまいます。第二に、溶剤洗浄の目的は、グリースやいくつかの苦味物質を除去することです。溶媒の選択が間違っていると、苦味成分を効果的に除去することができません。第三に、再結晶化は改善の重要なステップである純度ステビアそして、このステップが正しく行われないと、苦味成分を除去するのではなく、濃縮させることになる。第四に、イオン交換樹脂を使用して可溶性不純物を除去しますが、樹脂の品質が悪く、動作条件が適切でないと、効果的に苦い成分を除去できない可能性があります。第五に、噴霧乾燥は最終段階ですが、使用条件(温度、圧力など)が適切に制御されていない場合、製品の味に影響を与える可能性があります。

にステビアの苦味を減らす抽出工程では、樹脂吸着・溶剤洗浄工程の改善、再結晶条件の最適化、適切なイオン交換樹脂の選択、スプレー乾燥パラメータの調整など、慎重に最適化する必要があります。

1。2ステビオール配糖体の構造の違い

下記の、ステビア、もステビアからはステビオール配糖体が単離されている全10種類。骨格も同じtetracyclic diterpene化学として全てsteviolaglycone(図1)、R1とR2は立场が同日交替投入されて付くブドウ糖、キシロースやrhamnose団体の長さ、形成様々なglycosides非常に異なったorganolepticそれに特性をphysicochemicalて(表1)では丘陵ます。本構成では、steviol强自体が一定苦味hydrophobicity・展示です;味覚においては、甘味の後に苦味がわずかに生じるため、濃度が高まると苦味の後味も増強される。一方、ステビオシドのわずかな構造変化は、その甘さや味に影響を与える。c-13位の違い(r1)、ピラノースの置換、c-19位の置換基の長さがステビオシドの苦味に影響する重要な要因である。この現象は、苦味受容体ht2r4とht2r14の活性化と関係しているのではないかと推測されています[8]。

表1ステビオール配糖体の構造、甘味、口当たり

なお、受注生産(受注生産)であることは明らかでない。

2ステビアの望ましくない味を改善するためのソリューション

2.1ステビア生産プロセスの最適化

2.1. 1新たな抽出技術ステビアの抽出効率をさらに向上させるために、配糖体抽出に関する研究が国内外で盛んに行われている[6]。これらの結果の開発は、タンニン、フラボノイド、揮発性油などの残留苦味成分を低減しながら、ステビオシド含有量(通常95%以上)を改善することができるステビア生産ラインのプロセス最適化のためのアイデアを提供しますステビアの後味を改善します.

伝統的な生産では、ホット水の抽出は、一般的にステビオシドを抽出するために使用されます。この方法は、エネルギー集約的で、時間がかかり、総ステビオシド抽出速度が低く、最終製品は暗い色を持っています。抽出工程では、水が媒体として働き、有機酸、タンパク質、ポリフェノールなどの不純物を溶解します。したがって、この方法の主な改善点は、その後の不純物除去を目的としています。zhang mengleiら[9]は、キトサン凝集と沈殿を逆相クロマトグラフィーと組み合わせて不純物を除去し、コストを削減し、不純物除去に必要な時間を短縮した。kovacevicら[10]は、加圧されたお湯を使って、ステビアの葉に含まれる熱的に不安定で極性のある不純物を抽出し、効果的に回収した。

酵素支援抽出は、セルラーゼを添加することで細胞壁を破壊し、エネルギー消費を減らすことで、低温でのステビオシド抽出効率を向上させる。しかし、酵素は高価であり、既存の酵素では細胞壁を完全に破壊することができません。puriら[11]は、反応表面法を用いて抽出条件を最適化し、酵素を用いた抽出が従来の溶媒抽出よりも効率的であることを示した。酵素を利用した抽出法が有効な代替法となることが期待されるステビオシド抽出のための溶媒抽出.

