"Стевия – stevia стевия, стевия трава стевия свойства польза стевии"
Стевия – трава для здоровья
Стевией (stevia) можно интересоваться не только тем, что она состоит из очень сладких гликозидов.
Парадокс в том, что кое-какие страны используют стевию заменяя ею сахар, и тем временем американское, ведомство FDA (Food & Drug Administration), ведомство в США, которое контролирует пищу и лекарства на безопасность, подразделяет стевию как "продукт с неопределенной безопасностью". Попытаемся выяснить возникновение проблемы.
Из истории
Европейцы, пристрастившись к сладкому (употребление сахара действует на выделение гормонов удовольствия), положили начало процесса глобализации: сахар превратил Новый Свет черно-красно-белый континент. Сострадание было позабыто, на плантации сахарного тростника загонялись десятки тысяч рабов из африки. Только когда появилась сахарная свекла, а случилось это во времена наполеоновских войн, сам сахар перестает быть колониальным продуктом.
Испанцы, захватив Южную и Центральную Америку, совсем не интересовались культурой, культивируемой уничтожаемыми ими индейцами. Их не интересовал вопрос - "Как они могут обходиться без сахара?" Этот вопрос прояснил только в самом начале 19 века Мойзес Сантьяго Бертони, заинтересовавшись рассказами о необычном растении, очень сладком на вкус, что вполне объяснимо, его должность - директор агрономического колледжа, что находится в столице Парагвая Асунсьоне. Бертони смог раздобыть только пучок веточек. Он приступил к исследованию, окончательно определив и описав вид этого растения только через 12 лет. Это случилось в 1903 году, когда он получил в подарок от священника живой экземпляр растения.
Определив его как нового представителя рода стевии. Бертони называет его Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni, упомянув в названии свое имя и имя своего помощника, приятеля Овидия Ребауди, доктора химии, который помог ему сделать экстракт.
В род стевии входят около 280 видов, они включены в трибу Eupatorium, семейство сложноцветных (русское название - посконники).
Самые главные вещества, делающие Stevia rebaudiana (далее будем называть - стевия) знаменитой, находят только в ней - ребаудиозиды и стевиозид. Они относятся к дитерпеноидным глюкозидам (к агликонам рассматриваемых гликозидов присоединяются остатки глюкозы и только, а не другие моносахариды). Считается, что их сладкий вкус в 200 - 400 раз более сильный, чем у сахарозы (обычный сахар).
В 1931 году, М. Бридель и Р. Лявей, химики из Франции, выделили стевиозид в чистом виде. Содержание его в растении 4 - 20% сухого веса растений, а ребаудиозидов и других встречающихся в стевии аналогов, меньше вдвое.
В природе ареал этой сладконосной травы очень узок. Им является долина притока реки Параны, в высокогорье на границе Бразилии и Парагвая. Было предположение, что она очень редкая, почти как женьшень.
Ситуация со стевией в настоящее время
В США, например, пищевое использование стевии определяется лояльностью чиновников FDA. По правилам этого учреждения, если продукт для пищи или медицинского применения, то его можно утвердить к приченению разрешенное FDA по двум путям: экспертиза, или подразумевающееся как традиционное использование. В FDA определили стевию как не имеющую традиционного использования, экспертиза, вернее отсутствие всесторонней экспертизы, всегда дает данные для повода дающие утверждать об отсутствии данных о ее безопасности. Так стевия попала в небезопасные пищевые добавки.
Это значит - если ее глюкозиды обнаруживаются в продуктах или она указана на этикетке, то этот товар, его этикетки, сопровождающая литература, рекламные материалы в США арестовываются, а какие будут последствия можно догадаться. Хоть и немного, но случаи такие были. В Техасе в месте с продуктами стевии полицейские приставы изъяли и уничтожили 2500 кулинарных книг (вот вам и свобода слова).
Информация о "непримеримой" войне в США с непомерным употреблением сахара поступает давно. В США, именно здесь, ставшим когда-то вожделенный продукт Нового Света, прежде, чем в другом регионе мира, превращается во зло имеющее своим результатом ожирение и диабет. Подобно победе над табакокурением, в настоящее время можно ожидать таких же суровых мер и к сахару. Бизнес есть бизнес - заменив сахар низкокалорийные сахарозаменители пошатнули корпорации вынудив их сократить производство, а это связано с огромными деньгами. Страсти закипели. В сторону FDA выдвигаются североамериканской общественностью обвинения в продвижении с необоснованных позиций аспартама, экспертов обвиняют в необъективности, в сговоре в структуре FDA, "Кока-колы" и "Монсанто" и в других грехах.
Если борьбу с бюрократией ведут только начинающие политики, то предприниматели дают взятки или ищут другие обходные пути. Также случилось и со стевией. Теперь ее официально покупают в США с 1995 года, только в виде диетической добавки. Биологически активные добавки (БАД) и продукты для диетического питания - особый вид; многие страны поместили ее не между лекарствами и пищей, а совсем в другую сторону.
США можно назвать империей аспартама, приходится считатся с этим. Производители не выпускают готовые смеси стевии и мате для любителей чая мате. Если он попадет случайно в США, его просто конфискуют. И. Ильф и Е. Петров в "Одноэтажной Америке" справедливо заметили, что смысла нет и в "паблисити", когда запрещено "просперити". Но все с точность до наоборот оказалось со стевией. Для того, чтобы продавить ее через FDA правильно бы следовало тесно увязать с продуктом мате, ставшим традиционным и признанным GRAS(здесь ссылка на википедию http://en.wikipedia.org/wiki/Generally_recognized_as_safe). Интересно, но для "сладкой травы" исторические факты куда беднее, в сравнении с мате. Их дополнили легендами и обтекаемыми формулировками, содержащими неточности, притом явными.
