Стевиогликозиды - это гликозиды производного дитерпена стевиола. Именно эти химические соединения содержатся в листьях южноамериканского растения Stevia rebaudiana и придают им сладкий вкус. Они также встречаются в родственных видах Stevia phlebophylla и в растении Rubus chingii (Rosaceae). Стевиозид и ребаудиозид А были впервые выделены в 1931 году французскими химиками Бриделем и Лавьелем.
В стевии идентифицировано 11 родственных натуральных стевиолгликозидов:
Из селектированного сорта стевии Stevia rebaudiana Morita были выведены ещё 10 соединений (около 7% от общего количества), являющихся новыми стевиолгликозидами. В частности Ребаудиозид G, I, J и O.
Все выделенные дитерпеноидные гликозиды имеют одинаковую химическую структуру основы (агликон) - стевиол (Steviol), но различаются остатками углеводов - молекулами глюкозы, связанными β-гликозидными связями. Стевиозид - имеет три молекулы глюкозы (триглюкозилированный стевиол, triglucosylated steviol), ребаудиозид А - четыре молекулы глюкозы (тетраглюкозилированный стевиол, tetraglucosylated steviol). Оба соединения имеют подгруппы глюкозы: стевиозид имеет две связанные между собой молекулы глюкозы в гидроксильной связи, тогда как ребаудиозид А имеет три, причём средняя глюкоза триплета связана с центральной структурой стевиола.
Стевиолгликозиды иногда по ошибке называют Стевиогликозидами (пропуская букву "л"). Основой всех этих соединений является стевиол, поэтому правильно их называть стевиолгликозидами.
Ребаудиозид А примерно в 450 раз, а стевиозид в 300 раз слаще сахарозы (0,4% раствор). Помимо сладости, стевиозид и ребаудиозид А обладают некоторой горечью и нежелательным металлическим послевкусием: стевиозид больше, чем ребаудиозид А. Послевкусие ребаудиозидов D и M в мороженом воспринималось как более сладкое, сливочное, молочное и более приятное, чем у ребаудиозида A. Сенсорное восприятие, приписываемое ребаудиозидам D и M, было аналогично восприятию сахарозы. Тем не менее, ребаудиозиды D и M по-прежнему негативно воспринимались как искусственные. Сохраняющаяся сладость послевкусья ребаудиозида D и M также вызывает некоторое беспокойство. Эти проблемы вкуса можно успешно контролировать путем добавления остатков моносахаридов в структуру стевиолгликозидов посредством ферментативного гликозилирования. Яблочным консервам, которые содержали стевиолгликозиды вместо глюкозы, были приписаны подходящие вкусовые качества и соответствующие физико-химические свойства. Аналогичным образом, замена 25% сахарозы на стевиолгликозиды в хлебобулочных изделиях привела к улучшению текстуры, цвета, индекса потемнения и сенсорного восприятия.
Доклинические и клинические исследования показали, что ни пищеварительные ферменты, ни желудочный сок не способны разлагать стевиолгликозиды. Кроме того, пероральные стевиолгликозиды, по-видимому, не всасывается на уровне верхних отделов тонкой кишки, вероятно, из-за их высокой молекулярной массы.
Метаболические исследования со стевиогликозидами показывают, что пищеварительные ферменты человека не способны гидролизовать β-гликозидные связи и, таким образом, стевиогликозиды не перевариваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта.
В нижних отделах желудочно-кишечного тракта человека стевиолгликозиды могут разлагаться бактериальной кишечной флорой (род Bacteroides), превращая их в свободный стевиол, агликон стевиогликозидов. Исследование на людях-добровольцах не выявило заметного количества стевиолгликозидов, свободного стевиола или любого другого метаболита стевиола в крови после употребления стевиозида (750 мг/сут). Тем не менее, стевиол присутствовал в фекалиях.
Фармакокинетический анализ показал, что стевиолгликозиды гидролизуются до стевиола в желудочно-кишечном тракте до всасывания. Таким образом соединение, абсорбируемое после приема внутрь, представляет собой стевиол, а не стевиолгликозиды. Большая часть циркулирующего стевиола находилась в форме глюкуронида стевиола. Этот основной метаболит быстро выводится из организма с мочой.
Для людей глюкуронид стевиола является стандартным метаболитом крови. Глюкуронид стевиола выводится почками человека Экспериментальные исследования, в ходе которых изучалось выведение стевиозида почками, выявили нефротоксичность у крыс после подкожного введения 1,5 г/кг стевиозида (что в 250 раз превышает среднесуточное потребление человеком). Сообщалось о повышении уровня глюкозы в моче и креатинина в плазме после этого стевиозида. Таким образом, стевиозид, по-видимому, влияет на секреторные транспортные системы при очень высоких дозах. Необходимы дальнейшие исследования ингибирования секреторно-транспортной системы, чтобы использовать стевиозид для задержки выведения лекарств и повышения эффективности этих систем в организме человека. Стевиозид можно считать безопасным при употреблении в соответствии с допустимой суточной дозой.
Было продемонстрировано, что пероральное потребление стевиолгликозидов в рекомендуемых дозах 4 мг / кг веса тела не является тератогенным или канцерогенным. Ни стевиозид, ни ребаудиозид А не всасываются в желудочно-кишечном тракте человека. Оба эти гликозида превращаются в свободный стевиол под действием микроорганизмов. Стевиол всасывается, но быстро выводится с мочой в форме глюкуронида стевиола. Эти фармакокинетические аспекты представляют собой значительное преимущество с точки зрения потенциальной токсичности, поскольку чем быстрее выводится метаболит, тем меньше вероятность возникновения побочных эффектов. Таким образом, стевиозид можно считать безопасной, некалорийной, некариогенной, неаллергенной и естественной альтернативой сахарозе. Хотя применение стевиозида у детей, при беременности или в период лактации не оценивалось, доклинические и клинические доказательства его безопасности позволяют рекомендовать его с учетом допустимой суточной дозы. Возможно, основным ограничением при их использовании является горьковатое послевкусие. Однако в настоящее время ферментативное гликозилирование улучшает сенсорные свойства и приемлемость.
Текущие данные указывают на то, что стевиозид и ребаудиозид А, вводимые в более высоких дозах, чем допустимая суточная доза, могут быть предложены в качестве потенциальных кандидатов на лекарственные средства для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, рака, воспаления, диареи и окислительных процессов. Следует отметить, что фармакологические свойства стевиолгликозидов особенно проявляются в патологических ситуациях. Например, стевиозид не вызывает гипогликемии при нормальной концентрации глюкозы, в отличие от стевии. Этот факт подчеркивает необходимость продолжения исследования и характеристики биологической активности выделенных стевиолгликозидов, поскольку в экстракте стевии можно обнаружить большое разнообразие компонентов, которые могут оказывать синергическое или ингибирующее действие друг на друга. Поэтому необходимы дальнейшие клинические исследования для определения надлежащих дозировок для фармакологических целей.