A sztevia – egy régi – új édesítőszer története

Dr. Biró György

 

Összefoglalás

Az Európai Bizottság 2011. végén szabad utat nyitott a szteviol glükozidok felhasználása előtt. Ezzel megindulhatott az ilyen készítmények legális forgalmazása és alkalmazása. Éppen ezért érdemes áttekinteni a glükozidokat szolgáltató növény eredetét, jellemzőit, a kivonat készítésének lehetőségeit és a végtermék tulajdonságait. A szerző foglalkozik az élelmiszeripari hasznosítással és áttekinti a kapcsolódó humán-biológiai folyamatokat, a glükozidok kedvező hatásait és a felmerülő aggályokat. A köznyelvben szteviának nevezett, a szteviol glükozidokat tartalmazó kivonat biztonságos és a többi édesítőszerhez hasonlóan, a vonatkozó előírások betartása mellett jól használható. A napi elfogadható bevitel 4 mg testtömeg-kilogrammonként.

Az Európai Bizottság 2011. november 11.-én kelt 1131/2011/EU számú rendeletével módosította az 1333/2008/EK számú európai parlamenti és tanácsi rendeletét, kiegészítve annak II. mellékletét, és ezzel engedélyezte a szteviol glükozidok felhasználást élelmiszerekben, egyben meghatározta az alkalmazási kört és mennyiséget (EU rendelet). A rendelet preambuluma tartalmazza az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (European Food Safety Authority, rövidítése EFSA) állásfoglalását a megengedhető napi bevitel (Acceptable Daily Intake, ADI) mennyiségéről, amely 4 mg testsúly-kilogrammonként. Ezzel egy meglehetősen hosszú véleményezési, engedélyezési folyamat zárult le. A történet azonban sokkal régebbről indult és érdemes ezen végigtekinteni. Az Európai Bizottság (European Commission) Egészég- és Fogyasztóvédelmi Főigazgatóságának (Health & Consumer Protection Directorate-General) Élelmiszer Tudományos Bizottsága (Scientific Committee for Food, SCF) 1984-1999 között többször is foglalkozott a szteviol glükozidokkal. A FAO és WHO élelmiszer-adalékok tekintetében illetékes közös szakértői bizottsága (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additive, JECFA) az elmúlt évtizedben öt alkalommal tekintette át a szteviol glükozidok biztonságát és kialakította a fentebb említett ADI értéket. Ugyanakkor azonban valószínűnek és éppen ezért aggályosnak tartották a határérték túllépését a javasolt maximális mennyiségek alkalmazásánál (Scientific opinion). A bevitel problémáját vizsgálta újból 2011-ben az EFSA az Egyesült Királyságban végzett tanulmány során és arra a következtetésre jutott, hogy csak az így édesített termékekből nagyobb mennyiséget (főleg édesített italokat) fogyasztóknál kell bizonyos mértékű túllépésre számítani (Statement of EFSA).

A növény

A Stevia rebaudiana Bertoni szülőhelye Dél Amerikában, Paraguay északi részén az Amambay régió. Termesztése miatt azonban ma már világszerte elterjedt, Kanadától Ázsia számos részén át Európáig (Ukrajna, Egyesült Királyság). Növekedéséhez 20-24°C szükséges, a 8°C alatti hőmérsékletet alig viseli el. Rossz minőségű talajon is jól megél. Magyar neve jázminpakóca, mégis inkább a sztevia használatos. Nem ritka asztívia megnevezés sem, amely nyilvánvalóan az angol fonetikából származik, hiszen a stevia kiejtését az angol leírásokban „stvɪəstvjəstɛvɪə” jelekkel mutatják be. A növény botanikai osztályozását 1899-ben Moisés Santiago Bertoni végezte el és akkor az Eupatorium rebaudiana nevet kapta, amelyet 1905-ben változtattak a jelenleg ismertre. A Stevia nemzetség, amely az Asteraceae (napraforgófélék) családjához, illetve az Asterales rendhez tartozik, mintegy 200-féle fűszerű, lágyszárú növényt és cserjét foglal magában. A Stevia rebaudiana-nak hozzávetőlegesen 90 változata alakult ki a Föld különböző részein, a klimatikus körülményektől függően. A sztevia növény egy méter körüli magasságra nő meg, évelő, erős a gyökérzete. Levelei 3-4 centiméteresek, megnyúltak, lándzsa-formájúak, szemcsézetten szőrösek. Szára fás, alul bolyhos. Ötrészes, kicsi, fehér virágai vannak, amelyek tövüknél enyhén bíborszínűek. Öt bordával osztott, orsószerű kaszattermése van, melyben mintegy 20 tüskés pehely van a 3 milliméteres magvakkal (Lemus-Moncada et al).