Узкий эндемик, стевия, еще 100 лет назад была мало распространенная и в Парагвае. Сам Бартони, имеющий прфессиональные связи не смог сразу ее отыскать. Есть факты о том, что лейб медик испанского короля Филипп II Франсиско Гернандес оставил строки с описанием "сладкой травы" индейцев (ацтеков, а не гуарани). Но как оказалось это не стевия ("Caa-hee"), а "Tzonpelic xihuitl" (Lippia dulcis Trev. - липпия сладкая). Липпия сладкая включает в себя сесквитерпен гернандульцин (понятно - название в честь лейб-медика). Он еще слаще стевиозида, по отношении к сахару в 1000 раз. Он является патентованным подсластителем, но без практического применения. У него очень низкая растворимость в воде и слабая термостойкость, и вкус своеобразный, не "чистый". Он применяется при исследовании рецепторов вкуса, являясь химической моделью сладости.
Дисциплинирующая и организующая сила любого общества считается бюрократия. Если вам противопоказано из-за убеждений или по здоровью пить напитки с аспартамом, сахаром и сахарином , конечно, тоже, в США, например, остается только купить в разных отделах магазина или аптеки экстракт или листья стевии, добавить фрукты и дома сварить напиток самому. Почему нельзя сразу смешать, как аспартам, заранее, при разливе в бутылки, не объяснить просто так. Дискуссия на эту тему с FDA не опубликована и ведется, скорее, в рабочем порядке. Что интересно, один названный неизвестный чиновник из FDA выдал шутку: "Если мы захотим, то можем запретить и морковь".
Вышло порядка сотни работ, как по токсичности самой стевии, так и по отдельным ее компонентам, поэтому подбирая подходящие можно сделать соответствующие нужные выводы. Тем не менее имеется один случай - в трудах Европейского исследовательсеого стевия-центра указано, что токсичность стевии зависит только от дозы. Как известно, в малых дозах и яд - лекарство.
Стевию подозревают в 3-х преступлениях: мутагенности, антиандрогенности и, следовательно, канцерогенности. Работы исследователей, имеющих самую высокоточную аппаратуру, которая позволяет определять глюкозиды стевии с точностью до единиц пикограмм, смогли выяснить биохимическую схему стевии в организмах людей, кур, мышей и крыс. Оказывается, что ее глюкозиды, попадая в организм млекопитающего не изменяются - нет соответствующих ферментов в кишечном тракте, а если и просочились сотые доли процента, то они вместе с мочой покидают организм без изменений. Ни в моче, ни в крови не удалось найти никаких продуктов распада стевиозида, с точностью до пикограммов. Единственное имеющееся исключение - стевиол, являющийся фрагментом молекулы стевиозида, остающегося после отщепления глюкозы. Между тем, ощепление осуществляется перед тем, как стевиол проникнет через стеку кишечника. Это происходит благодаря симбиозу с бактериями кишечного тракта. Они утилизируют небольшую часть глюкозидов стевии. На этот стевиол больше всего падает подозрений. Его обвиняют в том, что он вызывает мутации у отдельных кишечных палочек и у крыс, на которых проводились опыты со стевией иногда не было потомства.
Последние подозрения вызваны структурой стевиола, похожей на стероидные гормоны, а также существует легенда о применении стевии в качестве контрацептива парагвайскими женщинами.
Об антиандрогенных способностях стевиола первые данные появились в экспериментах проводимых Дорфманом и Несом, которые были поставлены на цыплятах в 1960 году - по росту гребня у них можно контролировать изменение активности андрогенов (мужских половых гормонов). Имеется специализированная "каплунья единица" активности гормонов. Принимая дозу 1,2 г/кг веса, что для человека соответствует по сладости мешку сахара в день, ученые зафиксировали снижение активности. Через 8 лет Ж.Куч и Г. Паланс приготовили из порошка сухой стевии настой с концентрацией 5 г/100 мл - около 100 чайных ложек на 200 гр. стакан, и только его давали самкам мышей. На килограм веса мышей получалось 0,5 гр. Ни на вес и на здоровье влияние не было оказано, но плодовитость уменьшилась на половину. Об этом авторы рассказали в журнале "Science" на весь мир. Но в 1975 году Й. Йокояма и Х. Акаси не выявили никаких последствий при дозе 0,1 г./кг. веса. наступил 1996 год и С. Шиотсу постаравшийся с максимальной точностью повторить опыты Куча, но на большом числе мышей, и также не обнаружил изменения плодовитости после приема стевии. Статья была опубликована в "Tech. J. Food Chem. Chemicals".
Ученый М. Мелис в 1999 году в течение 2 месяцев давал самцам мышей питье с настоем стевии, причем вес потребляемых ежедневно листьев свежих растений был больше половины веса самого животного. В пересчете на вес животных доза получалась равной 5,3 г./кг. С такой дозой у самцов проблема с размножением возникла. Снижение дозы в 5 раз, до все еще огромного 1 г/кг снимает эти проблемы. Это выяснил в 2004 году Дж. Геунс.
Опыты, достаточно многочисленные, проведенные с ребаудиозидом и со стевиозидом, показывают, что эти глюкозиды не только не канцерогенны, а наоборот уменьшили вероятность получения аденомы или рака молочных желез у подопытных животных, а также снизили скорость роста рака кожи. Стевиол был уличен в мутагенности только на один штамм сальмонеллы. Другие клетки, кишечные палочки, другие штаммы сальмонеллы не реагируют на стевиозид. Даже супердозы чистого стевиола - 4,0 г/кг не вызывают признаков мутации ни в каких тканях мышей. Да и у этого, злополучного штамма сальмонеллы, активность стевиола не такая высокая: например у бензапирена она в три тысячи раз выше, который присутствует даже в дыме сгоревшего дерева. Мы неизбежно имеем с ним дело когда, например, побывав на пикнике едим шашлык или другие продукты зажаренные на углях или на костре. Точно такая же мутагенность обнаруживается у производных стевиола, метилового эфира, например. Но мы уже говорили - никаких призводных стевиола в крови испытуемых добровольцев обнаружено не было.
