بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه به دلیل افزایش بیماری های قلبی، چاقی و دیابت بشر در پی مصرف غذاهای کم کالری است. کاهش کالری را می توان از طریق جایگزین کردن شکر با شیرین کننده های کم کالری انجام داد. در ابتدا گرایش به سمت مصرف شیرین کننده های مصنوعی از جمله ساخارین، سیکلامات، اسسولفام پتاسیم و ... بود اما در سال های بعد مشخص شده که مصرف این شیرین کننده ها خالی از ضرر نیست برای مثال آسپارتام به دلیل حضور فنیل آلانین در ساختار خود توسط افراد مبتلا به فنیل کتونوریا قابلیت مصرف ندارد و یا سیکلامات در بدن به ترکیب سمی سیکلوهگزیل آمین تجزیه شده که در غلظت های بالا موجب بروز مشکلات قلبی می شود.
بنابراین توجه به سمت شیرین کننده های کم کالری با منشا طبیعی - گیاهی - همانند استویوزید جلب شد. گیاه استویا - ربادیانا برتونی - گیاهی چند ساله، روز کوتاه، حساس به سرما و بومی آمریکای جنوبی است. نام قدیمی آن kaa he-he به معنای بوته ی شیرین یا برگ عسلی می باشد. محققان بیان می کنند که برگ های این گیاه قرن ها در نوشیدنی تلخ و شیرینی به نام mate´ توسط بومیان پاراگوئه مصرف شده است. شیرینی این گیاه به دلیل حضور گلیکوزیدهای دی ترپن از جمله استویوزید، ربادیوزیدهای A ،B ،C ،D و ... می باشد. شیرین کننده ی اصلی در این گیاه استویوزید بوده که حدود 300 برابر شیرین تر از ساکارز است. تا کنون مطالعاتی در مورد کاربرد استویا به جای شکر در آبمیوه هلو، شکلات، قهوه فوری، بیسکویت ، کلوچه و ماست طعم دار گزارش شده است.
مقدمه
کاهش میزان فعالیت های بدنی و افزایش کالری دریافتی حاصل از مواد غذایی منجر به افزایش چاقی شده است به طوری که این بیماری به یک بیماری شایع در دنیای کنونی مبدل گشته است. الگوی غذایی نادرست شامل مصرف بیش از حد غذاهای چرب و شیرین باکالری بسیار بالا و همچنین کاهش مصرف موادی همچون فیبرهای غذایی از جمله دلایل اصلی بروز چاقی محسوب می گردند.[8] گزارشات نشان داده اندکه درآمریکا 20 درصد از نوجوانان و یک سوم بزرگسالان دارای اضافه وزن هستند. بر اساس گزارشات سازمان بهداشت جهانی در سال 2005، 1/6 میلیارد نفر از افراد بالای 15 سال دارای اضافه وزن و 400 میلیون نفر از بزرگسالان مبتلا به چاقی بوده اند. پیش بینی می شود این آمار تا سال 2015 به ترتیب به 2/3 میلیارد و 700 میلیون نفر برسد.
چاقی عامل بسیاری از امراض از جمله بیماری های قلبی- عروقی، دیابت، افزایش فشار خون، بیماری های کبدی و مجاری صفراوی، برخی از سرطان ها، سکته ی مغزی و... می باشدکه بیماری های قلبی، فشار خون بالا و دیابت از شایع ترین امراض محسوب می گردند به طوری که مطالعات نشان داده اند در سال 2005، عامل 30 درصد از مرگ و میرها در جهان، بیماری های قلبی عروقی بوده است، به علاوه درکشورهای صنعتی 25 درصد بزرگسالان و 60 درصد سالمندان از فشار خون بالا رنج می برند. اصلاح شیوه ی زندگی و رژیم غذایی نقش برجسته ای در کاهش چاقی و بیماری های ناشی ازآن دارد.[3]
در دهه های اخیر، بالا رفتن آگاهی مصرف کنندگان از ارتباط میان رژیم غذایی و سلامتی موجب شده که بشر به دنبال مصرف غذاهای کم کالری باشد. یکی از راه های کاهش کالری مواد غذایی، جایگزین کردن شکر با شیرین کننده های غیر مغذی بوده که این امر به منظور کاهش انرژی دریافتی، کنترل وزن بدن و پیش گیری از بروز بیماری های ذکر شده، انجام می گیرد8]و.[22 قبل از تولید شکر، تنها منبع شیرین کننده عسل و فرآورده های حاصل از گیاهان بودکه در اواسط قرن بیستم و با روی آوردن گسترده ی مردم به سمت کربوهیدرات ها، از مصرف این فرآورده های طبیعی کاسته شد.[2] با آشکار شدن عوارض ناشی از مصرف زیاد شکر، استفاده از غذاهایی با میزان قند کم توسط افراد چاق، کودکان، زنان باردار و بیماران دیابتی درکشورهای غربی متداول گشت.
