Stevia rebaudiana Bertoni pertenece a la familia botánica de las Compuestas, tribu Asteras. Es oriunda de Paraguay y contiene un edulcorante natural de gran intensidad llamado steviósido y rebaudiósido A. Actualmente se cultiva en cierto número de países de Asia Oriental como Japón, China Continental, Corea del Sur, Taiwan, Tailandia, Indonesia, Filipinas y también en América Latina, Paraguay y Brasil. Se industrializa en Japón, Corea del Sur, China Continental y Brasil siendo Japón líder en industrialización y consumo de steviósido. Las zonas de cultivo adecuadas en nuestro país son las tierras rojas de Misiones, este de Formosa, los microclimas de la selva tucumano oranense (Salta y Tucumán), Río Negro entre otras. El país es consumidor e importador de edulcorantes sintéticos como el aspartamo que se comercializa con el nombre nutra sweet. Se debe señalar que debería reemplazarse el edulcorante sintético por el natural (steviósido y rebaudiósido A) de producción nacional, favoreciendo no solo el desarrollo de las economías regionales mediante cultivos no tradicionales, sino también la balanza comercial para lo cual debería con prioridad incorporarse su consumo al código alimentario nacional.

SUMMARY

Stevia rebaudiana Bertoni belongs to the family Compositae, tribe Asterae. The country of origin ¡s Paraguay and has a natural compound of greet sweetening intensity called steviosido and reboudioside A. It is actually cultivated in some countries of Oriental Asia as Japan, Continental China, south of Corea, Taiwan, Tailandia, Indonesia, Filipinas and also in Latin America as Paraguay and Brazil. It is industrialized in Japan, south of Corea, Continental China and Brazil being Japan a lider in industrialization and use of stevioside. The better areas for cultivation ¡n our country are the red soil of Misiones, east of Formosa and microclimetic areas of the Tucumano-Oranense Forest (Salta and Tucumán) and Río Negro among others. The country consumes and imports synthetic sweetening products as the espartame which is comercialized under the name of "nutra sweet". It is necessary to point out that the synthetic sweetenes shoold be replaced by the natural one (stevioside and rebaudioside A) of national production, favouring not only the development of the regional economies throw non traditional crops but also the commercial balance for what purpose consumption should be incorpored with priority to the National Food Codex.

I. INTRODUCCIÓN

La planta de Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) oriunda de Paraguay, contiene un edulcorante natural de gran intensidad llamado steviósido.

Dado el extraordinario poder edulcorante del steviósido y el hecho que no genera calorías al ser metabolizado por el organismo, se lo considera como un posible sustituto natural de los aditivos sintéticos sacarina, ciclamato y aspartamo y parcialmente de la sacarosa.

Se llevaron plantas paraguayas al Japón (1970) y actualmente se cultivan en un cierto número de países del Asia Oriental. En muchos de ellos está autorizado el consumo de steviósido, que se extrae de las hojas y se purifica. En Japón se estima una producción de 150 toneladas de steviósido al año con un valor comercial de 10 millones de dólares.

La planta de Stevia se convierte pues en un recurso natural con un amplio potencial industrial aun no desarrollado por los países productores de América exceptuando Brasil que en 1988 en Maringá, Paraná cultivó 300 has. de Stevia, asimismo inauguró una planta industrializadora con una capacidad de 100 toneladas, produciendo Steviósido con un 95% de pureza.

II. CARACTERIZACIÓN DE LA Stevia rebaudiana Bertoni

A) Botánica

La Stevia rebaudiana Bertoni conocida en el Paraguay con su denominación en el idioma guaraní "káa-heé" que significa "yerba dulce" en español, pertenece a la familia de las Compuestas, género Stevia. Dicho género tiene más de 100 especies en su lugar de origen, zonas tropicales y suotropicales del continente americano, pero solo la Stevia rebaudiana Bertoni, posee principios edulcorantes en sus hojas.

La planta en su habitat natural es perenne, ya que aún bajo explotación comercial produce durante 4 - 5 años cosechando 3 - 4 veces al año.

Fue descripta botánicamente en 1905 por el naturalista Moisés Santiago Bertoni como una planta herbácea de 40-80 cm de altura, raíces perennes, tallos anual subleñoso hojas ovales algo velludas y una panícula floral con pequeñas flores blanquecinas que fructifican abundantemente. La especie es de polinización cruzada presentando un bajo porcentaje de germinación.

B) Adaptación a las condiciones ambientales.