Теперь уже доказано, летальная доза стевиозида (LD50) составляет 15г. стевиозида на 1кг. живого веса. Такого уровня добиваются кормя мышей только одной стевией, что для человека при значении LD50 по сладости равноценно 300 кг сахара в день (это 12 мешков). Экспериментируя на животных, Ребауди убедился в безвредности стевии не прибегая к таким большим дозам. Вполне очевидно, что привычная доза - 2-3 листика на чайную чашку - также далека от летальной, использованной в опытах, как и количество соли на кончике ножа от пуда соли. Даже более того, тщательное исследование крови добровольцев, принимавших экстракт стевии, показало, что продуктов метаболизма стевиола и производных стевиола обнаружено не было, просто он уходил с мочой, весь неизрасходованный в виде моноглюкозида. Максимальное количество этого моноглюкозида не превышало 100 нг на мг плазмы крови.
Стевия — царица полей
То, что открыл Бертони, не осталось незамеченным. Стевию начали культивировать, первый урожай в 1 т сухих листьев был получен уже в 1908 году. Растение, к счастью, в плане культивирования обладает пластичностью. Подобно индейской кукурузе, ареал ее возделывания может быть продлен вплоть до Полярного круга. Плохо стевия размножается семенами. Н. И. Вавилов, будучи в экспедициях 1930–1936 гг., прислал в свой ВИР в тогдашнем Ленинграде из Южной Америки семена стевии, но прорастить их не получилось. Дикая стевия теперь встречается еще реже. Поскольку она размножается вегетативно, а леса вырубили на древесину и естественная культивация не имеет места. Являясь вечнозеленым кустарником, стевию, однако, в дали от тропиков выращивают в однолетнем варианте. Для этого каждый год готовят рассаду. Как многолетнее растение она может культивироваться дома - на подоконнике.
Разведением стевии пытались заниматься в разных странах, особенно новинкой заинтересовались в Китае и Японии. В Японии запрещены цикламат и сукралоза, так как здесь посчитали их наиболее опасными для здоровья. Министерством сельского хозяйства, лесов и рыболовства еще в 1960-х годах была поддержана программа предполагавшая интродуцировать стевию из Парагвая. Ее свершение в Японии назвали "зеленой революцией". Революция захватила и соседние страны. На пищевые цели в Японии, уже в 1982 году было употреблено 1000 т стевии, 300 тонн своей, завезено: из Таиланда - 100 т, с Тайваня - 150 т., из континентального Китая - 450 т., Южная Корея, Бразилия, И Малайзия добавили еще 50 т. Сейчас, половина продуктов питания в Японии содержит стевию. Много выращивается стевии в Южной Америке. В Парагвае на душу населения стевии приходится 8 кг. в год. Мнение специалистов подтверждает эту контрацептивную дозу для женщин Парагвая. При 300 раз более сладкая стевия идентична для парагвайцев 800 г сахара в день - жизнь получается приторно-сладкой. Если сравнивать с Бельгией, то там приходится всего 135 г настоящего сахара в день на душу населения.
У нас стевией начали заниматься в 1980-е годы. По решению тогда еще Совмина СССР финансировалась программа акклиматизации на Украине (ВНИИ сахарной свеклы в Киеве). Стевия получила прописку и прижилась, с 1 га, отметим, с высокой рентабельностью получили в 10 раз больше реальной сладости, чем от традиционно культивируемой сахарной свеклы. Здесь же были зарегистрированы и новые, собственные сорта - "Берегиня" и "Славутич". А после распада Союза в России стевией начал заниматься Воронежский НИИ сахара и свеклы. Был выведен сорт для северных районов, называется "Рамонская сластена". Были получены экстракты российского производства.
Почитатели и любители стевии осмелились провозгласить "веком стевии" начавшееся столетие. В Канаде, Новой Зеландии, Австралии вовсю используется в рационе стевия. Середина 2004 года ознаменовалась тем, что эксперты ВОЗ утвердили стевию, пока временно, в качестве пищевой добавки. Допустимое суточное потребление по глюкозидам определено ВОЗ до 2 мг/кг. Пересчитывая на сахар это всего 40 г в день на человека. Украинская норма повыше - 5 мг/кг, или 100 г сахара.
Из всех данных научных исследований, на сегодня следует, что стевия - самый лучший заменитель сахара. Не токсична, в отличие от синтетических подсластителей, имеет неплохие вкусовые качества, приемлемую цену. Те кто ее употребляет постоянно ощущают более широкий спектр вкуса, чем сахар, более насыщенный вкус. Свойства стевии неоценимы для больных ожирением и диабетом. Те, кто старается приблизиться к физиологической диете наших предков охотников-собирателей, высоко ценят ее за возможность питаться не отказываясь от сладкого.
Наш вкус и глюкозиды стевии
Расхождение в относительной сладости, для вкусовых качеств человека, составляет миллионы в единицах "сахара", для любых химических соединений. Самые сладкие - производные мочевины, гуанидины. В настоящее время не существует теории которая убедительно объясняет сам механизм восприятия нашего вкуса. Хотя ситуация может измениться, наука стремительно продвигается вперед, назревает скачкообразное продвижение вперед в молекулярной теории восприятия вкуса. Что-то подобное уже произошло рядом, с похожим химическим чувством, обонянием. В 2004 году это событие отмечено на уровне Нобелевской премии. Получили ее Ричард Эксел и Линда Бак (США). Их работа спровоцировала открытие "лексики и азбуки" запахов. Оказывается, человек воспринимает их с помощью особых белков, подобных родопсину, образующему глазные зрительные рецепторы. Исследователи обнаружили, что сенсорные клетки, число которых порядка миллиона, включают в себя 100-500 типов трансмембранных белков, принимающих участие в обонятельном процессе. У каждой сенсорной клетки имеются разные трансмембранные белки и G-белки (цитозольные посредники). Возбуждение какго-нибудь сенсора генерирует в клетке электрохимический сигнал, в виде разности потенциалов, передаваемый мозговой обонятельной луковице в которой согласно сигналам имеются сгруппированные центры, называемые колбочками. Их называют "буквами", число которых около 1000. Хотя это количество не равно числу разновидностей чувствительных (сенсорных) белков, но написать, тем не менее, удается ими астрономическое количество запахов - слов, до 2^1000 коротких (десятичное выражение этого числа выглядит так: 10^500). Наш организм воспринимает сразу "слова", состоящие из "букв" или даже сразу "фраз".
