СТЕВИОЛГЛИКОЗИДНЫЕ КОМПОЗИЦИИ
STEVIOL GLYCOSIDE COMPOSITIONS

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение направлено на положительное воздействие минорных стевиол-гликозидов на профиль сладости подсластителей на основе стевии.
Stevia rebaudiana
Альтернативам сахара уделяется все большее внимание вследствие осведомленности о взаимосвязи многих заболеваний с потреблением продуктов и напитков с высоким содержанием сахара. Однако многие искусственные подсластители, такие как дульцин, цикламат натрия и сахарин, были запрещены или ограничены в некоторых странах вследствие опасений относительно их безопасности. По этой причине все большую популярность приобретают некалорийные подсластители природного происхождения. Травянистое растение  со сладким вкусом продуцирует ряд дитерпеновых гликозидов, характеризующихся высокой интенсивностью сладости и органолептическими свойствами, превосходящими многие другие сильнодействующие подсластители.
Stevia rebaudiana
Stevia rebaudiana
является видом растения, принадлежащим к семейству Астровых, и произрастает в Южной Америке и выращивается сейчас во многих странах мира (Gardana et al., 2003; Koyama et al., 2003; Carakostas et al., 2008). Листья стевии являются сладкими от природы и используются для подслащивания пищевых продуктов в течение сотен лет в Южной Америке (Soejarto et al., 1982). Экстракты  используются в промышленном масштабе для подслащивания пищевых продуктов в Японии и других странах Юго-Восточной Азии в течение ряда лет (Koyama et al., 2003). Как продукт природного происхождения листья растений стевии содержат различные сладкие на вкус компоненты, называемые стевиол-гликозидами. Как сообщается, было идентифицировано более 40 стевиол-гликозидов, которые обычно присутствуют в экстракте листьев стевии (Ceunen and Geuns, 2013; Chaturvedula et al., 2011a, b, c; Chaturvedula and Prakash, 2011a, b; Ohta et al., 2010). Каждый из стевиол-гликозидов имеет свой собственный уникальный профиль вкуса и интенсивность сладости, которая может быть в 350 раз слаще сахара, но все они имеют сходную молекулярную структуру, в которой различные сахарные фрагменты присоединены к агликону стевиола (дитерпен энт-кауренового ряда). Общая структура стевиол-гликозидов приведена на фиг.1.
Ребаудиозид А и стевиозид представляют наибольший коммерческий интерес и тщательно изучены и охарактеризованы с точки зрения их пригодности в качестве серийно выпускаемых высокоинтенсивных подсластителей. Исследования стабильности в газированных напитках подтвердили их устойчивость к нагреванию и рН (Chang S. S., Cook, J. M. (1983) Stability studies of stevioside and rebaudioside A in carbonated beverages. J. Agric. Food Chem. 31: 409-412).
Стевиол-гликозиды отличаются друг от друга не только молекулярной структурой, но и их вкусовыми свойствами. Как установлено, обычно стевиозид в 110-270 раз слаще сахарозы, а ребаудиозид А в 150-320 раз слаще сахарозы. Ребаудиозид А обладает наименее терпким, наименее горьким и наименее стойким послевкусием, таким образом, обладая наиболее подходящими органолептическими свойствами среди основных стевиол-гликозидов (Tanaka O. (1987) Improvement of taste of natural sweeteners. Pure Appl. Chem.69:675-683; Phillips K. C. (1989) Stevia: steps in developing a new sweetener. In: Grenby T.H. ed. Developments in sweeteners, vol. 3. Elsevier Applied Science, London. 1-43).
Stevia rebaudiana
Stevia rebaudiana
К началу XXI века было описано лишь ограниченное количество химических структур стевиол-гликозидов из растения , включая стевиозид, ребаудиозид A-F, дулкозид A и стевиолбиозид (Ceunen and Geuns, 2013). В последние годы описываются многочисленные минорные стевиол-гликозиды с различными химическими структурами из листьев растения  (Chaturvedula et al., 2011a, b, c; Chaturvedula and Prakash, 2011 a, b). Эти различные стевиол-гликозиды, которыми являются дитерпены энт-кауренового ряда, связаны с различными сахарами, такими как глюкоза, рамноза, ксилоза, фруктоза и дезоксиглюкоза, в положениях С-13 и С-19 1,2-; 1,3-; 1,4- или 1,6-α или β-гликозидными связями. Идентификационные признаки и классификация по группам различных стевиол-гликозидов приводятся в таблице 1. В связи с большим количеством стевиол-гликозидов в таблице 1 приводится 5 групп стевиол-гликозидов в зависимости от сахарных фрагментов, связанных со стевиольным каркасом и идентифицированных с использованием сокращенных структурных названий.
