Analize Biochimice și Moleculare ale Sintezei Steviozidului la Stevia Rebaudiana

1. Introducere

1.1. Originea speciei

Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni este o plantă perenă din familia Asteraceae indigenă unor regiuni din America de Sud, Paguay şi Brazilia.

Principalul compus dulce din frunzele de Steva rebaudiana Bertoni este steviozidul, senzaţia de dulce este produsă pe langa acesta şi de o largă cantitate de componente ca şi: saccharides ditenpene glicozide, polioli, amino-acizi dipetide şi alte nezaharate.

Continuţul în steviozid variază între 4 şi 20% , în frunzele uscate, depinzând de cultivar şi de conditiile de mediu.În multe ţari este folosit ca îndulcitor în producţia unei game largi de produse alimentare şi băuturi. Planta, extactul din frunze, şi steviozidul este folosit de câţiva ani ca şi îndulcitor în America de Sud, Asia, Japonia şi China, iar produsele obţinute din exctracţii sunt aprobate ca îndulcitori în Brazilia, Korea şi Japonia. În Statele Unite ale Americii este folosit în diete încă din 1995.

Cercetările privind proprietăţile îndulcitoare ale acestei specii au fost iniţiate la începutul acestui secol şi acum se cunosc foarte multe despre ceea ce conţine ea.

În zilele noastre este folosită pentru a produce în mod economic o importantă cantitate de extracte îndulcitoare ce conţin diterpene glicozide, steviozid ca un constituent major (Abe si Sonobe 1977; Fujita si Edahiro, 1977,Kazuyama 1979).

Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni este o plantă arbustă perenă (2n=22) care ajunge la o înalţime de 80-120 cm când ajunge la maturitate, la altitudini de 500-3000 m deasupra nivelului mării. Frunzele lanceolate au aproximativ 5 cm lungime si 2 lăţime şi sunt plasate încrucişate cu fata una către cealaltă. De obicei creşte în sol semi ud în munţi şi aparţine familiei Asteraceae. Această familie include şi plante binecunoscute precum cicoarea, floarea soarelui şi papadia.

Publicaţiile estimează că acestă familie are între 150-300 de specii (Grashoff 1972; King si Robinson, 1967), dar un recent sondaj (Soejarto, 1980) indică cel puţin 385 de binomiale latine. Stevia este raspandită din Statele Unite până în Argentina. Conform spuselor lui Grashoff (1972-1974), 81 de specii se ştiu ca fiind aflate în America de Nord la graniţa Columbiano-Panamiană din care 70 de specii se află numai în Mexic.

Studiul Steviei pe întrega ei întindere a fost condus de Robinson (1930, 1931, 1932), care a propus cele 3 subsectiuni: Eustevia, Breviaristatae, şi Multiaristatae (Robinson, 1932). Planta dulce din Paraguay a atras atenţia lui Moises Bertoni care mai tarziu a studiat şi a descoperit această plantă ca fiind nouă pentru ştiinţă, de aceea i s-a dat numele de Stevia rebaudiana (originar Eubatorium rebaudianum–Bertoni, 1905).

Sistematica

Clasa: Magnoliatae

Subclasa: Asteridae

Ordinul: Asterales

Familia: Asteraceae

Genul : Stevia

Specia: Rebaudiana (Bertoni)Bertoni

1.2. Istoricul plantei

Sunt puţine documente care indică folosirea recentă a acestei specii ca şi agent îndulcitor. În Paraguay, Stevia este cunoscută în limba guarani ca şi Caa- ehe (Glosing, 1901) şi Caa-ehe, sau Kaa-ehe (Bertoni, 1905, 1918), Caa-ehe şi Azuca-caa(Cabrera, 1939), Caa-hehe sau Caa-enhem (Mors şi Risini, 1966) şi Ka-a He e (Soejarto et al.,1983).

În 1941 Melvil a raportat că frunzele Steviei ”au fost folosite de localnicii Paraguayului ca şi îndulcitor pentru mate (ceai) şi în general ca şi un agent îndulcitor. Ei îl foloseau pentru îndulcirea berii a tutunului şi în loc de zahăr în băuturile răcoritoare. Mai târziu a fost posibilă folosirea lor ca şi îndulcitor pentru mâncărurile diabeticilor, dar în mod normal acest produs nu poate concura cu zaharină. Două sau trei frunze sunt suficiente pentru a îndulci o cană de ceai sau de cafea". În 1943 Stevia a fost cultivată cu success în Anglia şi a fost folosită ca şi îndulcitor pentru cei care le cultivau în anii 1940.

Stevia rebaudiana (Bertoni) Bertoni produce îndulcitori cu puţine calori având productivitate foarte mare în ţesuturile frunzei (Brandel et al., 1998). Aceste substanţe, cele mai importante fiind steviosidele, rebaudiosidele A si C, dulcosidele A, glicozide ale diterpenei steviol (ent –13- hidroxikaur-16-ent-19-oic acid), evidenţiază că are proprietaţi organoleptice (Phillips, 1989). Pe întreaga suprafaţă a plantei, glicozidele steviol au tendinţa să se acumuleze în ţesuturi pe măsură ce îmbătrânesc, aşa se face că frunzele inferioare (bătrâne) sunt mai dulci decât cele superioare (tinere). Din moment ce cloroplastele sunt importante pentru sinteză, ţesuturile care nu prezinta clorofilă, ca şi rădăcinile sau stemurile inferioare, nu prezintă nici măcar urme de glicozide. Odată ce înflorirea a început, concentraţia glicozidelor din frunze scade. Proporţia normală a majorităţii glicozidelor este următoarea:

-Steviozid : 5-10 %

-Rebaudioside A : 2-4 %

-Rebaudioside C : 1-2 %

-Dulcoside : 0.5-1 %

Steviozidele sunt de aproximativ 110-270 de ori mai dulci decat zaharoza, în timp ce rebaudiosidele A sunt de 150-320 de ori mai dulci. Ele nu sunt absorbite de organism şi conţin puţine calorii. Originea naturală a acestui important îndulcitor a atras foarte mult interesul pentru producţia şi perpetuarea Steviei. În salbăticie, concentraţia totală de glicozide din frunzele steviei variază între 5-10 % când sunt extrase din planta uscată.

După aproape trei decenii de înmultire şi selecţie s-a ajuns la creşterea concentraţiei de glicozide în frunzele de Stevia până la 20 % (Huang, 1995). În orice caz, Această îmbunatăţire s-a bazat pe o selecţie fenotipică pentru concentraţia totală de glicozide din frunzele de Stevia, care este într-o măsură foarte mare influenţată de condiţiile de mediu, precum : anul, solul şi vremea. De asemenea, Laboratorul de Fiziologie a Plantelor a Prof. Dr . Jan M . C . Geuns a selecţionat un soi al acestei plante care conţine până la 15 % îndulcitor în frunze.