甜菊糖苷（Steviol Glycosides, STE-G）是提取自甜叶菊的四环二萜类化合物的混合物，被称为“世界第三糖原”，其甜度约为蔗糖的150-300倍，但热量确是蔗糖的1/250。除甜味外，STE-G还具有降血糖、降血压、抗炎症、抗肿瘤、抗腹泻、治疗失忆、抗菌等药理活性功能。同时，由于其分子中的糖基是以β-(2-1)-糖苷键相连接，因此不受消化液影响，并可被消化道下段的肠道微生物利用进行发酵产生短链脂肪酸。由于其优质的甜感、多种药理活性以及较好的稳定性，STE-G被广泛的应用为食品行业的甜味剂、医药领域的矫味剂和日化行业的辅料。然而，STE-G对难溶性营养元素的增效作用却鲜为人知。[参考文献：1-3]
营养元素包括类胡萝卜素、多酚、黄酮、植物甾醇、姜黄素类、ω-3脂肪酸等，这些元素对健康的作用已有许多研究报道且为百姓所熟知，但将它们引入食品或饮料中会遇到许多困难。因为它们中的大部分成员在水介质中的溶解性极差，而导致它们肠道吸收性低、生物利用度差和药理活性发挥不完全，难以通过口服形式达到应有的营养水平。因此，常采用一些物理或化学修饰的方法对营养元素的溶解性进行改善，以此提高它们在水介质中的药理活性、口服吸收性和生物利用度。在众多方法中，表面活性剂（乳化剂）是一种常用的材料，因为它们在一定浓度下可自组装形成胶束或囊泡对难溶性物质进行负载，从而改善这些物质在水介质中的药理活性、口服吸收性和生物利用度。[参考文献：4-6]
从分子结构的角度分析，STE-G中的多种主要有效成分是以甜菊醇为疏水性中心骨架，两侧连接不同数目亲水性糖基的Bola型两亲性分子，该结构具有表面活性剂类似的功能。Uchiyama等人的研究证实，用糖基转移酶制备的糖基化甜菊苷可改善两种水难溶性口服药物（氟比洛芬和普罗布考）在水中的表观溶解度，且可显著提高药物的口服生物利用度。Nguyen和Zhang等人也发现用比甜菊苷少一个糖基的悬钩子甙可将足叶乙苷、飞蓟素、替尼泊甙等三种难溶药物在水中的溶解度分别从58.7 μg/mL、0.98 mg/mL和0.00 mg/mL提升至8458 μg/mL、4.70±0.12 mg/mL和3.42±0.11 mg/mL。除了以上应用于药物的发现外，在难溶性食品营养元素中STE-G也显示出相应的功能。[参考文献：7-10]
姜黄素（Curcumin, CUR）是从姜科、天南星科的一些植物的根茎中提取的一种具有多种药理活性的二酮类化合物，但由于CUR的水溶性极差，其活性的发挥与口服生物利用度均较低。Nguyen和Zhang等人用STE-G类物质（悬钩子苷、甜菊苷和莱鲍迪苷A）对CUR进行了溶解度改善，同时CUR的自由基清除能力和抗病毒活性也得到了显著提高。另外，甜菊苷也可与聚乙烯吡咯烷酮复配共同作用于CUR，将CUR的水溶解性提升了13000倍，口服生物利用度也提高了6.7倍。[参考文献：11-13]
儿茶素(Epigallocatechin Gallate, EGCG)是绿茶中的一种具有多种药理活性的多酚类物质，虽然被生物药剂学分类系统分为BCS三类物质（高水溶解性，低渗透性），但是其在水中的溶解度也仅有2.34~7.35 mg/mL，这使其具有与CUR相同的缺点，而STE-G类化合物（悬钩子苷、甜菊苷、莱鲍迪苷A和糖基化甜菊苷）也同样可对EGCG的水溶解度进行改善，且能平均提高15倍之多。[参考文献：14-15]
白藜芦醇（Resveratrol，RES）是一种存在于葡萄、虎杖及花生等人类食品中的水难溶性多酚化合物。为了充分发挥RES的抗氧化功能，Wan等人利用STE-G对RES进行溶解度改善，并考察了STE-G在大豆分离蛋白乳液界面上的竞争分布，发现STE-G可使白藜芦醇更多地溶解于水中并定向分布于蛋白乳液的水-油界面上，从而减少了油脂过氧化物和挥发性醛的生成，起到了良好的抗油脂氧化作用。[参考文献：16-17]
根皮素（Phloretin，PT）是主要分布于苹果、梨等多汁水果的果皮及根皮中的一种水难溶性二氢查儿酮。Wang等人采用计算机模拟技术发现STE-G在水中会以自组装球形胶束的形式存在，并以这种形式负载PT并将其在水介质中溶解性提高至约36倍，体外释放性提升至原来的3~7倍。以上的所有研究均证实，STE-G可在水介质中形成球形的胶束或囊泡并负载难溶性营养元素，以此达到改善药理活性发挥、提高口服吸收率以及增加生物利用度的目的。[参考文献：18]
目前食品工业中，甜菊糖苷作为《GB 2760食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中可安全添加的食品原料，已经被广泛的应用于各类适合糖尿病或减肥人群的无糖与降糖食品饮料中。在不久的将来，甜菊糖苷对难溶性营养元素的增效作用以及它们的搭配使用无疑为更具营养或保健功能的无糖与降糖食品的诞生提供了可能。
参考文献：
[1] 万会达, 李丹, 夏咏梅. 甜菊糖苷类物质的功能性研究进展[J]. 食品科学, 36(17).
