Диссертация (1152197), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Было выявлено, чтозамена 19-O-гликозильной группы стевиозида и рубузозида b-галактозильным остатком(галактозил-стевиозид;SGal,галактозил-рубузозид;RGal)приводитк существенномуухудшению вкусовых качеств. Удлинение цепочки на позиции 13-O-гликозильных единиц в SGalи RGal до четырех остатков существенно улучшило качество сладости (SGal-1 и -2; RGal-1, -2 и-3), в то время как более трансгликозилирование привело к ухудшению вкусовых характеристик(рисунок 43). Обработкой с помощью b-амилазы были получены продукты с высокимсодержанием SGal-1 и -2, а также RGal-1 и -2, обладающих более тонким вкусом сладости.85Рисунок 43 - Продукты трансгликозилирования стевиозида и рубузозида(Ohtani, Yamazaki, 2002)86Замена глюкозы на другие сахара также приводит к изменению как силы сладости, так ивкусового профиля (рисунок 44) (Esaki et al., 1984; Kamiya et al., 1979; Ohtani, Yamazaki, 2002).Рисунок 44 - Сладость модифицированных гликозидов стевии (Ohtani, Yamazaki, 2002)Таким образом, количество и тип сахаров на позициях C-13 и C-19 является определяющимдля сладости и ее качества, так как все монодесмозиды, паникулозиды и суавиозиды являютсябезвкусными и не обладают сладкими характеристиками (pисунок 45).87Рисунок 45 - Структуры различных гликозидов (QT - качество вкуса)(Ohtani, Yamazaki, 2002)88Установлены лишь пару исключений для суавиозидов A и I, которые обладают слегкасладким вкусом, несмотря на отсутствие сахаров в позициях C-19 и C-13, соответственно.Химическое производное стевиола, стевиозид 19-b-D-O-глюкозид также обладает сладкимвкусом и примерно 50 раз более сладкий, чем сахароза, но сопровождается горечью.Гидрирование двойной связи (C-15) вызывает значительное снижение сладости и горечиполученной смеси 16-a- и b-метил производных и дигидро-рубузозида.
Та же тенденциянаблюдалась в случае с дигидро-стевиозида, сладость которого существенно ниже исходногогликозида (Kasai et al., 1981).В случае с суавиозидом В и рубузозида, гидроксилирование двойной связи при С-9 и С-16соответственно привело к уменьшению сладости. Все моно- и ди-гидроксилированныепроизводные по С-16 и/или C-17 позиции рубузозида (суавиозиды G, I, L, 16-b-гидроксисуавиозид L, и 16-a-гидрокси-суавиозид L), обладали лишь небольшой сладостью или горечью.Суавиозид F (19-деглюко-16-ОН производное) горький без сладости.
Введение кетогруппы приС-15 (15-оксосуавиозид L и 15-оксо-16-эпи-суавиозид L) приводит к переходу сладкого вкуса вгорький, в то время как введение эндоциклической двойной связи при С-15 (суавиозид J, 9гидрокси-суавиозид J, суавиозид Н и суавиозид 9-гидрокси-суавиозид Н) приводит куменьшению сладости. 9,17-Дигидроксилированное соединение (9-гидрокси-суавиозид J)является безвкусным. Суавиозиды P и M с модифицированным скелетом стевиола обладаютгорьким вкусом (рисунок 46) (Ohtani, Yamazaki, 2002; Chaturvedula, Prakash, 2011b).Таким образом, по всей вероятности, каждая часть молекулы стевиола являетсянеобходимой для обладания сладким вкусом.89Рисунок 46 - Суавиозиды и их производные из Rubus suavissimus(Ohtani, Yamazaki, 2002)90В данной работе взаимосвязь между строением и вкусовыми характеристиками изучали дляРебА, РебD, РебM и их ферментативно модифицированных производных.У человека выявлены пять вкусовых особенностей: сладкий, кислый, горький, соленый иумами.
В ходе эволюции человека два из этих типов оказались наиболее важными для выживаниявида: сладость испытанное средство поиска источника энергии в виде углеводов, а горечьпоказывала на присутствие потенциально смертельных токсинов или алкалоидов (Meyers,Brewer, 2008). Многие соединения проявляют сладкий вкус, однако углеводные подсластители,встречающиеся обычно во фруктах и овощах и, в частности, сахароза, являются стандартамисладкоговкуса.Синтетическиеинатуральныенекалорийные(высокоинтенсивные)подсластители, включая гликозиды стевии, проявляют сладкий вкус, который отличается отвкусов углеводных подсластителей, а именно:-Функция концентрация/отклик или максимальный отклик;-Вкусовой профиль;-Временной (темпоральный) профиль;-Адаптационный профиль.Для использования в пищевых продуктах или напитках, подсластитель должен бытьбезопасным,достаточностабильным,достаточнорастворимым,экономичнымипатентоспособным.
Тем не менее, «Качество вкуса» является абсолютно критичным дляподсластителей. Без этого критерия не имеет значения, является ли подсластитель безопасным,стабильным, растворимым, экономически эффективным и защищенным патентом. Он не будетуспешным на рынке (DuBois, 2008).5.1. Функция концентрация/отклик или Максимальный откликИнтенсивность сладости углеводных подсластителей не зависит от концентрации сахарозы,используемой в качестве сравнения. С другой стороны, интенсивность сладости практическивсех синтетических и натуральных высокоинтенсивных подсластителей прямо зависит отконтрольной концентрации сахарозы. Функция концентрация/отклик (C/R) (R являетсявеличиной в процентных единицах от эквивалента сахарозы) для всех синтетических инатуральных высокоинтенсивных подсластителей хорошо моделируется законом действиянизких масс R=RmC/(kd+C), где Rm - максимальный отклик (ответ), kd - константа диссоциацииподсластитель-рецептор комплекса (DuBois et al., 1991).