A sztevia levelei intenzíven édes ízűek, szárazanyagra számított energiatartalmuk 11,3 kJ/g (2,7 kcal/g), tehát a levelek a kevés energiát szolgáltató édesítőszerek közé sorolhatók (Savita et al).

A sztevia glükozidok

A diterpen szteviol a sztevia levél édes glükozidjainak cukor nélküli aglükonja. A steviolhoz általában glükóz (ritkán ramnóz) kapcsolódik és glükozidot képez. A sztevia levele legalább tízféle glükozidot tartalmaz, legnagyobb mennyiségben szteviozidot (Chemical Abstract Service – C.A.S. – regisztrációs szám 57817-89-7), rebauzidóz A-t (C.A.S. 58543-16-1) és rebauzidóz C-t (C.A.S. 63550-99-2), valamint dulkozid A-t (C.A.S. 64432-06-0). Említhető még a kisebb mennyiségben jelenlevő rebauzidóz B, D, E és F, továbbá a rubuszozid, szteviolbiozid (Benford et al). Lehetséges, hogy a rebauzidóz B és a szteviolbiozid az izolálásnál keletkező műtermék. A glükozidok összes mennyisége a levél száraz tömegének akár 15%-át is elérheti. A szteviozid mintegy 250-300-szor édesebb a répacukornál (de keserű utóíze van), a rebauzidóz A 350-450-szer, ez a legédesebb és egyben a legkevésbé kesernyés ízű. A sztevia glükozidák mérésére általában a nagy teljesítményű folyadék-kromatográfiát alkalmaznak, de megfelelő a gázkromatográfia vagy az infravörös spektroszkópia is.  

A szteviozid vizes oldatban meglehetősen stabil: pH 1 és 10 közötti 60°C-os kétórás hőhatás nem okoz változást és pH 2-10 mellett a 80°C-t is legfeljebb 5%-os veszteséggel elviseli, de pH 1-nél teljes lebomlás következik be 2 óra alatt. Egyórás 100°C hőmérsékletet pH 3 és 9 között tolerál.

A sztevia levelének további összetevői

A levélben számos, biológiailag is hatékony vegyület található: labdanok (diterpének), flavonoidok, szterolok, triterpenoidok, klorofillek, szerves savak, mono- és diszacharidok, szervetlen sók, továbbá tanninok, alkaloidák, szívre ható glükozidok, szaponinok, redukáló vegyületek, anthraquinonok. Ezek az összetevők indokolják azt, hogy a sztevia természetes lelőhelyein a leveleket ősidők óta nemcsak édesítésre, hanem gyógyszerként is alkalmazzák. Például a tannin oldja a simaizmok görcsét és antioxidáns hatása is van. A szaponinok stimulálják az izomzat fejlődését, növelik a tesztoszteron szintjét, ezen kívül baktériumellenes és anti-diabetikus tulajdonsággal is rendelkeznek Ugyanakkor találhatók a levélben gátlóanyagok is: az oxálsav a kalcium, a vas felszívódását akadályozza (Lemus Mondaca et al).