По мнению ученых число белков вкуса должно насчитывать 50-100, их поиск увенчался некоторыми успехами. В этой связи упоминается сенсорная система "сладкое-горькое-умами" ("умами" - вкусовое ощущение открытое Кикунаэ Икэдой в 1908 году, но признанное не так давно). Соленое-кислое чувстуется рецепторами другого вида - ионотропными. За горький вкус отвечают белки группы T2R, формирование сладкого вкуса осуществляется белками T1R, которых используется 3 типа. Уже установлены участки ДНК которые их кодируют (хромосомы 5, 7, 12 у человека и район SOA у мышей) сам генетический код, т.е. последовательность аминокислот также известен, кроме этого генно-инженерные методики работы с ними - наработка антител и самих белков, клонирование - также разработаны. Эти работы защищены десятками патентов и заявок на изобретения. До производственников химической прмышленности патентные препараты еще не дошли, пока только производятся научные исследования на животных. Тактика такова: либо убрать ген какого-нибудь вкусового белка ("вышибают", по английски - knock out), либо встроить на его место человеческий. Реакцию животного (чаще всего это мыши) на полученные вещества определяют в главном вкусовом нерве по электрофизиологическому импульсу (главный вкусовой нерв - chorda tympani), можно иначе, по поведению, измеряя скорость "слизывания". Определено - 2 белка T1R2 и T1R3 чувствуют только большое содержание сахара. Качества 3-го белка пока не установлены, причина - сложности фиксирования, он присутствует всегда в гибридных, спаренных сенсорах. Рецепторные белки человека и грызунов очень похожи, но не аналогичны. Сладость аспартама (искусственного дипептида) для человека слаще сахара в 200 раз, неогеспиридин-дигидрохалкона (флаваноидный гликозид из кожуры цитрусовых) в 2000 раз, монеллина в 3000 раз, а тауматина в 4000 раз (два последних растительные белки). Для мышей эта сладось неощутима, заменив гены белка T1R2 на гены человека они становятся ощутимыми (кроме флаваноиднго гликозида из кожуры цитрусовых) и для них. Имеются предположения, если у мышей поменять и ген T1R1 и ген T1R2 одновременно, то они начнут чувствовать и неогеспиридин-дигидрохалкон. Возможно, что глюкозиды стевии человек воспринимает таким же гибридным сенсором. Видимо скоро станет ясно соответствует ли это действительности, правда если не откроют какой-нибудь еще сенсорный белок или его разновидность.
Для стевии основные практические проблемы уже решены. Определено, каким образом относительная сладость глюкозидов стевии зависит от количества углеводов и положения, присоединенных к аглюкону стевиолу. О вкусе аглюкона ничего не сообщают, видимо он несладкий. Вкусовые качества улучшают убирая горьковатый привкус лакрицв, а сладость усиливают ферментативной трансгликозиляцией (перетасовывают углеводные остатки).
Вторичный метаболит
Биосинтез глюкозидов, их механизм стевии достаточно известен только не в связи с их акусом. Проблема в том, что в процессе синтеза стевиола возникает известный ключевой продукт, такой же как и у гибберелина, растительного гормона - энт-каурин (приставка энт определяет принадлежность стереоспецифизма).
Впервые найден этот терпен был у новозеландского агатиса южного (Agathis australis), хвойного гиганта или на местном языке маори - каури. Смолу так и называли: каури-копала, добыча в настощее время практически полностью отсутствует по причине вымирания этих чудесных представителей дождевых лесов. Гиббереллин — гормон, выполняющий большое количество функций с очень высой активностью. Содержани его в стевии очень мало - около 0,1 мг/кг зеленой массы. В больших количествах он вреден. Об этом говорит то, что его нашли прежде всего в микроскопическом грибке Gibberella fujikuroi — Е. Куросава в 1926 г. определил в нем очень много гиббереллина. Вызывая болезнь риса "баканае", когда-то поражая до 40% посевов. Энт-куарин, предшественник гиббереллина синтезируется во всех растениях, но сладкие гликозиды получаемые в растениях из него, как предшественника, кроме стевии, имеются в южно-китайской Rubus suavisimus (рубузозид) малине и мадагаскарском зонтичном дереве Cussonia racemosa (куссоракозид C) произрастающем на Мадагаскаре.
Для синтеза терпенов исходным материалом является уксусная кислота, вернее ее остаток, который связан с коферментом А. Напомним, для давно не открывавших органическую химию: собирая кладку из С-С кирпичиков ферменты одтн из шести портят. Одна половинка поступает в отход (в виде углекислого газа), поэтому счет ведется на пятерки: С20 — дитерпены, C15 — сескви, С10 — моно, C5 — геми. Детали синтеза рассматривать не будем. Всем понятно предназначение гиббереллина, а зачем нужно столько глюкозидов стевии, больше в десять тысяч раз, чем в других известных растениях? Вторичным метаболитам, т.е. стевиозиду или ребаудиозиду, не принимающим в жизненном цикле участия трудно оправдать. Учитывая естественный отбор, привычно приписать вторичным метаболитам свойства: отвращение у травоядных животных и вредителей растений, свойства бактерицидности и прочее. Что точно известно, глюкозиды стевии не предназначены для синтеза гиббереллина и не являются складом сырья. Эти глюкозиды, конечно можно синтезировать в гормон, скормив предварительно уже нам известному Gibberella fujikuroi. Токсичными для млекопитающих становятся лишь при потреблении огромного количества. С большой вероятностью можно предположить, что враг, от которого стевия защищается повышенным содержанием глюкозидов просто вымер в процессе эволюции, и какова его биохимия, теперь только можно строить догадки. Возможно, что именно стевия и явилась причиной вымирания этого эндемика. Но всегда ли можно обвинить природу в ее прагматичности в естественном отборе. Таким образом глюказиды стевии не имеют ничего общего с борьбой за существование, однако не мешают ей жить, и для блага человечества природа не избавилась отних.