[2] 刘贵君, 石浩. 甜菊糖的应用研究进展[J]. 浙江化工, 2016(11).
[3] 孙传范, 李进伟. 甜菊糖苷研究进展[J]. 食品科学, 2010, 31(9):338-340.
[4] Future foods: a manifesto for research prioritiesin structural design of foods
[5] 钟慧, 朱源, 余江南, et al. 难溶性天然药物增溶方法的研究进展[J]. 中国中药杂志, 2014, 39(17)
[6] 霍涛涛, 陶春, 张美敬, et al. 生物药剂学分类系统中Ⅱ类药物增溶的研究进展[J]. 中国新药杂志, 2017(19):55-63.
[7] 熊绵靖, 唐其, 马小军. 罗汉果三萜皂苷生物合成规律研究探讨[J]. 广东药科大学学报, 2011, 27(5):543-548.
[8] Uchiyama H, Tozuka Y, Imono M, et al. Transglycosylated stevia and hesperidin as pharmaceutical excipients: Dramatic improvement in drug dissolution and bioavailability[J]. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2010, 76(2):0-244.
[9] Nguyen T T H, Jung S J, Kang H K, et al. Production of rubusoside from stevioside by using a thermostable lactase from Thermus thermophilus and solubility enhancement of liquiritin and teniposide[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2014, 64-65:38-43.
[10] Zhang F, Koh G Y, Hollingsworth J, et al. Reformulation of etoposide with solubility-enhancing rubusoside[J]. International Journal of Pharmaceutics (Kidlington), 2012, 434(1-2):453-459.
[11] Nguyen T T H, Si J, Kang C, et al. Facile preparation of water soluble curcuminoids extracted from turmeric (Curcuma longa L.) powder by using steviol glucosides[J]. Food Chemistry, 2017, 214:366-373.
[12] Zhang F, Koh G Y, Jeansonne D, et al. A Novel Solubility-Enhanced Curcumin Formulation Showing Stability and Maintenance of Anticancer Activity[J]. Journal of pharmaceutical sciences, 2011, 100: 2778-89.
[13] Kadota K. Hybridization of polyvinylpyrrolidone to a binary composite of curcumin/-glucosyl stevia improves both oral absorption and photochemical stability of curcumin[J]. Food Chemistry, 2016, 213:668-674.
[14] Nguyen T T H, Kim N M, Yeom S C, et al. Biological characterization of epigallocatechin gallate complex with different steviol glucosides[J]. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 2017, 22(5):512-517.
[15] Wan Z L, Wang J M, Wang L Y, et al. Enhanced Physical and Oxidative Stabilities of Soy Protein-Based Emulsions by Incorporation of a Water-Soluble Stevioside–Resveratrol Complex[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2013, 61(18):4433-4440.
[16] Wan Z L, Wang L Y, Wang J M, et al. Synergistic Foaming and Surface Properties of a Weakly Interacting Mixture of Soy Glycinin and Biosurfactant Stevioside[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(28):6834-6843.
[17] Wan Z L, Wang L Y, Wang J M, et al.Synergistic interfacial properties of soy protein–stevioside mixtures: Relationship to emulsion stability[J]. Food Hydrocolloids, 2014, 39:127–135.
[18] Wang F, Xiao X N, Yuan Y T, et al. Solubilization of phloretin via steviol glycoside-based solid dispersion and micelles[J]. Food Chemistry, 2019, 308:125569.
—END—