Es nativa de la Región Oriental del Paraguay, habiéndose naturalizado en Brasil y Argentina (Misiones), donde crece y fructifica abundantemente encontrándose una gran variabilidad de ecotipos.

Oriunda de climas subtropicales semi-húmedos, desarrolla naturalmente con precipitaciones anuales superiores a los 1.500 mm, bien distribuidos a lo largo del año y temperaturas medias superiores a 20° C, tolerando hasta -5°C. Es sensible a heladas pero en última instancia la supervivencia de la especie está determinada por la duración e intensidad de las mismas, ya que si el sistema radicular no llega a ser afectado rebrota vigorosamente.

El factor limitante para el cultivo de káa-hée que condiciona los rendimientos en materia seca es la cantidad y distribución de las precipitaciones debido a que la mayor parte del sistema radicular de Stevia desarrolla en los primeros 15 cm de suelo.

La zona de cultivo ideal para la especie son las tierras rojas de Misiones, en suelos de desmonte ricos en materia orgánica no erosionados por las lluvias y bajo la influencia del Paraná, que disminuye la probabilidad de ocurrencia de heladas. Latitudes mayores implican mayor probabilidad de heladas (disminuidas en la zona de influencia del Paraná) y déficit sobre todo en la distribución de las precipitaciones, factor que podría cubrirse considerando el riego del cultivo en ciertas épocas. Sin considerar el factor riego, el cultivo podría hacerse extensivo, en una primera aproximación, a la provincia de Formosa (este) descartando los suelos con problemas de salinidad y al microclima de la Selva Tucumano-Oranense (Salta-Tucumán).

III. CARACTERIZACIÓN OE LOS PRINCIPIOS EDULCORANTES

A) Propiedades edulcorantes

La Stevia rebaudiana Bertoni contiene principios edulcorantes principalmente en sus hojas. Cada uno de ellos tiene sus características propias, y su proporción varía según la variedad de Stevia, su fase de crecimiento, su grado de madurez, etc.

En 1931 fue cristalizado el steviósiodo determinándose para el mismo un poder edulcorante 300 veces más dulce que el azúcar y la carencia de efectos tóxicos en animales de laboratorio.

Durante la década del 70 investigadores japoneses identificaron ocho nuevos principios edulcorantes en las hojas de Stevia. Entre estos componentes, el Rebaudiósido A es el que presenta mayor grado de dulzor siendo 350 veces más dulce que el azúcar además de poseer un sabor más dulce y más parecido a la misma.

El contenido promedio de Steviósido en las hojas de variedades no mejoradas genéticamente es de 6% a 8%, mientras que el de Rebaudiósido A es de 2% a 3% . Los demás componentes se encuentran en cantidades menores, sumados no representan el 1 %, siendo el grado de dulzor de los mismos marcadamente inferior al Steviósido.

B) Propiedades Físicas y Químicas

El Steviósido es un glucósido diterpénico, que se presenta como un polvo blanco algo higroscópico con un P. F. 198°o 201 °C, soluble 0,10 - 0,12 % en agua. La estabilidad termal del edulcorante y sus propiedades deseables para el procesamiento han hecho que la comercialización en Japón haya sido muy rápida.

Solamente se hidroliza a muy altas temperaturas y es estable entre pH 3 y 9. La estabilidad en medio ácido es un s propiedad que facilita su empleo en bebidas gaseosas, caracterizadas por su tenor ácido.

El Steviósido no fermenta, lo cual representa una ventaja adicional para su uso en jarabes y bebidas.

Los resultados de un estudio sobre "Efectos de adición del Steviósido a un cultivo de bacterias orales " indican que no favorecen la propagación bacteriana; por ello se preconiza su empleo en gomas de mascar.

C) Métodos de Obtención de Steviósido a partir de Hojas de Stevia rebaudiana Bertoní

De la bibliografía consultada se sintetizan los siguientes métodos:

C.1. Los pasos seguidos para la extracción y purificación fueron los siguientes:

1. Separación de las hojas de los tallos leñosos y posterior pulverización gruesa de las mismas.

2. Extracción continua del polvo grueso de hojas con una mezcla de solventes lipofílicos (cloroformo, éter de petróleo).

3. Extracción continua del polvo de hojas con mezcla hidroalcohólica (alcohol de 60°).

4. Evaporación al vacío del líquido extractivo.

5. Pasaje por columnas de intercambio iónico.

6. Concentración al vacío del líquido purificado.

7. Decoloración con carbón activado en metanol absoluto.

8. Recristalización del producto bruto de dioxano metanol.

9. Identificación por cromatografía en capa delgada.

10. Valoración por colorimetría en presencia del reactivo timol sulfúrico. No es un método específico pero permite determinar en forma rápida el tenor de glucósido presente en el producto obtenido. La determinación cuantitativa del steviósido y rebaudiósido A puede efectuarse mediante cromatografía líquida de alta performance (H.P.L.C.) según lo indica Hashimoto, Y., et al., (1978). Rendimiento obtenido: 7 %.

