ТЕЗА ЗА ДИПЛОМА. Наслов на тезата. Стевиа во исхраната на луѓето. посакувана академска диплома. Магистер на науки (маг. Рер. Нат.
ДЕПЛОМА ТЕЗА Наслов на дипломската работа Стевиа во човечка исхрана Посакувана академска диплома Магистратура на природни науки (Маг. Рер. Нат.) Автор: Вероника Касенбахер Број на матура: 0307175 Број на студија (според лист на студијата): А 474 Област на студии (според лист на студијата): Супервизор .-Проф. Магистер д-р Петра Руст Виена, 2011 година
I Содржина Список на фигури. V Список на табели. VI Список на кратенки. VII 1. Вовед и прашање. 1 2. Стевиа ребаудијана Бертони. 3 2.1. Ботаника. 3 2.2. Историја и дисеминација. 6 2.3. Област на потекло. 9 2.4. Одгледување. 10 2.5. Хемиска структура и состојки. 14 2.5.1. Засладувачи од Stevia rebaudiana. 14 2.5.2. Други состојки. 15 2.6. Правна основа: ситуација во ЕУ и во други земји. 17 2.6.1. Правна состојба во Јапонија. 17 2.6.2. Правна состојба во САД. 17 2.6.3. Правна состојба во Европа. 18 2.7. Интерес од различни гранки на индустријата. 19 3. Употреба во исхраната на луѓето. 21 3.1. Засладувачи. 21 3.1.1. Сладок ефект. 21 3.1.2. Прием. 22 3.1.3. Засладувачи со висок интензитет. 22 3.1.3.1. Синтетички засладувачи. 23
II 3.1.3.2. Засладувачи од природно потекло. 27 3.1.4. Стевиа како засладувач. 28 3.1.4.1. Ребиана, многу чист ребаудиозид А. 29 3.1.4.2. Засладувач на стевиа. 32 3.2. Фармакокинетика и метаболизам. 34 3.3. Токсичност. 42 3.3.1. Канцерогеност. 42 3.3.2. Студија за акутна токсичност. 45 3.3.3. Студија за субхронична токсичност на ребаудиозид А. 46 3.3.4. Плодност и тератогеност. 47 3.3.5. Генетска токсикологија/генотоксичност. 51 3.3.6. Внес на висок интензитет на засладувач rebaudioside A. 53 3.4. Болести на кои може да се изврши позитивен ефект. 54 3.4.1. Прекумерна тежина и дебелина. 54 3.4.1.1. Дефиниција 54 3.4.1.2. Истовремени и секундарни болести. 55 3.4.2. Дијабетес мелитус тип 2. 56 3.4.2.1. Дефиниција 57 3.4.2.2. Секундарни болести. 59 3.4.3. Хипертензија 59 3.4.3.1. Дијагноза и класификација на крвниот притисок. 59 3.4.3.2. Истовремени и секундарни болести. 60 3.4.4. Метаболичен синдром. 61 3.4.4.1. Дефиниција 61 3.4.4.2. Секундарни болести. 62
III 3.4.5. Фенилкетонурија. 62 3.5. Можни корисни ефекти на Stevia rebaudiana. 63 3.5.1. Хиперлипидемија. 63 3.5.2. Дијабетес мелитус тип 2. 64 3.5.3. Антихипертензивен ефект. 70 3.6. Други позитивни ефекти на Stevia rebaudiana. 74 3.6.1. Анти-ротавирусна активност. 74 3.6.2. Антивоспалителни и имуномодулаторни ефекти. 74 3.6.3. Бактерицидно дејство. 75 3.6.4. Хемопревентивен ефект. 75 3.6.5. Антиоксидантно дејство. 76 3.6.6. Кариоген потенцијал и ефект врз формирањето на плаки. 76 3.6.7. Антиамнестички ефект. 77 3.7. Употреби 77 3.7.1. Прехранбена индустрија. 78 3.7.2. Фармацевтска индустрија. 79 3.7.3. Земјоделството. 79 3.8. Развој на производи во прехранбената индустрија и очекување на потрошувачите. 79 3.9. Пазар за безалкохолни пијалоци кои содржат засладувачи. 80 3.10. Избор на производи. 81 3.10.1. Безалкохолен пијалок сок од праска. 81 3.10.2. Нектар од сладок пијалок. 81 3.10.3. Слатки млечни производи. 82 3.10.4. Суво овошје. 82 3.10.5. Лесен кечап. 82