A szteviol glükozidok extrahálása

A növény leveleiből a glükozidákat különböző eljárásokkal lehet kivonni: oldószeres extrakcióval, kromatográfos adszorpcióval, ioncserével, szelektív precipitációval, membrános folyamattal, szuperkritikus folyadékokkal. Az extrahálás végezhető egyszerűen forró vízzel, amelynek az előnye, hogy a kevésbé keserű rebauzidóz A jobban oldódik, mint a szteviozid, tehát az utóbbiból több kerül az oldatba. Használnak más oldószereket is: etanolt, metanol/kloroform keveréket, szorbitolt, propilén-glikolt. Kifejlesztettek közel 90%-os hatásfokkal működő, gyors szuperkritikus folyadékos módszert is, amelynél a folyadék széndioxid, 31°C-on, 74 bar nyomás mellett és metanol a módosító tényező. Hatékonynak találták ezt az eljárást a rebauzidóz C és a dulkozid A esetében is (Lemus-Mondaca et al; Liu et al). A késztermék ≥95%-os tisztaságú szteviol glükozida, bár vannak forgalomban 80-95%-os készítmények is. A sztenderd kivonat 3-7%-ban kesernyés ízű rebauzidóz C-t és dulkozid A-t tartalmaz, ezek mennyisége azonban további fizikai finomítási technológiával 1% alá szorítható és az utóíz jelentős mértékben eltűnik.

Az extraktum, amelyet a köznyelvben egyszerűen sztevia névvel illetnek, hővel szemben meglehetősen ellenálló: akár 198°C-t is elvisel barnulás nélkül, pH 3 és 9 között stabil, jól oldódik vízben és alkoholban. Mindez széleskörűen alkalmazhatóvá teszi az élelmiszeriparban és a háztartásokban, sütéshez, főzéshez. Nem toxikus, nincsenek mellékhatásai. A nyolcvanas években felmerült esetleges mutagenitásának veszélye, ezt azonban egyértelműen megcáfolták, a sztevia nem karcinogén és nem okoz fejlődési rendellenességet (Pezzuto et al; Benford et al; Brusick; Suttajit et al).

A szteviol glükozidok (sztevia) élelmiszeripari felhasználása

A sztevia az élelmiszeripar számos területén felhasználható, a cukor részbeni, vagy teljes helyettesítésére. A vonatkozó ajánlásokat a következő táblázatban foglaljuk össze.

Áttekintés a sztevia élelmiszeripari alkalmazhatóságáról

Termék

Cukor

helyettesítés, %

Sztevia

mennyisége, g/kg

Italok

Szénsavas

20-100

0,06-0,75

Gyümölcslé

30-50

0,078-0,278

Tejes

20-50

0,006-0,70

Italporok

20-100

1,7-20,0

Fagyasztott

levek

Jégkrém

Jégdesszert

60-100

0,4-1,0

Édességek

Rágógumi

50-100

0,4-1,0

Cukorka

50-100

Szükség szerint

Cukormentes

100

Szükség szerint

Kenyér és tészta

80-100

0,2-1,0

Dzsem, lekvár

80-100

2-12

Konzerv

20-50

Szükség szerint

Ízesítő, pác

20-30

0,1-0,6

Gyorsfagyasztott étel

80-100

1-3

Halak, tenger gyümölcsei

30-50

Szükség szerint

Alkoholos italok

Likőr

10-100

0,01-0,05

Bor

10-100

0,01-0,15

Pezsgő

Gyümölcsbor

Sör

10-40

Szükség szerint

Szájhigiéné

Fogpaszta

Szájvíz

Rágógumi

1-5, vagy szükség szerint

 

               Forrás: http://www.healthsweet.com

Szükség szerint szteviával édesítik a megfelelő gyártmányokat a gyógyszeriparban, a dohányiparban és megjelenik asztali édesítőként is.

A sztevia alkalmazható más édesítőszerekkel együtt, hatásukban egymást erősítik például az édesgyökér hatóanyagával, a glicirrizinnel, valamint az K-aceszulfámmal és az aszpartámmal (Tarnavölgyi)

A sztevia humán-biológiai jelentősége 

A szteviozid felszívódását és metabolizmusát elsősorban állatkísérletekben, patkányokon vizsgálták. A glükozid, nagy molekulasúlya következtében nem szívódik fel a vékonybélből, a vastagbél baktériumai viszont degradálják a molekulát, felszabadul az aglükon szteviol, amely ott abszorbeálódik. Utána a májba kerül, egy rész kiválasztódik a széklettel, másik része a májban glukuronid származékká konvertálódik, és a vizelettel távozik a szervezetből (Brahmachari et al).

