Effekte von Stevia auf den H2-Atemtest und den Gastrointestinaltrakt

Seit Ende 2011 ist die Verwendung von extrahierten Steviolglykosiden als Lebensmittelzusatzstoff in den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union erlaubt. Dies wurde am 11. November in der Verordnung (EU) Nr. 1131/2011 beschlossen (vgl. Verordnung (EU) Nr. 1131/2011).

Eine der 154 verschiedenen Arten ist Stevia rebaudiana Bertoni. Die Süßkraft verdankt Stevia rebaudiana seinen acht enthaltenen Glykosiden, welche mit dem Diterpen Steviol verbunden sind. Steviolglycoside sind ungefähr 200 bis 300 Mal süßer als Saccharose (vgl. Goyal, et al., 2010). Weiters enthalten Steviolglycoside keine Energie, sind hitze- und pH-stabil und verursachen keine Plaque und Karies. In der Zutatenliste verpackter Lebensmittel ist die Kennzeichnung „Süßstoff Steviolglycoside“ oder „Süßstoff E 960“ erforderlich (vgl. BMG, 2012).

Da der Abbau von Steviolglykosiden erst im Kolon durch bakterielle Hydrolyse beginnt, stellt sich die Frage, ob es nach oraler Aufnahme von Stevia und dem dabei entstehenden Wasserstoff zu pathologischen Wasserstoff (H2)-Atemtests und/oder gastrointestinalen Beschwerden kommt. Die Themengebiete dieser Arbeit wie die ernährungsphysiologischen Aspekte, der Metabolismus und die Effekte von Stevia auf den Menschen sind sowohl für die Diätologie als auch für die Biomedizinische Analytik von Interesse. Daher wurde diese Arbeit in multidisziplinärer Zusammenarbeit durchgeführt.

Forschungsdesign und Methoden                                                           

Die verwendeten Methoden in dieser Arbeit sind eine strukturierte Recherche deutsch- und englischsprachiger Literatur zu Entdeckung, Nutzungsversuchen, technologischen Herstellungsverfahren und Eigenschaften der Stevia rebaudiana Bertoni-Pflanze. Weiters wurde eine empirische Erhebung der Verträglichkeit auf den Gastrointestinaltrakt und die Auswirkungen auf den H2-Atemtest bei gesunden Probandinnen und Probanden durchgeführt. Der Wasserstoff-Atemtest wurde mit zwei unterschiedlichen Konzentrationen eines Steviapulvers, einmal 50 und einmal 100% der Acceptable Daily Intake (ADI)-Dosis von Stevia, an zwei Tagen mit einer Woche Abstand, durchgeführt. Die ADI-Dosis von Stevia beträgt 0–4 mg Stevioläquivalente/kg Körpergewicht. Die Mengen des verwendeten Steviapulvers lagen im Bereich von 250 bis 1100mg pro Person. Im Rahmen dieser Atemtests wurden auch etwaige gastrointestinale Beschwerden aufgrund der konsumierten Stevialösung erfasst und dokumentiert. Begleitend wurde das Ernährungsverhalten der Teilnehmerinnen und Teilnehmer und die Einstellung gegenüber Stevia erhoben. Die Untersuchungen wurden am Allgemein öffentlichen Krankenhaus der Elisabethinen Linz durchgeführt und medizinisch begleitet.

H2-Atemtest

An den H2-Atemtests nahmen 30 Personen teil. Von diesen Probandinnen und Probanden waren 10 Männer und 20 Frauen im Alter von 18 bis 60 Jahren. Einschlusskriterien waren eine zumindest 14-stündige Nüchternphase vor Testbeginn; lediglich Wasser durfte konsumiert werden. Die letzte Mahlzeit am Vortag musste ballaststoffarm gestaltet sein. Ausschlusskritereien stellten ballstatoffreiche bzw. blähende Mahlzeiten am Vortrag dar (Zwiebel, Lauch, Kraut, Bohnen) sowie die Einnahme von Abführmitteln oder Antibiotika.

Bei dem verwendeten Steviapulver handelt es sich um eine im Handel erhältliche Mischung aus Steviolglykosiden. Diese besteht zu mindestens 40% aus Rebaudiosid A. 1g dieses Pulvers entspricht 365mg Stevioläquivalente. Da der ADI-Wert von Stevia 4mg Stevioläquivalente/kg Körpergewicht entspricht, wurde die zu verabreichende Dosis mit der Formel 4 x 1 / 365 berechnet. Demnach machten 4mg Stevioläquivalente 0,011g dieses Steviapulvers aus. Die ADI Dosis berechnete sich aus der Formel 0,011 x Körpergewicht in kg. Die zu verabreichende Dosis an Steviapulver in Milligramm wurde aufgelöst in Flüssigkeit den Probandinnen und Probanden verabreicht.

