Quelle est l’utilisation de la stévia?

Le stévia, originaire des prairies de haute montagne le long de la frontière entre le Paraguay et le Brésil, est utilisé par les habitants comme thé sucré ou édulcorant. La stévia a été introduite en Chine en 1976 et cultivée avec succès à titre d’essai [1]. En raisSur ledu climat et des conditions de sol favorables en Chine, il est maintenant cultivé en grande quantité dans le Fujian, Yunnunet d’autres endroits en Chine. Les feuilles de stévia sont riches en flavonoïdes et en glycosides de stéviol, en plus des acides organiques et des impuretés inorganiques [2-3]. Les flavonoïdes ont diverses activités pharmacologiques telles qu’anti-tumeur et anti-oxydation; Les glycosides de stéviol sont un type d’édulcorant aux multiples utilisations.

1 vue d’ensemble de la Stevia

Les glycosides de stéviol sont un mélange de composés diterpénoïdes structurellement semblables. La structure de base et les principaux composants sont présentés dans le tableau 1, dont le stévioside A la teneur la plus élevée (envirSur le10%), et le rebaudioside A A la plus grande douceur et le meilleur goût, avec une teneur d’envirSur le1%. La stévia est un cristal blanc ou une poudre qui est facilement soluble dans l’eau et le méthanol. Il est stable et pEn tant quefacilement affecté par la température, la valeur du pH Hou la fermentation microbienne. Il est connu comme le monde et#39; S troisième source de sucre après le saccharose et le sucre de betterave. Il est très sucré (environ 150-300 fois celui du saccharose), faible en calories (environ 1/250 de saccharose), et a un certadanseffet thérapeutique adjuvant sur l’hypertension, le diabète, l’obésité, les caries dentaires, etc., et a un certadanseffet thérapeutique adjuvant. Jusqu’à présent, aucun effet toxique ou secondaire n’a été trouvé. En 2011, la Commission européenne a autorisé l’utilisation de la stévia comme additif alimentaire, ce qui indique que la stévia a été largement reconnue. La Chine est le monde' S premier producteur et exportateur de stévioside. Selon les statistiques douanières, China&#Le volume annuel des exportations de stévioside représente plus de 80% du marché mondial.

2 Steviosidedans l’industrie alimentaire et des boissons

Stévia est largement utilisé dans la nourritureEt les industries des boissons en raison de sa douceur élevée, de sa teneur basse en calories, de son goût frais et de son manque d’effets secondaires. En juin 1985, le ministère chinois de la santé a approuvé l’utilisation du stévia comme additif alimentaire. En 1990, le ministère de la santé a élargi son champ d’application et approuvé son utilisation comme excipient édulcorant pharmaceutique; En 1999, la norme stévioside (GB 8270-1999) a été formulée. À ce jour, la stévia a été largement utilisée dans les boissons, les fruits confits, les fruits en conserve, les pâtisseries, les produits laitiers, les aliments fonctionnels tels que ceux qui abaissent la tension artérielle ou aident à perdre du poids, et dans l’industrie de la cigarette.

Bien que le stevia soit très sucré, il a un arrière-goût amer et réglisse. Cela peut être dû à la présence d’impuretés amères au cours du processus d’extraction ou à l’influence de la structure de base et des fractions sucrées de la stevia [4]. Cependant, lorsque la stévia est mélangé avec de l’acide citrique, de l’acide malique, de l’acide lactique et des acides aminés, l’arrière-goût de la stévia peut être éliminé, ce qui est bénéfique pour améliorer le goût de la stévia [5].

En outre, la stévia peut être combinée avec d’autres édulcorants pour en faire un édulcorant composé. Par exemple, la combinaison naturelle d’érythritol et de stévia améliore non seulement ses avantages pour la santé, mais réduit également le coût de l’érythritol et masque le goût désagréable de la stévia. La stévia peut remplacer 15 à 35% du saccharose dans la production de boissons ou d’alcool, sans affecter le goût. De plus, en raison de l’effet bactériostatique de la stévia, il peut prolonger la durée de conservation des boissons et améliorer la qualité de l’alcool.