IV 3.10.6. Намалено калорично чоколадо. 82 4. Заклучок. 84 5. Резиме. 89 6. Резиме. 90 7. Библиографија. 91 CV. 109
VI Список на табели Табела 2.4.1 Барања за одгледување на Stevia rebaudiana [KIENLE, 2010b] Таб. 2.4.2 Технологија на одгледување на Stevia rebaudiana [KIENLE, 2010b] Таб. 2.4.3 Продуктивност на Stevia во различни климатски зони [KIENLE, 2010b] Таб. 2.5. 2.1 Состав на масни киселини (g/100g) масло од лисја стевија [TADHANI and SUBHASH, 2006] Таб. 3.1.4.1 Различна сладост на дериватите на стевиол [SHEVCHENKO et al., 2010] Таб. 3.1.4.1.1 Количина на ребиана што се користи во разни производи [мод . според ПРАКАШ и сор., 2010] Таб. 3.3.1.1 Преглед на студии за хронична токсичност и канцерогеност кај стаорци со стевиозид [MAIER and HUBER, 2010] Таб. 3.4.1.1.1 Класификација на тежината кај возрасни врз основа на БМИ (според СЗО, 2008 ) [СЗО, 2011] Таб. 3.4.2.1.1 Диференцијални дијагностички критериуми за дијабетес тип 1 и тип 2 при дијагностицирање [KERNER and BRÜCKEL, 2009] Таб. 3.4.2.1.2 Дијагностички критериуми за дијабетес мелитус [KERNER и BRÜCKEL, 2009] Таб. 3.4.3.1.1 Класификација на крвниот притисок [SLANY et al., 2007] Таб. 3.5.2.1 Физиолошки ефекти на стевиол и стевиозид, како и екстракти од Stevia rebaudiana [мод. според МАИЕР и ХУБЕР, 2010 година]
VII список на кратенки ADI BMI CHL DOCA E EC EFSA EG ESI EU FAO FDA HDL IR JECFA KG LC LD LDL MS NMR NOAEL NOEL OGTT ppm RP-HPLC Прифатливо дневно внесување (дозволено дневно внесување) Индекс на телесна маса (индекс на телесна маса) Кинески хрчак белодробно крило (белите дробови на кинескиот Хрчаци) Деокси-Кортико-Стерон-Ацетат Европа, Е-број Европската комисија (Европската комисија) Европски орган за безбедност на храната (Европски орган за безбедност на храна) Европска заедница јонизација со електро прскање Европската унија Организација за храна и земјоделство (организација за храна и земјоделство) храна и лекови Администрација (Агенција за безбедност на храна и лекови на САД) Липопротеин со висока густина Инфрацрвен заеднички ФАО/СЗО Експертски комитет за адитиви во храна Тежина на телото Течна хроматографија Смртоносна доза со ниска густина липопротеинска маса спектрометрија нуклеарна магнетна резонанца Не е забележано негативно влијание Ефект на ниво на орален Г. лукосетолеранзатестни делови на милион Течна хроматографија со обратна фаза со високи перформанси (хроматографија во обратна фаза)
VIII SCF Научен комитет за храна S9 Супернатант (супернатант), центрифугирање на 9000 g T 3 T 4 TS USA US UV VLDL WHO Triiodothyronine тироксин сува материја Соединетите Американски Држави Ултравиолетова многу ниска густина липопротеин Светска здравствена организација (Светска здравствена организација)
2 Целта на оваа дипломска работа е да најде одговори на сите овие прашања со проценка на научните податоци, како и да го претстави растението Stevia rebaudiana Бертони, кое исто така станува сè попопуларно во Европа и да го демонстрира својот потенцијал.
