Glucosyl Rubusosides by Dextransucrases Improve the Quality of Taste and Sweetness
- 作者
- Jin-A Ko, Young Bae Ryu, Ji-Young Park, Cha Young Kim, Joong Su Kim, Seung-Hee Nam, Woo Song Lee, Young-Min Kim
- 单位
- Eco-Friendly Bio-material Research Center, Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Jeonggeup 56212, Republic of Korea; Department of Food Science and Technology and BK21 Plus Program, Graduate School of Chonnam National University and Bioenergy Research Center, Gwangju 61186, Republic of Korea
- 杂志
- J. Microbiol. Biotechnol.（2016）
- DOI
- 10.4014/jmb.1512.12085
- 所属领域
- 发酵工程
- 关键词
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解决的核心问题
甜茶苷（rubusoside）虽然甜度是蔗糖的114倍，但具有苦味和不良余味，限制了其作为高倍甜味剂的应用，需要开发高效的糖基化修饰方法改善其口感质量。
研究策略
利用来源于Leuconostoc citreum的LcDexT和来源于Leuconostoc lactis的LIDexT两种不同区域选择性的葡聚糖蔗糖酶，以蔗糖为糖基供体、rubusoside为受体进行转糖基化反应，合成单一的区域选择性葡萄糖基衍生物，并通过TLC、HPLC、LC-MS表征产物，评价其相对甜度与口感质量。
核心内容
甜茶苷甜度可达蔗糖的114倍，但残留的苦味和不良余味限制了其应用。本研究利用来源于Leuconostoc citreum的LcDexT和Leuconostoc lactis的LIDexT两种区域选择性葡聚糖蔗糖酶，以蔗糖为糖基供体对甜茶苷进行一步转糖基化，分别以59%和66%的产率合成了两种单一葡萄糖基衍生物，产率远高于传统α-半乳糖苷酶的2.7–13.3%。LC-MS确认产物分子量为803 Da，表明转移了一个葡萄糖基；甜度评价显示，其中一种衍生物甜度较甜茶苷提高1.16倍，且两种衍生物的余味和美味度均显著改善，口感质量与莱鲍迪苷A相当。结果表明，在13-O-葡萄糖基部分进行糖基延伸是改善甜茶苷口感质量的关键，该策略为高倍甜味剂的品质改良提供了高效、选择性强的新途径。
创新点
['首次利用两种不同区域选择性的葡聚糖蔗糖酶（LcDexT和LIDexT）合成了rubusoside的葡萄糖基衍生物，一步反应生成单一产物，产率高达59-66%，远高于传统α-半乳糖苷酶的2.7-13.3%。', '阐明了13-O-葡萄糖基部分的糖基延伸对rubusoside甜度和口感质量的关键作用，合成的葡萄糖基rubusoside口感质量与rebaudioside A相当。', '提供了高效、选择性强的甜味剂改良策略，可作为甜菊糖苷类高倍甜味剂的替代方案。']
研究对象（2）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Escherichia coli BL21(DE3) | — | LcDexT | 葡聚糖蔗糖酶 LcDexT | 催化 | 来源于Leuconostoc citreum KM20，170 kDa；以蔗糖为供体，对rubusoside的13-O-葡萄糖基进行α-1,6转糖基化 |
| Escherichia coli BL21(DE3) | — | LIDexT | 葡聚糖蔗糖酶 LIDexT | 催化 | 来源于Leuconostoc lactis EG001，165 kDa；以蔗糖为供体，对rubusoside的13-O-葡萄糖基进行α-1,3转糖基化 |
关键发现
利用LcDexT和LIDexT对rubusoside进行转糖基化，分别以59%（147.5 mg）和66%（164.4 mg）的产率合成两种区域选择性葡萄糖基rubusoside（1和2）。LC-MS显示产物分子量为803 Da，表明转移了一个葡萄糖基。HPLC保留时间分别为22.4 min（1）和21.6 min（2）。甜度评价显示，葡萄糖基rubusoside 1的甜度比rubusoside提高1.16倍，且两者的口感质量（余味和美味度）显著改善，与rebaudioside A相当。相比之下，α-半乳糖苷酶合成rubusoside衍生物的产率仅为2.7-13.3%。
研究结论
本研究证明，利用不同区域选择性的葡聚糖蔗糖酶在rubusoside的13-O-葡萄糖基部分进行转糖基化，能够高效合成甜度和口感质量显著改善的葡萄糖基rubusoside衍生物。该方法产率高、产物单一，合成的衍生物可作为rebaudioside A或stevioside的替代品，为甜味剂品质改良提供了有效途径。