Las saponinas son una clase de glucósidos en los que las agliconas son compuestos triterpénicos o esteranos. Son uno de los ingredientes eficaces de muchas hierbas medicinales chinas como el ginseng, el regaliz y el ñame (la estructura principal de las saponinas se muestra en la Figura 1). Mejora la inmunidad y otras funciones. Hay muchos informes sobre la biotransformación de ginsenósidos en la literatura. En la actualidad, se han separado e identificado más de 150 tipos de ginsenósidos. Los contenidos de ginsenósidos Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re y Rg1 llegan al 80%, mientras que los contenidos de ginsenósidos Rg3, Rh2, F2 y el Compuesto K (C-K) y otras saponinas raras tienen poco o ningún contenido. Los estudios han demostrado que algunas saponinas raras tienen buenas actividades farmacológicas. Sin embargo, debido al bajo contenido, la preparación y la producción están limitadas. El mismo tipo de ginsenósido tiene la misma aglicona, pero la cadena de azúcar es diferente. Los ginsenósidos poco comunes y el mayor contenido del mismo tipo de saponinas a menudo solo se diferencian en 2 o 3 grupos de azúcares. Por lo tanto, se puede preparar el mismo tipo de saponina rara activa mediante hidrólisis enzimática de saponina de alto contenido.

Respuesta rápida: Una decisión práctica sobre enzimas o ingredientes alimentarios comienza con el objetivo del proceso, luego verifica la actividad, la ventana de aplicación, el impacto sensorial y la consistencia entre lotes antes de ampliarlo.

Figura 1. Estructura de las principales saponinas

Las diferentes glucósidos hidrolasas tienen diferentes selectividades y las vías para hidrolizar los ginsenósidos también son diferentes. Como se muestra en la Tabla 1, se pueden usar diferentes glucósidos hidrolasas para preparar diferentes ginsenósidos raros. El ginsenósido Rd se puede preparar hidrolizando los ginsenósidos Rb1, Rb2, Rb3 y el grupo de azúcar externo C-20 de Rc. La β-glucosidasa aislada y purificada del caracol de jade blanco de China y Thermus caldophilus puede convertir el ginsenósido Rb1 en Rd. Kim y cols. lo obtuvo de microorganismos del suelo utilizando tecnología de clonación molecular para convertir el ginsenósido Rb1, que es la glucósido hidrolasa recombinante de Rd. Posteriormente, los investigadores clonaron la glucosidasa de Thermotoga thermarum y Bifidobacterium longum H-1, lo que mejoró la eficiencia de transformación y preparación del ginsenósido Rd. La glucosidasa obtenida de Flavobacterium johnsoniae y Thermus thermophilus mediante tecnología recombinante no solo puede convertir el ginsenósido Rb1 en Rd, sino también hidrolizar la cadena de azúcar C-20 del Gypenósido XVII (G17) para producir ginsenósido F2.Además de la glucosidasa, la α-L-arabinofuranósido hidrolasa que puede convertir el ginsenósido Rc en Rd se obtuvo de la raíz de ginseng y Leuconostoc sp. La Α-L-arabinofuranósido hidrolasa y la α-L-arabinopiranósido hidrolasa se obtienen de Bifidobacterium breve y Bifidobacterium longum, que pueden transformar los ginsenósidos Rc y Rb2 en Rd. Se ha informado en la literatura que la α-L-arabinofuranósido hidrolasa en Caldicellulosiruptor saccharolyticus y Rhodanobacter ginsenosidimutans no solo puede hidrolizar el ginsenósido Rc a Rd, sino que también convierte el compuesto Mc1 (C-Mc1) en F2. La glucósido hidrolasa aislada y purificada de Aspergillus por Yu et al. puede convertir todos los ginsenósidos Rb1, Rb2, Rb3 y Rc en Rd. Algunas glucósidos hidrolasas pueden hidrolizar completamente las cadenas de azúcar en la posición C-20 en moléculas como los ginsenósidos de tipo glicol Rb1, Rb2, Rb3, Rc y Rd, para generar ginsenósido Rg3, que permite la producción a gran escala de Rg3 y se desarrolla como un fármaco antitumoral. La glucosidasa de Paecilomyces bainier y Microbacterium esteraromaticum puede hidrolizar directamente el ginsenósido Rb1 en Rg3, mientras que la glucosidasa aislada y purificada de Microbacterium esteraromaticum puede hidrolizar el ginsenósido Rb2 en Rg3. La glucósido hidrolasa recombinante clonada de Pseudonocardia mediante tecnología de clonación molecular puede transformar los ginsenósidos Rb1, Rb3 y Rd para preparar Rg3. De manera similar, se puede preparar una serie de ginsenósidos activos raros hidrolizando el grupo de azúcar en la posición C-3 en los ginsenósidos. La glucosidasa recombinante clonada de Sphingomonas y Sphingopyxis alaskensis puede hidrolizar la glucosa fuera de la cadena de azúcar en la posición C-3 en las moléculas de ginsenósido Rb1, Rb2, Rc, Rd y Rg3, y preparar G17, el compuesto O (CO) y C-Mc1, F2 y Rh2. Algunas glicosidasas pueden hidrolizar directamente el grupo glucosilo interno en la posición C-3. Por ejemplo, la glucosidasa de Terrabacter ginsenosidimutans y Esteya vermicola puede hidrolizar la cadena de azúcar en la posición C-3 de las moléculas de ginsenósido Rb1, Rb2, Rb3, Rc y Rd para producir la saponina correspondiente LXXV (G75), el compuesto Y (C-Y), el compuesto Mx (C-Mx), el compuesto Mc (C-Mc) y C-K. Además, algunas glucósidos hidrolasas pueden hidrolizar simultáneamente los grupos de azúcar C-20 y C-3 en los ginsenósidos de tipo glicol. La glucosidasa recombinante clonada de Arthrobacter clorofenólico puede convertir los ginsenósidos Rb1, Rb2 y Rc en F2. La glucósido hidrolasa de Fusobacterium K60, hongos endófitos GE 17-18, Sulfolobus acidocaldarius, Aspergillus niger y Microbacteriu esteraromaticum puede hidrolizar el ginsenósido Rb1 para producir C-K.