Парадокс в том, что кое-какие страны используют стевию заменяя ею сахар, и тем временем американское, ведомство FDA (Food & Drug Administration), ведомство в США, которое контролирует пищу и лекарства на безопасность, подразделяет стевию как "продукт с неопределенной безопасностью". Попытаемся выяснить возникновение проблемы.
Из истории
Европейцы, пристрастившись к сладкому (употребление сахара действует на выделение гормонов удовольствия), положили начало процесса глобализации: сахар превратил Новый Свет черно-красно-белый континент. Сострадание было позабыто, на плантации сахарного тростника загонялись десятки тысяч рабов из африки. Только когда появилась сахарная свекла, а случилось это во времена наполеоновских войн, сам сахар перестает быть колониальным продуктом.
Испанцы, захватив Южную и Центральную Америку, совсем не интересовались культурой, культивируемой уничтожаемыми ими индейцами. Их не интересовал вопрос - "Как они могут обходиться без сахара?" Этот вопрос прояснил только в самом начале 19 века Мойзес Сантьяго Бертони, заинтересовавшись рассказами о необычном растении, очень сладком на вкус, что вполне объяснимо, его должность - директор агрономического колледжа, что находится в столице Парагвая Асунсьоне. Бертони смог раздобыть только пучок веточек. Он приступил к исследованию, окончательно определив и описав вид этого растения только через 12 лет. Это случилось в 1903 году, когда он получил в подарок от священника живой экземпляр растения.
Определив его как нового представителя рода стевии. Бертони называет его Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni, упомянув в названии свое имя и имя своего помощника, приятеля Овидия Ребауди, доктора химии, который помог ему сделать экстракт.
В род стевии входят около 280 видов, они включены в трибу Eupatorium, семейство сложноцветных (русское название - посконники).
Самые главные вещества, делающие Stevia rebaudiana (далее будем называть - стевия) знаменитой, находят только в ней - ребаудиозиды и стевиозид. Они относятся к дитерпеноидным глюкозидам (к агликонам рассматриваемых гликозидов присоединяются остатки глюкозы и только, а не другие моносахариды). Считается, что их сладкий вкус в 200 - 400 раз более сильный, чем у сахарозы (обычный сахар).
В 1931 году, М. Бридель и Р. Лявей, химики из Франции, выделили стевиозид в чистом виде. Содержание его в растении 4 - 20% сухого веса растений, а ребаудиозидов и других встречающихся в стевии аналогов, меньше вдвое.
В природе ареал этой сладконосной травы очень узок. Им является долина притока реки Параны, в высокогорье на границе Бразилии и Парагвая. Было предположение, что она очень редкая, почти как женьшень.
Ситуация со стевией в настоящее время
В США, например, пищевое использование стевии определяется лояльностью чиновников FDA. По правилам этого учреждения, если продукт для пищи или медицинского применения, то его можно утвердить к приченению разрешенное FDA по двум путям: экспертиза, или подразумевающееся как традиционное использование. В FDA определили стевию как не имеющую традиционного использования, экспертиза, вернее отсутствие всесторонней экспертизы, всегда дает данные для повода дающие утверждать об отсутствии данных о ее безопасности. Так стевия попала в небезопасные пищевые добавки.
Это значит - если ее глюкозиды обнаруживаются в продуктах или она указана на этикетке, то этот товар, его этикетки, сопровождающая литература, рекламные материалы в США арестовываются, а какие будут последствия можно догадаться. Хоть и немного, но случаи такие были. В Техасе в месте с продуктами стевии полицейские приставы изъяли и уничтожили 2500 кулинарных книг (вот вам и свобода слова).
Информация о "непримеримой" войне в США с непомерным употреблением сахара поступает давно. В США, именно здесь, ставшим когда-то вожделенный продукт Нового Света, прежде, чем в другом регионе мира, превращается во зло имеющее своим результатом ожирение и диабет. Подобно победе над табакокурением, в настоящее время можно ожидать таких же суровых мер и к сахару. Бизнес есть бизнес - заменив сахар низкокалорийные сахарозаменители пошатнули корпорации вынудив их сократить производство, а это связано с огромными деньгами. Страсти закипели. В сторону FDA выдвигаются североамериканской общественностью обвинения в продвижении с необоснованных позиций аспартама, экспертов обвиняют в необъективности, в сговоре в структуре FDA, "Кока-колы" и "Монсанто" и в других грехах.
Если борьбу с бюрократией ведут только начинающие политики, то предприниматели дают взятки или ищут другие обходные пути. Также случилось и со стевией. Теперь ее официально покупают в США с 1995 года, только в виде диетической добавки. Биологически активные добавки (БАД) и продукты для диетического питания - особый вид; многие страны поместили ее не между лекарствами и пищей, а совсем в другую сторону.
США можно назвать империей аспартама, приходится считатся с этим. Производители не выпускают готовые смеси стевии и мате для любителей чая мате. Если он попадет случайно в США, его просто конфискуют. И. Ильф и Е. Петров в "Одноэтажной Америке" справедливо заметили, что смысла нет и в "паблисити", когда запрещено "просперити". Но все с точность до наоборот оказалось со стевией. Для того, чтобы продавить ее через FDA правильно бы следовало тесно увязать с продуктом мате, ставшим традиционным и признанным GRAS(здесь ссылка на википедию http://en.wikipedia.org/wiki/Generally_recognized_as_safe). Интересно, но для "сладкой травы" исторические факты куда беднее, в сравнении с мате. Их дополнили легендами и обтекаемыми формулировками, содержащими неточности, притом явными.
