Історія стевії - старого - нового підсолоджувача
Резюме
Наприкінці 2011 року Європейська комісія відкрила шлях до використання глікозидів стевіолу. Це поклало початок законному розповсюдженню та використанню таких препаратів. Ось чому варто переглянути походження, характеристики, можливості вилучення та властивості кінцевого продукту, що постачає глікозиди. Автор займається утилізацією їжі та оглядає пов’язані з ними людсько-біологічні процеси, корисний вплив глюкозидів та проблеми, що виникають. Екстракт, який зазвичай називають стевією, що містить глюкозиди стевіолу, є безпечним і, як і інші підсолоджувачі, може використовуватися з дотриманням відповідних норм. Допустимий щоденний прийом становить 4 мг на кілограм маси тіла.
Рослина
Листя стевії мають надзвичайно солодкий смак, з вмістом енергії 11,3 кДж/г (2,7 ккал/г) на основі сухої речовини, тому листя можна класифікувати як низькоенергетичні підсолоджувачі (Savita et al).
Стевія - це глікозиди
Дитерпен стевіол - це безцукровий глюкон із солодких глікозидів листа стевії. Стевіол зазвичай асоціюється з глюкозою (рідше рамнозою) і утворює глюкозид. Лист стевії містить щонайменше десять видів глюкозидів, найбільша кількість стевіозиду (Chemical Abstract Service - CAS реєстраційний номер 57817-89-7), ребаузидози At (CAS 58543-16-1) та ребаузидози Ct (CAS 63550-99- 2) та дулкозид А (CAS 64432-06-0). Можна також згадати незначні кількості ребаузидози B, D, E та F, а також рубузозиду та стевіолбіозиду (Benford et al). Можливо, артефактами ізоляції є ребаузидоза В та стевіолбіс. Загальна кількість глікозидів може становити до 15% сухої маси листа. Стевіозид приблизно в 250-300 разів солодший за буряковий цукор (але має гіркий присмак), ребаузидоза А в 350-450 разів солодший і має найменший гіркий смак. Для вимірювання глюкозидів стевії зазвичай використовують високоефективну рідинну хроматографію, але також підходять газова хроматографія або інфрачервона спектроскопія.
Стевіозид досить стійкий у водному розчині: двогодинний тепловий ефект 60 ° C між рН 1 і 10 не спричиняє змін, а при рН 2-10 він може витримувати до 80 ° C із втратою до 5%, але при рН 1 повна деградація відбувається через 2 години. Він переносить температуру 100 ° C протягом однієї години між рН 3 і 9.
Додаткові компоненти листа стевії
Лист містить ряд біологічно активних сполук: балани (дитерпени), флавоноїди, стерини, тритерпеноїди, хлорофіли, органічні кислоти, моно- і дисахариди, неорганічні солі, а також дубильні речовини, алкалоїди, серцеві глюкозиди, сапоніни, відновники, антрахін . Ці інгредієнти виправдовують використання листя в природних місцях стевії з давніх часів не тільки для підсолоджування, але і як ліки. Наприклад, танін розсмоктує спазми гладкої мускулатури, а також має антиоксидантну дію. Сапоніни стимулюють розвиток м’язів, підвищують рівень тестостерону, мають антибактеріальні та протидіабетичні властивості, однак у листі є також інгібітори: щавлева кислота пригнічує всмоктування кальцію та заліза (Lemus Mondaca et al).