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Tabla 1. Biotransformación de ginsenósidos por glicosidasa

Producto	Sustrato	Reacción	Organismo
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Caracol de jade blanco de China
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Thermus caldophilus
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Bacterias no cultivadas
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Thermotoga thermarum
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Bifidobacterium longum H-1
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Flavobacterium johnsoniae
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Thermus thermophilus
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Penicillium oxalicum
Rd	Rb1	β-Glucosidasa	Cladosporium fulvum
Rd	Rc	α-L-arabinofuranosidasa	Panax ginseng
Rd	Rc	α-L-Arabinofuranosidasa	Leuconostoc
Rd	Rc	α-L-Arabinofuranosidasa	Bifidobacterium breve
Rd	Rc	α-L-arabinofuranosidasa	Bifidobacterium longum
Rd	Rc	α-L-arabinofuranosidasa	Caldicellulosiruptor saccharolyticus
Rd	Rc	α-L-arabinofuranosidasa	Rhodanobacter ginsenosidimutans
Rd	Rb2	α-L-arabinopiranosidasa	Bifidobacterium breve
Rd	Rb2	α-L-arabinopiranosidasa	Bifidobacterium longum
Rd	Rb1/Rb2/Rb3/Rc	Glicosidasa	Aspergillus
Rg3	Rb1	β-Glucosidasa	Paecilomyces bainier
Rg3	Rb1	β-Glucosidasa	Microbacterium esteraromaticum
Rg3	Rb2	β-Glucosidasa	Microbacterium esteraromaticum
Rg3	Rb1/Rb3/Rd	β-Glucosidasa	Pseudonocardia
G17	Rb1	β-Glucosidasa	Sphingomonas
G17	Rb1	β-Glucosidasa	Sfingopíxis alaskensis
G17	Rb1	β-Glucosidasa	Celulosimicrobio celulanos
G75	Rb1	β-Glucosidasa	Terrabacter ginsenosidimutans
G75	Rb1	β-Glucosidasa	Esteya vermicola
F2	G17	β-Glucosidasa	Flavobacterium johnsoniae
F2	G17	β-Glucosidasa	Thermus thermophilus
F2	C-Mc1	α-L-arabinofuranosidasa	Caldicellulosiruptor saccharolyticus
F2	C-Mc1	α-L-arabinofuranosidasa	Rhodanobacter ginsenosidimutans
F2	Rd	β-Glucosidasa	Celulosimicrobio celulanos
F2	Rb1/Rb2/Rc	β-Glucosidasa	Arthrobacter clorofenólico
Rh2	Rg3	β-Glucosidasa	Sfingopíxis alaskensis
CK	Rd	β-Glucosidasa	Terrabacter ginsenosidimutans
CK	Rd	β-Glucosidasa	Esteya vermicola
CK	Rb1	β-Glucosidasa	Fusobacterium K-60
CK	Rb1	β-Glucosidasa	hongos endofíticos GE 17-18
CK	Rb1/Rb2	β-Glucosidasa	Sulfolobus acidocaldarius
CK	Rb1/Rb2/Rb3/Rc	β-Glucosidasa	Aspergillus niger
CK	Rb1/Rb2	β-Glucosidasa	Microbacteriu esteraromaticum
C-O	Rb2	β-Glucosidasa	Celulosimicrobio celulanos
C-Y	Rb2	β-Glucosidasa	Terrabacter ginsenosidimutans
C-Mc	Rc	β-Glucosidasa	Terrabacter ginsenosidimutans
C-Mc1	Rc	β-Glucosidasa	Cellulosimicrobium cellulans
C-Mx	Rb3	β-Glucosidasa	Terrabacter ginsenosidimutans
Rg2	Re	β-Glucosidasa	Microbacterium esteraromaticum
Rg2	Re	β-Glucosidasa	Mucilaginibacter
Rg2	Re	β-Glucosidasa	Pseudonocardia
Rh1	Rg1	β-Glucosidasa	Microbacterium esteraromaticum
Rh1	Rf	β-Glucosidasa	Pyrococcus furiosus
Rh1	Rf	β-Glucosidasa	Aspergillus niger
Rh1	Rg2	α-L-ramnosidasa	Absidia
Rh1	R2	β-xilosidasa	Termoanaerobacteria
F1	Rg1	β-Glucosidasa	Fusarium moniliforme
F1	Rg1	β-Glucosidasa	Penicillium sclerotiorum
F1	Rg1	β-Glucosidasa	Sanguibacter keddieii