Узкий эндемик, стевия, еще 100 лет назад была мало распространенная и в Парагвае. Сам Бартони, имеющий прфессиональные связи не смог сразу ее отыскать. Есть факты о том, что лейб медик испанского короля Филипп II Франсиско Гернандес оставил строки с описанием "сладкой травы" индейцев (ацтеков, а не гуарани). Но как оказалось это не стевия ("Caa-hee"), а "Tzonpelic xihuitl" (Lippia dulcis Trev. - липпия сладкая). Липпия сладкая включает в себя сесквитерпен гернандульцин (понятно - название в честь лейб-медика). Он еще слаще стевиозида, по отношении к сахару в 1000 раз. Он является патентованным подсластителем, но без практического применения. У него очень низкая растворимость в воде и слабая термостойкость, и вкус своеобразный, не "чистый". Он применяется при исследовании рецепторов вкуса, являясь химической моделью сладости.
Дисциплинирующая и организующая сила любого общества считается бюрократия. Если вам противопоказано из-за убеждений или по здоровью пить напитки с аспартамом, сахаром и сахарином , конечно, тоже, в США, например, остается только купить в разных отделах магазина или аптеки экстракт или листья стевии, добавить фрукты и дома сварить напиток самому. Почему нельзя сразу смешать, как аспартам, заранее, при разливе в бутылки, не объяснить просто так. Дискуссия на эту тему с FDA не опубликована и ведется, скорее, в рабочем порядке. Что интересно, один названный неизвестный чиновник из FDA выдал шутку: "Если мы захотим, то можем запретить и морковь".
Вышло порядка сотни работ, как по токсичности самой стевии, так и по отдельным ее компонентам, поэтому подбирая подходящие можно сделать соответствующие нужные выводы. Тем не менее имеется один случай - в трудах Европейского исследовательсеого стевия-центра указано, что токсичность стевии зависит только от дозы. Как известно, в малых дозах и яд - лекарство.
Стевию подозревают в 3-х преступлениях: мутагенности, антиандрогенности и, следовательно, канцерогенности. Работы исследователей, имеющих самую высокоточную аппаратуру, которая позволяет определять глюкозиды стевии с точностью до единиц пикограмм, смогли выяснить биохимическую схему стевии в организмах людей, кур, мышей и крыс. Оказывается, что ее глюкозиды, попадая в организм млекопитающего не изменяются - нет соответствующих ферментов в кишечном тракте, а если и просочились сотые доли процента, то они вместе с мочой покидают организм без изменений. Ни в моче, ни в крови не удалось найти никаких продуктов распада стевиозида, с точностью до пикограммов. Единственное имеющееся исключение - стевиол, являющийся фрагментом молекулы стевиозида, остающегося после отщепления глюкозы. Между тем, ощепление осуществляется перед тем, как стевиол проникнет через стеку кишечника. Это происходит благодаря симбиозу с бактериями кишечного тракта. Они утилизируют небольшую часть глюкозидов стевии. На этот стевиол больше всего падает подозрений. Его обвиняют в том, что он вызывает мутации у отдельных кишечных палочек и у крыс, на которых проводились опыты со стевией иногда не было потомства.
Последние подозрения вызваны структурой стевиола, похожей на стероидные гормоны, а также существует легенда о применении стевии в качестве контрацептива парагвайскими женщинами.
Об антиандрогенных способностях стевиола первые данные появились в экспериментах проводимых Дорфманом и Несом, которые были поставлены на цыплятах в 1960 году - по росту гребня у них можно контролировать изменение активности андрогенов (мужских половых гормонов). Имеется специализированная "каплунья единица" активности гормонов. Принимая дозу 1,2 г/кг веса, что для человека соответствует по сладости мешку сахара в день, ученые зафиксировали снижение активности. Через 8 лет Ж.Куч и Г. Паланс приготовили из порошка сухой стевии настой с концентрацией 5 г/100 мл - около 100 чайных ложек на 200 гр. стакан, и только его давали самкам мышей. На килограм веса мышей получалось 0,5 гр. Ни на вес и на здоровье влияние не было оказано, но плодовитость уменьшилась на половину. Об этом авторы рассказали в журнале "Science" на весь мир. Но в 1975 году Й. Йокояма и Х. Акаси не выявили никаких последствий при дозе 0,1 г./кг. веса. наступил 1996 год и С. Шиотсу постаравшийся с максимальной точностью повторить опыты Куча, но на большом числе мышей, и также не обнаружил изменения плодовитости после приема стевии. Статья была опубликована в "Tech. J. Food Chem. Chemicals".
Ученый М. Мелис в 1999 году в течение 2 месяцев давал самцам мышей питье с настоем стевии, причем вес потребляемых ежедневно листьев свежих растений был больше половины веса самого животного. В пересчете на вес животных доза получалась равной 5,3 г./кг. С такой дозой у самцов проблема с размножением возникла. Снижение дозы в 5 раз, до все еще огромного 1 г/кг снимает эти проблемы. Это выяснил в 2004 году Дж. Геунс.
Опыты, достаточно многочисленные, проведенные с ребаудиозидом и со стевиозидом, показывают, что эти глюкозиды не только не канцерогенны, а наоборот уменьшили вероятность получения аденомы или рака молочных желез у подопытных животных, а также снизили скорость роста рака кожи. Стевиол был уличен в мутагенности только на один штамм сальмонеллы. Другие клетки, кишечные палочки, другие штаммы сальмонеллы не реагируют на стевиозид. Даже супердозы чистого стевиола - 4,0 г/кг не вызывают признаков мутации ни в каких тканях мышей. Да и у этого, злополучного штамма сальмонеллы, активность стевиола не такая высокая: например у бензапирена она в три тысячи раз выше, который присутствует даже в дыме сгоревшего дерева. Мы неизбежно имеем с ним дело когда, например, побывав на пикнике едим шашлык или другие продукты зажаренные на углях или на костре. Точно такая же мутагенность обнаруживается у производных стевиола, метилового эфира, например. Но мы уже говорили - никаких призводных стевиола в крови испытуемых добровольцев обнаружено не было.