3 2. Стевиа ребаудијана Бертони 2.1. Ботаника Stevia rebaudiana Бертони припаѓа на семејството на сончогледи (Asteraceae или Compositae). Фабриката е родена во Парагвај, во долината на Рио во понеделникот. Преферираното живеалиште е песочна почва во близина на водата. [KATAYAMA et al., 1976 цитиран од RAY, 2008] Фабриката стевиа може да порасне и до 65 см висока во дивината. Тоа е мала, грмушкава, повеќегодишна фабрика. [ROBINSON, 1930 цитиран од RAY, 2008] Сл. 2.1.1 Стевиа Ребаудијана Бертони [SUTTAJIT et al., 1993] Има повеќегодишен ризом. Ова се состои од корен врат од кој произлегуваат сите корени. Едвај постои формација на фини корени. Корените обично продираат околу 15 см длабоко во земјата. Пукањата се развиваат од коренскиот врат на почетокот на новата сезона на растење. Надземниот дел од растението е годишен. [КИЕНЛЕ, 1993а]
4 Сл. 2.1.2 Ризом Stevia rebaudiana [KIENLE, 1993a] Лисјата се светло до темно зелена, распоредени еден спроти друг, долги 5-8 см и ширина 2-3 см. Можни се форми на лисја во форма на јајце, елипсовидна до дијамант. Над, сепак, формата на листот е повеќе ланцетна. Засекот на маргината на листот и дизајнот на основите на листот се различни. [KIENLE, 1993a] Структурата на влакната на растението на површината на листот има две различни големини - голема од 4-5 μm и мала од 2,5 μm. [SHAFFERT and CHETOBAR, 1994b цитиран од BRANDLE et al., 1998] Цветовите се со големина од 7-15 мм, бели и распоредени во неправилна inflorescence. [ROBINSON, 1930 цитиран од RAY, 2008] Цветните глави се хомогени, главно со 5 цвеќиња и имаат тесен, цилиндричен 5-6-ливчест плик, долг приближно 1 см. Странично пукање од прв ред може да има помеѓу 10 и околу 200 глави. Плодот е од 4 до 5 острици, долг и тенок. [КИЕНЛЕ, 1993а]
5 Сл. 2.1.3 Цртеж на цветна глава, цвет и штанд од овошје [KIENLE, 1993a] Семето е ахане (затворачко овошје) со круна на косата како пердув. [ROBINSON, 1930 цитиран од RAY, 2008] Тој е ангиосперм, долг приближно 3 мм, триаголник, зарамнет и на крајот има папус. Поголемиот дел од опрашувањето го прави ветрот, но тоа е можно и од инсекти, особено за време на цветниот период. [KIENLE, 1993a] Сл. 2.1.4 Цртеж на ахените [KIENLE, 1993a] Stevia е растение со краток ден со критична должина на денот од околу 13 часа. [BRANDLE et al., 1998] Репродуктивната анатомија на мажјакот
9 различни производи од стевиа се достапни. Сепак, тие не можат да бидат прогласени за храна или додаток на храна. [KIENLE, 2010a] На почетокот на 2010 година, EFSA конечно даде позитивна проценка на безбедноста на стевиол гликозидите. Ова може да доведе до рано одобрување во ЕУ. 2.3. Област на потекло Природниот дом на стевиа е полу-влажна, суптропска клима во 22-та до 23-та јужна географска ширина и 55-та до 56-та западна географска должина. [KIENLE, 1993b] Сл. 2.3.1 Област на потекло на Stevia rebaudiana [KIENLE, 1993b]
10 Во овој регион има годишни врнежи од 1500 до 1800 mm и годишна просечна температура од 21 C. Температурните екстреми се движат од -6 C до +43 C. Температурните разлики помеѓу денот и ноќта можат да бидат повеќе од 10 C. Земјениот мраз не се јавува. [KIENLE, 1993b] 2.4. Одгледување Stevia rebaudiana има одредени услови за одгледување. Ако годишните временски флуктуации се премногу големи, приносот е многу мал. Ова е случај во земјите северно од географската ширина 45N. Економско култивирање е можно во 120 од 192 земји во светот. [KIENLE, 2010b] Таб. 2.4.1 Растечки барања за Stevia rebaudiana [KIENLE, 2010b] Во моментов околу 88% од одгледувањето се одвива во Кина и 10% во Парагвај. Аргентина, Индија, Австралија, Кенија и други земји сакаат да го следат примерот и, исто така, да растат стевија од поголем обем. Тие се надеваат дека ова ќе им даде високи удели на пазарот. Комерцијалното одгледување сè уште не е можно во Европската унија. За ова, Комисијата на ЕУ мора прво да даде одобрение. Пред тоа нема економска основа. Сепак, во
11 различни региони на Европската унија пробно одгледување, што постигна добри резултати. [КИЕНЛЕ, 2010б] Колку навистина се одгледува Стевија ребаудијана ширум светот, може да се процени само затоа што недостасуваат статистички податоци. Изјавите на компаниите што произведуваат стевиол гликозиди повеќе одговараат на нивните посакувани производствени цели во иднина. Сл. 2.4.1 го покажува статусот на глобалното одгледување стевија во јуни 2009 година и степенот до кој одгледувањето може да се зголеми до 2012 година. [KIENLE, 2010b] Сл. 2.4.1. Светско одгледување на Stevia rebaudiana (заклучно со јуни 2009 година) [KIENLE, 2010b] Stevia rebaudiana може успешно да се одгледува во различни климатски области ширум светот. Растот е можен со различни услови на растење. Кога растете стевија, мора да се обрне внимание на техниката на одгледување. Во различни климатски зони мора да се користат различни техники. [КИЕНЛЕ, 2010б]