C.2. Obtención del steviósido mediante su extracción acuosa y adecuada purificación del extracto descartando el empleo de disolventes orgánicos tales como metano, alcohol aromáticos, dioxano y alcoholes de 4 a 8 átomos de carbono. La extracción acuosa elimina la necesidad de recuperar el solvente, evita la manipulación de sustancias tóxicas a la vez que puede abaratar considerablemente el proceso de obtención del steviósido. Para la purificación del solvente se toma como base lo expuesto en los trabajos de Wood, H.B. et al (1956) y una patente de origen japonés.

Los pasos seguidos para la extracción y purificación fueron los siguientes:

1. Extracción acuosa de las hojas secas molienda gruesa.

2. Separación por centrifugación y filtración.

3. Concentración de a solución a presión reducida (20% del volumen inicial).

4. Purificación sucesiva por agregado de Ca(OH)2 y pasaje por columnas de intercambio iónico.

5. Precipitación del steviósido por agregado de metanol en dos etapas y refrigeración.

6. Separación del precipitado.

7. Secado de presión reducida.

8. Recristalización del producto bruto de dioxano -metanol. Rendimiento obtenido: 7%.

9. Cuantificación del steviósido por cromatografía en capa delgada mono y bidimensional. Se encontró que los resultados obtenidos con la primera son más reproducibles, ya que si bien con la cromatografía bidimensional los resultados implican una mayor separación del steviósido y rebaudiósido las manchas son más difusas.

C.3. Para la determinación del contenido de steviósido autores japoneses proponen:

• Cromatografía líquida de alta presión HPLC.

• Cromatografía gas- líquido.

• Separación por cromatografía en capa delgada (TLC) y posterior determinación por densitométria 750 y 450 nm.

Estos tres métodos tienen el inconveniente de requerir patrones de alta pureza y de difícil obtención. Además utilizan equipos caros y de uso poco frecuente en la industria.

IV. PRODUCCIÓN

A) Cultivo

El cultivo de Stevia se realiza en Paraguay con plantas recientemente domesticadas sin selección por contenido de Steviósido o Rebaudiósido A.

La propagación se efectúa por semilla lo cual genera una gran variabilidad genética en cuanto contenido de Steviósido, Rebaudiósido y caracteres morfológicos.

La implantación del cultivo o de Stevia a escala extensiva con miras a su industrialización, debe contemplar inexorablemente la utilización de líneas genéticas seleccionadas por alto rendimiento en edulcorantes.

Para iniciar el cultivo se debe disponer de plantines seleccionados, los cuales constituirán el material madre de multiplicación a partir del cual se formará el vivero propio. Para mantener la estabilidad genética de una línea superior de plantas debe ser multiplicada vegetativamente y no por semillas.

Considerando que en función del sistema de plantación se trabaja con densidades de 80.000 a 100.000 plantas/ha., de los posibles sistemas de propagación vegetativa de la especie hay uno solamente que presenta factilidad económica en relación a su tasa de multiplicación (número de plantas que se pueden obtener por propagación vegetativa a partir de una planta seleccionada).

Es aquí que cobra importancia la técnica de la micropropagación a partir del cultivo "in vitro" de tejidos. La misma permite la multiplicación masiva de las líneas seleccionadas, manteniendo los caracteres superiores por los cuales ha sido seleccionada y reduciendo considerablemente el tiempo de propagación para entrar a la producción comercial a partir de una sola planta.

El ciclo fisiológico de Stevia se cumple en términos generales a los cuatro años, aumentado los rendimientos desea e! primero hasta el tercero con una leve declinación en el cuarto.

En Paraguay se dan hasta cuatro cosechas o cortes al año, dos buenas en verano y dos pobres en invierno, obteniéndose rendimientos de 4.000 kg de hoja seca/ha, año, llegando a producir 1.500 a 1.800 kg por corte en las cosechas estivales y 500 kg por corte en las invernales, Jordán Molero. (1984).

Los rendimientos promedio como base de cálculo, según un informe del Ministerio de Industria y Comercio de Paraguay (1986), son de 2.500 kg de hoja seca/ha, año.