در این میان افراد دیابتی از مهمترین گروه های در معرض خطر هستند به گونه ای که بیماری این افراد از شایع ترین اختلالات متابولیکی بوده و به عنوان چهارمین علت مرگ و میر در جوامع غربی محسوب می شود. در ایران بیش از 4 درصد افراد جامعه مبتلا به بیماری دیابت بوده که از این تعداد 85 تا 90 درصد بزرگسال و بقیه کودکان می باشند. در افراد مبتلا به دیابت نوع دوم، عدم رعایت رژیم غذایی و کنترل قند خون، منجر به بروز عوارض چشمی، کلیوی، قلبی عروقی و عصبی شده و تنها می توان با رعایت رژیم غذایی مناسب، ورزش، استفاده از داروهای هیپوگلایسمیک و در نتیجه تنظیم میزان قند خون در محدوده ی طبیعی، از بروز عوارض این بیماری جلوگیری نمود.
یکی از راه حل های موجود جهت حل مشکلات افراد دیابتی تهیه ی غذاهای رژیمی می باشد که این کار با استفاده از شیرین کننده هایی با شاخص گلایسمیک پایین حاصل می شود. شاخص گلایسمیک بیانگر افزایش میزان گلوکز خون بعد از خوردن غذای حاوی مقدار مشخصی کربوهیدرات قابل جذب در مقایسه با افزایش آن بعد از خوردن همان مقدار کربوهیدرات به صورت گلوکز می باشد. هرچه این شاخص برای یک ماده ی غذایی کمتر باشد آن ماده برای افراد دیابتی مناسب تر خواهد بود.[1] با توجه به محدودیت مصرف شکر برای افراد خاص از جمله بیماران مبتلا به دیابت و همچنین افزایش تمایل به مصرف غذاهای کم کالری، استفاده از سایر شیرین کننده ها به عنوان جایگزین های شکر رایج شده است.
شیرین کننده ها
ترکیبات شیرین کننده به دو گروه اصلی تقسیم می شوند، کالری زا - مغذی - و غیر کالری زا - غیر مغذی - . شیرین کننده های مغذی شامل کربوهیدرات ها و مشتقات آنها مثل گلوکز، فروکتوز و مالتوز هستند اما شیرین کننده های غیر مغذی به موادی گفته می شوند که کالری حاصل از آنها در شیرینی معادل با ساکارز، کمتر از 2درصد کالری حاصل از ساکارز باشد - ارزش کالریکی ساکارز 4 کیلو کالری است - .[4] شیرین کننده های غیر مغذی به دو گروه تقسیم می شوند، شیرین کننده های غیرمغذی سنتزی و شیرین کننده های غیر مغذی با منشا طبیعی - گیاهی - . شیرین کننده های غیر مغذی وابسته به گروه شیمیایی خاصی نبوده ومعمولاً به عنوان شیرین کننده های مصنوعی - سنتزی - شناخته می شوند. فراوان ترین شیرین کننده های مصنوعی ساخارین، سیکلامات، آسپارتام و سوکرالوز می باشند که به دلیل ترس از چاقی، دیابت و فساد دندانی استفاده از آنها رونق گرفته است.[7]
برخی از این شیرین کننده های سنتزی دارای تاریخچه ی مصرف طولانی هستند، برای مثال ساخارین بیش از 100 سال پیش تولید شده است. اما تحقیقات نشان داده که شیرین کننده های مصنوعی باعث ایجاد تومور در چندین حیوان آزمایشگاهی شده اند و برای جلوگیری از آسیب به بدن انسان باید میزان مصرف آنها را در غذاها و نوشیدنی ها کنترل کرد.[7] مصرف این ترکیبات مشکلات دیگری را نیز به همراه دارد، برای مثال آسپارتام به دلیل حضور فنیل آلانین در ساختار خود توسط افراد مبتلا به فنیل کتونوریا قابلیت مصرف ندارد و یا سیکلامات در بدن به ترکیب سمی سیکلوهگزیل آمین تجزیه شده که در غلظت های بالا موجب بروز مشکلات قلبی می شود. به خاطر چنین دلایلی امروزه مصرف شیرین کننده هایی با منشأ گیاهی مورد توجه قرار گرفته است. با اینکه تاکنون ترکیبات شیرین کننده ی زیادی از گیاهان استحصال شده اما تنها تعداد اندکی از آنها تجاری شده اند که از این میان می توان به استویوزید اشاره نمود.[13]