L’utilisation de stévia dans la production de fruits en conserve et de pâtisseries permet non seulement de réduire considérablement les coûts, mais aussi de réduire les calories, répondant ainsi aux besoins des personnes qui veulent réduire leur consommation de sucre. L’utilisation de la stévia dans la production de produits laitiers améliore non seulement le goût des produits laitiers, mais agit également comme un facteur de croissance de bifidobacterium, qui non seulement favorise la croissance des bifidobactéries et des lactobacilles dans le corps humain, mais inhibe également la croissance d’escherichia coli et d’autres bactéries [6]. Le remplacement de 30 à 50% du saccharose dans les produits aquatiques transformés par de la stévia peut prévenir l’altération des protéines et le brunissement causés par la rancidité dans les produits aquatiques [6]. Ajouter de la stévia à des condiments tels que la sauce soja peut non seulement empêcher le brunissement, mais aussi réduire le salinité.

3 Stevioside dans l’industrie pharmaceutique

3.1 applications pharmaceutiques

Actuellement, le saccharose est généralement utilisé comme agent aromatisant dans les produits pharmaceutiques, mais il présente certains inconvénients dans les applications cliniques. Par exemple, de grandes quantités de saccharose limiteront son utilisation par les diabétiques, et la présence de saccharose provoque également le jaune du médicament, ce qui affecte son apparence.

Ruan Wenyou [7] a utilisé la stévia pour remplacer le saccharose dans la solution orale d’inosine et a constaté que la solution orale nouvellement formulée d’inosine présente les avantages d’une faible viscosité, une filtration rapide, une bonne transparence et une bonne couleur du produit fini, un faible coût, aucun effet sur l’efficacité et un bon goût. En outre, le saccharose présente les inconvénients de possiblement induire le cancer lorsqu’il est consommé en grande quantité, ce qui entraîne la carie dentaire; Être instable dans les solutions acides de médecine chinoise, ce qui réduit sa douceur; Réduire la douceur dans le nettoyage de la chaleur et les médicaments de désintoxication et les médicaments astringents; Et la présence de saccharose n’est pEn tant quepropice au contrôle microbien, ce qui affecte la qualité du médicament [8]. La stévia présente les caractéristiques suivantes: douceur élevée, faible teneur en calories, aucun effet secondaire, prévention de la carie dentaire, stabilité dans la gamme de pH de 3 à 10 et non-fermentabilité. Dans le processus pharmaceutique, il est devenu un édulcorant qui remplace le saccharose comme agent aromatisant pour les sirops, les poudres, les pilules et d’autres médicaments.

3.2 effets pharmacologiques de la stévia

Il y a des centaines d’années, les personnes qui utilisaient la stévia comme édulcorant avaient déjà réalisé ses fonctions d’abaissement de la pression artérielle et d’abaissement de la glycémie. Des études expérimentales ultérieures ont montré que son effet sur la pression artérielle est principalement obtenu par trois moyens: réduire l’afflux de Ca2+ extracellulaire, réduire la réabsorption de Na+ et stimuler la production de prostaglandine vasodilatateur [9]. Son effet hypoglycémiant dans le sang est obtenu en stimulant la sécrétion d’insuline et la sensibilité des tissus périphériques à l’insuline pour favoriser le métabolisme du glucose dans le sang [10], et en inhibant l’absorption du glucose dans les intestins et la production de glucose dans le foie [11]. De plus, la stévia n’abaisse pas la tension artérielle chez les personnes ayant une tension artérielle normale et n’exerce son effet hypoglycémique que lorsque le taux de sucre dans le sang est élevé, de sorte qu’elle peut être consommée en grande quantité par les personnes normales [12].

Le stévioside et le stéviol ont un effet anti-inflammatoire en influençant l’expression des cytokines et en inhibant la voie de signalisation NF-κB, réduisant ainsi la production de facteurs pro-inflammatoires induits par les polysaccharides [13]. Ils inhibent également efficacement la production de TPA, qui provoque une inflammation locale et un cancer de la peau [14]. Le Stevioside et l’extrait de matrine ont un effet synergique sur l’l’inhibitiondu rotavirus, qui provoque la diarrhée chez les nourrissons et les jeunes enfants, mais l’effet anti-diarrhée est réduit lorsque l’un d’eux est utilisé seul [15]. Chez les rats atteints de troubles de la mémoire induits par la scopolamine, l’augmentation de l’activité cérébrale et des niveaux de stress oxydatif cérébral après la prise de stevioside a été inhibée [16], ce qui indique que le stevia a un effet anti-amnésique.

