功能性甜味剂罗汉果甜苷的生理功能及食品应用研究进展-万艳娟

功能性甜味剂罗汉果甜苷的生理功能及食品应用研究进展万艳娟1，2，吴军林1，2，3*，吴清平3（1．广东环凯微生物科技有限公司，广东广州510663；2．广州爱及恩生物保健食品有限公司，广东广州510070；3．广东省微生物研究所，广东广州510070）摘要：罗汉果甜苷是罗汉果中主要的有效成分，是一种新型的保健型功能甜味剂，具有广泛的生理功能。本文阐述了罗汉果甜苷的祛痰镇咳、抗炎抗菌、抗氧化、降血糖、保肝、抗癌、增强免疫力等方面的生理功能及应用前景，旨在为综合利用和开发罗汉果甜苷资源提供参考。关键词：罗汉果甜苷；生理功能；应用中图分类号：TS201.1文献标识码：A文章编号：1674-506X（2015）05-0051-0006AdvancesofPhysiologicalFunctionsandApplicationofMogrosideWANYan-juan1，2，WUJun-lin1，2，3*，WUQing-ping3（1.GuangdongHuankaiMicrobialSciandTechCo.，Ltd.，Guangzhou510663，China；2.GuangzhouAiJienBiologicalHealthProductsCo.，Ltd.，Guangzhou510070，China；3.GuangdongInstituteofMicrobiology，Guangzhou510070，China）Abstract：MogrosideisoneofthemaineffectivecomponentsinSiraitiagrosvenorii.Asanovelandhealthfunc-tionalsweeter，ithasextensivephysiologicalfunctions.Inthispaper，thephysiologicalfunctionsofmogrosideonrelievingcoughandremovingthephlegm，anti-inflammationandanti-bacteria，anti-oxidation，hypoglycemic，liv-er-protecting，anti-cancer，immunity-enhancingandapplicationswerereviewed，whichtriedtoprovidereferencesfortheresearchanddevelopmentofmogroside.Keywords：mogroside；physiologicalfunctions；applicationdoi：10.3969/j.issn.1674-506X.2015.05-013罗汉果是我国传统的药食同源植物，原产于广西、广东、湖南、江西等热带、亚热带山区，在广西民间的药用历史已有300多年。罗汉果富含维生素C、E、果糖、必须氨基酸、微量元素等多种营养成分，以及含有黄酮、多糖、甜甙和多酚等多种活性成分。传统医学认为罗汉果可润肺止咳、凉血、润肠通便，现代药理研究证实，罗汉果具有止咳祛痰、调节消化道运动、增强机体免疫力、抗氧化、保肝、抑制变性链球菌致龋等药理作用。强甜味的非糖物质三萜类成分罗汉果甜苷（mogroside）是其主要的有效成分，其中罗汉果甜苷V的含量最为丰富。且因罗汉果甜苷的甜度高，热量低，色泽浅，水溶性及稳定性好，食用安全，我国于1996年批准该产品为食品添加剂，可作为甜味剂部分或全部代替蔗糖而广泛用于各类食收稿日期：2015-08-27基金项目：国家自然科学基金项目（31271940）；广州市珠江科技新星专项（2013J2200079）；省院全面战略合作项目（2013B091500024）及广东省工业攻关项目（2013B010102019）。作者简介：万艳娟（1987－），女，硕士。研究方向：食品化学与营养。*通讯作者：吴军林（1977－），男，副研究员，博士。研究方向：食品与发酵工程。