En la zona del Alto Paraná se citan rendimientos de 6.000 kg de hoja seca/ha, año. En Japón con una o dos cosechas al año los rendimientos de hoja seca varían en 3.000 y 3.500 kg/ha el 1 ° año; 4.000 4.500 kg/ha en el 2°año; 4.000-6.000 kg/ha en el 3° y en el 4° baja a 4.000 kg/ha, o sea que en su hábitat natural el cultivo produce un retorno del capital cada 90-120 día; a partir del primer corte, efectuándose este último año de plantación.

El rendimiento en materia seca, materia verde en follaje fluctúa en un 25% - 30% y el de hoja seca follaje seco entre 40% - 60%.

De la materia seca de las hojas se obtienen rendimientos de steviósido muy variables dependiendo fundamentalmente de la genética de la planta y del manejo del cultivo. Sakaguchi, M. et al. (1982), contenidos de steviósido en Japón de 14% -15% y en Paraguay se manejan cifras promedie de un 7%.

Después de seco el producto se enfarda haciendo uso de prensas similares a las de alfalfa y tabaco conservando sus propiedades edulcorantes prácticamente por tiempo indefinido.

• Especificaciones en gramos por ciento sobre base seca: Según el CEPEY, Jordán, M. F. (1984).

- Humedad: 9,75 %
- Cenizas: 7,56
- Grasas: 5,65 %
- Proteínas: 6,23 %
- Fibras: 27,75 %
- Hidratos de carbono: 52,84 %
- Hierro: 0,055 %
- Calcio: 0,62 %
- Fósforo: 0,089 %

B) Mejoramiento Genético

De lo antedicho se deduce la importancia de trabajar con líneas mejoradas de Stevia rebaudiana Bertoni. A tal fin se debe analizar la conveniencia y factilidad de introducción de estas líneas (origen Japón, Corea del Sur, Taiwan) y/o emprender un plan de Mejoramiento del Germoplasma local.

La concreción de esta última alternativa se presenta ampliamente factible considerando la convergencia de los siguientes factores que hacen a un plan de mejoramiento genético, a saber:

• El hábitat natural de la especie se encuentra en Paraguay y Misiones.

• Dada la característica de polinización cruzada de la especie existen "in situ" una gran variabilidad de ecotipos que faciliten la selección de genotipos por los caracteres buscados.

• Altos índices de heredabilidad para los caracteres que hacen al rendimiento e industrialización.

• Ciclo reproductivo corto (3-4 meses) obtención de híbridos a partir de líneas seleccionadas.

Se hace necesario la instalación de un laboratorio piloto que cuente con los equipos necesarios para que a partir del análisis químico (ver punto III), identificar los ecotipos de mayor rendimiento en steviósido y rebaudiósido A, que es el componente de mejor sabor.

Se destaca la importancia de la creación en dicho laboratorio a nivel oficial para la multiplicación a gran escala de las especies seleccionadas a través del "cultivo in vitro de tejidos y micropropagación", considerando que las técnicas con respecto a Stevia se encuentran en una etapa avanza Ja de investigación (laboratorio de Fisiología Vegetal del INTA, Castelar), que cuenta actualmente con la infraestructura adecuada y material de Stevia micropropagada de procedencia: Japón, Brasil, Paraguay y Misiones, Argentina.

V. COSTOS

Según un informe elaborado por el Centro de Industria y Comercio de Paraguay el costo unitario de producción de hojas secas de Stevia equivale a 1,0 US$/kg al cambio libre y 2,25 US$/kg al cambio oficial, según cotización de Agosto de 1986, datos proporcionados por un productor modelo de Pedro Juan Caballero cuya área cultivada es de 7 has con un rinde promedio de 2.500 kg de hoja seca/ha.

VI. PRECIOS

El precio de importación de hojas secas de Stevia con un contenido de humedad no mayor al 12% es de 1,95US$/kg, precio C.I.F. puerto japonés. Los gastos de exportación y fletes suman 0,379 US$/ kg (Paraguay y Japón).

El producto final, es decir el steviósido con un promedio de 90% de pureza se comercializa entre 80 y 100 US$/kg a nivel exportación F.O.B. Puerto Japón.

VII. CARACTERÍSTICAS Y TENDENCIAS DEL MERCADO

Japón

Los principales países productores de Stevia en el mundo son: China Continental, Japón, Corea del Sur, Taiwan, Tailandia, Indonesia, Filipinas, Brasil y Paraguay.

