Botanik und süße Inhaltstoffe

 

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Stevia Rebaudiana Bertoni (Bertoni) ist eine ausdauernde krautartige Pflanze und gehört zur Familie der Asteraceae. Diese Familie beinhaltet weithin bekannte Pflanzen wie etwa Löwenzahn, Sonnenblumen und Zichorien. Die Pflanze wurde zuerst von Dr. M.S. Bertoni 1899 botanisch beschrieben. Die lanceolate Blätter sind etwa 5cm lang und 2cm breit und wachsen gegenüberliegend. Wildwachsend variiert die Höhe der Pflanze zwischen 40cm und 80cm, kultiviert kann sie bei 1m liegen. Stevia kann auf relativ armen Boden angebaut werden. Dennoch hat sie einen großen Bedarf an Phosphaten. Die Pflanzen können bei 5 Ernten im Jahr, wobei sämtliche sich über dem Boden befindende Pflanzenteile entfernt werden, etwa 6 Jahre lang für die kommerzielle Produktion genutzt werden. Bleiben die Speicherwurzeln erhalten, kann sich die Pflanze erneut regenerieren. Pflanzen mit einer Höhe von 1m haben ein durchschnittliches Trockengewicht von 70g. Das Trockengewicht der Blätter kann zwischen 15g und 35g je Pflanze schwanken.


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Herkunft und Geschichte

Die Geschichte der Kultivierung von Stevia beginnt vorwiegend in Paraguay und Brasilien. Ursprünglich wuchs Stevia nur in den südlichen Regionen Südamerikas. Die Pflanze ist seit Jahrhunderten bei den dort beheimateten Guaranay-Indianern wegen des süßen Geschmacks ihrer Blätter bekannt: Sie nehmen die Blätter unter anderem um Kräutertees herzustellen. Stevia wird oft als "süßes Kraut Paraguays" beschrieben und man erwähnt es auch als „süßeste Pflanze der Welt“, Bezeichnungen welche auf die erstaunliche Kraft dieser Pflanze hindeuten.

Europa kam das erste Mal im 16. Jahrhundert mit Stevia in Berührung, als die spanischen Herrscher von dem "süßen Honigkraut" erfuhren, das von Eingeborenen in Südamerika genutzt wurde. Ungeachtet der Beschreibung der Pflanze durch Dr. M.S. Bertoni 1899, hatte die Forschung und Vermarktung von Stevia einen zögerlichen Start.

Um 1908 wurde vom Vorkommen verschiedener Süßstoffe in Stevia berichtet, doch erst 1931 wurde es möglich, Steviosid daraus zu isolieren. Während des Zweiten Weltkriegs zogen die Alliierten in Erwägung, Steviosid kommerziell als Ersatz für Zucker zu extrahieren, der nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stand. Leider fehlte zu dieser Zeit die Technologie für eine industrielle Produktion. Wegen des 1970 in Japan eingeschränkten Gebrauchs von künstlichen Süßstoffen, entwickelte sich dort die Vermarktung und die Anwendung von natürlichem Steviosid.

Seit über 25 Jahren gebrauchen japanische Konsumenten nun das Extrakt der Pflanze, weil es nicht nur natürlich und sicher, sondern eben auch ein kalorienfreier Süßstoff ist. Gegenwärtig ist Steviosid das meistverwendete Süßungsmittel auf dem japanischen und koreanischen Markt. Die kommerzielle Produktion ist überwiegend in Brasilien, Paraguay, Uruguay, Zentralamerika, den Vereinigten Staaten von Amerika, Israel, Thailand und China anzutreffen.

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Die süßen Inhaltsstoffe

Stevia rebaudiana (Bertoni) ist ein ursprünglich in bestimmten Regionen Südamerikas (Paraguay und Brasilien) beheimateter mehrjähriger Strauch aus der Familie der Asteraceae. Die Blätter enthalten eine Mischung unterschiedlicher Süßstoffe, wobei Steviosid in hoher Konzentration enthalten ist (Abb. 1).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Abb. 1: Struktur von Steviosid und ähnlichen Verbindungen.
Bei Rebaudiosid D und E ist R1 zusammengesetzt aus  β-Glc-β-Glc(2→1).
Bei Rebaudiosid A,B,C,D,E und F ist in der Gruppe R2 eine zusätzliche Zuckergruppe am Kohlenstoff 3 des ersten β-Glc angehängt.

Der Anteil an Süßstoffen im Trockengewicht der Blätter kann zwischen  4% und 20%, abhängig von den Wachstumsbedingungen und Art schwanken, liegt aber bei den meisten Ernten um 10%.

Steviosid, ein Diterpenglykosid, ist etwa 300 mal süßer als Zucker (in 0,4% Lösung). Es ist eine natürliche Substanz ohne Kalorien.  Die Biosynthese von Steviol, ein Aglykon von Steviosid, folgt dem kurzen, entschlüsselten 2-C-Methyl-D-erythriol-4-phosphate Synthesepfad (MEP; Totté et al., 2000), wie bei allen Terpenuide üblich, die in den Plastiden der Pflanzen gebildet werden. Bis zur Bildung der ent-kaurenate verläuft die Biosynthese des Steviols ähnlich der von Gibberilline, einer Gruppe von Pflanzenhormonen. In Stevia existiert eine 13-Hydroxilase die ent-kaurenate an der 13-Position hydroxyliert, um somit Steviol zu bilden (Abb.2 ). Dies ist eine besondere Hydroxylation und eine Umleitung aus der Gibberillin-Biosynthese bei welcher ent-kaurenate zuerst an der 7a –Position hydroxyliert wird.

 

 

Abb. 2: Synthese von Steviol aus ent-kaurenate durch 13-ent-kaurenate hydroxylase.

Das gebildete Steviol wird unverzüglich transglycosyliert und bildet Steviolmonosid, Steviolbiosid, Steviosid und Rebaudiosid A (Abb. 3).




Abb. 3: Transglykosidation von Steviol zu Steviolmonosid, Steviolbiosid, Steviosid und Rebaudiosid A.

Die Vorteile von Stevia sind vielfältig: Es ist nicht toxisch, ist kalorienfrei, hitzebeständig, nicht fermentierend, geschmacksverstärkend, zu 100% natürlich, ohne jeden Nachgeschmack, ohne karzinogene Effekte und nicht suchterzeugend wie etwa Zucker. Die Blätter und das Steviosid können gekocht werden; es werden nur geringste Mengen benötigt.