1*Claudia D. De Paula, 1Mónica M. Simanca S., 1Yenis I. Pastrana P., 2Angela M. Carmona
B., 2Gilma P. Lombana G.
1Universidad de Córdoba.
Departamento de Ingeniería de Alimentos. Cra. 6 No. 76-103, Montería Córdoba Colombia. Código Postal: 354. 7560992 – 3205216189. 2
Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Córdoba. Departamento de Ingeniería de Alimentos, Cra 6 No. 76-103, Montería Córdoba Colombia.
*[email protected], [email protected]
RESUMEN
La Stevia (Stevia rebaudiana) contiene steviósidos y rebaudiósidos en sus hojas, los cuales son 30 veces más dulce que la caña de azúcar y 200 veces con mayor poder edulcorante, su extracto tiene la características de no poseer calorías, tener acción hipoglicémica y ser natural, utilizándose en la sustitución del azúcar refinado o de los edulcorantes artificiales como el aspartame. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar la utilización de la stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) como edulcorante en la elaboración de mermelada de guayaba dulce. Se utilizaron tres formulaciones conteniendo diferentes concentraciones de stevia (pura y en combinación con sacarosa y azúcar invertido), pectina, y benzoato de sodio las cuales fueron analizadas sus características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas. Los resultados obtenidos fueron comparados con base en la semejanza con una mermelada de guayaba dulce de una marca reconocida y posicionada en el mercado nacional. El producto más adecuado fue la formulación 3 con 0,14 % Stevia, 43,2 % sacarosa, 0,36 % pectina y 0,05 % de benzoato de sodio. El comportamiento fisicoquímico y microbiológico estable del producto se debió a su bajo pH, la generación del vacío en su envasado y el tratamiento térmico empleado; desde el punto de vista sensorial fue satisfactoriamente aceptado por los consumidores y presenta un alto interés en la intención de compra.
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ABSTRACTStevia (Stevia rebaudiana) contain stevioside and rebaudioside in their leaves, which are 30 times sweeter than cane sugar and 200 times more sweetness, its extract has the characteristics of having no calories, have hypoglycemic action and be natural, used in place of refined sugar or artificial sweeteners like aspartame. This study aimed to evaluate the use of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) as a sweetener in the preparation of sweet guava jam. We used three formulations containing different concentrations of stevia (pure and in combination with sucrose and invert sugar), pectin, and sodium benzoate were tested which sensory characteristics, physicochemical and microbiological. The results were compared based on similarity with a sweet guava jelly and positioned a recognized brand in the domestic market. The best product was the formulation 3 containing 0.14% Stevia, 43.2% sucrose, 0.36% pectin and 0.05% sodium benzoate. The physicochemical and microbiological behavior of the product is stable due to its low pH, the generation of vacuum packaging and heat treatment used, from the sensory point of view was successfully accepted by consumers and has a keen interest in purchase intent
Keywords: Marmalade, sweet guava (Psidium guajaba L.), stevia (Stevia rebaudiana), sensorial analysis, acceptance.
I. INTRODUCCIÓN
La Stevia (Stevia rebaudiana) es un pequeño arbusto nativo del norte del Paraguay y de las zonas adyacentes al Brasil descubierta en 1887 por el científico Anthony Bertoni. Las hojas de la planta han sido utilizadas por la tribu de Indios Guaraní desde los tiempos pre-colombinos para endulzar los alimentos (Martínez 2002). Su principal característica es que contiene steviósidos y rebaudiósidos en sus hojas, los cuales son 30 veces más dulce que la caña de azúcar y 200 veces con mayor poder edulcorante que su extracto. Estos compuestos no son metabolizados en el cuerpo humano, por lo que no aportan calorías y se ofrecen como una alternativa saludable y natural en la sustitución del azúcar refinado o de los edulcorantes artificiales como el aspartame (Corpoica 2001). A diferencia del aspartame, la stevia es un seguro endulzante de alimentos, el cual ha sido
bien documentado en cientos de estudios por todo el mundo. La investigación ha mostrado que en dosis grandes no causa daño al ADN (Sekihashi y otros 2002), no afecta la reproducción sexual (Aritajat y otros 2000), estabiliza la presión arterial (Chan y otros 2000) y no es carcinogénica (Das y otros 1992). Aliado a las ventajas de utilización de la stevia como edulcorante, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) aprobó su consumo como edulcorante natural; este dictamen permitió avanzar hacia su utilización como aditivo endulzante natural en diferentes productos alimenticios (Watson 2010).
