Biochemical Properties of Rubusoside Glucoside Synthesized by Using B-512FMCMDextransucrase

Abstract

Rubusoside (Ru, 13-O-β-glucosyl-19-O-β-D-glucosyl-steviol) is the main component of Rubus suavissminus S. Lee (Roasaceae), which is known as Chinese sweet leaf. Ru is used as a food material as a sweetener and solubilizer. Because it has cell cytotoxicity and bitter aftertaste, dextransucrase acceptor reaction was conducted to improve this characteristics. Rubusoside glucoside (Ru-G, 13-O-(α-1→6-glucosyl)-β-glucosyl-19-O-β-D-glucosyl-steviol) was synthesized using dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides and sucrose. The optimum condition of Ru-G synthesis was optimized by response surface methodology, purified by prep-HPLC and structure was determined by NMR. Ru-G would be used to enhance water solubilization of idebenone and curcumin. Also it showed 15% insoluble glucan formation inhibition by mutansucrase derived from Streptococcus mutans, which a one of strain to cause cavities. Cytotoxicity and anti-inflammation activity on mouse macrophage cell RAW264.7 was investigated. Cell toxicity of Ru-G was significantly reduced compared to Ru at 2 mM or higher, and anti-inflammatory effect of Ru-G was maintained as a similar level. The analysis of the sensory test machine showed that the bitter taste of Rub-G greatly improved compared to the stevioside, and similar or slightly improved compared to Ru.

루부소사이드 (Ru, 13-O-β-glucosyl-19-O-β-D-glucosyl-steviol)는 중국 단풍으로 알려진 Rubus suavissminus S. Lee (Roasaceae)의 주요 성분이다. 루부소사이드는 감미료로서 음식 소재로 사용되며, 물에 녹지 않는 물질을 녹이는 기능을 가지고 있다. 그러나 루부소사이드는 세포 독성과 쓴맛을 가지고 있기 때문에 이러한 특성을 개선하기 위하여 당전이 반응을 연구하였다. 당전이 반응은 설탕과 Leuconostoc mesenteroides B-512FMCM 덱스트란수트라아제를 반응시켜 진행하였고, 생성된 루부소사이드 배당체 (Ru-G, 13-O-(α-1→6-glucosyl)-β-glucosyl-19-O-β-D-glucosyl-steviol)의 특성을 확인하였다. 루부소사이드 배당체 생성 최적 반응 조건은 RSM을 이용하여 확인하였고, HPLC를 이용하여 정제하였으며, NMR로 구조를 분석하였다. 기능성 연구 결과 배당체는 이데베논(Idebenone), 커큐민(Curcumin)의 수용성을 증가시켰다. 또한 충치의 원인이 되는 S. mutans 균에서 얻어진 뮤탄수크라아제가 불용성 글루칸을 형성하는 특성을 15%가량 억제하는 것을 확인하였다. 세포 독성과 항염증 작용은 쥐의 대식 세포인 RAW264.7 세포를 사용해 연구하였다. 배당체의 세포 독성은 4 mM 이하의 농도에서 루부소사이드에 비하여 크게 감소하였으며, 항염증 작용은 비슷하게 유지되었다. 맛테스터기 기계 분석 결과 배당체의 쓴맛은 스테비오사이드에 비하여 상당 부분 개선되었으며, 루부소사이드와 비교하여 10% 감소하였다.