Все углеводные подсластители имеютодинаковый Rm, тогда как все синтетические и натуральные высокоинтенсивные подсластителиимеют более низкий Rm. Интенсивность сладости высокоинтенсивных подсластителей не91является постоянной величиной и изменяется в зависимости от контрольной концентрациисахарозы, в отличие от углеводов и полиолов, которые имеют одинаковые максимальныеотклики независимо от концентрации эталонного раствора сахарозы.
Например, РебA в 385 разслаще, чем 2,5%-ная сахароза, но только в 250 раз по сравнению с 7,5% раствором сахарозы.Аналогичная картина наблюдается для других гликозидов стевии и высокоинтенсивныхподсластителей (таблица 15).Таблица 15 - Интенсивность сладости различных подсластителей в зависимости отконтрольной концентрации сахарозы в водеПодсластительСахарозаФруктозаГлюкозаСтевиозидРебAРебDРебMРебA-G1РебD-G1РебM-G1РебA-FСмесь РебA-GlyСмесь РебD-GlyСмесь РебM-GlyКонцентрация сахарозы, %2,03,05,08,010,01,01,01,01,01,01,31,31,31,31,30,60,60,60,60,6280270250220180400350270230210420410350240220521380295237190200230280150150170-В дополнение, интенсивность сладости высокоинтенсивных подсластителей зависит отсистемы и ингредиентов, где используются подсластители. Например, их сладость выше всолевых растворах.
Это очень важно, поскольку обычные сладкие продукты и напитки какправило содержат 10-15% сахарозы. Поэтому альтернативные системы подсластителей должныобеспечить такую же сладость. Однако высокоэффективные подсластители проявляют болеенизкий и изменчивый максимальный отклик. Это возможно из-за того, что углеводныеподсластители взаимодействуют с более чем одним вкусовым рецептором, в то время каквысокоэффективные подсластители – только с одним.Искусственные высокоактивные подсластители имеют высокие значения максимальногоотклика и могут обеспечить сладость 10-15% сахара, в то время как стевиозид и РебА могутзаменить всего 9,1% и 8,5-8,7% сладости сахара, соответственно.
В этом отношении, РебD иРебM являются более эффективными, для которых функция C/R равняется 10,1 и 14,2,соответственно (таблица 16).92Таблица 16 - Максимальная сладость высокоинтенсивных подсластителей в воде прикомнатной температуре в эквивалентах сахара (% ЭС)ПодсластительАспартамАцесульфам-KСукралозаНеотамЦикламат-NaСахарин-NaТауматинНеогесперидин дигидрохалконГлицирризинат моноаммонияСтевиозидРебAРебDРебM% ЭС16,011,613,015,115,210,110,19,87,39,18,510,114,2Другими словами, если, например, из аспартама, сукралозы и неотама можно приготовитьраствор со сладостью 16%, 13% и 15,1%, соответственно, то из коммерчески доступныхгликозидов стевии только РебD и РебМ способны обеспечить сладость больше 10% сахара.Следовательно, РебА и стевиозид не могут быть использованы в качестве единственногоподсластителя для замены сахара в напитках, где используется более 10% сахара.Но интересно, что при низких температурах гликозиды стевии проявляют более высокуюсладость (таблица 17).Таблица 17 - Максимальный отклик гликозидов стевии в воде при разных температурахПодсластительФункция C/R22 C5oC9,115,28,516,310,117,814,214,2 (4oC)8,114,2oСтевиозидРебAРебDРебMСмесь гликозидов (95%)Таким образом, очень важно создавать смеси или производные гликозидов стевии,обладающие не только низкой горечью, но и способностью обеспечить более высокую сладость.В этом отношении, было обнаружено, что гликозилированные производные РебА, РебD и РебMобладают более высоким значением максимального отклика, вероятно, благодаря большимразмерам молекул, высокой растворимости и низкой горечи.
В принципе, все производные,полученные нами, могут быть использованы в качестве единственного подсластителя в пищевых93продуктах и напитках, в оригинале содержащих более 10% сахара (таблица 18). Тем более,интересными могут быть оптимизированные смеси на их основе.Таблица 18 - Максимальная сладость различных гликозидов стевии и их производных вводе при комнатной температуре в эквивалентах сахара (% ЭС)ПодсластительСтевиозидРебAРебDРебMРебA-G1РебD-G1РебM-G1РебA-FСмесь РебA-GlyСмесь РебD-GlyСмесь РебM-Gly% ЭС9,18,510,114,210,411,314,910,710,811,615,45.2. Вкусовой ПрофильВкусовой профиль подсластителя представляет собой совокупность количественныххарактеристик интенсивности всех атрибутов вкуса. Углеводные подсластители проявляютчистый сладкий вкус без признаков горького, кислого, соленого, пикантного или умамипривкусов и обычно используются в качестве стандарта для чистого сладкого вкуса. Однако,высокоэффективные подсластители проявляют другие качества вкуса в дополнение к сладости.Фактически, чистый сладкий вкус является исключением, а не правилом для них, в то время какгорький привкус – обычное явление.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