超音波抽出は、超音波のキャビテーション効果を利用して植物の細胞壁を素早く破壊し、生理活性物質の放出を加速させる。この方法は抽出効率が高く、抽出時間が短く、溶剤消費量が少なく、操作が容易である。しかし、超音波抽出では、溶液中に未知の不純物が混入する可能性があり、その後の分離プロセスに課題があります。その後のプロセス最適化では、超音波周波数、出力、処理時間、溶媒の種類と濃度、固液比などの複数の実験パラメータ[12]を調整して最適な抽出条件を求めます。これらのパラメータを最適化することで、エネルギー消費と潜在的な化学劣化を最小限に抑えながら抽出効率を最大化することができます。

上記の従来の抽出方法に加え、いくつかの新しい抽出技術が登場している。例えば、miao qingら[13]は、従来の溶媒の代わりに天然共晶溶媒(nades)を使用しており、環境に優しいだけでなく高効率でもあります。jentzerら[14]の自動抽出条件を最適化した加速溶媒抽出を使用してステビア。これらの新しい技術は、ステビア配糖体の抽出に新しい視点と可能性を提供する。

2.1.2他の甘味料との混合

のブレンド方法は、他の甘味料とステビアを相乗効果。化合物甘味料の風味はショ糖に近く、ステビアの後味は除去されます。例えば、ステビアとエリスリトールを共結晶混合物に混合すると、両者の本来の機能と特徴を保持することができ、エリスリトールはステビアの甘さの開始曲線を変化させ、わずかな後味の一部を除去することができる。

ステビアとアラロースとモンクを組み合わせることで、メイラード反応によるブラウニングを促進することができ、炭酸飲料によく添加される。ステビア、エリスリトール、アリュロース、モンクフルーツ甘味料を組み合わせることで、4つの甘味料の利点を引き出し、それぞれの欠陥を中和することができます。アリロースとエリスリトールのさわやかな味は、ステビアやモンクフルーツ甘味料の不快な味を改善することができますが、アリロースはエリスリトールの結晶性を低下させ、メイラード反応に参加させることができます【15位】。このソリューションは、操作が容易で、自然な甘さを復元することができ、同時に、使用される甘味料の合計量が比較的少なく、コストがかかりません。しかし、ステビアは、甘味や香りなどの多感覚ではまだスクロースにはかなわない他の甘味料に頼るだけです

2.1.3化学的および酵素的修飾

いくつかの研究は、ステビアが加水分解されると、それが生成することを示しているステビオール配糖体:甘味が低く後味が弱い。これに触発されて、炭水化物部分を化学的または酵素的に修飾し[16]、ステビアの後味を減少させることができる。化学修飾とは、ステビオール配糖体に結合している糖基を化学的に反応させて変化させることで、ステビアの味覚を変化させることである。

しかし、化学修飾プロセスが複雑で困難なため、現在この方法を使用する人はほとんどいません。酵素修飾技術とは、酵素の触媒作用により、受容体基質をグルコースなどの異なる鎖の糖配位子に加水分解する技術である。これらの生成物は、糖配位子のc-13またはc-19をアクセプターに転移させる酵素によってさらに触媒され、様々なステビオシド誘導体を形成する〔17〕。

一般的に用いられる酵素はシクロデキストリングルカノトランスフェラーゼ(cgtase)であり、これはデンプンとシクロデキストリンからグルコース基をステビオール配糖体の糖基に転移させる触媒であり、それによってステビオール配糖体に新しい糖鎖を導入する[18]グルコベースのステビオール配糖体を形成する。この制品は苦味を減らし、溶解度を高め、ステビアの甘味を高め、後味がよく、風味がまろやかなのが特徴だ。低糖のヨーグルトに砂糖アルコールと組み合わせて使用され、風味が互いに補完する。食用として利用されている。しかし、上記の酵素は比較的高価であり、対応する糖ドナーを使用することもコストを増加させる。さらなる研究は、より良いコストパフォーマンスと味とステビオシドを開発し、スクリーニングする必要があります。

