Почему стевия такая сладкая

Stevia rebaudiana, стевия, — многолетнее растение, выращиваемое в Южной Америке, Юго-Восточной Азии, Индии и Крыму. Из его листьев получают сладкий экстракт – пищевую добавку – подсластитель с международной маркировкой Е960. Это вещество используют для приготовления напитков, десертов, выпечки, кондитерских изделий.

Сахарозаменитель из листьев стевии содержит смесь сладких веществ — дитерпеновых стевиолгликозидов, в 60–300 раз слаще сахарозы, поэтому его называют «интенсивным подсластителем». Но он лишен недостатков, присущих сахарозе: не вызывает скачков уровня глюкозы в крови, увеличения веса, жажды, кариеса и гипертонии.

Как растение может быть многократно слаще сахара и не влиять на углеводный обмен? Все дело в его составе, особенностях нашего языка, нервной системы и свойствах самих стевиолгликозидов.

Почему стевия сладкая

Листья этого растения содержат соединения стевиолгликозиды, относящиеся к тетрациклическим дитерпенам с общей основой — стевиолом (агликоном). К основной части молекулы присоединяются два-три моносахара. Это может быть глюкоза, рамноза, фруктоза, деоксиглюкоза или ксилоза.

Разнообразие стевиолгликозидов поражает. Уже выделено около 60 таких компонентов, но ученые считают, что это не предел. Хотя все соединения еще недостаточно изучены, и степень их сладости неизвестна, многие гликозиды уже проанализированы и испытаны. Благодаря этому мы знаем, насколько они сладкие.

Из таблицы видно, что больше всего в стевии содержится стевиозида, широко используемого в промышленности. Однако в последнее время производители активно применяют и ребаудиозиды – эти соединения содержатся в стевии в меньшей концентрации, но имеют максимально натуральный сахарный вкус и высокий уровень сладости. 

Например, компания «Coca-Cola» теперь применяет ребаудиозид D при производстве напитков без сахара. Это интересно, учитывая, что ранее компания работала с аспартамом — самым известным американским подсластителем. Однако научные исследования показали, что аспартам вреден для здоровья и способен вызывать рак. Поэтому он, скорее всего, навсегда исчезнет из пищевой продукции и уступит место стевии. 

Любителям Coca-Cola Zero Sugar это только на руку. Природные растительные гликозиды полезнее аспартама, имеют более интересный вкус и их можно употреблять при фенилкетонурии.

Как из растительного сырья получают стевиолгликозиды

Процесс получения подсластителя похож на заваривание чая. Растительное сырье замачивают в воде и отфильтровывают из жидкости твердые частицы. После этого удаляются остальные примеси и остаются чистые гликозиды. Так экстракт лишают травяного привкуса, чтобы он мог «обманывать» наши вкусовые рецепторы и казаться слаще. Готовый подсластитель после сушки реализуют в виде порошка, таблеток, гранул или сиропа.

Как стевиолгликозиды обманывают наш мозг

Всё дело в особенностях нашего организма и гликозидов. На поверхности языка находится множество вкусовых сосочков, которые похожи на нити, конусы, желобки, миниатюрные грибки и листочки. Эти чувствительные элементы содержат до 8000 вкусовых рецепторов. Участки, чувствующие вкус, есть в задней части горла, надгортаннике, носовой полости и верхней части пищевода, а у детей – еще и твердом небе, слизистых оболочках губ и щек.

В состав вкусового рецептора входят высокочувствительные клетки. Когда они контактируют с растворенными веществами, мы ощущаем вкус, в том числе сладкий. Для этого в верхней части каждого рецептора находится вкусовая пора. Молекулы веществ, попавшие внутрь поры, ищут соответствующую вкусовую рецепторную клетку. Для сладкого вкуса это соединение двух белков — димер T1R1/T1R3.

Каждый рецептор снабжен микроворсинками, посылающими нервный сигнал в виде импульсов, который передается на чувствительные нервные клетки – нейроны. Как только димер T1R1/T1R3 почувствует сладость, полученная информация по сигнальным путям попадает в области мозга, участвующие в восприятии вкуса, и возникает приятное сладкое ощущение.

Дальше включается природный механизм, в котором тысячелетиями запрограммированы положительные установки на углеводистую пищу, означающую сытость и большое количество энергии. Поэтому тело нас подсознательно стимулирует ее употреблять. Последние научные исследования показали, что на сладкое реагируют даже легкие, глаза и кости. Употребление углеводов стимулирует центр вознаграждения в мозге — мезолимбическую дофаминовую систему. Поэтому мы так любим конфеты, печенье, торты, мороженое и прочие лакомства.