A sztevia az energiát nem, vagy csak nagyon csekély mértékben szolgáltató, non-nutritivnek nevezett édesítőszerek (NNS, nonnutritive sweeteners, vagy LCS, low-calorie sweeteners) csoportjába tartozik. A táplálékhoz hozzáadott cukor mennyiségének mérséklése az optimális táplálkozás, az egészséges testtömeg elérésének fontos stratégiája, amely a vezető halálokok közé tartozó szív- és érrendszeri betegségek megelőzését is szolgálja (Johnson et al). Hasonlóan lényeges a cukorfogyasztás korlátozása a glükémiás kontroll, a cukorbetegség szempontjából is (Am Diab Assoc). A kutatások a NNS/LCS kategória számos tagját célozták meg, nem kizárólag a szteviát, azonban az eredmények erre is vonatkoztathatók.  A rendelkezésre álló adatok azt sugallják, hogy a NNS/LCS termékek használhatók egy strukturált étrendben a cukor helyettesítésére és ez az energia-bevitel mérsékelt csökkenéséhez, fogyáshoz vezet. Azonban csak abban az esetben, ha az így kieső energiát nem pótolják más forrásból, az étrend egésze kiegyensúlyozott. Sajnálatosan kevés az olyan jól felépített emberi megfigyelés, amely ezeknek az anyagoknak a szerepét vizsgálná a kívánatos testsúly elérésében, fenntartásában és a kardiovaszkuláris betegségek kockázatának minimalizálásában. Annyi azonban bizonyítottnak látszik, hogy a józan megfontolással használt NNS/LCS csökkenti a hozzáadott cukor mennyiségét, kisebb energia-bevitelt jelent, hozzájárul a súlyvesztéshez és javítja a metabolikus paramétereket akkor, ha a többi étrendi faktor is ezt a célt szolgálja (Gardner et al). Nem hagyhatók említés nélkül azok a megfigyelések, amelyek szerint a NNS/LCS tartalmú italok fogyasztása gyermekeknél éppen súlygyarapodást okozhat. Azonban ennek oka, anyagcsere háttere, a táplálkozás egyidejű részletes analízise távolról sem tisztázott, a kauzális összefüggés nem bizonyított: lehetnek más, eddig fel nem derített indokok is. Annyi kétségtelen, hogy a cukor helyettesítése NNS vagy LCS készítménnyel önmagában nem oldja meg a testtömeg szabályozásának, a kívánatos szint elérésének és megtartásának összetett problémáját (Brown et al; Foreyt et al). Hasonló következtetés vonható le a felnőtteknél végzett, főleg megfigyeléses (obszervációs) alapú tanulmányok áttekintéséből is (Anderson et al).

A magas vérnyomás (hipertónia) a kardiovaszkuláris betegségek és halálozás fontos tényezője, ahogyan ezt epidemiológiai adatok is bizonyítják. A hipertónia diagnosztizálása és megfelelő kezelése jelentős mértékben hozzájárul a kardiovaszkuláris kórképek előfordulási gyakoriságának a csökkentéséhez. Néhány tudományos közleményben számoltak be arról, hogy a szteviozid és a Stevia rebaudiana más alkotórészei csökkentik a kísérleti állatok vérnyomását. Ezek a kedvező eredmények késztették a kutatókat emberi megfigyelések elvégzésére. Hipertóniás személyeknek naponta háromszor adtak kapszulában 250 mg szteviozidot három hónapig, majd ellenőrizték állapotukat egy évig. A vizsgálatba bevontak vérnyomása (a szisztolés és a diasztolés egyaránt) szignifikánsan csökkent és ez a hatás egy év után is megmaradt. A biokémiai paraméterek (vérzsírok, vércukor) nem változtak, mellékhatást nem tapasztaltak (Chan et al).