Екстракція глікозидів стевіолу
Глікозиди можуть бути вилучені з листя рослини різними методами: екстракція розчинником, хроматографічна адсорбція, іонообмін, селективне осадження, мембранний процес, надкритичні рідини. Екстракцію можна проводити просто гарячою водою, що має ту перевагу, що менш гіркий ребаузидоза А є більш розчинним, ніж стевіозид, так що більша частина останнього надходить у розчин. Використовуються також інші розчинники: етанол, метанол/хлороформ, сорбіт, пропіленгліколь. Також розроблений швидкий надкритичний рідкий метод з ефективністю майже 90%, при якому рідина є діоксидом вуглецю при 31 ° С при тиску 74 бар, а метанол є модифікуючим фактором. Також було визнано, що ця процедура ефективна для ребаузидози С та дулкозиду А (Lemus-Mondaca et al.; Liu et al). Готовим продуктом є стевіол глюкозид з чистотою ≥95%, хоча також доступні препарати 80-95%. Стандартний екстракт містить 3-7% ребаузидози С з гірким смаком та дулкозиду А, але їх можна зменшити до менш ніж 1% за допомогою додаткової технології фізичного очищення, а післясмак значно усувається.
Екстракт, який зазвичай називають просто стевією, досить стійкий до нагрівання: він витримує до 198 ° C без засмаги, стабільний між рН 3 і 9, добре розчинний у воді та спирті. Все це робить його широко застосовним у харчовій промисловості та в домашніх господарствах для випічки та приготування їжі. Він нетоксичний і не має побічних ефектів. Однак ризик можливої мутагенності у 1980-х був чітко спростований, стевія не є канцерогенною і не викликає відхилень у розвитку (Pezzuto et al; Benford et al; Brusick; Suttajit et al).
Харчове використання глікозидів стевіолу (стевії)
Стевію можна використовувати в багатьох галузях харчової промисловості, щоб частково або повністю замінити цукор. Відповідні рекомендації зведені в наступній таблиці.
Огляд застосовності стевії у харчовій промисловості
Продукт
Цукор
заміщення,%
Стевія
кількість, г/кг
Хліб та макарони
Риба, морепродукти
1-5, або за потребою
Відповідні продукти підсолоджуються стевією, як це потрібно у фармацевтичній, тютюновій промисловості, а також виступають у якості столового підсолоджувача.
Стевію можна використовувати в поєднанні з іншими підсолоджувачами, вони зміцнюють одне одного, наприклад, діючою речовиною солодки, гліциризином та K-ацесульфамом та аспартамом (Tarnavölgyi).
Людсько-біологічне значення стевії
Абсорбцію та метаболізм стевіозиду вивчали насамперед у дослідженнях на тваринах на щурах. Завдяки своїй великій молекулярній масі глюкозид не всмоктується з тонкої кишки, але бактерії товстої кишки розкладають молекулу, виділяючи агликон-стевіол, який там абсорбується. Потім він потрапляє в печінку, частина виводиться з калом, інша в печінці перетворюється на похідне глюкуроніду і виводиться з сечею (Brahmachari et al).
Підвищений артеріальний тиск (гіпертонія) є важливим фактором серцево-судинних захворювань та смертності, про що свідчать епідеміологічні дані. Діагностика та відповідне лікування гіпертонії суттєво сприяють зменшенню частоти серцево-судинних захворювань. Деякі наукові звіти повідомляють, що стевіозид та інші компоненти Stevia rebaudiana знижують кров'яний тиск у експериментальних тварин. Ці сприятливі результати спонукали дослідників робити людські спостереження. Людям з артеріальною гіпертензією давали 250 мг стевіозидних капсул тричі на день протягом трьох місяців, а потім спостерігали протягом одного року. Артеріальний тиск (як систолічний, так і діастолічний) у тих, хто брав участь у дослідженні, значно знизився, і цей ефект зберігався через рік. Біохімічні показники (жири в крові, рівень цукру в крові) не змінювалися, побічних ефектів не спостерігалося (Chan et al).