In einem 30-Minuten-Takt wurde 4 Mal die H2-Konzentration in der Ausatemluft der Proband/innen gemessen. Bei jeder H2-Bestimmung wurden die Proband/innen auf etwaige aufgetretene Beschwerden befragt, welche auf dem Aufzeichungsblatt der Testergebnisse vermerkt wurden. Die Proband/innen wurden auch auf im Nachhinein aufgetretene Beschwerden befragt.

Ergebnisse

Nach der Einnahme der wässrigen Stevialösung kam es weder bei 50% noch bei 100% der ADI-Dosis zu pathologischen Wasserstoffkonzentrationen in der Ausatemluft. Die Ergebnisse der H2-Atemtests wurden nach standardisierten Richtlinien (vgl. Ledochowski, 2011) beurteilt und in pathologisch oder nicht pathologisch eingeteilt. Anhand dieser Beurteilungskriterien ergaben sich im Laufe der Untersuchungen zu keinem Zeitpunkt pathologische Wasserstoffkonzentrationsergebnisse. Der höchste Anstieg der Wasserstoffkonzentration lag bei 7 ppm 30 Minuten nach einer Dosis von 4mg Stevioläquivalente/kg Körpergewicht. Der zweithöchste Anstieg betrug 6 ppm 120 Minuten nach Einnahme von 2mg Stevioläquivalente/kg Körpergewicht bei einem anderen Probanden. Die Werte der restlichen Probanden bewegten sich während den Untersuchungen zwischen 0 und 2 ppm.

Bei 2 Probandinnen kam es nach Verabreichen von 50% der ADI-Dosis zu gastrointestinalen Beschwerden. Bei einer Probandin traten leichte Bauchschmerzen am Abend des Untersuchungstages auf und die zweite Probandin verspürte am gleichen Tag Übelkeit. Die Symptome hielten ca. 2 Stunden lang an. Aufgrund der Tatsache, dass diese Nebenwirkungen nach der Einnahme der zweiten Dosis ausgeblieben sind könnte das Auftreten dieser Beschwerden mit anderen Triggerfaktoren in Zusammenhang gebracht werden und nicht mit einem Non-H2-Producer-Status. Fast alle Testpersonen bis auf drei Probandinnen bzw. Probanden wurden laut eigenen Angaben vor der Durchführung des H2-Atemtests auf Stevia aufmerksam (Siehe Tabelle).

Diskussion

Durch die in den letzten Jahren gestiegene Anzahl an Diabetes mellitus Typ 2 und an Übergewicht erkrankter Personen wird die Führung eines „gesunden“ Lebensstils mit einer gesunden Ernährung von den Fachgesellschaften immer häufiger propagiert. Es gibt mittlerweile kaum Lebensmittel und Getränke, die es nicht auch in zuckerreduzierter Version gibt. Anstelle von Saccharose werden in diesen Produkten Süßstoffe verwendet.

Steviolglykoside können durch das relativ hohe spezifische Gewicht von 804,9 Dalton nicht absorbiert werden. Weder Magensaft noch andere Enzyme des Verdauungstraktes sind in der Lage, Steviosid abzubauen (vgl. Chatsudthipong, et al., 2009). Der Metabolismus von Steviolglykosiden beginnt im Kolon durch die bakterielle Hydrolyse zu Steviol. Die Glykoside werden im Darm vergoren und ein Teil des durch die Hydrolyse entstehenden Steviols wird über das Kolon aufgenommen. Das restliche Steviol, welches nicht über das Darmlumen resorbiert wird, wird über den Stuhl ausgeschieden. Das vom Darm aufgenommene Steviol gelangt anschließend über den portalen Blutkreislauf in die Leber, wo Steviolglucuronide gebildet werden. Steviolglucuronide werden anschließend über die Nieren aus dem Blut gefiltert und zuletzt im Urin ausgeschieden. Aufgrund der großen Menge an Steviolglucuroniden im Urin nimmt man an dass es im menschlichen Körper zu keiner Ansammlung von Steviolderivaten kommt (vgl. Geuns, et al., 2007).