Extraits de stéviaDans différents solvants sont tous des mélanges avec des compositions chimiques extrêmement complexes, y compris non seulement des composés de stévioside, mais aussi des flavonoïdes, de l’acide nicotinique, de la riboflavine, des alcaloïdes, des tanins, etc. L’extrait de stévia avec de l’eau comme solvant ne présente pas d’activité antibactérienne [17-18], mais l’extrait de stévia avec de l’acétone comme solvant a une forte activité antibactérienne contre les bactéries gram-positives que les bactéries gram-négatives. Extrait de stévia avec solution d’acétone et d’éthanol comme solvant, l’activité antibactérienne de l’extrait de stévia est plus forte que celle de l’extrait utilisant seulement l’acétone comme solvant, et l’extrait de stévia utilisant l’acétate d’éthyle comme solvant montre une activité antibactérienne élevée contre Trichophyton mentagrophytes et Candida albicans [17-19].

3.3 effets pharmacologiques des dérivés de stévia

La stévia est non seulement directement utilisée dans les industries alimentaire et pharmaceutique, mais ses dérivés peuvent également être utilisés dans le domaine biomédical car ce sont tous des glycosides avec le même squelette di-terpène que l’aglycone. La Modification du systèmede leur structure peut accroître leur utilisation dans le domaine biomédical [20-21]. Le stéviol peut être obtenu par enzymolyse ou par traitement avec une périodate de sodium et une grande quantité de base forte. L’isostéviol peut être obtenu par acidolyse du stévioside. Le stéviobioside peut être obtenu par chauffage et reflux dans une solution d’hydroxyde de potassium à 10% pendant 1 h, comme le montre le schéma 1. Des études expérimentales ont montré que des dérivés tels que le stéviol, l’isostéviol et le stévioside ont tous certaines activités biologiques.

L’isostviol a également des effets hypoglycémiques [22] et hypotensifs [23], ainsi qu’un certain effet protecteur sur les cœurs ischémiques [24], et peut être utilisé pour traiter l’inflammation et le cancer en inhibant l’adn polymérase et l’adn topoisomérase II [25]. Le stévioside joue un rôle important dans le transport rénal et la clairance des médicaments [26], et affecte non seulement la fonction rénale, mais a également un effet thérapeutique sur certaines maladies rénales [27]. Le stévioside, le stéviol et les glycosides de stéviol ont tous un certain effet inhibiteur sur la croissance de Mycobacterium tuberculosis H37RV, le stéviol ayant l’activité la plus faible et les glycosides de stéviol ayant la plus forte.

Au cours de la dernière décennie, il y a eu des modifications structurelles continues des fractions sucrées des glycosides de stéviol, dans le but d’augmenter leur douceur et d’améliorer leur arrière-goût. Des modifications structurelles ont également été apportées aux aglycones du stéviol et de l’isostéviol, dans le but d’accroître leurs activités antibactériennes, antitumorales, antihypertensives et régulatrices de croissance des plantes [28].

Wonganan O et Al., et al.[29] et Zou N ° de catalogueet Al., et al.[30-31] ont tous deux effectué des modifications structurelles simples au squelette d’isostéviol et ont étudié son effet relaxant sur l’aorte du rat et son effet inhibiteur sur différentes ligées de cellules tumorales humaines (telles que HepG2, MGC-803, MDA-MB-231, etc.). Les résultats expérimentaux ont montré que certains de ces dérivés présentaient de meilleurs effets antihypertenseurs et antitumoraux. Lin L, et Al., et al.[32] ont utilisé le stévioside comme matière première, Kataev V E, et Al., et al.[33-36] et Khaybullin R N, etc. [37] a utilisé l’isostviol comme matière première pour synthétiser une série de composés moléculaires de type pignons ou de composés macrocycliques contenant le squelette d’isostviol, et a examiné leur activité antibactérienne et leur activité contre Mycobacterium tuberculosis H37RV, respectivement.

