Caratteri Botanici

La stevia è uno dei novecentocinquanta generi della famiglia delle Asteraceae (Lester, 1999; Soejarto et al., 1983). Anche se esistono più di duecento differenti specie appartenenti al genere stevia, Soejarto e colleghi (1983) hanno dimostrato che la stevia rebaudiana è quella che fornisce i composti più dolci.
La stevia rebaudiana è normalmente descritta nel suo habitat naturale in Paraguay come una pianta perenne, anche se in diverse condizioni ambientali può assumere un ciclo annuale. La pianta si presenta come un arbusto cespuglioso ramificato (Dwivedi, 1999). Poiché le foglie rappresentano la principale fonte dolcificante dell'intera pianta, risulta essere di fondamentale importanza la valutazione del rapporto in peso delle foglie rispetto alla pianta. Inoltre, a causa delle scarse concentrazioni di glicosidi steviolici presenti nel tessuto del gambo (< 5 mg/g), sono preferibili alti rapporti di foglie rispetto ai fusti. Cresce a circa 50-60 cm di altezza dal suolo (Brandle e Rosa, 1992; Lester, 1999), fino a raggiungere un massimo di 120 cm (Dwivedi, 1999).
Le radici sono fibrose, affusolate e perenni, e formano ceppi consistenti (Figura 1) (Schmeling, 1967), ma difficilmente tendono a ramificare andando in profondità, insediandosi perciò solo nella parte superiore del terreno. Lo stesso Sunk (come citato da Taiariol, 2004) sostiene che le radici più sottili si concentrano nella parte superficiale del terreno, mentre quelle più spesse nella parte più profonda.

I fusti sono una struttura che si rinnova annualmente, semi-legnosa, con tendenza a flettersi, più o meno ricoperti di peluria. (Sakaguchi e Kan, 1982).
Le foglie sono piccole, lanceolate, oblunghe, e dentellate (Dwivedi). La disposizione fogliare, lungo i germogli, ha andamento alternato (Figura 2). I primi organi fotosintetici, di forma arrotondata, si formano subito dopo la germinazione e corrispondono ai due cotiledoni. La pianta ha un habitus vegetativo erbaceo, con fiori collocati sugli apici di germogli indeterminati. I fiori di stevia sono auto-incompatibili (Chalapathi et al., 1997b; Miyagawa et al., 1986), e probabilmente l'impollinazione avviene per via entomofila (Oddone, 1997). I fiori sono piccoli e bianchi (Dwivedi, 1999) e presentano una gola viola pallido. I piccoli fiori risultano perfetti e sono collocati in piccoli corimbi composti da due fino a sei fiorellini (Figura 3). I corimbi, a loro volta, sono raggruppati in formazioni a pannocchia (Goettemoller e Ching, 1999). I fiori impiegano più di un mese a schiudersi (Taiariol, 2004).
I semi sono contenuti in particolari frutti indeiescenti, detti acheni, di circa 3 mm di lunghezza: ogni achenio è dotato di pappo composto di circa venti setole (Ramesh et al., 2006). In natura, la stevia si riproduce principalmente mediante impollinazione anemofila, sebbene la vitalità dei semi sia molto scarsa e variabile (Lester, 1999); non a caso i semi hanno un bassissimo contenuto di endosperma in modo tale da facilitarne la dispersione nel vento tramite il pappo (Figura 4).
Il tempo che intercorre dalla semina alla germinazione del seme è correlato alla temperatura, dove i 24° C sono considerati ottimali per la germinazione dei semi (Goettemoeller e Ching, 1999).
I vari organi della pianta contengono differenti quantità di glicosidi steviolici, il cui contenuto decresce nell‘ordine: foglie, fiori, gambi, semi e radici, queste ultime prive di steviosidi. La dolcezza delle foglie risulta essere due volte superiore a quella relativa all'infiorescenza (Dwivedi, 1999). Le diverse concentrazioni di stevioside nei differenti organi della pianta hanno fatto ipotizzare a Metievier e Viana (1979a) che lo stevioside potrebbe fungere da protettore delle parti aeree della pianta rendendola così inappetibile ai predatori erbivori.