1995). En cuanto al uso puede ser consumida como fruta fresca y en la elaboración de jugos, helados, compotas, mermeladas, néctares y bocadillos. De acuerdo con la legislación colombiana (Norma ICONTEC 285, 1997) la mermelada de fruta es un “producto pastoso obtenido por la cocción y concentración de pulpa o mezcla de pulpa y jugo de una o más frutas, adecuadamente preparadas con edulcorantes, con la adición o no de agua y de aditivos permitidos.”
Con la utilización de stevia como endulzante se aprecia la ventaja de disminuir el valor calórico del producto, contribuyendo de esta manera a su consumo en personas con enfermedades asociadas a la obesidad, tales como diabetes e hipertensión arterial (Lamante y otros 2005). La búsqueda cada vez mayor de productos modificados en relación a la cantidad de nutrientes y valor calórico, asociado al conocimiento de los consumidores con la prevención de enfermedades, generalmente causadas por dietas ricas en azúcares, calorías y grasas, ha ocasionado un gran impulso en el sector alimenticio. En el caso de la restricción de la sacarosa, la utilización de edulcorantes permite esa reducción, proporcionando el sabor dulce similar a esta y manteniendo la característica sensorial del alimento. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar la utilización del edulcorante stevia en combinación con sacarosa y azúcar invertido en la elaboración de mermelada de guayaba dulce.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Materiales
Esta investigación fue realizada en la planta piloto de frutas y verduras y los
laboratorios de Microbiología de Alimentos y Análisis de Alimentos del Departamento de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Córdoba, sede Berástegui. La stevia utilizada fue obtenida del cultivo de investigación del Departamento de Agronomía de la Universidad de Córdoba en sus diferentes localizaciones a través de la región Caribe. Fueron empleados 2,5 Kg de guayaba dulce (Psidium guajaba L.) de la variedad extranjero en un estado de madurez del 60%, obtenida del comercio local de la ciudad de Cereté – Córdoba.
Para obtener el edulcorante a partir de la stevia, se sometió a un proceso de secado y molienda con el fin de facilitar su manejo y conservación en estado natural, luego se realizaron extractos a partir de ella, los cuales fueron posteriormente concentrados y cristalizados.
2.2. Poder edulcorante de la stevia
El contenido aproximado de esteviósido y rebaudiósido en la stevia empleada en la obtención de los cristales fue de 16% y 6% respectivamente. Para determinar el poder edulcorante de la stevia se realizó un análisis sensorial con 10 catadores semientrenados, donde se les entregó 7 soluciones de sacarosa, al 0%, 100%, 150%, 200%, 250% y 300% con el fin de entrenarlos para que las identificaran muy bien, y luego hacerles entrega de una solución de stevia al 50%. Se les pidió que identificaran la concentración a la cual esta se asemejara más en su sabor.
2.3. Formulaciones de mermelada endulzada con stevia
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realizada con variaciones en las concentraciones de stevia en combinación con sacarosa y azúcar invertido (obtenido a partir de la sacarosa), pectina y benzoato de sodio (Tabla 1). Varios ajustes fueron efectuados para adecuar la concentración de pulpa y la cantidad destevia y pectina utilizados, buscando producir una mermelada con acidez y consistencia agradable, similar al producto de referencia, como la mermelada de guayaba dulce de marca California.
Tabla 1. Componentes (%) utilizados en la elaboración de mermelada endulzada con stevia.
Ingrediente Form. 1 (%) Form. 2 (%) Form. 3 (%)
Pulpa 50,00 50,00 50,00
Stevia 0,28 0,21 0,14
Pectina 0,72 0,18 0,36
Acido cítrico 1,06 1,06 1,06
Benzoato de sodio 0,10 0,07 0,05
Sacarosa - 21,60 43,20
Según Camacho (1997), existen mermeladas con porcentajes de 40, 50 y 60% de pulpa. Partiendo de esto, se tomó para la formulación un valor intermedio del 50 %. Las formulaciones están descritas en la Tabla 1. La cantidad de ácido fue determinado tomando una muestra de pulpa de 50 g a la cual se le determinó el pH, ajustándolo por adición de ácido hasta un valor de 3. Para determinar la cantidad de pectina fue utilizada la relación de la cantidad de azúcar que es capaz de gelificar una pectina de 120 ºSAG.