Les résultats ont montré que certains des composés de serrage synthétisés ou des composés macrocycliques présentaient une activité antibactérienne et une activité antituberculeux très supérieures. Par exemple, les composés 1-4 (schéma 2) ont montré l’activité la plus supérieure contre Mycobacterium tuberculosis H37RV. Leurs micr contre les souches H37Rv avaient des micr de 3,1 μg/mL, 1,7 μg/mL, 5,0 μg/mL Let 0,7 μg/mL, respectivement (la micr du médicament antitubercueux pyrazinamide était de 12,5 μg/mL). De plus, le composé 4 a montré une bonne activité contre les trois souches de M. Avium, M. Terrae et MLU, avec des valeurs cmi de 0,7 μg/mL, 0,35 μg/mL et 0,7 μg/mL, respectivement.

4. Glycosides de stéviol en chimie organique

Les glycosides de stéviol peuvent être hydrolysés dans des conditions acides pour obtenir de l’isostéviol, un composé diterpène tétracyclique avec un squelette labdane. En raison de sa structure moléculaire rigide, structure unique de cannelure, structure chimique stable, et environnement chiral supérieur, isostéviola été développé et appliqué dans la catalyse organique, la reconnaissance moléculaire, l’auto-assemblage, et d’autres domaines ces dernières années.

4.1 Application en catalyse organique

Depuis 2010, Tao Jingchao&#Le groupe de recherche a utilisé l’isostviol comme matière première pour synthétiser une série de catalyseurs difonctionnels à la thiourée pour catalyser une série de réactions asymétriques. Ces catalyseurs ont de bons effets catalytiques asymétriques.

An J J JJ JY Yet al. [38-40] ont introduit la 4-hydroxy-L-proline, la l-thréonine et la l-sérine à la position 19 de l’isostéviol pour synthétiser une série de composés amino-thiourée 5 ~10 (plan 3), et ont étudié l’activité catalytique et la stéréosélectivité de cette série de composés amphiphiles dans la réaction catalytique asymétrique directe de l’aldol, la réaction asymétrique d’oxydation de l’α-amine, la réaction asymétrique de Mannich et la réaction asymétrique de Biginelli dans la phase organique et la phase aqueuse. Les résultats expérimentaux ont montré que l’activité catalytique du composé 5 était supérieure à celle du composé 6.

Dans la réaction Aldol asymétrique catalytique directe dans la phase aqueuse, la quantité catalytique était de 1%, et les valeurs ee des réactions Aldol asymétriques de cyclohexanone, cyclopentanoneet acétone avec les aldéhydes aromatiques étaient respectivement de 99%, 98% et 90%. Le composé 6 a une meilleure activité catalytique que le composé 5 pour l’oxydation asymétrique par amination des aldéhydes, des cétones et des nitrobenzènes substitués dans la phase aqueuse. La réaction catalytique peut être complétée en 3-5 min à température ambiante, et les valeurs ee sont toutes supérieures à 90%. Les composés 6 et 10 ont une excellente sélectivité dans la réaction asymétrique directe de Mannich de la cyclohexanone, du nitrobenzaldéhyde et de l’aniline substituées par un groupe non puissant donateur d’électrons. Seulement 5% du composé 6 peut être utilisé comme catalyseur pour obtenir un adduct avec une configuration syn, tandis que le composé 10 peut être utilisé pour obtenir un adduct avec une configuration anti, et leurs valeurs ee sont toutes deux aussi élevées que 99%.

En outre, la 16-cyclohexanediamine et la proline ont été introduites dans l’isostéviol, respectivement, pour synthétiser une série de composés amino-thiourée 11-16 (plan 4), et leurs activités catalytiques et stéréosélectivités pour l’addition asymétrique de Michelet la substitution α du cyanure de phényle par le n-maléimide ont été étudiées [41-43]. Les résultats expérimentaux montrent que les catalyseurs 11 et 12 ont une activité catalytique élevée et une stéréosélectivité élevée pour l’addition asymétrique Michael d’isobutyaldéhyde et de β-nitrostyrène, les composés 13 et 14 pour l’addition asymétrique Michael d’acététone et de β-nitrostyrène, et les composés 13-16 pour la réaction des phénycyanures α-substitués avec le n-maléimide. Les composés 11 et 13 ont été utilisés comme catalyseurs pour obtenir des adduits principalement configurés en r, tandis que les composés 12 et 14 ont été utilisés comme catalyseurs pour obtenir des adduits principalement configurés en S., S., S.Les rendements étaient supérieurs à 95% et les valeurs d’ee étaient supérieures à 97%. Le composé 13 peut catalyser la réaction globale du phénycyanure α-substitué avec le n-maléimide sans réduire son rendement et sa valeur ee, et ale potentiel pour la production industrielle.