De entre estos se industrializa en Japón, Corea del Sur y Taiwan siendo Japón el líder en industrialización y consumo de steviósido.

Fuente Jetro Japón

Japón produce el 25% de sus requerimientos en hoja seca e importa alrededor de 750 ton de China Continental y 100 ton de otros países como Brasil, Paraguay y Tailandia.

La demanda de steviósido como edulcorante natural en alimentos procesados ha crecido desde 1981 a una tasa anual promedio de 50% . El crecimiento se aceleró en 1983 cuando el steviósido comenzó a utilizarse en bebidas gaseosas como aditivo (Corresponde ver cuadro 1).

Fuente Jetro Japón

Las posibilidades de aumento del consumo de steviósido está en función a que pueda incursionar en el sector de bebidas gaseosas y alimentos dietéticos; sin embargo, no se visualiza un crecimiento substancial del consumo de alimentos dietéticos en este mercado ya que no existen problemas de obesidad o enfermedades que requieran consumir alimentos de baja caloría, tal como ocurre en los países europeos o americanos.

Latinoamérica

El modelo latinoamericano ofrece las perspectivas más inmediatas especialmente Brasil y Paraguay en donde ya se permite oficialmente el consumo de productos derivados de Stevia. Brasil está actualmente desarrollando tecnología a nivel industrial que podrían a corto plazo llevarse a escala latinoamericana. Esta tecnología con patente Japón, accesible en la actualidad, era el factor que limitaba el establecimiento de industrias en la región.

El área de utilización del steviósido en este mercado se estima sería fundamentalmente para productos dietéticos y como sustituto de edulcorante no calóricos sintéticos.

Paraguay funciona hasta el momento como exportador de hojas secas a Japón.

Dichas exportaciones van en disminución y en líneas generales el desarrollo del cultivo se encuentra limitado a saber:

• No existen líneas mejoradas con altos contenidos de Steviósido y/o Rebaudiósido A.

• Reducción de las áreas de cultivo por falta de comercialización fluida.

• Insuficiencia de equipamiento para análisis químico para identificar líneas con alto contenido de steviósido.

• Tamaño de mercado reducido, tanto a nivel nacional como internacional para hojas secas.

• Baja tasa de cambio a la exportación.

• Competencia de China Continental que ofrece materia prima a precios reducidos.

• Falta de industrias de procesamiento.

Argentina posee en el Norte del país (Misiones, Salta, Tucumán) zonas ecológicamente aptas para desarrollar el cultivo líneas mejoradas de Stevia a escala comercial-industrial.

Es de conocimiento público que el gobierno de la provincia de Misiones apoyará las investigaciones que realice un laboratorio para la elaboración de un edulcorante natural (La Nación 23-6-87).

Europa: La posibilidad del steviósido está determinada por la creciente preferencia del consumidor europeo por productos naturales de baja caloría.

Se tiene información que una empresa alemana está montando una planta de procesamiento de Stevia en Indonesia, lo cual posibilita la apertura del mercado alemán al corto plazo. Es dable destacar que se desconocen las reglamentaciones y el resultado de las pruebas requeridas para la introducción del producto en el mercado europeo.

EE.UU. y Canadá: Considerando que el consumo de edulcorantes sintéticos sacarina y aspartamo es bastante observado, la introducción de un edulcorante natural es de esperar tenga buena aceptaron y ocupe un lugar importante en el mercado de edulcorante. El valor de ventas de aspartamo al tercer año de su introducción en el mercado superó los 500 millones de dólares en 1985, lo cual da una idea de la importancia de los edulcorantes no calóricos a nivel mundial.

El aspartamo es un edulcorante sintético de bajas calorías comercializado en nuestro país con el nombre de nutra sweet. Su interés comercial quedó realizado después de la prohibición de los ciclomatos en EE.UU. en 1969. Los ciclomatos tienen un sabor relativamente poco dulce pero se usaban en combinación con la sacarina, ya que el ligero sabor metálico que deja cada uno de ellos parece quedar neutralizado por el otro. La sacarina es barata 4 US$/kg con un fuerte poder edulcorante (300 veces la sacarosa) pero posee el inconveniente del desagradable sabor residual. Han habido ciertas dudas últimamente a propósito de su toxicidad en los EE.UU. y está siendo sometida a un análisis periódico, en relación con lo establecido en la llamada "enmienda Delaney" en virtud de la cual ningún producto que puede provocar carcinomas, independientemente de la dosis, aunque sea muy alta, puede ser autorizado.