Теперь уже доказано, летальная доза стевиозида (LD50) составляет 15г. стевиозида на 1кг. живого веса. Такого уровня добиваются кормя мышей только одной стевией, что для человека при значении LD50 по сладости равноценно 300 кг сахара в день (это 12 мешков). Экспериментируя на животных, Ребауди убедился в безвредности стевии не прибегая к таким большим дозам. Вполне очевидно, что привычная доза - 2-3 листика на чайную чашку - также далека от летальной, использованной в опытах, как и количество соли на кончике ножа от пуда соли. Даже более того, тщательное исследование крови добровольцев, принимавших экстракт стевии, показало, что продуктов метаболизма стевиола и производных стевиола обнаружено не было, просто он уходил с мочой, весь неизрасходованный в виде моноглюкозида. Максимальное количество этого моноглюкозида не превышало 100 нг на мг плазмы крови.
Стевия — царица полей
То, что открыл Бертони, не осталось незамеченным. Стевию начали культивировать, первый урожай в 1 т сухих листьев был получен уже в 1908 году. Растение, к счастью, в плане культивирования обладает пластичностью. Подобно индейской кукурузе, ареал ее возделывания может быть продлен вплоть до Полярного круга. Плохо стевия размножается семенами. Н. И. Вавилов, будучи в экспедициях 1930–1936 гг., прислал в свой ВИР в тогдашнем Ленинграде из Южной Америки семена стевии, но прорастить их не получилось. Дикая стевия теперь встречается еще реже. Поскольку она размножается вегетативно, а леса вырубили на древесину и естественная культивация не имеет места. Являясь вечнозеленым кустарником, стевию, однако, в дали от тропиков выращивают в однолетнем варианте. Для этого каждый год готовят рассаду. Как многолетнее растение она может культивироваться дома - на подоконнике.
Разведением стевии пытались заниматься в разных странах, особенно новинкой заинтересовались в Китае и Японии. В Японии запрещены цикламат и сукралоза, так как здесь посчитали их наиболее опасными для здоровья. Министерством сельского хозяйства, лесов и рыболовства еще в 1960-х годах была поддержана программа предполагавшая интродуцировать стевию из Парагвая. Ее свершение в Японии назвали "зеленой революцией". Революция захватила и соседние страны. На пищевые цели в Японии, уже в 1982 году было употреблено 1000 т стевии, 300 тонн своей, завезено: из Таиланда - 100 т, с Тайваня - 150 т., из континентального Китая - 450 т., Южная Корея, Бразилия, И Малайзия добавили еще 50 т. Сейчас, половина продуктов питания в Японии содержит стевию. Много выращивается стевии в Южной Америке. В Парагвае на душу населения стевии приходится 8 кг. в год. Мнение специалистов подтверждает эту контрацептивную дозу для женщин Парагвая. При 300 раз более сладкая стевия идентична для парагвайцев 800 г сахара в день - жизнь получается приторно-сладкой. Если сравнивать с Бельгией, то там приходится всего 135 г настоящего сахара в день на душу населения.
У нас стевией начали заниматься в 1980-е годы. По решению тогда еще Совмина СССР финансировалась программа акклиматизации на Украине (ВНИИ сахарной свеклы в Киеве). Стевия получила прописку и прижилась, с 1 га, отметим, с высокой рентабельностью получили в 10 раз больше реальной сладости, чем от традиционно культивируемой сахарной свеклы. Здесь же были зарегистрированы и новые, собственные сорта - "Берегиня" и "Славутич". А после распада Союза в России стевией начал заниматься Воронежский НИИ сахара и свеклы. Был выведен сорт для северных районов, называется "Рамонская сластена". Были получены экстракты российского производства.
Почитатели и любители стевии осмелились провозгласить "веком стевии" начавшееся столетие. В Канаде, Новой Зеландии, Австралии вовсю используется в рационе стевия. Середина 2004 года ознаменовалась тем, что эксперты ВОЗ утвердили стевию, пока временно, в качестве пищевой добавки. Допустимое суточное потребление по глюкозидам определено ВОЗ до 2 мг/кг. Пересчитывая на сахар это всего 40 г в день на человека. Украинская норма повыше - 5 мг/кг, или 100 г сахара.
Из всех данных научных исследований, на сегодня следует, что стевия - самый лучший заменитель сахара. Не токсична, в отличие от синтетических подсластителей, имеет неплохие вкусовые качества, приемлемую цену. Те кто ее употребляет постоянно ощущают более широкий спектр вкуса, чем сахар, более насыщенный вкус. Свойства стевии неоценимы для больных ожирением и диабетом. Те, кто старается приблизиться к физиологической диете наших предков охотников-собирателей, высоко ценят ее за возможность питаться не отказываясь от сладкого.
Наш вкус и глюкозиды стевии
Расхождение в относительной сладости, для вкусовых качеств человека, составляет миллионы в единицах "сахара", для любых химических соединений. Самые сладкие - производные мочевины, гуанидины. В настоящее время не существует теории которая убедительно объясняет сам механизм восприятия нашего вкуса. Хотя ситуация может измениться, наука стремительно продвигается вперед, назревает скачкообразное продвижение вперед в молекулярной теории восприятия вкуса. Что-то подобное уже произошло рядом, с похожим химическим чувством, обонянием. В 2004 году это событие отмечено на уровне Нобелевской премии. Получили ее Ричард Эксел и Линда Бак (США). Их работа спровоцировала открытие "лексики и азбуки" запахов. Оказывается, человек воспринимает их с помощью особых белков, подобных родопсину, образующему глазные зрительные рецепторы. Исследователи обнаружили, что сенсорные клетки, число которых порядка миллиона, включают в себя 100-500 типов трансмембранных белков, принимающих участие в обонятельном процессе. У каждой сенсорной клетки имеются разные трансмембранные белки и G-белки (цитозольные посредники). Возбуждение какго-нибудь сенсора генерирует в клетке электрохимический сигнал, в виде разности потенциалов, передаваемый мозговой обонятельной луковице в которой согласно сигналам имеются сгруппированные центры, называемые колбочками. Их называют "буквами", число которых около 1000. Хотя это количество не равно числу разновидностей чувствительных (сенсорных) белков, но написать, тем не менее, удается ими астрономическое количество запахов - слов, до 2^1000 коротких (десятичное выражение этого числа выглядит так: 10^500). Наш организм воспринимает сразу "слова", состоящие из "букв" или даже сразу "фраз".