استویوزید شیرین کننده ی غیر مغذی با منشأ گیاهی تاریخچه
گیاه استویا - ربادیانا برتونی - 1 در سال 1899 توسط فردی به نام مویسس برتونی شناسایی شد. این بوته از جنوب غربی ایالت متحده تا شمال آرژانتین به صورت طبیعی قابلیت رشد داشته و بومی دره های ریو موندای - دره ها و دامنه های مرز پاراگوئه و برزیل - است که برای قرن ها توسط بومیان مورد استفاده قرار می گرفت11]و.[16 نام قدیمی آن kaa he-he به معنای بوته ی شیرین یا برگ عسلی بوده است.
محققان بیان می کنند که برگ های این گیاه قرن ها در نوشیدنی تلخ و شیرینی به نام mate´ توسط بومیان پاراگوئه مصرف می شد. از طرف دیگر لوئیس مدارکی را مبنی بر استفاده از استویا در قبل از سال 1887 نیز منتشر کرده است. برای سال ها پزشکان پاراگوئه به منظور درمان دیابت، چای تهیه شده از استویا را به بیماران خود تجویز می کردند. بعد از معرفی این گیاه و عصاره ی آن در کشورهای همسایه ی برزیل، غذاها و نوشیدنی های مخصوص افراد دیابتی و همچنین آدامس ها و داروهای محتوی این شیرین کننده تهیه شد.[11]
گیاهشناسی
این گیاه عضوی از 150 تا 300 گونه ی استویا و متعلق به خانواده ی آستراسه می باشد.[13] استویا از خویشاوندان گل آفتاب گردان، گل همیشه بهار و گل داوودی است و دارای برگ هایی باریک، کشیده، نوک تیز و نیزه ای بوده، که این برگ ها با آرایش متناوب به ساقه چسبیده اند و 3 تا 4 سانتی متر طول دارند. گل های این گیاه سفید و کوچک می باشد که بخش تحتانی آن ارغوانی کمرنگ بوده و دارای گرده افشانی بسیار حساسیت زا است.[16] استویا برای رشد به دمای بین 15 تا 38 درجه ی سانتی گراد نیاز دارد که بهترین دما برای آن 23 درجه ی سانتی گراد می باشد. این گیاه دارای عمر 5 تا 7 سال بوده که در ارتفاع 200 تا 500 متری از سطح دریا رشد می کند و به بارش 1500 تا 1800 میلی متر در سال و رطوبت نسبی 80 درصد نیازمند است. ارتفاع این گیاه به 60 تا 75 سانتی متر می رسد البته گیاهانی با ارتفاع 1 متر نیز تا کنون مشاهده شده اند11]و.[16
رشد، تکثیر و برداشت گیاه استویا
در گونه های وحشی، تکثیر این گیاه از طریق دانه و ریشه کردن ساقه هایی که در تماس با زمین قرار دارند، انجام می گیرد. جوانه زنی دانه بسیار ضعیف بوده و اکثر دانه ها نابارور اند. استفاده از تکنیک کشت بافت و همچنین جوانه زنی قطعات گیاه بهترین روش تکثیر برای تولید انبوه آن محسوب می گردد، به عبارت دیگر بهترین راه استفاده از تکثیر غیر جنسی است.کشت این گیاه در ردیف هایی به عرض 45 تا 65 سانتی متر و با تراکم 83 تا 111 هزار گیاه در هر هکتار انجام می گیرد.