Las guayabas fueron seleccionadas de manera visual, sin magulladura, golpes o algún indicio de contaminación; y clasificadas de acuerdo a su estado de madurez aproximado del 60%. Fue realizada una limpieza manual con el fin de eliminar materias extrañas de la superficie de las guayabas y a luego fueron lavadas con solución de cloro (25 ppm). Las frutas seleccionadas fueron
despulpadas y refinadas. Los ingredientes fueron pesados y mezclados para obtención de la mermelada y se concentraron en una marmita con agitación.
más, luego se agrego el benzoato de sodio y por último el ácido cítrico antes del punto final de la cocción.
El producto obtenido de cada una de las formulaciones fue envasado en caliente, a temperatura aproximada de 90 ºC en frascos de vidrio previamente esterilizados, con capacidad de 100 g, llevándolos luego al túnel de exhausting, para generar vacío en el proceso de envasado. Luego el producto fue almacenado a temperatura entre 28 y 32 ºC y a una humedad relativa aproximada del 85%.
2.4. Análisis sensorial
Prueba triangular
Para seleccionar la formulación de mermelada de guayaba dulce edulcorada con stevia que más se asemejara en sus características al producto de referencia fue utilizada una prueba sensorial triangular con 3 repeticiones, en la cual se compararon las diferentes muestras con una marca reconocida y posicionada en el mercado. Para la realización de la prueba fueron utilizados 10 catadores seleccionados en las pruebas de reconocimiento de gustos básicos y olores. Las pruebas fueron realizadas en cabinas individuales adaptadas e iluminadas con lámparas fluorescentes (luz día). Las formulaciones fueron evaluadas en todas las combinaciones posibles y de forma casualizada entre los catadores. Los resultados fueron analizados por el test binomial, por medio de la tabla apropiada (p0.01) (Meilgaard y otros 1999; O’mahony 1986).
Prueba de aceptación
Esta prueba fue realizada con la formulación seleccionada en la etapa anterior (Formulación 3), por medio de
una escala hedónica de nueve puntos (1- Me disgusta mucho y 9– Me gusta muchísimo), con 200 catadores consumidores, en los principales supermercados de Planeta Rica y Cereté. Además fue evaluada la intención de compra del producto.
2.5. Evaluación físico-química y microbiológica
La caracterización físico-química y microbiológica de la formulación seleccionada (Formulación 3) y del producto referencia fue realizada mediante técnicas de análisis proximal (humedad, proteína cruda, extracto etéreo, cenizas, fibra bruta y carbohidratos por diferencia de los demás nutrientes), análisis físico-químico (pH, ºBrix y determinación de pectina) y análisis microbiológico (recuento de mesófilos aerobios facultativos viables, coliformes totales y fecales, recuento de mohos y levaduras y recuento de esporas clostridium sulfito reductor por Número más probable - NMP). Las evaluaciones fueron realizadas según los métodos especificados por la AOAC para el caso de los fisicoquímicos y por los especificados por el Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA 1998) para los microbiológicos.
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
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3.1. Poder Edulcorante de la SteviaFue evaluado el poder edulcorante de la stevia utilizando una prueba de escala, observándose que el 20% de los catadores asemejaba la solución de stevia a la solución de sacarosa al 250%, y el 80% consideraba que se asemejaba a la solución de sacarosa al 300%. Al seguir incrementando los porcentajes de las soluciones de sacarosa, los catadores seleccionaban el valor mayor, no habiendo la necesidad de pruebas con porcentajes más altos.
Estos resultados se acercan a los datos obtenidos en literatura para stevia, donde es citado que la stevia es 300 veces más dulce que la sacarosa y que si la misma es 100% natural el valor equivale de 30 a 100 veces. A pesar de ser un producto que no contiene azúcar, confiere un sabor dulce agradable producido por compuestos llamados steviósidos y rebaudiósidos (Cardillo 2000:www.iica.org,www.inti.gov.ar/ceial/c olestero, www.stepa.be/spaans.html y www.stevia/diabetesnovedades.html).
Debido al alto poder edulcorante presentado por la stevia con relación a la sacarosa (300 veces) se presenta la ventaja del empleo de pequeñas concentraciones de la misma al edulcorar los productos, además de ser un edulcorante de origen natural no presentando riesgos a la salud.
