甜菊糖的结构:甜菊糖是什么让它这么甜?

甜味剂甜菊是从甜菊叶中分离出来的,甜菊叶是一种多年生草本植物,原产于南美洲。来自Arts &的新研究科学报道了合成雷鲍迪甙A的酶的x射线晶体结构,雷鲍迪甙A是市面上甜叶菊甜味剂中的主要化合物。(图片:Christian Jung / Shutterstock)

圣路易斯华盛顿大学的一项新研究揭示了甜菊叶植物高强度甜味背后的分子机制。研究结果可用于开发新的无热量产品,而不会产生许多人联想到甜菊糖这种甜味剂的余味。

杰兹

虽然基因和蛋白质的生化途径负责甜叶菊合成几乎是完全已知的,这是第一次,蛋白质的三维结构,使瑞——或者,甜菊糖甙产品中的主要成分已经被发表,一篇新论文的作者在《美国国家科学院学报》上。

“如果有人糖尿病或肥胖,需要把糖从他们的饮食,他们可以求助于人工甜味剂制成化学合成(阿斯巴甜、糖精等),但所有这些‘off-tastes’与糖,和一些有自己的健康问题,”约瑟夫·杰兹说,生物学教授艺术和科学和新研究的主要作者。

“甜菊糖及其相关分子在植物中自然存在,比糖甜200多倍,”他说。“y’在中美洲和南美洲已经使用了几个世纪,对消费者来说是安全的。许多大型食品和饮料公司都在展望未来,并计划在未来几年通过各种项目来降低糖/卡路里,以满足全球消费者的需求。”

stevia研究人员结晶并解决了甜叶菊蛋白的结构。(图片:杰兹实验室)

研究人员通过x射线晶体学确定了RebA蛋白的结构。他们的分析显示了RebA是如何由一种关键的植物酶合成的,以及这种高强度甜味所需的化学结构是如何通过生物化学的方式构建的。

为了制造比单个葡萄糖分子甜200倍的东西,植物酶用三种特殊的糖装饰了一个核心萜烯支架。

然而,甜叶菊的这种特别甜的味道带来了一种不受欢迎的味道。

“对我来说,甜菊糖的甜味带有舔过的铝箔的余味,”杰斯说。许多消费者体验到这种轻微的金属余味。

他说:“这种味道是植物叶子中主要的分子所特有的:甜菊糖甙和RebA。”“正是它们的化学结构击中了舌头上的味觉感受器,触发了‘sweet和’,但它们也击中了触发其他味道的其他味觉感受器。”

“甜菊叶中含有丰富的RebA,它是第一个从甜菊叶中提取的产品,因为它很容易批量提纯。就叫它甜菊糖1.0吧。但在叶子中有其他相关的化合物,具有不同的结构,击中了‘sweet’没有回味。那些是甜菊叶2.0,它们会很大。”

卡洛琳·福赫特(Caroline Focht)在华盛顿大学(Washington University)的杰斯实验室(Jez laboratory)读本科时创作了一幅甜菊糖原画stevia

新发表的蛋白质结构信息有很多方法可以用来帮助改善甜味剂。

Jez说:“我们可以利用RebA蛋白的快照来指导蛋白质工程,来调整stevias中糖的类型和/或模式。”这可以用来探索‘sweet’和‘yuck之间的化学空间

“在其他植物中也有分子不是‘stevias’,但可以传递强烈的甜味,”他补充说。“我们可以利用甜菊叶植物的信息来找到这些细节。”


阅读更多:“支链葡萄糖苷生物合成的分子基础”,Soon Goo Lee, Eitan Salomon, Oliver Yu和Joseph M. Jez(2019)。美国国家科学院院刊。这项研究的一部分是在先进光子源的阿贡国家实验室结构生物学中心进行的,这是由芝加哥大学的一个国家用户设施,由能源部生物和环境研究资助办公室DE-AC02-06CH11357运作。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2019/06/structuring-sweetness-what-makes-stevia-so-sweet/

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