Семейство стевиол-гликозид содержит только стевиол и остатки глюкозы. Эта группа может быть представлена общей формулой «SvGn», где Sv представляет собой стевиол, а G представляет собой глюкозу.
Семейство стевиол-рамнозид содержит стевиол, остатки рамнозы и глюкозы. Эта группа может быть представлена общей формулой «SvR1Gn», где R представляет собой рамнозу.
Семейство стевиол-ксилозид содержит стевиол, остатки ксилозы и глюкозы. Эта группа может быть представлена общей формулой «SvX1Gn», где X представляет собой ксилозу.
Семейство стевиол-фруктозид содержит стевиол, остатки фруктозы и глюкозы. Эта группа может быть представлена по общей формуле «SvF1Gn», где F представляет собой фруктозу.
Семейство стевиол-дезоксиглюкозид содержит стевиол, дезоксиглюкозу и остаток глюкозы. Эта группа может быть представлена общей формулой SvdG1Gn.
Таблица 1.
№
Общепринятое название
Сокр. формула
R<sub>1</sub>
R<sub>2</sub>
1)Стевиол+глюкоза (SvGn)
1.1
Стевиол монозид
SvG1
H
Glcβ1-
1.2
Стевиол-19-О-β-D-глюкозид
SvG1
Glcβ1-
H
1.3
Рубузозид
SvG2
Glcβ1-
Glcβ1-
1.4
Стевиолбиозид
SvG2
H
Glcβ(1-2)Glcβ1-
1.5
Стевиозид
SvG3
Glcβ1-
Glcβ(1-2)Glcβ1-
1.6
Стевиозид А
SvG3
Glcβ(1-2)Glcβ1-
Glcβ1-
1.7
Ребаудиозид B
SvG3
H
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
1.8
Ребаудиозид G
SvG3
Glcβ1-
Glcβ(1-3)Glcβ1-
1.9
Стевиозид B
SvG3
Glcβ(1-3)Glcβ1-
Glcβ1-
1.10
Ребаудиозид E
SvG4
Glcβ(1-2) Glcβ1-
Glcβ(1-2)Glcβ1-
1.11
Ребаудиозид А
SvG4
Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
1.12
Ребаудиозид A2
SvG4
Glcβ1-
Glcβ(1-6)Glcβ (1-2)Glcβ1-
1.13
Ребаудиозид D
SvG5
Glcβ(1-2)Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
1.14
Ребаудиозид I
SvG5
Glcβ(1-3) Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
1.15
Ребаудиозид L
SvG5
Glcβ1-
Glcβ(1-6)Glcβ (1-2)[Glcβ(1-3)]Glcβ1-
1.16
Ребаудиозид Q2
SvG5
Glcα(1-2)Glcα (1-4)Glcβ1-
Glcβ(1-2)Glcβ1-
1.17
Ребаудиозид Q
SvG5
Glcβ1-
Glcα(1-4)Glcβ (1-2)[Glcβ(1-3)]Glcβ1-
1.18
Ребаудиозид I2
SvG5
Glcβ1-
Glcα(1-3)Glcβ (1-2)[Glcβ(1-3)]Glcβ1-
1.19
Ребаудиозид Q3
SvG5
Glcβ1-
Glcα(1-4)Glcβ (1-3)[Glcβ(1-2)]Glcβ1-
1.20
Ребаудиозид I3
SvG5
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-6)]Glcβ1-
Glcβ(1-2)Glcβ1-
1.21
Ребаудиозид М
SvG6
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2) Стевиол+рамноза+глюкоза (SvR1Gn)
2.1
Дулкозид А
SvR1G2
Glcβ1-
Rhaα(1-2)Glcβ1-
2.2
Дулкозид B
SvR1G2
H
Rhaα(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2.3
Ребаудиозид C
SvR1G3
Glcβ1-
Rhaα(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2.4
Ребаудиозид C (изомер)
SvR1G3
Rhaα(1-2)Glcβ1-
Glcβ(1-3)Glcβ1-
2.5
Ребаудиозид H
SvR1G4
Glcβ1-
Glcβ(1-3)Rhaα (1-2)[Glcβ(1-3)]Glcβ1-
2.6
Ребаудиозид К
SvR1G4
Glcβ(1-2)Glcβ1-
Rhaα(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2.7
Ребаудиозид J
SvR1G4
Rhaα(1-2)Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2.8
Ребаудиозид N
SvR1G5
Rhaα(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
2.9
Ребаудиозид O
SvR1G6
Glcβ(1-3)Rhaα (1-2)[Glcβ(1-3)]Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