El edulcorante obtenido presentó un ligero sabor amargo residual proveniente de resinas contenidas en la stevia, las
cuales no fueron eliminadas totalmente en el proceso de extracción, necesitando optimizar este procedimiento. Por los resultados obtenidos en la prueba de escala fue determinado que el poder edulcorante de la stevia es 6 veces más dulce que la sacarosa, sirviendo de base para la formulación de los productos elaborados.
Con la utilización de la stevia se podrán reemplazar los edulcorantes artificiales como el aspartame, dado que éste tiende a descomponerse cuando es calentado, perdiendo parcialmente su poder edulcorante, lo que limita su empleo en la elaboración de mermeladas. Por el contrario, la stevia posee alta estabilidad ante el calor, siendo esto una gran ventaja para este edulcorante.
3.2. Selección de la mejor formulación
Tabla 2. Resultados de la prueba triangular para la determinación de la mejor formulación de mermelada
Formulaciones mermelada
Nº de catadores (diferencia)
Formulación 1 9
Formulación 2 8
Formulación 3 5
3.3. Caracterización fisicoquímica de la mermelada seleccionada
En la Tabla 3, se observa los resultados de la caracterización fisicoquímica realizada a la pulpa, la formulación 3 y el producto referencia. Se puede observar que la mermelada edulcorada con stevia presentó menor contenido de carbohidratos, grasa, acidez, sólidos solubles y pectina en relación a la referencia. Entretanto, el
procesamiento de mermelada con stevia resulto en un aumento de la cantidad de carbohidratos, proteína, grasa, cenizas, acidez, sólidos solubles y pectina, cuando es comparado con la pulpa. Este incremento puede ser resultado de la concentración de esos compuestos durante el procesamiento.
Tabla 3. Resultados de las características fisicoquímicas* de las pulpas, formulación seleccionada y producto referencia.
*Media de 3 repeticiones desvío estándar.
Parámetros Pulpa Formulación 3 Referencia
Humedad 83,3 4,21 62,7 2,62 30,8 1,92
Carbohidratos 12,7 1,15 31,3 1,47 64,5 2,03
Proteína 1,02 0,03 2,6 0,02 1, 7 0,05
Grasa 0,09 ,0,01 0,3 0,01 0,4 0,02
Fibra 2,3 0,02 2,4 0,02 2,5 0,02
Cenizas 0,6 0,02 0,8 0,02 0,1 0,01
pH 4,1 1,21 3,0 0,01 3,0 0,02
Acidez 0,9 0,03 1,39 0,01 1,99 0,01
Sólidos solubles (Brix) 9 0,08 45 1,34 65 2,32
La muestra referencia presentó valores inferiores de humedad, proteína y cenizas en relación a la edulcorada con stevia. Un resultado semejante fue observado por Mota (2007) en la mermelada light de piña cuando la comparó al control elaborado con sacarosa, además los valores de pH no difirieron significativamente entre la formulación 3 utilizada en esta investigación.
El porcentaje de humedad obtenido (62,7 g/100 g) y el de la marca referencia (30,8 g/100 g), puede ser debido al reemplazo de la cantidad de sacarosa por stevia que al no contener azúcar y no aportar sólidos solubles, podría haber contribuido al incremento del contenido de humedad. La sacarosa es considerada un agente higroscópico, contribuyendo así a la disminución de la humedad del producto final (Badui 1996; Fellows 2003). El contenido de carbohidratos y sólidos solubles, a pesar de haber incluido sacarosa en la formulación (48,5% y 45% respectivamente), se encuentra por debajo del valor referencia (64,5% y 65% respectivamente), pudiendo por lo tanto ser considerado un alimento “Light”. Este
producto podrá ocupar un mercado de productos en las mermeladas con bajo contenido de sólidos solubles.
Según Badui (1996), la gelificación de los hidratos de carbono se debe a que tienen gran facilidad de producir una red tridimensional estabilizada por dos mecanismos diferentes, dentro de los cuales está el grado de metoxilación. Las pectinas de alto metoxilo gelifican dentro de un intervalo de pH de 2.0 a 3.5 en presencia de sacarosa. La adición de azúcar ejerce un efecto deshidratante sobre los polímeros, lo que ocasiona que
benzoato de sodio, el cual se adicionó para contribuir a la conservación de la mermelada.
3.4. Caracterización fisicoquímica de la mermelada seleccionada.
En la Tabla 4 se observa los resultados de la caracterización microbiológica del producto seleccionado por un período de 90 días de almacenamiento.