4.2 Application dans la reconnaissance moléculaire

Kataev V E et al. [44-45] ont utilisé une couche eace-chloroforme pour simuler un biofilm et ont étudié la capacité de deux composés de sertisseur 17-20 contenant de l’isostolyne (schéma 5) à transférer la reconnaissance chirale d’acides aminés tels que le D/L-tryptophan. Malheureusement, le composé de serrage 17 a la plus grande capacité à reconnaître et transférer D/ l-tryptophane, mais il a une mauvaise énantiosélectivité. Les composés de serrage 19 et 20 ne présentent aucune performance de reconnaissance pour l’ester méthylique D/ l-phénylalanine.

4.3 autres

Zhang T etal. [46] ont synthétisé une série de sels de métaux alcalins 21-26 avec un squelette d’isostériol (schéma 6) et ont utilisé la méthode de chauffage-refroidissement pour étudier leurs capacités de gélification sélective, leurs températures de transition de phase et leurs concentrations minimales de gélification dans différents solvants organiques. Parmi eux, le composé 24 présente une bonne capacité de gélification dans les solvants halogènes. Sa température de transition de phase dans l’iodobenzène atteint 77 °C et la concentration minimale de gélifiant dans le dichlorométhane et le chloroforme est de 0,1% g/mL. Il peut également geler des solvants organiques à partir d’une grande quantité d’eau à température ambiante.

LohoelterC et al. [47] [traduction]ont synthétisé une série de dérivés benzophénones et tricycliques contenant de l’isostéléol et ont utilisé la microbalance à cristaux de quartz (QCM) pour vérifier leur capacité à suivre les composés aromatiques instables comme matériaux d’affinité. Parmi eux, le composé 27 (schéma 7) peut présenter un signal particulièrement fort à de très faibles concentrations de composés aromatiques, ce qui indique que le composé 27 a une affinité élevée pour les composés aromatiques. Le cribage des protons a également révélé que le composé 27 peut être utilisé comme capteur ayant un grEt en pluspotentiel en tant que matériau d’affinité pour suivre les composés aromatiques très dilués dans l’air.

Mamedova V L etal. [48] ont utilisé l’isostviol pour réagir d’abord avec le méthoxyde de sodium, puis pour effectuer des réactions d’échange avec le gluconate de calcium, le gluconate de ferreux, le chlorure de cuprous et le chlorure de nickel, respectivement, pour générer des composés de serrement moléculaire 28-31 (plan 8) avec des ions métalliques pontés à la position 19 du squelette d’isostviol. Pendant ce temps, en utilisant le dérivé d’isostviol 32 et la triéthylamine pour réagir, puis séparément avec le gluconate de calcium, le gluconate de ferreux, le chlorure de cuivre et le chlorure de nickel pour échanger la réaction pour générer dans le squelettique d’isostviol 16 avec des composés de brides moléculaires de pont d’ions métalliques 33~36 (plan 6), eton pense qu’il peut être utilisé dans la pharmacologie, la catalyse de métal ou de nouveaux matériaux magnétiques.

5 résumé et perspectives

La stévia est abondante en source et peu coûteuse. Son goût sucré élevé et sa faible teneur en calories le rendent largement utilisé dans les industries alimentaires et des boissons. La stévia elle-même a une activité biologique, ce qui en fait un composé de plomb très prometteur dans la recherche et le développement de nouveaux médicaments. La modification de la structure de la stévia et de ses dérivés peut leur donner une activité biologique plus élevée, ce qui est d’une grande utilité dans le domaine du développement de nouveaux médicaments. La rigidité unique, la structure de cannelure et l’environnement chiral du squelette diterpénoïde tétracyclique du stévioside le rendent également important pour des applications en chimie organique, chimie supramoléculaire, etc. Par conséquent, le stevioside est une ressource de produit naturel avec de larges perspectives d’application qui attend d’être développé et utilisé.

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