Der geschmackliche Unterschied zwischen einem mit ausschließlich Steviolglykosiden gesüßten Produktes und einem Lebensmittel, welchem zum größten Teil Zucker und zu einem geringen Teil Stevia zugesetzt wurde, ist für die meisten zu erkennen. Bereits im Vorfeld gaben einige Probandinnen und Probanden an, Stevia auf Grund des bitteren Geschmacks nie zu verwenden. Das Trinken der Stevialösung bei 100 als auch bei 50% des ADI’s stellte für die meisten Testpersonen eine große Herausforderung dar. Hauptsächlich wurde die Lösung als „bitter“ und „metallartig“ beschrieben.

Conclusio

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich im Rahmen dieser Arbeit gezeigt hat, dass es durch den Konsum von Stevia zu keinen pathologischen H2-Atemtests und abgesehen von 2 Probandinnen zu keinen gastrointestinalen Beschwerden gekommen ist. Somit kann die Hypothese, dass es durch den Konsum von Stevia zu keinen pathologischen H2-Atemttestergebnissen kommt und Stevia für den Menschen verträglich ist, angenommen werden. Kommt es zu gastrointestinalen Beschwerden nach dem Verzehr von Stevia gesüßten Lebensmitteln oder Getränken, so ist in weiterer Folge zu hinterfragen, ob diese Effekte nicht durch andere Inhaltsstoffe dieser Produkte entstanden sind. Mögliche unverträgliche Inhaltsstoffe könnten Laktose, Fruktose oder Sorbit sein. Obwohl Steviolglykoside größtenteils über die Pflanze beworben werden, ist zu bedenken, dass die für den Verbraucher zugelassenen Süßstoffe von Stevia durch ein komplexes chemisch-physikalisches Verfahren gewonnen werden.

 

Julia Flattinger*, Kerstin Furtlehner*, Klaus Nigl, Elisabeth Rosenberger, Christine Kapral

 

*Korrespondenz:

FH Gesundheitsberufe OÖ, Julia Flattinger, E-Mail: 1010658004@stud.fhgooe.ac.at;Kerstin Furtlehner, 1010657027@stud.fhgooe.ac.at

 

Literatur (Auszug / gesamte Liste bei den Verfasserinnen):

Bundesministerium für Gesundheit. 2012. Leitlinie über die täuschungsfreie Kennzeichnung, die mit dem Zusatzstoff Steviolglycoside (E 960) gesüßt sind, BMG, Juni 2012: S. 14.

Chan, Paul, et al. 2000. A double-blind placebo-controlled study of the effectiveness and tolerability of oral stevioside in human hypertension. Blackwell Science Ltd Br J Clin Pharmacol. 2000, 50, S. 215–220.

Chatsudthipong, Varanuj und Muanprasat, Chatchai. 2009. Stevioside and related compounds: Therapeutic benefits beyond sweetness. Elsevier, Pharmacology & Therapeutics. 2009, 121, S. 41–54.

European Food Safety Authority. 2010. Scientific Opinion on the safety of steviol glycosides for the proposed uses as a food additive. EFSA Journal. 2010, Vol. 8, No. 4: S.°1537.

Gardana, Claudio, et al. 2003. Metabolism of Stevioside and Rebaudioside A from Stevia rebaudiana Extracts by Human Microflora. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003, 51: S. 6618–6622.

Geuns, Jan M. C., et al. 2007. Metabolism of Stevioside by Healthy Subjects. Experimental Biology and Medicine. 2007, 232: S: 164–173.

Hinrichs, J. C., 2010. Tools der industriellen Lebensmittelherstellung. Ernährungsmedizin – Nach dem neuen Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. Hrsg.: Biesalski, H. K., Bischoff, S. C., Puchstein, C., 2010: S. 251252.

Ledochowski, Maximilian. 2011. H2-Atemteste. Salzburg – Innsbruck : Akadmed-Verlag, 2011.

 

Rechtsquellenverzeichnis (Auszug / gesamte Liste bei den Verfasserinnen):

Verordnung (EU) Nr. 1131/2011 der Kommission vom 11. November 2011 zur Änderung von Anhang II der Verordnung (EG). Amtsblatt der Europäischen Union Nr. L 295 vom 12. November 2011.

Verordnung (EU) Nr. 231/2012 der Kommission vom 9. März 2012 mit Spezifikationen für die in den Anhängen II und III der Verordnung (EG) Nr.°1333/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates aufgeführten Lebensmittelzusatzstoffe. Amtsblatt der Europäischen Union Nr. L 083 vom 22. März 2012.

 

Originalarbeit