Ugyancsak állatkísérletek utalnak arra, hogy a szteviozidnak védőhatása van a daganatokkal, a rákkal szemben. Patkányoknak szájon át beadva kivédte egy rákkeltő vegyi anyag (tetradekanoil-forbol-acetát, TPA) okozta elváltozást. Hasonló kedvező effektust más, hasonló triterpenoid vegyületnél is tapasztaltak. A TPA által kiváltott gyulladást is gátolták a szteviozid glükozidok: a rebauzidóz A és C; a dulkozid effektusa a hidrokortizonhoz hasonló, a szteviozidé az indometacinnál erőteljesebb volt. A glükozidok egereknél gátolták a dimetilbenz(a)antracén (DMBA) kezeléssel kiváltott bőrrákot. Szteviozid és metabolitja, a szteviol nagyobb koncentrációban az emberi vastagbélráksejtek tenyészetében csökkentette a sejtek életképességét. A szteviozid, a szteviol és az izoszteviol laboratóriumi körülmények között gátolta a karcinogén tulajdonsággal is rendelkező emberi herpeszvirus 4 (Epstein-Barr-vírus, HHV-4) antigénjének korai aktiválódását, valamint a TPA, DMBA és peroxinitrit bőrrák-okozó hatását egereknél (Brahmachari et al).

A cukorbetegség szempontjából lényeges, hogy a sztevia nem emeli a vércukor szintjét. A szteviozid patkányoknál fokozza az inzulin-érzékenységet, csökkenti a vércukorszintet, feltehetően előmozdítja az inzulin termelését, segíti a hasnyálmirigy inzulintermelő béta-sejtjeinek funkcióját, segít helyreállítani a metabolikus egyensúlyt cukorbetegségnél, illetve metabolikus szindrómánál. Étkezés előtt fogyasztott sztevia jobban mérsékli az étkezés utáni inzulinszintet, mint az aszpartam (Lailerd et al; Jeppesen et al; Dyrskog et al; Anton et al). A szteviozid és a szteviol a vesében, a hasnyálmirigyben, a bélrendszerben befolyásolja az ion-transzportot. Ezen tulajdonságuk alapján olyan készítmények állíthatók elő, amelyek javítják a cisztikus fibrózisban szenvedő betegek állapotát, illetve hasmenés-ellenesek (Brahmachari et al).

A sztevia kivonatát számos más vonatkozásban vizsgálták és közöltek adatokat előnyös tulajdonságairól. Így például gátolja baktériumok szaporodását, tehát van antimikrobás hatása, rendelkezik antioxidáns aktivitással, amely kifejezettebb, mint az E-vitaminé, vagy a zöldtea kivonaté. Édes, de nem okoz fogszuvasodást, csökkenti a vér koleszterinszintjét. Fokozza sejtek regenerációját, befolyásolja a véralvadást, erősíti a vérereket, epe- és vizelethajtó, gátolja az emésztőrendszerben fekélyek kialakulását. Mindezek emberre vonatkozó bizonyítása még kiterjedt kutatást igényel (Lemus-Moncada et al).

A sztevia feltehetően allergiás reakciót provokálhat olyan egyéneknél, akik érzékenyek a napraforgófélékhez tartozó növényekkel szemben. Megjelenik olyan ajánlás is, hogy terhesek ne fogyasszanak szteviát (Lemus-Moncada et al; Serio).

 

Irodalomjegyzék

American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes – 2012. Diabetes Care, 2012;35(Suppl 1):S11-S63.

Anderson GH, Foreyt J, Sigman-Grant M et al: The use of low-calorie sweeteners by adults: impact on weight management. J Nutr, 2012;142:1163S-1169S.

Anton SD, Martin CK, Han H et al: Effects of stevia, aspartame, and sucrose on food intake, satiety, and postprandial glucose and insulin levels. Appetite, 2010;55:37-43.

Benford DJ, DiNovi M, Schlatter J: Steviol glycosides, In: Safety evaluation of certain food additives. WHO Food Additives Series 54, WHO, Geneva, 2006, 117-144. oldal.