La evaluación microbiológica, de acuerdo a los parámetros establecidos por INVIMA (1998), es el resultado de la efectividad a los tratamientos previos efectuados, a la mermelada, como el tratamiento térmico, el descenso de su pH, el empacado al vacío, y las normas de higiene en general. Como lo explica Frazier (2003), los tratamientos previos a los cuales se someten los alimentos pueden eliminar o destruir los microorganismos, o inactivar parte o la totalidad de las enzimas asi:
- El calor destruye e inactiva las enzimas y destruye las formas de vida esporulada y vegetativa que hubieran podido existir
- Los solutos como el azúcar crean una presión osmótica que tiende a extraer el agua, y de esta manera disminuye la humedad de alimento
- El almacenamiento en fresco, es ideal para evitar la proliferación pues factores ambientales inadecuados favorecen el deterioro.
- La mayoría de los microorganismos crece en un pH alrededor de 4,5; el de mermelada es de 3, disminuyendo las posibilidades de supervivencia y proliferación favorecidas por el pH adecuado (Frazier 2003).
Las conservas a base de frutas son alimentos de escaso riesgo sanitario, y los patógenos no se presentan de forma normal, esto debido al efecto de las concentraciones de los ingredientes adicionados y el tratamiento térmico suministrado (ICMSF 2009).
Tabla 4. Resultados de las características microbiológicas de la formulación seleccionada y el producto referencia.
Parámetros Formulación 3 Referencia
Recuento de microorganismos mesófilos aerobios y facultativos viables (UFC/ml)
10 10
NMP coliformes totales/ml 3 3
NMP coliformes fecales/ml 3 3
Recuento de esporas Clostridium sulfito reductor (UFC/ml)
10 10
Recuento de mohos y levaduras (UFC/ml) 10 10
3.5. Prueba de aceptación
El equipo para evaluación de la aceptación de la formulación 3 fue
10
8% eran menores de 15 años, 32% entre 15-25 años, 45% entre 25 a 50 años y 15% mayores de 50 años.El 86,5% de los catadores tuvo una aceptación positiva de la mermelada, calificando el 53% como les gustó (7 en el valor de la escala), al 5% les pareció indiferente el producto, es decir ni me gusta ni me disgusta (5 en el valor de la escala) y al 8,5% presento calificaciones negativas o disgusto con respecto al sabor de la misma. En cuanto a la intención de compra, el 94,5% de los consumidores afirmaron su interés en adquirirla frente a un 5,5% de desinterés.
IV. CONCLUSIONES
- Es posible obtener mermelada de guayaba dulce sustituyendo un porcentaje de sacarosa por stevia con adecuadas características fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales.
- Al utilizar stevia solamente como edulcorante no se alcanzó la gelificación debido a la carencia de azúcar, siendo necesario realizar combinaciones de stevia y sacarosa para así obtener un producto con características adecuadas
- La combinación de stevia y sacarosa en la formulación de mermelada contribuyó a incrementar su contenido en sólidos solubles y así aumentar su presión osmótica, la cual contribuye a impedir el desarrollo de microorganismos y a obtener un producto de mejor calidad, siendo la mejor proporción la de 0,21% de stevia y 21,6% sacarosa, correspondiendo a la formulación 3.
- El comportamiento fisicoquímico y microbiológico estable del producto se debió a su bajo pH, la generación del
vacío en su envasado y el tratamiento térmico empleado, el cual elimino las formas vegetativas y esporuladas de los microorganismos.
- El producto (mermelada de guayaba dulce) fue satisfactoriamente aceptado por los consumidores, teniendo esto su mayor justificación en las múltiples bondades que posee la stevia al ser empleada como edulcorante, pues contribuye en gran medida a la buena salud de las personas al no poseer calorías, tener acción hipoglicémica, ser natural, entre otras.
RECOMENDACIONES
Es importante continuar investigando sobre elaboración de mermelada utilizando solo Stevia, con el fin de obtener su gelificación estudiando otras alternativas con diversos ingredientes y formulaciones ya que se debe aprovechar al máximo este edulcorante gracias a sus bondades.
Se debe procurar obtener este tipo de productos sin utilizar aditivos químicos, para seguir las tendencias actuales como son las de los productos naturales contribuyendo a la buena salud de los consumidores y a evitar que estos se acumulen en el organismo y repercuta más tarde en el desarrollo de alguna enfermedad.
transformación de productos propios de la región como frutas, leche, vegetales.
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