Дослідження на тваринах також припускають, що стевіозид має захисну дію проти пухлин та раку. Пероральне введення щурам запобігало ураження, спричинене канцерогенною хімічною речовиною (тетрадеканоїлфорболацетат, TPA). Подібний сприятливий ефект спостерігався і з іншими подібними тритерпеноїдними сполуками. Індуковане ТРА запалення також пригнічувалося глікозидами стевіозиду: ребаузидоза А і С; ефект дулкозиду був подібний до ефекту гідрокортизону, а ефект стевіозиду був сильнішим, ніж індометацин. Глюкозиди інгібували рак шкіри, індукований лікуванням мишами диметилбенз (а) антраценом (DMBA). Стевіозид та його метаболіт, стевіол, у більш високих концентраціях у культурі клітин раку товстої кишки людини знижують життєздатність клітин. Стевіозид, стевіол та ізостевіол пригнічували ранню активацію канцерогенного антигену вірусу людини 4 (вірус Епштейна-Барра, HHV-4) в лабораторних умовах та канцерогенний ефект TPA, DMBA та пероксинітриту на мишах (Brahmachari al).
При діабеті важливо, щоб стевія не підвищувала рівень цукру в крові. Стевіозид підвищує чутливість до інсуліну у щурів, знижує рівень цукру в крові, мабуть, сприяє виробленню інсуліну, сприяє функції бета-клітин, що продукують інсулін, у підшлунковій залозі та відновлює метаболічний баланс при цукровому діабеті та метаболічному синдромі. Стевія, яка вживається перед їжею, знижує рівень інсуліну після їжі більше, ніж аспартам (Lailerd et al; Jeppesen et al; Dyrskog et al; Anton et al). Стевіозид і стевіол впливають на транспорт іонів у нирках, підшлунковій залозі та кишковому тракті. На основі цих властивостей можна приготувати препарати, які покращують стан хворих на муковісцидоз та є протидіарейними (Brahmachari et al.).
Екстракт стевії вивчався в кількох інших аспектах і повідомлялись дані про його корисні властивості. Таким чином, наприклад, він пригнічує ріст бактерій, тому має протимікробну дію, має антиоксидантну активність, яка більш виражена, ніж у вітаміну Е або екстракту зеленого чаю. Солодке, але не викликає карієсу, знижує рівень холестерину в крові. Посилює регенерацію клітин, впливає на згортання крові, зміцнює судини, жовчогінні та сечогінні діуретики, пригнічує утворення виразок у травній системі. Демонстрація всього цього на людях все ще вимагає великих досліджень (Lemus-Moncada et al).
Вважається, що стевія провокує алергічну реакцію у людей, чутливих до рослин, що належать до соняшнику. Існує також рекомендація, що вагітним жінкам не слід вживати стевію (Lemus-Moncada et al; Serio).
Бібліографія
Американська діабетична асоціація. Стандарти медичної допомоги при діабеті - 2012. Догляд за діабетом, 2012; 35 (Додаток 1): S11-S63.
Anderson GH, Foreyt J, Sigman-Grant M et al: Вживання низькокалорійних підсолоджувачів дорослими: вплив на управління вагою. J Nutr, 2012; 142: 1163S-1169S.
Anton SD, Martin CK, Han H et al: Вплив стевії, аспартаму та сахарози на споживання їжі, насичення та рівень глюкози та інсуліну після їжі. Апетит, 2010; 55: 37-43.
Benford DJ, DiNovi M, Schlatter J: Steviol glycosides, In: Оцінка безпеки деяких харчових добавок. ВООЗ Харчові добавки Серія 54, ВООЗ, Женева, 2006, 117-144. стороні.
Brahmachari G, Mandal LC, Roy R et al: Стевіозид та споріднені сполуки - молекули фармацевтичної обіцянки: Критичний огляд. Arch Pharm Chem Life Sci, 2011; 1> 5-19.
Brown RJ, De Banate MA, Rother KI: Штучні підсолоджувачі: Систематичний огляд метаболічних ефектів у молодості. Int J Pediatr Obes, 2010; 5: 305-312.
Brusick DJ: Критичний огляд генетичної токсичності стевіолу та глікозидів стевіолу. Food Chem Toxicol, 2008; 46: S83-S91.