Brahmachari G, Mandal LC, Roy R et al: Stevioside and related compounds – molecules of pharmaceutical promise: A critical overview. Arch Pharm Chem Life Sci, 2011;1>5-19.

Brown RJ, De Banate MA, Rother KI: Artificial sweeteners: A systematic review of metabolic effects in youth. Int J Pediatr Obes, 2010;5:305-312.

Brusick DJ: A critical review of the genetic toxicity of steviol and steviol glycosides. Food Chem Toxicol, 2008;46:S83-S91.

Chan P, Tomlinson B, Chen Y-J et al: A double-blind placebo controlled study of the effectiveness and tolerability of oral stevioside in human hypertension. J Clin Pharmacol, 2000;50:215-220.

Dryskog SE, Jeppesen PB, Colombo M et al: Preventive effects of soy-based diet supplemented with stevioside on the development of the metabolic syndrome and type 2 diabetes in Zucker diabetic fatty rats. Metab Clin Exp, 2005; 54:1181-1188.

EU rendelet: A Bizottság 1131/2011/EU rendelete (2011. november 11.) az 1333/2008/EK európai parlamenti és tanácsi rendelet II. mellékletének a szteviol glikozidok tekintetében történő módosításáról. Az Európai Unió Hivatalos Lapja, 2011.11.12. L 295/205-211.

Foreyt J, Kleinman R, Brown RJ et al: The use of low-calorie sweeteners by children: implication for weight management. J Nutr, 2012;142:1155S-1162S.

Gardner C, Wylie R, Gidding SS et al: Nonnutritive sweeteners: current use and health perspective. Diabetes Care, 2012; doi: 10.2337/dc.12-9002

Jeppesen BP, Gregersen S, Rolfsen SE et al: Antihyperglycemic and blood pressure-reducing effects of stevioside in the diabetic Goto-Kakizaki rat. Metab Clin Exp, 20013;52:372-378.

Johnson RK, Appel LJ, Brands M et al: Dietary sugars intake and cardiovascular health: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation, 2009;120:1011-1020.

Lailerd N., Saengsirisuwan V, Sloniger JA et al: Effects of stevioside on glucose transport activity in insulin-sensitive and insulin-resistant rat skeletal muscle. Metab Clin Exp, 2004;53:101-107.

Lemus-Mondaca R, Vega-Gálvez A, Zura-Bravo L et al: Stevia rebaudiana Bertoni, source of a high-potency natural sweetener: A comprehensive review on the biochemical, nutritional and functional aspects. Food Chemistry, 2011; doi: 10.1016/j.foodchem.2011.11.140

Liu J, Ong C, Li S: Subcritical fluid extraction of Stevia sweeteners from Stevia rebaudiana. J Chromatography 1997;35:446-450.

Pezzuto JM, Compadre CM, Swanson SM et al: Metabolically activated steviol, the aglycone of stevioside, is mutagenic. Proc Natl Acad Sci USA, 1985;82:2478-2482.

Savita S, Sheola K, Sunanda S et al: Stevia rebaudiana – A functional component for food industry. J Human Ecology, 2004;15:261-264.

Scientific opinion on the safety of steviol glycosides for the proposed uses as a food additive. EFSA Journal, 2010;8(4):1537.

Serio L: La Stevia rebaudiana, une alternative au sucre. Phytothérapie, 2010;8:26-32.

Statement of EFSA: Revised exposure assessment for steviol glycosides for the proposed uses as food addtive. EFSA Journal, 2011;9(1):1972.

Suttajit M, Vinitketkaumnuen U, Meevatee U et al: Mutagenicity and human chromosomal effect of stevioside, a sweetener from Stevia rebaudiana Bertoni. Environm Health Perspect, 1993;101(Suppl 3):53-56.

Tarnavölgyi G: Az édesítőanyagok technológiai és humánegészségügyi vonatkozásai 2. rész. Élelmezési Ipar, 2009;63:230-235.

 

(Szerző: Dr. Bíró György ny. egyetemi tanár, az orvostudomány doktora)