3) Стевиол+ксилоза+глюкоза (SvX1Gn)
3.1
Стевиозид F
SvX1G2
Glcβ1-
Xylβ(1-2)Glcβ1-
3.2
Ребаудиозид F
SvX1G3
Glcβ1-
Xylβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
3.3
Ребаудиозид F2
SvX1G3
Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Xylβ (1-3)]Glcβ1-
3.4
Ребаудиозид F3
SvX1G3
Xylβ(1-6)Glcβ1-
Glcβ(1-2)Glcβ1-
4) Стевиол+фруктоза+глюкоза (SvF1Gn)
4.1
Ребаудиозид A3
SvF1G3
Glcβ1-
Glcβ(1-2)[Fruβ (1-3)]Glcβ1-
5) Стевиол+деоксиглюкоза+глюкоза (SvdG1Gn)
5.1
Стевиозид D
SvdG1G2
Glcβ1-
6-деоксиGlcβ(1-2)Glcβ1-
5.2
Стевиозид E
SvdG1G3
Glcβ1-
6-деоксиGlcβ(1-2)[Glcβ(1-3)] Glcβ1-
5.3
Стевиозид E2
SvdG1G3
6-деоксиGlcβ1-
Glcβ(1-2)[Glcβ (1-3)]Glcβ1-
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на улучшение профиля сладости стевиолгликозидных подсластителей, таких как стевиозид и ребаудиозид А (Reb A). Неожиданно было обнаружено, что некоторые минорные стевиол-гликозиды оказывают благоприятное влияние на профиль сладости других стевиол-гликозидов, включая ребаудиозид D (Reb D) и ребаудиозид M (Reb M). Эти минорные стевиол-гликозиды, несмотря на то, что присутствуют в небольших количествах, демонстрируют статистически значимое положительное влияние на профиль сладости подсластителей на основе стевии. В том смысле, в котором здесь используется, «минорный стевиол-гликозид» представляет собой стевиол-гликозид, который присутствует в композиции в количестве менее 5% или менее 3%.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
На фиг.1 показана общая структура стевиол-гликозидов.
На фиг.2а показана структура ребаудиозида N. На фиг.2b показана структура ребаудиозида O.
На фиг.3а представлена гистограмма, показывающая результаты органолептической оценки дегустационной комиссией. Первые столбцы отображают результаты дегустации композиции высокоочищенного (по меньшей мере, 97% чистоты) ребаудиозида А в подкисленной воде. Вторые столбцы отображают результаты дегустации композиции фруктозилированного ребаудиозида А в подкисленной воде.
На фиг.3b представлена гистограмма, показывающая результаты органолептической оценки дегустационной комиссией. Первые столбцы отображают результаты дегустации диетического лимонно-лаймового газированного безалкогольного напитка, содержащего высокоочищенную смесь Reb M/Reb D, где смесь включает 50 вес.% Reb M и 50 вес.% Reb D. Вторые столбцы отображают результаты дегустации диетического лимонно-лаймового газированного безалкогольного напитка, содержащего композицию фруктозилированного ребаудиозида А.
На фиг.4а представлена гистограмма, показывающая результаты органолептической оценки дегустационной комиссией. Первые столбцы отображают результаты дегустации композиции высокоочищенного (по меньшей мере, 97% чистоты) ребаудиозида А в подкисленной воде. Вторые столбцы отображают результаты дегустации композиции гликозилированного минорного стевиол-гликозида в подкисленной воде, где композиция гликозилированного минорного стевиол-гликозида включает 19 вес.% гликозилированного Reb Q и 18 вес.% гликозилированного Reb R.
