Cultivo de stevia: La ciencia detrás del sabor y la sostenibilidad de la stevia

¿Dónde se cultiva la stevia?

La stevia es una planta perenne subtropical que crece mejor en ambientes con largos días de sol, temperaturas cálidas con mínimas heladas, lluvia adecuada y mucha luz solar. El género de la planta de stevia incluye más de 100 especies y se cultiva en todo el mundo, pero predominantemente en China, Paraguay, Kenia, Zambia y Estados Unidos.

La stevia es conocida como una planta resistente y, dependiendo de la región, puede cosecharse varias veces al año. PureCircle™ de Ingredion utiliza técnicas de reproducción convencionales para aumentar los compuestos dulces encontrados en las hojas de la planta (glucósidos de esteviol). Los extractos de las plantas de stevia, que se venden como edulcorantes, no son organismos genéticamente modificados (no OGM).

El cultivo de stevia proporciona un cultivo rentable para miles de agricultores independientes de diversas escalas en Asia, América del Sur, África y Estados Unidos. Para algunos agricultores, la stevia se cultiva como un cultivo comercial en parcelas más pequeñas de tierras agrícolas además de cultivos alimentarios para obtener ingresos adicionales.

Producción y sostenibilidad de la stevia

Si bien la stevia ayuda a quienes buscan un estilo de vida más saludable al reducir los carbohidratos y las calorías en los productos alimenticios y bebidas, también puede tener un beneficio neto positivo en nuestro medio ambiente. Varios aspectos de las ventajas ambientales de la stevia pueden vincularse a su alta intensidad de dulzura natural. Las moléculas de stevia pueden ser hasta 300 veces más dulces que el azúcar, por lo que se puede usar menos stevia para endulzar alimentos y bebidas. Este alto nivel de dulzura puede permitir mayores eficiencias y un menor impacto ambiental, desde el cultivo hasta el ingrediente final.

Según la Evaluación Comparativa del Ciclo de Vida de los Edulcorantes de Ingredion de 2022, la stevia tiene menos impactos ambientales en todas las medidas comunes, incluyendo el cambio climático, el uso de la tierra, la escasez de agua y la demanda de energía acumulada en comparación con los edulcorantes calóricos completos como el azúcar de caña y el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa en una base de equivalencia de dulzura. Esto significa que las pequeñas hojas de stevia pueden tener un gran impacto en el ahorro de impacto ambiental.¹

El desarrollo de variedades de plantas de stevia más poderosas juega un papel importante en la sostenibilidad de la stevia y ayuda a escalar los edulcorantes de stevia más buscados para las marcas globales de alimentos y bebidas. Años de cruzamiento tradicional de plantas y ciencia agronómica han resultado en nuevas variedades de plantas, que tienen el rendimiento más alto de glucósidos de esteviol hasta la fecha.

Las innovaciones en la producción de stevia, como la bioconversión, también extienden aún más la historia de sostenibilidad de la stevia. Poder ayudar a la hoja a producir moléculas que aparecen en pequeñas cantidades, lleva a una mayor escala de edulcorantes de stevia como el Reb M, y permite a las marcas de alimentos y bebidas alcanzar mejores posibilidades de reducción de azúcar y mejor sabor.

Al elegir la dulzura natural de la stevia, los consumidores pueden ayudar a las personas a mantener una dieta saludable y respetuosa con el medio ambiente, y eso es algo que los consumidores, los profesionales de la salud y los productores de alimentos realmente pueden sentirse bien.

La stevia es un edulcorante de origen natural

Los componentes dulces de la planta Stevia rebaudiana Bertoni, llamados glucósidos de esteviol, se extraen y purifican para hacer extractos de hoja de stevia de alta pureza. Asegurar que estos componentes dulces no cambien durante el proceso de purificación y extracción es una parte importante para llevar el extracto de hoja de stevia desde la hoja hasta el producto final. Un estudio realizado en la Universidad de Bonn en Alemania exploró lo que sucede con estos componentes dulces de la hoja de stevia cuando pasan por el proceso de extracción y purificación.²

Debido al complejo proceso de purificación, la autenticidad natural o la “naturalidad” de los extractos de hoja de stevia de alta pureza ha sido cuestionada. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue determinar sistemáticamente si los glucósidos de esteviol se modifican durante el proceso comercial de extracción y purificación utilizado para producir extractos de hoja de stevia de alta pureza (es decir, ingredientes edulcorantes de glucósidos de esteviol). Los investigadores se centraron en los nueve glucósidos de esteviol aprobados en 2010 por la autoridad reguladora global, el Comité Mixto de Expertos en Aditivos Alimentarios de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación/Organización Mundial de la Salud (JECFA). Estos glucósidos de esteviol estaban en la aprobación y especificación original de JECFA para ingredientes de extracto de hoja de stevia de alta pureza.

El estudio investigó tres lotes de producción a escala comercial de glucósidos de esteviol de alta pureza. Las muestras de cada lote comercial incluían las hojas de stevia no tratadas de las cuales se extraen los glucósidos de esteviol, la primera infusión de agua después de que las hojas se hayan remojado en agua tibia y el producto final de alta pureza al 95% (es decir, el ingrediente edulcorante de glucósidos de esteviol). Las muestras se analizaron utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento con detección ultravioleta (UV-HPLC) y cromatografía líquida de alto rendimiento con espectrometría de masas en tándem con ionización por electrospray (HPLC/ESI-MS/MS) para separar, identificar y cuantificar las moléculas individuales de glucósidos de esteviol. Las muestras comerciales probadas en el estudio fueron proporcionadas por PureCircle, del proceso de producción de extracción y purificación comercial de PureCircle de ingredientes/extractos de edulcorante de hoja de stevia de alta pureza.