G17: gypenósido XVII; G75: gypenósido LXXV; C-O: compuesto O; C-Y: compuesto Y; C-Mc1: compuesto Mc1; C-Mc: compuesto Mc; C-Mx: compuesto Mx; C-K: compuesto K.

Los grupos de azúcar C-6 y C-20 en los triol ginsenósidos también pueden ser hidrolizados por glucósidos hidrolasas. El ginsenósido Rg2 se puede obtener hidrolizando la glucosa C-20 en la molécula Re mediante la glicosidasa. La glucosidasa recombinante clonada de Microbacterium esteraromaticum, Mucillaginibacter y Pseudonocardia no solo puede convertir el ginsenósido Re en Rg2, sino que también el ginsenósido Rg1 se convierte en Rh1. La glucosa, la ramnosa y la xilosa fuera de la posición C-6 del ginsenósido Rf, Rg2 y R2 se pueden convertir para preparar Rh1. A diferencia del ginsenósido Rh1, el ginsenósido F1 tiene solo una glucosa unida a la posición C-20 de su aglicón. La glucosidasa en Fusarium moniliforme, Penicillium sclerotiorum y Sanguibacter keddieii puede hidrolizar específicamente la glucosa C-6 del ginsenósido Rg1 para producir ginsenósido F1.

La glucósido hidrolasa no solo se usa para transformar y preparar ginsenósidos raros activos, sino que también se usa ampliamente para hidrolizar y modificar saponinas como el regaliz, la soja y el ñame (Tabla 2). La glucuronidasa aislada y purificada de Streptococcus LJ-22 y Penicillium purpurogenum Li-3 puede hidrolizar la glicirricina para producir glicirricina de ácido monoglucurónico, y no hay ácido glicirretínico como subproducto. Morana et al. utilizó glucuronidasa derivada de Aspergillus niger para hidrolizar completamente la glicirricina y producir ácido glicirretínico. La soyasaponina hidrolasa aislada y purificada de Aspergillus oryzae puede hidrolizar la soyasaponina I para producir sojasaponol B. Una nueva saponina hidrolasa de soja en Neocosmospora vasinfecta puede convertir la saponina de soja I, II y III en saponina B de soja, lo que proporciona una herramienta eficaz para preparar saponina de soja con antioxidación y regulación de los lípidos en sangre. Entre las saponinas esteroides, la investigación y comparación de la modificación por hidrólisis de la cadena de azúcar de la dioscina es sistemática. Inoue et al. aisló y purificó una glucosidasa de Costus speciosus que puede hidrolizar la diosgenina original para producir diosgenina. Liu y cols. aislado, purificado y clonado de Aspergillus oryzae para obtener una dioscina hidrolasa recombinante, que puede hidrolizar los grupos glucosilo y α-1,4 ramnosilo en dioscina para producir dioscina III. La α-L-ramnosidasa aislada y purificada por Feng et al. de Curvularia lunata puede hidrolizar el grupo α-1,2 ramnosilo en dioscina para producir dioscina V. Qian et al.Aislaron y purificaron una α-L-ramnosidasa de hígado de res fresco, que puede hidrolizar los dos grupos ramnosilo α-1,2 y α-1,4 en diosgenina para formar un grupo de glucosa. -Diosgenina. Fu et al. diosgenina hidrolasa aislada y purificada de Absidia, que puede hidrolizar completamente la diosgenina en diosgenina.