Chan P, Tomlinson B, Chen Y-J et al: Подвійне сліпе плацебо-контрольоване дослідження ефективності та переносимості перорального стевіозиду при гіпертонії людини. J Clin Pharmacol, 2000; 50: 215-220.
Dryskog SE, Jeppesen PB, Colombo M et al: Профілактичні ефекти дієти на основі сої, доповненої стевіозидом, на розвиток метаболічного синдрому та діабету 2 типу у цукерських жирових щурів Цукера. Metab Clin Exp, 2005; 54: 1181-1188.
Регламент ЄС: Регламент Комісії (ЄС) No 1131/2011 від 11 листопада 2011 року про внесення змін до Додатку II до Регламенту (ЄС) No 1333/2008 Європейського Парламенту та Ради про внесення змін до Додатка I до Регламенту (ЄС) No 1831/2003 щодо стевіолових глікозидів. Офіційний вісник Європейського Союзу, 12.11.2011 L 295/205-211.
Foreyt J, Kleinman R, Brown RJ et al: Використання низькокалорійних підсолоджувачів дітьми: наслідки для управління вагою. J Nutr, 2012; 142: 1155S-1162S.
Gardner C, Wylie R, Gidding SS et al: Непоживні підсолоджувачі: сучасне використання та перспективи здоров'я. Догляд за діабетом, 2012; doi: 10.2337/dc.12-9002
Jeppesen BP, Gregersen S, Rolfsen SE та співавт .: Антигіперглікемічні та знижуючі артеріальний тиск ефекти стевіозиду у діабетичних щурів Гото-Какідзакі. Metab Clin Exp, 20013; 52: 372-378.
Johnson RK, Appel LJ, Brands M et al: Вживання дієтичного цукру та серцево-судинне здоров'я: наукова заява Американської асоціації серця. Тираж, 2009; 120: 1011-1020.
Lailerd N., Saengsirisuwan V, Sloniger JA et al: Вплив стевіозиду на транспортну активність глюкози в чутливих до інсуліну та стійких до інсуліну скелетних м'язах щурів. Metab Clin Exp, 2004; 53: 101-107.
Lemus-Mondaca R, Vega-Galvvez A, Zura-Bravo L et al: Stevia rebaudiana Bertoni, джерело високоефективного природного підсолоджувача: Всебічний огляд біохімічних, харчових та функціональних аспектів. Харчова хімія, 2011; doi: 10.1016/j.foodchem.2011.11.140
Liu J, Ong C, Li S: Підкритична екстракція рідиною підсолоджувачів Stevia з Stevia rebaudiana. J Chromatography 1997; 35: 446-450.
Pezzuto JM, Compadre CM, Swanson SM et al: Метаболічно активований стевіол, аглікон стевіозиду, є мутагенним. Proc Natl Acad Sci США, 1985; 82: 2478-2482.
Savita S, Sheola K, Sunanda S et al: Stevia rebaudiana - функціональний компонент для харчової промисловості. J Екологія людини, 2004; 15: 261-264.
Наукова думка про безпеку глікозидів стевіолу для пропонованого використання як харчової добавки. Журнал EFSA, 2010; 8 (4): 1537.
Серіо L: La Stevia rebaudiana, одна з альтернативних версій. Фітотерапія, 2010; 8: 26-32.
Заява EFSA: Переглянута оцінка експозиції глікозидів стевіолу для пропонованих видів використання як харчова добавка. Журнал EFSA, 2011; 9 (1): 1972.
Suttajit M, Vinitketkaumnuen U, Meevatee U et al: Мутагенність та хромосомний ефект людини на стевіозид, підсолоджувач із Stevia rebaudiana Bertoni. Perspect Health Environment, 1993; 101 (додаток 3): 53-56.
Tarnavölgyi G: Технологічні аспекти та аспекти здоров’я людини підсолоджувачів Частина 2. Харчова промисловість, 2009; 63: 230-235.
(Автор: доктор Дьєрджі Біро, професор університету, доктор медичних наук)