مناسب ترین خاک برای رشد گیاه، خاک های آبرفتی یا رسی- شنی با 5 pH تا 7/5 است. این گیاه حساس به سرما بوده و در کشت آن کنترل رشد علف های هرز به منظور تولید محصول تمیز با راندمان بالا ضروری است، البته استویا ازحمله ی آفات در امان بوده و شیرینی ذاتی آن مانعی برای حمله ی حشرات محسوب می شود اما تا کنون دو بیماری قارچی سپتوریا استویا - خالدار شدن برگ ها - و سلروتینیا اسکلروتوریم برای استویا گزارش شده است.[24]
گلیکوزیدهای دی ترپن مسئول شیرینی استویا اند که در مراحل اولیه ی رشد گیاه در مسیر مشابه با اسید جیبرلیک - یکی از مهمترین هورمون های گیاهی - سنتز می شوند. سنتز گلیکوزید در زمان گلدهی کاهش می یابد و تخریب گل ها در روزهای بلند منجر به تجمع بیشتر این ترکیب در گیاه می گردد. در نتیجه زمانی که گیاه تحت روزهای بلند و طولانی قرار می گیرد غلظت گلیکوزید در برگ ها افزایش می یابد. این ترکیبات شیرین تمایل به تجمع در کل بافت های گیاهی را دارا اند اما از آنجایی که کلروپلاست ها در ساخت پیش سازهای گلیکوزید اهمیت دارند، در نتیجه بافت های بدون کلروفیل مانند ریشه ها و ساقه های پایینی فاقد طعم شیرین هستند. اگرچه ساقه های استویا شیرینی کمی دارند و یا حتی فاقد شیرینی اند اما می توان از آنها به عنوان تشدید کننده ی طعم و عطر در نوشیدنی های الکلی استفاده نمود.[16]
برگ های پیر پایینی شیرین تر از برگ های جوان بالایی اند و بهترین زمان برداشت آنها قبل از گلدهی می باشد. بریدن شاخه ها با قیچی هرس، قبل از جدا کردن برگ ها بهترین تکنیک برای برداشت آن محسوب می گردد. تعداد دفعات برداشت سالانه به آب و هوای محیط وابسته است برای مثال در آب و هوای گرم هند، استویا را می توان 4 تا 5 مرتبه در سال برداشت کرد، در پاراگوئه و برزیل 3 بار و در اندونزی 7 بار نیز گزارش شده است.
اولین برداشت در نودروزگی گیاه انجام می گیرد اما در روزهای زمستان تنها یکبار می توان برداشت را انجام داد و برای حفاظت از گیاه در روزهای سرد زمستان وقتی دما به زیر 5 درجه سانتی گراد می رسد، می توان از پلی اتیلن وکشیدن پوشش خاصی بر روی گیاه در طول شب استفاده کرد. مطالعات نشان می دهد چندین برداشت در یک سال می تواند راندمان محصول را افزایش داده و گیاه قادر است 3 تا 5 سال محصولی با راندمان بالا تولید کند.[24]
عوامل شیرینی استویا
استویا منبعی از گلیکوزیدهای دی ترپن از جمله استویوزید و ربادیوزید A و چندین ترکیب دیگر است که استویوزید جزء اصلی شیرینی در این گیاه محسوب می شود. گلیکوزیدها به ندرت در سایر گونه های استویا یافت می شوند، زمانی که برگ های خشک شده ی 110 گونه ی استویا به منظور یافتن ترکیبات شیرین مورد ارزیابی قرار گرفت، علاوه بر استویا تنها گونه ی استویا فلبوفیلا دارای این ترکیبات شیرین بود که این گونه در حال حاضر منقرض شده است.[19] اگرچه کارهای تحقیقاتی برای تعیین ساختار طبیعی استویوزید در قرن گذشته آغاز شد اما دستیابی به این هدف بیش از 60 سال به طول انجامید. در نهایت مشخص شد که استویول بخش غیر قندی ساختار استویوزید بوده که با هیدرولیز استویوزید بدست می آید.