Tabla 2. Biotransformación de otras saponinas por glicosidasa

Producto	Sustrato	Reacción	Organismo
GAMG	Glicirrizina	β-Glucuronidasa	Estreptococo
GAMG	Glicirrizina	β-Glucuronidasa	Penicillium purpurogenum
Ácido glicirretínico	Glicirrizina	β-Glucuronidasa	Aspergillus niger
Soyasapogenol B	Soyasaponina I	Saponina hidrolasa de soja	Aspergillus oryzae
Soyasapogenol B	Soyasaponina	Saponina hidrolasa de soja	Neocosmospora vasinfecta
Dioscina	Protodioscina	β-Glucosidasa	Costus speciosus
Progenina III	Protodioscina	Protodioscina-glucosidasa	Aspergillus oryzae
Progenina V	Dioscina	α-L-ramnosidasa	Curvularia lunata
Diosgenilglucósido	Dioscina	α-L-ramnosidasa	Hígado bovino
Diosgenina	Dioscina	Dioscina-glucosidasa	Absidia

GAMG: Monoglucurónido de ácido glicirrético

A lista de verificación práctica de abastecimiento para temas de enzimas, biotecnología e ingredientes alimentarios

En proyectos de procesamiento de alimentos y enzimas, el marco de decisión más útil suele ser el ajuste de la aplicación más la estabilidad del proceso: qué ingrediente funciona bajo las condiciones de pH, temperatura, tiempo y sustrato previstas sin crear un problema de calidad o cumplimiento posterior.

• Defina primero el objetivo de procesamiento: Las aplicaciones de sabor, hidrólisis, textura, fermentación, limpieza y bioprocesos a menudo necesitan perfiles de actividad muy diferentes.
• Compruebe la ventana de funcionamiento real: El pH, la temperatura, el tiempo de residencia y el tipo de sustrato a menudo importan más que la afirmación principal del producto.
• Revise la consistencia y el impacto posterior:La dosis, la influencia sensorial, la filtración y el comportamiento de vida útil de pueden afectar el valor comercial final.
• Use validación piloto: las pequeñas pruebas de producción generalmente revelan las diferencias más útiles en actividad, eficiencia y ajuste del proceso.

Referencias de productos recomendados

• Longzyme Lipasa: Una referencia directa del producto para discusiones sobre alimentos, limpieza o bioprocesos relacionados con la lipasa.
• Longzyme Beta-Amilasa: Una referencia enzimática práctica cuando se están revisando la conversión del almidón y la actividad de procesamiento de alimentos.
• Glucoamilasa compuesta de longzima: Una referencia enzimática útil cuando la sacarificación o el rendimiento del procesamiento relacionado son importantes.
• YExtracto de levadura: Una referencia práctica de ingredientes cuando se trata de aplicaciones de sabor, fermentación o soporte de nutrientes.

Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Por qué una enzima de alta actividad no es automáticamente la mejor opción comercial?
Porque la mejor enzima es la que funciona de manera confiable en las condiciones reales del proceso y proporciona el resultado final deseado sin crear nuevos problemas.

¿Deben seleccionarse los ingredientes alimentarios y biotecnológicos únicamente a partir de hojas de datos?
Por lo general, es más seguro combinar la revisión de especificaciones con una prueba piloto o de aplicación porque los sustratos reales y las ventanas de proceso pueden cambiar mucho el resultado.

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Glucoamilasa compuesta	9032-08-0
Pullulanasa	9075-68-7
Xilanasa	37278-89-0
Celulasa	9012-54-8
Naringinasa	9068-31-9
β-amilasa	9000-91-3
Glucosa oxidasa	9001-37-0
alfa-amilasa	9000-90-2
Pectinasa	9032-75-1
Peroxidasa	9003-99-0
Lipasa	9001-62-1
Catalase	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastase	39445-21-1
Urease	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Láctica deshidrogenasa	9001-60-9
Malato de deshidrogenasa	9001-64-3
Colesterol oxidasa	9028-76-6