По мнению ученых число белков вкуса должно насчитывать 50-100, их поиск увенчался некоторыми успехами. В этой связи упоминается сенсорная система "сладкое-горькое-умами" ("умами" - вкусовое ощущение открытое Кикунаэ Икэдой в 1908 году, но признанное не так давно). Соленое-кислое чувстуется рецепторами другого вида - ионотропными. За горький вкус отвечают белки группы T2R, формирование сладкого вкуса осуществляется белками T1R, которых используется 3 типа. Уже установлены участки ДНК которые их кодируют (хромосомы 5, 7, 12 у человека и район SOA у мышей) сам генетический код, т.е. последовательность аминокислот также известен, кроме этого генно-инженерные методики работы с ними - наработка антител и самих белков, клонирование - также разработаны. Эти работы защищены десятками патентов и заявок на изобретения. До производственников химической прмышленности патентные препараты еще не дошли, пока только производятся научные исследования на животных. Тактика такова: либо убрать ген какого-нибудь вкусового белка ("вышибают", по английски - knock out), либо встроить на его место человеческий. Реакцию животного (чаще всего это мыши) на полученные вещества определяют в главном вкусовом нерве по электрофизиологическому импульсу (главный вкусовой нерв - chorda tympani), можно иначе, по поведению, измеряя скорость "слизывания". Определено - 2 белка T1R2 и T1R3 чувствуют только большое содержание сахара. Качества 3-го белка пока не установлены, причина - сложности фиксирования, он присутствует всегда в гибридных, спаренных сенсорах. Рецепторные белки человека и грызунов очень похожи, но не аналогичны. Сладость аспартама (искусственного дипептида) для человека слаще сахара в 200 раз, неогеспиридин-дигидрохалкона (флаваноидный гликозид из кожуры цитрусовых) в 2000 раз, монеллина в 3000 раз, а тауматина в 4000 раз (два последних растительные белки). Для мышей эта сладось неощутима, заменив гены белка T1R2 на гены человека они становятся ощутимыми (кроме флаваноиднго гликозида из кожуры цитрусовых) и для них. Имеются предположения, если у мышей поменять и ген T1R1 и ген T1R2 одновременно, то они начнут чувствовать и неогеспиридин-дигидрохалкон. Возможно, что глюкозиды стевии человек воспринимает таким же гибридным сенсором. Видимо скоро станет ясно соответствует ли это действительности, правда если не откроют какой-нибудь еще сенсорный белок или его разновидность.
Для стевии основные практические проблемы уже решены. Определено, каким образом относительная сладость глюкозидов стевии зависит от количества углеводов и положения, присоединенных к аглюкону стевиолу. О вкусе аглюкона ничего не сообщают, видимо он несладкий. Вкусовые качества улучшают убирая горьковатый привкус лакрицв, а сладость усиливают ферментативной трансгликозиляцией (перетасовывают углеводные остатки).
Вторичный метаболит
Биосинтез глюкозидов, их механизм стевии достаточно известен только не в связи с их акусом. Проблема в том, что в процессе синтеза стевиола возникает известный ключевой продукт, такой же как и у гибберелина, растительного гормона - энт-каурин (приставка энт определяет принадлежность стереоспецифизма).
Впервые найден этот терпен был у новозеландского агатиса южного (Agathis australis), хвойного гиганта или на местном языке маори - каури. Смолу так и называли: каури-копала, добыча в настощее время практически полностью отсутствует по причине вымирания этих чудесных представителей дождевых лесов. Гиббереллин — гормон, выполняющий большое количество функций с очень высой активностью. Содержани его в стевии очень мало - около 0,1 мг/кг зеленой массы. В больших количествах он вреден. Об этом говорит то, что его нашли прежде всего в микроскопическом грибке Gibberella fujikuroi — Е. Куросава в 1926 г. определил в нем очень много гиббереллина. Вызывая болезнь риса "баканае", когда-то поражая до 40% посевов. Энт-куарин, предшественник гиббереллина синтезируется во всех растениях, но сладкие гликозиды получаемые в растениях из него, как предшественника, кроме стевии, имеются в южно-китайской Rubus suavisimus (рубузозид) малине и мадагаскарском зонтичном дереве Cussonia racemosa (куссоракозид C) произрастающем на Мадагаскаре.
Для синтеза терпенов исходным материалом является уксусная кислота, вернее ее остаток, который связан с коферментом А. Напомним, для давно не открывавших органическую химию: собирая кладку из С-С кирпичиков ферменты одтн из шести портят. Одна половинка поступает в отход (в виде углекислого газа), поэтому счет ведется на пятерки: С20 — дитерпены, C15 — сескви, С10 — моно, C5 — геми. Детали синтеза рассматривать не будем. Всем понятно предназначение гиббереллина, а зачем нужно столько глюкозидов стевии, больше в десять тысяч раз, чем в других известных растениях? Вторичным метаболитам, т.е. стевиозиду или ребаудиозиду, не принимающим в жизненном цикле участия трудно оправдать. Учитывая естественный отбор, привычно приписать вторичным метаболитам свойства: отвращение у травоядных животных и вредителей растений, свойства бактерицидности и прочее. Что точно известно, глюкозиды стевии не предназначены для синтеза гиббереллина и не являются складом сырья. Эти глюкозиды, конечно можно синтезировать в гормон, скормив предварительно уже нам известному Gibberella fujikuroi. Токсичными для млекопитающих становятся лишь при потреблении огромного количества. С большой вероятностью можно предположить, что враг, от которого стевия защищается повышенным содержанием глюкозидов просто вымер в процессе эволюции, и какова его биохимия, теперь только можно строить догадки. Возможно, что именно стевия и явилась причиной вымирания этого эндемика. Но всегда ли можно обвинить природу в ее прагматичности в естественном отборе. Таким образом глюказиды стевии не имеют ничего общего с борьбой за существование, однако не мешают ей жить, и для блага человечества природа не избавилась отних.