Но в стевии нет сахара, поэтому, чтобы вся цепочка сработала, нужно обмануть вкусовые сосочки, заставить их принять подсластитель за сахарозу и запустить нужную реакцию. Стевиолгликозиды умеют это делать, поскольку полностью природные, многокомпонентные и имеют многогранный вкус, очень близкий к природному сладкому. Сосочки нервной системы принимают подсластитель за сахар и послушно выделяют гормон счастья дофамин, как при употреблении сахара.

Но организм не в состоянии разложить и усвоить стевиолгликозиды, поэтому калорийность у подсластителя нулевая. Употребление сахарозаменителей на основе стевии не повышает уровень глюкозы в крови, не способствует отложению жира, не вызывает жажды, не портит зубы, поэтому полностью безопасно для сладкоежек. Так эта добавка дает возможность получать удовольствие без вреда для здоровья.

Почему стевия многократно слаще сахара

Чтобы найти ответ на этот вопрос, ученые из Университета в Сент-Луисе использовали рентгеновскую кристаллографию для создания трехмерных моделей белков, ответственных за синтез стевиолгликозидов.

Оказалось, что насыщенный сладкий вкус гликозидам придают сахароподобные некалорийные компоненты, которые образуют ядро гликозидов.

Сладость этих компонентов настолько высока, что использование стевии в таких же количествах, как и сахара, может привести к появлению в еде и напитках неприятного вкуса, напоминающего алюминиевую фольгу. Поэтому при употреблении стевии важно соблюдать рекомендованные дозировки.

Наши продукты со стевией

Приключения стевиолгликозиды в организме

Стевия обманывает организм дважды: когда мы ее употребляем, она вызывает выброс дофамина, как сладкие продукты, и в процессе переваривания. В пищеварительном тракте нет ферментов, которые могли бы усвоить стевиогликозиды, поэтому подсластитель выводится в неизмененном виде.

Стевиолгликозиды после употребления с пищей или напитком проходят через желудок и тонкий кишечник в неизменном виде. Когда они достигают толстого кишечника, бактерии, обитающие там, удаляют моносахара, присоединенные к оболочке стевиогликозидов. Эти «обломки» бактерии используют для собственного питания.

Оставшаяся часть молекулы — стевиол — выводится из организма в неизменном виде. В толстом кишечнике нет микроорганизмов или биологически активных веществ, которые могли бы ее расщепить. А сам стевиол плохо всасывается из-за своих физико-химических свойств. Даже минимальные дозы стевиола, которые все же попадают в кровь, не усваиваются. В печени они вступают в реакцию с глюкуроновой кислотой и образуют глюкуронид, который выводится с мочой. Даже самые точные ультрафиолетовые детекторы не могут обнаружить следов стевии в организме.

Глюкуронид стевиола, проходя через почки, не вызывает никаких негативных изменений в мочевыводящей системе. Эксперименты на грызунах показали изменения в анализах только после попадания в организм дозы, в 250 раз превышающей среднесуточную дозу для человека. Однако употребить такое количество продуктов и напитков со стевией физически невозможно.

Стевиолгликозиды, которые наш организм не в силах переработать и превратить в энергию, не запускают цепочку биохимических реакций, как углеводистые сладости. Не вырабатывается инсулин, не повышается уровень сахара в крови, не срабатывают механизмы, превращающие глюкозу в жир. Не поднимается кровяное давление, не изменяются лабораторные показатели. Употребление такого подсластителя абсолютно безвредно и безопасно.

Как стевия сохраняет сладость даже после нагревания

Молекулы гликозидов, входящих в состав экстракта стевии, прочные, поэтому им не страшны высокие температуры. Выпечка, готовые блюда и подогретые напитки с таким подсластителем не утрачивают своего вкуса. Чтобы убедиться в этом, ученые провели серию экспериментов. Хлеб, испеченный с использованием таких сахарозаменителей, не черствел на 5–7 дней дольше обычного, а добавление их в тесто значительно ускоряло его созревание и подъем.

Даже после нагрева этот подсластитель сохраняет способность обманывать наши вкусовые рецепторы и имитировать употребление сладостей. Исследования показали, что вкус продуктов, их внешний вид, аромат и структура после замены сахара стевией не изменяются. Эта способность выгодно отличает стевию от других подсластителей: сахарина, приобретающего при высокой температуре металлический привкус, и аспартама, становящегося безвкусным.

Способность стевии создавать ощущение сладости без углеводов – полезный обман. Переход на добавку Е-960 (стевиогликозиды) выгоден всем. Потребитель получает низкоуглеводную пищу, не вредящую здоровью, производитель – хорошую экономию, поскольку стевия намного слаще сахара, не слеживается, не комкуется, ее удобно хранить и транспортировать. Продукты и напитки на стевии дают возможность увеличить число покупателей за счет больных сахарным диабетом и всех, кто придерживается диеты и здорового образа жизни.