种植甜叶菊：甜叶菊的口感和可持续性背后的科学

甜叶菊的种植区域

甜叶菊是一种亚热带多年生植物，最适合在日照长、气候温暖、霜冻少、降水量充足和阳光充足的环境中生长。甜叶菊植物属有100多种，在世界各地均有种植，但主要种植地在中国、巴拉圭、肯尼亚、赞比亚和美国。

甜叶菊被认为是一种耐寒植物，根据地区的不同，每年可以收获数次。宜瑞安推出的PureCircle™使用传统育种技术来增加植物叶子中的甜味化合物（甜菊糖苷）。作为甜味剂出售的甜叶菊植物提取物不是转基因生物（非转基因）。

甜叶菊种植为亚洲、南美洲、非洲和美国成千上万不同规模的独立农户提供了可带来可观利润的农作物。对于一些农户来说，除了种植粮食作物之外，还可以在小块农田上种植甜叶菊作为经济作物，以增加收入。

甜菊糖苷生产和可持续发展

甜菊糖苷可以减少食品和饮料中的碳水化合物与热量，从而帮助人们追求更健康的生活方式，同时还能为我们的环境带来积极的净效益。甜叶菊的环境优势的几个方面与它天然的高甜度有关。甜菊糖苷分子的甜度可比糖高出300倍，因此可以减少甜菊糖苷在食品和饮料中的用量。这种高甜度可以提高从种植到最终成分的效率，减少对环境的影响。

根据宜瑞安2022 年减糖可持续循环评估报告，在甜度当量的基础上，与蔗糖和高果糖玉米糖浆等全热量甜味剂相比，甜菊糖苷在所有常见指标方面对环境的影响都较小，包括气候变化、土地使用、水资源短缺和累积能源需求。这意味着甜叶菊的小叶子可以在减少环境影响方面产生巨大影响。1

研发更优良的甜叶菊植物品种对甜叶菊的可持续发展起着重要作用，并有助于向全球食品和饮料品牌推广最受欢迎的甜叶菊甜味剂。经过多年的传统植物杂交和农艺学研究，我们培育出了迄今为止甜菊糖苷产量最高的新植物品种。

生物转化等甜菊糖苷生产方面的创新也进一步拓展了甜叶菊的可持续性。能够帮助叶子产生少量的分子，从而扩大Reb M等甜叶菊甜味剂的规模，并使食品和饮料品牌能够获得更好的口感和减糖效果。

通过选择甜叶菊的天然甜味，消费者可以帮助人们保持健康和环保的饮食习惯，而这正是消费者、健康专家和食品生产商真正满意的事情。

甜菊糖苷是一种天然甜味剂

甜叶菊植物的甜味成分称为甜菊糖苷，经过提取和纯化，可以制成高纯度的甜叶菊叶提取物。在从叶子中提取甜叶菊叶提取物并制成最终产品的过程中，确保这些甜味成分在纯化和提取过程中保持不变是很重要的一环。德国波恩大学进行的一项研究探讨了甜叶菊叶中的这些甜味成分在提取和纯化过程中发生的变化²

由于纯化过程复杂，高纯度甜叶菊叶提取物的天然真实性或“天然性”受到质疑。因此，本研究的目的是系统地确定甜菊糖苷在用于生产高纯度甜叶菊叶提取物（即甜菊糖苷甜味剂成分）的商业提取和纯化过程中是否发生了变化。研究人员重点研究了全球监管机构粮食农业组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）于2010年批准的九种甜菊糖苷。这些甜菊糖苷已列入最初的甜菊糖苷JECFA认证和高纯度甜叶菊叶提取物成分规范中。

该研究调查了三个批次的商业规模生产的高纯度甜菊糖苷。每个商业批次的样品包括未经处理的甜叶菊叶（甜菊糖苷提取来源）、叶子在温水中浸泡后的第一次浸泡液，以及95%的高纯度最终产品（即甜菊糖苷甜味剂成分）。使用紫外高效液相色谱法（UV-HPLC）和高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱法（HPLC/ESI-MS/MS）分析样品，对单个甜菊糖苷分子进行分离、鉴定和定量。研究中测试的商业样品由PureCircle提供，来自PureCircle高纯度甜叶菊叶甜味剂成分/提取物的商业提取和纯化生产工艺。