14 2.5. Хемиска структура и состојки 2.5.1. Засладувачи од Stevia rebaudiana Во лисјата на Stevia rebaudiana, се формираат компоненти со сладок вкус. Хемиски гледано, ова се дитерпен гликозиди. Сите овие дитерпеноидни гликозиди ја имаат истата основна хемиска структура, стевиол. Но, тие се разликуваат во остатоците од јаглени хидрати. Дитерпен алкохол, стевиол, е почетен производ на синтезата. Молекулите на глукоза се врзуваат за стевиол. Се формираат стевиол гликозиди. Тие се разликуваат во бројот на молекули на глукоза и каде се врзани. Ова создава супстанции со различни сладости. Сл. 2.5.1.1 ја покажува хемиската карактеризација на стевиол и некои од неговите деривати. [MAIER и HUBER, 2010]
20 користени. Ова овозможи заштита на патентите. Пепси-Кола сега сака да го следи примерот заедно со Мерисант, претходниот производител на аспартам. Компаниите имаат високи цели. Во извесна смисла, сакате да го нападнете пазарот на шеќер. 20-25% од потрошувачката на шеќер во светот треба да се замени со засладувачи на стевиа. [КИЕНЛЕ, 2010а]
22 Намалете го внесот на енергија и со тоа обидете се да го намалите проблемот со прекумерна тежина или дебелина. Исто така, луѓето со дијабетес можат да имаат корист од производи за засладување. [ТОМБЕК, 2010] 3.1.2. Засладувачите за одобрување се меѓу додатоците на храната. Потребно е одобрување пред да може да се користат. За адитивите што се одобрени во ЕУ, меѓународните стручни комитети (SCF или EFSA и JECFA) доставија здравствена проценка пред одобрување. Засладувачите се темелно тестирани и пред да бидат одобрени. [BfR, 2003] 3.1.3. Засладувачи со висок интензитет Сл. 3.1.3.1 Преглед на засладувачи со висок интензитет [САСС, 2010] Засладувачите со висок интензитет имаат тенденција да стануваат горчливи со зголемување на концентрацијата. Ова сугерира дека истите хемиски својства што создаваат горчина можат да играат улога во согледаната јачина. Значи, постои зголемување на горчината на соединенијата со сладок вкус
27 Сл. 3.1.3.1.6 Сукралоза [EBERMANN и ELMADFA, 2008] 3.1.3.2. Засладувачи од природно потекло Неохесперидин дихидрохалкон, Е 959 Неохсперидин дихидрохалкон е засладувач без калории, кој се прави од флавоноиди кои се наоѓаат во агруми (грејпфрут, горчлив портокал) и е околу 300-2000 пати послатко од сахарозата. Засладувачот има одложен сладок вкус и вкус на сладунец. Неохесперидин дихидрохалконот се користи во гуми за џвакање, бонбони, миење на устата, паста за заби, некои овошни сокови и некои фармацевтски производи. [GODSHALL, 2007] Вредноста на ADI е 5 mg/kg телесна тежина/ден (SCF). [BfR, 2003] Сл. 3.1.3.2.1 Неохесперидин дихидрохалкон [EBERMANN и ELMADFA, 2008] Thaumatin, E 957 Thaumatin е мешавина од протеини со вкус на вкус од плодовите на западноафриканската билка (Thaumatococcus daniellii) и приближно
31 Ребаудиозид А може да се комбинира и со засладувачи без калории и со калории. Тоа може да доведе до синергија. Ова може да подобри одредени својства како вкус, стабилност или профил на време/сладост. [ПРАКАШ и др., 2008] Стабилноста на Ребиана зависи од производот. Во безалкохолни пијалоци како кола или лимон-вар таа остана прифатливо слатка во текот на 26 недели складирање. Повеќето безалкохолни пијалоци се користат во рок од 16 недели. Како засладувач на маса, користен во разни препарати, Ребиана беше стабилна најмалку 52 недели. Стабилноста во гума за џвакање беше 26 недели. За време на пастеризација (
88 Ц за 5 минути) и ферментација на јогурт, немаше значително намалување и Ребиана беше стабилна за 6 недели складирање. Кога печете бела торта (
177 C за 20-25 минути) и со последователно складирање 5 дена (
25 C и 60% релативна влажност) немаше значително губење на Rebiana. Покрај тоа, Ребиана може успешно да се користи во житарки за појадок и храна базирана на жито, нутрацевтички производи, фармацевтски производи, гелови за јадење и кондиторски производи. [ПРАКАШ и др., 2008] Количината на користена Ребиана зависи и од производот. Табелата 3.1.4.1.1 ја покажува концентрацијата на Ребиана како единствен засладувач во разни производи. [PRAKASH et al., 2008] Опсег на производи * (mg/kg или mg/L) газиран безалкохолен пијалок 50-600 уште безалкохолни пијалоци 50-600 инстант безалкохолни пијалоци 200-2000 засладувач на маса 800-4000 печива 200-1000 млечни производи 150-1000 гуми за џвакање 300 -6000