На фиг.4b представлена гистограмма, показывающая результаты органолептической оценки дегустационной комиссией. Первые столбцы отображают результаты дегустации диетического лимонно-лаймового газированного безалкогольного напитка, содержащего высокоочищенную смесь Reb M/Reb D, где смесь включает 50 вес.% Reb M и 50 вес.% Reb D. Вторые столбцы отображают результаты дегустации диетического лимонно-лаймового газированного безалкогольного напитка, содержащего композицию гликозилированного минорного стевиол-гликозида в подкисленной воде, где композиция гликозилированного минорного стевиол-гликозида включает 19 вес.% гликозилированного Reb Q и 18 вес.% гликозилированного Reb R.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Было установлено, что стевиолгликозидные композиции, включающие минорные гликозиды (SG композиции), такие как ребаудиозид N и ребаудиозид O, оказывают положительное влияние на профиль сладости подсластителей на основе стевии. Приведенная в качестве примера стевиолгликозидная композиция описана в таблице 2.
Таблица 2.
Стевиолгликозидная композиция (SG композиция)
Молекулы
Структура
Стевиолгликозидная композиция
Reb D
SvG5
63,95
Reb M
SvG6
25,37
Reb N
SvR1G5
2,95
Reb O
SvR1G6
1,37
Reb A
SvG4
1,32
Reb E
SvG4
0,86
Reb B
SvG3
0,22
Стевиозид
SvG3
0,03
Reb C
SvR1G3
0,01
Reb F
SvX1G3
0
Дулкозид A
SvR1G2
0
Рубузозид
SvG2
0
Стевиолбиозид
SvG2
0
Общее количество стевиол-гликозидов
96,07
Сравнение смесей Reb D/Reb M со стевиолгликозидными композициями
ПРИМЕР 1. Подкисленная вода - заданное значение 5 Брикс
15 дегустаторов оценивали испытуемые растворы, как показано в таблице 3:
Таблица 3.
Подкисленная вода с заданным значением 5 Брикс - SG композиция в сравнении со смесями Reb D и Reb M
Сводные данные средних значений, P-значений и значимости
Свойство
5% сахара
SG композиция 200 ppm
Смесь 70/30 Reb D/Reb M 200 ppm
P-значение
Значимость
Сладость
4,91
4,86
4,98
0,0997
Горечь
b0,75
ab0,98
a1,23
0,0083
***
Терпкость
b0,84
b1,02
a1,77
0,0035
***
Кислотность
c0,99
b1,41
a1,99
0,0012
***
Посторонний привкус (металлический/ солодки)
b0,52
b0,61
a1,13
0,0081
***
Сладкое послевкусие
c0,56
b0,99
a1,38
0,0046
***
Горькое послевкусие
0,33
0,37
0,53
0,5487
незначимый
Общая привлекательность
a4,96
b4,53
b4,46
0,1964
*
*=80% доверительный интервал, **=90% доверительный интервал, ***=95% доверительный интервал
Как можно видеть, стевиолгликозидная композиция (SG композиция) имеет много свойств, которые более близки 5% раствору сахара, чем смеси Reb D/Reb M, а общая привлекательность более высокая, чем смеси Reb D/Reb M. Стевиолгликозидная композиция с минорными гликозидами и смесь 70/30 Reb D/Reb M имели одинаковый уровень сладости. Смесь 70/30 Reb D/Reb M имела значительно более высокую терпкость, кислотность, посторонние привкусы и сладкое послевкусие по сравнению с SG композицией. Два образца имеют значительно отличающиеся профили вкуса.
ПРИМЕР 2. Подкисленная вода - заданное значение 10 Брикс
Проводили такое же испытание, как в примере 1, но с заданным значением 10 Брикс. 13 дегустаторов оценивали растворы, как показано в таблице 4:
Таблица 4.
Подкисленная вода с заданным значением 10 Брикс - SG композиция в сравнении со смесями Reb D и Reb M
Сводные данные средних значений, P-значений и значимости
Свойство
10% сахара
SG композиция 900 ppm
Смесь 70/30 Reb D/Reb M 900 ppm
P-значение
Значимость
Сладость
8,45
8,62
8,45
0,8794
незначимый
Горечь
b0,55
a2,18
a1,72
0,0147
***
Терпкость
b0,92
a1,55
a1,71
0,0762
**
Кислотность
b1,08
a1,56
a1,61
0,0508
**
Посторонний привкус (металлический/ солодки)
b0,51
a1,11
a1,34
0,0028
***
Сладкое послевкусие
c1,08
b1,75
a2,25
0,0029
***
Горькое послевкусие
b0,37
a0,62
a0,82
0,0464
***
Общая привлекательность
a6,34
b4,6
b4,65
0,0091
***
*=80% доверительный интервал, **=90% доверительный интервал, ***=95% доверительный интервал
В этом испытании стевиолгликозидная композиция и смесь Reb D/Reb M имели одинаковый уровень сладости. Смесь 70/30 также имела значительно более сильное сладкое послевкусие по сравнению со стевиолгликозидной композицией.