FoodandFermentationTechnology第51卷（第5期）Vol.51，No.52015年第5期OHOHHOHHO图1.1罗汉果醇的结构Fig.1.1ThestructureofMogrolR1OHOOR2OH图1.2罗汉果皂甙的基本结构Fig.1.2ThebasicstructureofMogrosidesOOOOOOOOHOHOHOHOHOOHOH5β，19β-epoxy-29-nor-3，11-dioxo-cucarbit-24-ene-27-oicacid27-O-β-D-glucopyranosyl-（1→6）-β-D-glucopyranoside19，29-nor-3，11-dioxo-cncurbit-4，24-diene-27-oicacid27-O-β-D-glucopranosyl-（1→6）-β-D-glucopyranosideOOOOOOOHHOHOHOHOHOOHOH图2来源于根和未成熟果实的葫芦型三萜皂苷的化学结构Fig.2Thechemicalstructuresofcucurbitane-typetriterpeneglycosides品，尤其是作为肥胖病及糖尿病患者的代用糖。本文对罗汉果甜苷的理化性质、生理功能以及在食品中的应用作一简要综述，旨在为综合利用和开发罗汉果甜苷资源提供依据。1罗汉果甜苷的化学结构和理化性质罗汉果甜苷，又叫罗汉果提取物、罗汉果甜甙、罗汉果甜素，罗汉果皂苷等，但规范名称只有一个，即“罗汉果甜苷”（luo-han-kuoextract）。上世纪70年代，就有学者开始研究罗汉果甜苷。1975年，Lee首先报道了罗汉果果实中含有三萜味甜甙；1983年日本学者竹本常松等从澳门购得的罗汉果中分离并鉴定了7种罗汉果甙；Kasai从云南西双版纳产的翅子罗汉果中也得到过4种罗汉果甙；1996年王雪芬等［1］从罗汉果根的脂溶性部分分离得到一系列的葫芦烷型四环三萜酸。齐一萍等［2］研究指出，罗汉果甜苷是一种三萜烯葡萄糖苷，其苷元是三萜烯醇，两条由4个以下葡萄糖单位组成的葡萄糖苷侧链以β-糖苷键与苷元相连，侧链葡萄糖之间的连接键主要为β-1.6和β-1.2糖苷键。罗汉果皂苷属葫芦素烷型化合物，现已分离和鉴定了26种葫芦烷型三萜皂苷，它们具有共同的苷元罗汉果醇（见图1），其主要差别在于连接的糖基数目以及连接方式不同，同时个别糖苷的C11位-OH或7位-H被氧化成=O，其基本结构见图1。最近，研究罗汉果根和未成熟罗汉果果实，分离鉴定出12种葫芦烷型皂苷，其中有2种化合物的结构与典型的葫芦烷型三萜苷元的结构比较，其化学结构略微发生改变（见图2）［3］。罗汉果甜苷是罗汉果中主要的有效活性成分之一，在干果中的总含量为3.775-3.858%［4］，为浅黄色粉末，易溶于水和稀乙醇，在100℃中性水溶液中稳定，长时间在120℃空气中加热仍不被破坏，且属于非发酵物质，不易霉变，使用时不受pH值影响（pH值介于2-10间）等特性。2罗汉果甜苷的生理功能2.1祛痰、镇咳作用罗汉果具有明显镇咳、祛痰活性，主要活性成分为甜苷V。陈瑶等［5］采用氨水致咳试验以及酚红刺激气管分泌试验，观察罗汉果甜苷对小鼠咳嗽和气52第51卷（总第189期）管分泌物的影响，结果罗汉果甜苷的口服剂量大于15g/kg时可显著降低小鼠咳嗽次数、增加气管分泌物量，提示其有明显的镇咳祛痰作用。李坚等［6］采用豚鼠枸橼酸引咳法、辣椒素引咳法和机械刺激引咳法，观察罗汉果水提物对动物咳嗽次数和咳嗽潜伏期的影响，结果罗汉果水提物能明显减少枸橼酸或辣椒素引起的豚鼠咳嗽次数和延长咳嗽潜伏期，抑制机械刺激所致豚鼠咳嗽次数。目前还没有罗汉果甜苷祛痰、镇咳具体作用机理的研究，需要深入探索。2.2抗炎抗菌研究表明在脂多糖激活的鼠巨噬细胞模型中，罗汉果提取物显著抑制了诱导性一氧化氮合成酶和环氧合酶-2的蛋白和mRNA的表达，具有抗炎活性［7］。近期，Shi等［8］通过LPS诱导老鼠急性肺损伤模型的研究证明了罗汉果甜苷V对呼吸道炎症有抑制作用。