根据研究人员的报告，他们的研究结果清楚地显示了提取和纯化的最终产品，即本研究中测试的商业甜菊糖苷甜味剂成分（其估计纯度大于或等于95%），与未经处理的干甜叶菊叶及其热水浸泡液含有相同的九种甜菊糖苷。这表明甜菊糖苷没有受到商业提取和纯化过程中多个步骤的影响或改变。

这些发现意义重大，因为最终产品中的九种甜菊糖苷保持不变，与完整甜叶菊叶中所含的甜菊糖苷完全相同，这一事实为高纯度甜叶菊叶提取物（也称为高纯度甜叶菊叶甜味剂成分）的“天然性”或天然真实性提供了支持。

甜叶菊和生物多样性

根据联合国的数据，农业仍然是全球人口最普遍的收入来源，以农业为生的人口占世界人口的40%。然而，自1900年代以来，约75%的作物生物多样性已经丧失，而生物多样性却有助于提供更健康的饮食、提高农业社区的收入和改善可持续的耕作方式。

甜叶菊能够在生物多样性方面发挥重要作用，因为它只需要很小的土地面积，并允许农民将作物多样化。与商品作物不同，甜叶菊通常种植在较小的土地上，为更常见的“经济”作物提供补充收入。

甜叶菊研究：了解甜叶菊叶子

研究人员一直在努力了解叶子中的成分与甜菊糖苷口感之间的联系。高产量、理想的品质性状和可靠的经济回报是任何驯化经济作物需要具备的关键特征。 

甜叶菊基因组

尽管中国、南美和日本早在20世纪70年代就开始了甜叶菊的系统化栽培，但直到最近，作物改良工作才侧重于通过传统的杂交育种，利用最像糖的甜菊糖苷，使甜叶菊更具可扩展性。 

为了实现这一目标，PureCircle投资了一项研究，对三种商业甜叶菊品种的基因组进行测序、生成基因组组装和完整注释，提高了甜叶菊中口感更好、更像糖的甜叶菊苷的含量⁴

通过这项研究，我们现在已经将数据整合到一个综合生物信息学平台中，用于可视化和分析所有可用的甜叶菊基因组、转录组和代谢组数据集。借助此接口，化学家、生物化学家和遗传学家等多个学科的专家能够利用这一平台，通过传统育种方法了解和改进现有的甜菊糖苷生物合成途径，或者发现新的途径或化合物，以进行类似的非转基因改良。

PureCircle的研究重点是三个甜叶菊品种的基因组组装，这些基因组都与其他已公布的优质菊科植物基因组相当。在甜菊糖苷的生产过程中发挥关键作用的UGT酶族似乎有所扩大；这种扩大可能有助于解释甜叶菊中发现的甜菊糖苷的多样性。

除了能够改进传统育种以获得农艺学和可持续发展方面的益处外，这一有关甜叶菊基因组的新知识还有助于提高甜菊糖苷的含量，使其口感更像糖，从而能够研发出高纯度的甜叶菊叶提取物，进一步降低食品和饮料产品中的糖分与热量。

参考资料

1. Milovanoff, A.、Callaghan, K.、Pillow, J.和Shah, B。（2022）。（代表）甜味剂的比较生命周期评估。宜瑞安。

2. Oehme A、Wüst M、Wölwer-Rieck U。甜菊糖苷在商业提取和纯化过程中未改变。国际食品科学技术杂志。2017；52:2156-62。网址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ijfs.13494

3. JECFA。第73次会议，食品添加剂规范纲要。专题论文。2010;17-22. 

4. Stephen E. Schauer PhD1、Runchun Jing PhD2、Ong Seong Siang PhD2、Wong Yeen Yee PhD2、Yucheng Bu 2、Jianning Chen 2、Jifeng Tang PhD1、Raymond van Daelen PhD1、Tengfang Huang PhD1、Indra Prakash PhD3、Priscilla Samuel PhD4、Antoine Janssen MSc1、Marcel van Verk PhD1、Fayaz Khazi PhD1、Walter Nelson MBA 1、Alec Hayes PhD3、Avetik Markosyan MD、PhD2 1KeyGene、2PureCircle Ltd、3The Coca-Cola Company、4Global Stevia Institute（2017）。（代表）甜叶菊基因组测序和注释的启示及其在农学和健康领域的应用。网址：https://www.keygene.com/wp-content/uploads/2018/01/stevia-genome-iuns-icn-2017.pdf