Не ограничиваясь какой-либо теорией, предполагается, что ребаудиозид N и ребаудиозид O, присутствующие в минорных количествах в стевиолгликозидной композиции, оказывают благоприятное влияние на профили вкуса и сладости стевиолгликозидной композиции, в частности при заданном значении 5 Брикс. Структуры ребаудиозида N и ребаудиозида O представлены на фиг.2а и 2b. Однако некоторые преимущества наблюдались даже при заданном значении 10 Брикс, делая эти минорные стевиол-гликозиды подходящими для улучшения профилей сладости.
ПРИМЕР 3. Фруктозилированные стевиол-гликозиды
Было установлено, что добавление одной или более молекул фруктозы в ребаудиозид А обеспечивает преимущества профилей вкуса и сладости. Считается, что фруктозилирование ребаудиозида А или других стевиол-гликозидов, включая минорные стевиол-гликозиды, может обеспечить характеристики, которые аналогичны или даже лучше, чем у высокоочищенных стевиол-гликозидов. Ребаудиозид А подвергали процессу гликозилирования с добавлением фруктозы в положения G1 и G2 и сравнивали с высокоочищенной композицией ребаудиозида А в подкисленной воде и высокоочищенной смесью Reb M/Reb D в диетическом лимонно-лаймовом газированном безалкогольном напитке. Результаты органолептической оценки квалифицированной дегустационной комиссией представлены на фиг.3a и 3b.
ПРИМЕР 4. Гликозилированные минорные стевиол-гликозиды
Было установлено, что в дополнение к их благоприятному влиянию на профили вкуса и сладости стевиолгликозидных композиций влияние минорных гликозидов может быть усилено при их гликозилировании. Гликозилированные стевиол-гликозиды (GSG) имеют один или более гликозидных фрагментов, присоединенных к каркасу стевиол-гликозида, и, как было установлено, оказывают благоприятное влияние на такие свойства, как горечь, сладкое послевкусие и тому подобное, стевиолгликозидных композиций. Гликозилированные минорные стевиол-гликозиды могут улучшать профили вкуса и сладости стевиолгликозидных композиций с получением аналогичных или даже превосходящих профили вкуса и сладости высокоочищенных стевиол-гликозидов, таким образом, обеспечивая эффективную и продуктивную альтернативу высокоочищенным стевиол-гликозидам.
Гликозидный фрагмент может быть любым моносахаридом, дисахаридом или олигосахаридом, таким как глюкоза, фруктоза, рамноза, ксилоза и тому подобное. Гликозидный фрагмент может быть одной молекулой или может представлять собой цепь молекул, например, 2, 3 или 4 молекулы глюкозы, присоединенные к стевиол-гликозиду. Процесс гликозилирования обычно приводит к присоединению гликозидного фрагмента в положении С-13 или С-19 к стевиол-гликозиду.
В одном варианте осуществления композицию ребаудиозида А и минорного стевиол-гликозида гликозилировали. Состав минорного стевиол-гликозида включал около 19 вес.% гликозилированного ребаудиозиа Q и около 18 вес.% гликозилированного ребаудиозида R.
Образцы подкисленной воды и диетического лимонно-лаймового газированного безалкогольного напитка, содержащие различные количества композиции гликозилированного минорного стевиол-гликозида, оценивала дегустационная комиссия, и результаты представлены на фиг.4а и 4b. Как можно видеть, композиция, содержащая гликозилированный минорный стевиол-гликозид, проявляла почти такое же, как, а в некоторых случаях лучшее качество, чем композиции высокоочищенных стевиол-гликозидов (Reb A и Reb M/Reb D), по ряду свойств сладости и вкусоаромата.
Следует понимать, что приведенные выше описание и конкретные варианты осуществления являются просто иллюстрацией лучшего варианта изобретения и его принципов, и что модификации и добавления могут быть легко сделаны специалистами в данной области без отступления от сущности и объема изобретения, которое, как предполагается, ограничивается только рамками прилагаемой формулы изобретения.