赵燕［9］研究罗汉果浓缩汁及罗汉果甜甙对变形链球菌生长、产酸、粘附的影响，并与蔗糖、果糖、葡萄糖和木糖醇进行比较，探讨其作为天然高倍甜味剂的防龋效果，结果表明变形链球菌在含罗汉果浓缩汁培养液中的生长速度和粘附性均显著低于蔗糖（P0.05），但产酸性较高；在含罗汉果甜甙的培养液中几乎不生长繁殖，与木糖醇差异不显著（P0.05），说明罗汉果水提物、罗汉果甜甙具有较强的抑菌活性。陈瑶等［10］采用二甲苯和角叉菜胶致炎实验，观察罗汉果皂苷的抗炎作用，结果表明罗汉果皂苷对二甲苯和角叉菜胶致炎模型没有显著影响。Di等［11］利用小鼠耳肿胀模型研究发现罗汉果皂苷下调COX-2和IL-6及上调某些炎症保护基因，如PARP1、BCL211、TRP53、MAPK9和PPARδ基因表达以抑制12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate诱导产生的炎症。罗汉果皂苷发挥抗炎作用及其相关机制需要进一步研究。2.3清除自由基及抗氧化作用罗汉果甜苷具有抗氧化功能。戚向阳等［12］研究发现，MG可抑制大鼠肝组织的脂质过氧化，对Fe2+和H2O2诱导的肝组织过氧化损伤具有保护作用，能减少红细胞溶血的发生，MG-V清除羟基自由基的效果与MG相当，但清除O2-·的作用优于MG，说明MG具有抗氧化生物活性，并进一步指出MG-V是提取物中主要的抗氧化活性成分。农毅清［13］发现罗汉果甜苷提取物（总苷≥98%，罗汉果甜苷V含量为65.20%）对羟基自由基和超氧阴离子自由基均有一定的清除作用，并随着罗汉果甜苷提取物浓度的增加，清除效果逐渐增强，呈一定的剂量效应关系。赵燕等［14］研究指出罗汉果水提取物及罗汉果甜甙均显著提高高脂模型小鼠的血清GSH-Px和SOD的活性（P0.05），明显降低血清MDA的含量（P＜0.05），说明罗汉果水提取物及罗汉果甜甙均具有强抗氧化作用，其机制可能与抑制脂质过氧化有关。Xu等［15］以小鼠胰岛素瘤NIT-1细胞系为实验对象，研究罗汉果皂苷对棕榈酸诱导的胞内氧化应激的抑制作用，结果显示与棕榈酸诱导组比较，罗汉果皂苷共培养组显著降低胞内ROS浓度以及恢复GLUT-2和丙酮酸激酶mRNA表达水平，但罗汉果皂苷未能减轻棕榈酸诱导的细胞凋亡。体外实验也证实了罗汉果苷V具有较强的抗氧化活性和清除活性氧自由基的能力。由此可见罗汉果皂苷可能通过降低胞内ROS以及调节葡萄糖代谢相关基因表达而发挥其抗氧化作用。2.4降血糖文献报道罗汉果苷提取物显著降低糖尿病模型血红素氧合酶-1、锰超氧化物岐化酶和谷胱甘肽过氧化酶的活性，抑制血红素氧合酶-1和锰超氧化物岐化酶mR-NA表达，增加血清HDL-C水平，上调肾血红素氧合酶-1和锰超氧化物岐化酶mRNA的表达，激活肝抗氧化酶，减少糖尿病大鼠的尿白蛋白和尿量，减轻糖尿病肾病的部分症状［16-18］。Yuji等［19］通过体外实验进一步证实罗汉果总苷，单体成分罗汉果苷III，V，IV和赛门苷具有抑制小肠麦芽糖酶的活性。何超文等［20］对鲜罗汉果皂苷调节血糖药效学进行了研究，发现鲜罗汉果皂苷对正常小鼠餐后血糖生成有显著的抑制作用，通过抑制食物葡萄糖转化和提高胰岛素水平是调节降低血糖的主要原因；与干罗汉果皂苷对比，提高餐后胰岛素水平作用鲜罗汉果皂苷比干罗汉果皂苷更显著，而对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用干罗汉果皂苷要比鲜罗汉果皂苷强。徐庆等［21］通过研究也发现了一次性口服30%罗汉果甜苷200mg/kg，对健康成人的血糖含量与肝酶活性无明显影响，说明罗汉果甜苷V是一种不影响正常人血糖含量且安全的甜味剂。此外，罗汉果皂苷对四氧嘧啶糖尿病小鼠有明显的降血糖作用，对糖尿病小鼠体内血清三酰甘油、血清胆固醇的异常升高有防治作用，可提高血清高密度脂蛋白胆固醇的含量，使机体血脂水平趋向正常，防止糖尿病导致万艳娟等：功能性甜味剂罗汉果甜苷的生理功能及食品应用研究进展532015年第5期的脂类代谢紊乱，其降糖机制