Los investigadores informaron que sus resultados muestran claramente que el producto final de extracción y purificación, es decir, los ingredientes edulcorantes de glucósidos de esteviol comerciales probados en este estudio, con una pureza estimada de más del 95%, contienen los mismos nueve glucósidos de esteviol que las hojas de stevia no tratadas secas y sus infusiones de agua caliente. Esto demuestra que los glucósidos de esteviol no se ven afectados ni modificados a través de múltiples pasos en el proceso comercial de extracción y purificación.

Estos hallazgos son significativos porque el hecho de que los nueve glucósidos de esteviol en los productos finales permanezcan inalterados y sean idénticos a los de las hojas de stevia intactas proporciona apoyo para la “naturalidad” o autenticidad natural de los extractos de hoja de stevia de alta pureza, también conocidos como ingredientes edulcorantes de stevia de alta pureza.

Stevia y biodiversidad

Según las Naciones Unidas, la agricultura sigue siendo el empleador más prevalente en el mundo, proporcionando ingresos para el 40 por ciento de la población mundial. Sin embargo, aproximadamente el 75 por ciento de la biodiversidad de los cultivos se ha perdido desde la década de 1900 y, sin embargo, la biodiversidad contribuye a dietas más completas, mejores ingresos para las comunidades agrícolas y prácticas agrícolas sostenibles.

La stevia ha podido desempeñar un papel importante en la biodiversidad porque requiere una mínima superficie de tierra y permite a los agricultores diversificar sus cultivos. A diferencia de los cultivos comerciales, la stevia generalmente se cultiva en parcelas más pequeñas de tierra y proporciona ingresos suplementarios a los cultivos comerciales más comunes.

Investigación sobre la stevia: Comprendiendo la hoja

Los investigadores han estado trabajando arduamente para comprender la conexión entre lo que hay en la hoja y la stevia de gran sabor. Los altos rendimientos, las características de calidad deseadas y los retornos económicos confiables son características clave que a menudo se investigan en cualquier cultivo comercial domesticado.

Genoma de la stevia

Aunque el cultivo sistemático de la stevia comenzó en la década de 1970 en China, América del Sur y Japón, solo los esfuerzos recientes de mejora de cultivos se han centrado en hacer que la stevia sea más escalable con los glucósidos de esteviol más parecidos al azúcar a través del cruzamiento tradicional.

Para facilitar esto, PureCircle invirtió en investigación que secuenció, generó ensamblajes de genomas y anotó completamente los genomas de tres variedades comerciales de stevia con niveles mejorados de los rebaudiosidos de mejor sabor y más parecidos al azúcar.⁴

El estudio de PureCircle se centró en el ensamblaje de los genomas de tres variedades de stevia, que son comparables a otros genomas de alta calidad publicados de las Asteraceae. Parece haber una expansión de la familia de enzimas UGT, que desempeñan un papel crítico en la producción de glucósidos de esteviol; esta expansión podría ayudar a explicar el diverso conjunto de glucósidos de esteviol encontrados en la stevia.

Además de permitir la mejora de la reproducción tradicional para beneficios agronómicos y de sostenibilidad, este nuevo conocimiento del genoma de la stevia puede facilitar mejoras en la abundancia de los glucósidos de esteviol que son más parecidos al azúcar en sabor, permitiendo así el desarrollo de extractos de hoja de stevia de alta pureza para reducciones más profundas de azúcar y calorías en productos alimenticios y bebidas.

REFERENCES

1. Milovanoff, A., Callaghan, K., Pillow, J., & Shah, B. (2022). (rep.). Comparative Life Cycle Assessment of Sweeteners. Ingredion. 

2. Oehme A, Wüst M, Wölwer-Rieck U. Steviol Glycosides are not altered during commercial extraction and purification processes. Int J Food Sci Technol. 2017;52:2156-62. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ijfs.13494

3. JECFA. 73rd Meeting, Compendium of Food Additive Specifications. Mongraph. 2010;17-22.

4. Stephen E. Schauer PhD1 , Runchun Jing PhD2 , Ong Seong Siang PhD2 , Wong Yeen Yee PhD2 , Yucheng Bu 2 , Jianning Chen 2 , Jifeng Tang PhD1 , Raymond van Daelen PhD1 , Tengfang Huang PhD1 , Indra Prakash PhD3 , Priscilla Samuel PhD4 , Antoine Janssen MSc1 , Marcel van Verk PhD1 , Fayaz Khazi PhD1 , Walter Nelson MBA 1 , Alec Hayes PhD3 , Avetik Markosyan MD, PhD2 1KeyGene, 2PureCircle Ltd, 3The Coca-Cola Company, 4Global Stevia Institute (2017). (rep.). Insights from the Sequencing and Annotation of the Stevia rebaudiana Genome and their Application in Agronomy and Health. Available at: https://www.keygene.com/wp-content/uploads/2018/01/stevia-genome-iuns-icn-2017.pdf