2.2新世代高収量reb dおよびreb mの開発

ステビアに加えて、第二世代^ a b cアポロドーロスのアポロドーロス最高の内容を持っています。高純度のreb aはショ糖に似た甘味を持つが、その後の苦味は明らかである[19]。第三世代のステビオール配糖体であるreb dとreb mは、継続的な改善と最適化によって出現した。reb aと比較して、reb dとreb mは優れた特性を示します。後味がなく、甘草のような風味があります。理想的な新世代甘味料として注目を集めています。しかし、reb dおよびreb mは希少で収率が低く、従来のステビア工場では含有量が少ないため、大規模な商業生産が困難でした。そのため、高純度のreb dおよびreb mを分離・調製する新しい方法の開発がステビアの分野で注目されています。

2.2.1育種方式。

育種法とは、農業技術を利用して植物を科学的に栽培・育成し、生育条件を最適化して高品質に育てることをいうreb dとreb mの品種を収量。通常のステビアに比べて収率が半分近く向上している[20]。この方法の利点は、後味が苦くなることなく甘みを維持する天然のステビオール配糖体を培養できることである。しかし、より多くの人的・物的資源を必要とし、植栽環境や条件を最適化する必要があり、多くの研究や実験が必要になる可能性があります。

2.2.2 Bioconversion方法

生物変換の方法は最も豊富な成分から始めますreb aは、特定の生物学的酵素を用いてreb dとreb mに変換する[21]。しかし、この方法は特定の酵素を必要とし、比較的高価であるため、生産コストが高くなる。酵素の利用も考慮される。

2.2.3発酵方式

発酵は、遺伝的に操作された酵母によって生成される酵素の使用を指します発酵ステビア抽出物をreb dとreb mに[22]。このようにして発酵させたステビオール配糖体は、食品本来の食感を変えることなく、スクロースに似た食感と爽やかな味わいを持つ。主な原料はブドウ糖とショ糖で、大量生産が可能で、低コストと拡張性の利点がある。初期の研究開発費は高いが、条件が整えば大規模生産が可能になり、コストを減らすことができる。それは現在、最もパフォーマンスが高く、最も人気があり、最も有望なソリューションです。

3結論

略称はpeople&#自分の健康増加のための39の需要は、砂糖を減らすことは、現在の社会発展の傾向と傾向となっています。食事や体の健康への関心が高まっているため、甘味も同等で、カロリーもゼロで、血糖値に影響を与えない完璧な砂糖代の新世代を開発する必要がある。現在ではほとんど知られていない天然甘味料、ステビア自体は、上記の条件を満たしていますこのため、ステビアの需要が急増した。しかし、その後の苦味と甘草のような味は、その大規模な使用を制限する。

したがって、ステビア抽出プロセスの最適化また、次世代のステビオール配糖体の開発が急務である。ステビアの後味がわずかに苦い原因を分析し、新しい抽出法の開発と後味のない新世代の高収率ステビア配糖体の構築という既存の解決策をまとめた。新しい抽出法の開発は、抽出速度の最適化に関する現在の研究の主流となっている。その中でも酵素を用いた抽出法は有望であるが、技術的な障壁が高いという課題もある。

超音波抽出のような他の抽出条件最適化方法は、現在の技術レベルでは比較的容易に達成でき、産業生産に大きな利点を有する。しかし、次世代甘味料の開発には厳しい食品安全評価と規制当局の承認が必要で、長い時間がかかる可能性がある。reb dおよびreb mの食品加工および貯蔵中の安定性を維持するまた、最終製品の賞味期限を確保するとともに、開発過程で取り組むべき技術的課題でもあります。これらの課題は、現代のバイオテクノロジーと工学の手法と組み合わせた学際的な研究とコラボレーションによって克服する必要があります。将来的には、これらのアプローチを組み合わせて、例えば遺伝子工学を利用して、新しい高収量株の育種を支援し、大量生産を促進することも考えられる。ステビアの欠点が改善された場合,それは、研究とアプリケーションの新しい波をオフに設定するためにバインドされています。

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