Il contenuto massimo di steviosidi è stato rilevato nei germogli più giovani e nelle aree con intensa attività di crescita, mentre un minor quantitativo di tali componenti è stato osservato nelle parti più senescenti dei germogli stessi. Inoltre, durante l'ontogenesi è stato riscontrato un graduale aumento della concentrazione di stevioside nelle foglie mature e nei fusti, ma questo processo è durato soltanto nel lasso di tempo compreso fra il germogliamento e l'insorgenza della fioritura (Bondarev et al., 2003).
La stevia è stata coltivata con successo nelle più disparate aree geografiche nel mondo sebbene sia originaria delle regioni nord-orientali degli altipiani del Paraguay, alle latitudini di 23° - 24° Sud (Shock, 1982) e alla longitudine di 54° - 56° Est (Alvarez, 1984; Bertonha et al., 1984; Monteiro, 1986): è proprio l'estrema versatilità della suddetta pianta a conferirle importanza. La stevia è coltivata come coltura perenne nelle regioni subtropicali, comprese alcune parti degli Stati Uniti, mentre viene coltivata come coltura annuale nelle Regioni ad alta latitudine (Goettemoeller e Ching, 1999). I risultati indicano che il rendimento agronomico dipende principalmente dai caratteri genetici della pianta e di conseguenza dall'espressione fenotipica, che in definitiva è governata da fattori climatici e ambientali (Ermakov e Kotechetov, 1996; Metivier e Viana, 1979a). Inoltre, in molte piante, la sintesi dei terpeni è sempre governata geneticamente (Guenther, 1949; Krupski e Fischer, 1950; Langston e Leopold, 1954).
Così come la maggior parte delle piante, la crescita e la fioritura della stevia sono garantite da radiazione solare, lunghezza del giorno, temperatura, acqua tellurica e vento. Già nel 1976 la variazione stagionale nel contenuto di stevioside è stata studiata da Chen e colleghi (1978). A detta di Tateo e colleghi (1999) i fattori ambientali e quelli agronomici hanno maggiore influenza sulla produzione di stevioside rispetto al fattore di crescita. Per la coltivazione della stevia il clima ideale potrebbe essere considerato quello subtropicale semi-umido, con temperature che vanno da -6°C a 43°C con una media di 23°C (Brandle e Rosa, 1992).
Bertoni (1905) aveva descritto l'area di distribuzione della stevia tra 22° 30' - 25° 30' latitudine Sud e tra 55° - 57° longitudine Ovest, mentre Sunk (1975) la descrisse più precisamente tra 22° - 24° latitudine Sud e 55° - 56° longitudine Ovest, rispettivamente, all'interno di altitudini corrispondenti a 200 - 700 m.
La stevia è altamente sensibile alla lunghezza del giorno e richiede 12-16 ore di luce solare. Ciò ha indotto molti ricercatori ad esaminare l'effetto della lunghezza del dì e della notte e della variazione di temperatura sulla coltivazione e sui livelli di stevioside presenti (Kudo, 1974; Metivier e Viana, 1979a; Mizukami et al., 1983; Valio e Rocha, 1966; Viana, 1981). Risultati sperimentali hanno evidenziato che le piante mantenute in condizioni di ―giorno lungo‖ hanno internodi lunghi e un singolo e robusto fusto principale, che sostiene orizzontalmente foglie ovali; inoltre, nelle medesime condizioni, si è avvertita una certa influenza sulla fioritura delle piante. Indagini precise in relazione alla lunghezza del giorno e al tempo richiesto per la fioritura sono state effettuate da Kudo (1974), il quale ha riportato che la fioritura si è verificata dopo quarantasei giorni dalla semina, ognuno dei quali avente undici ore di luce, mentre si è verificata in media dopo ben novantasei giorni quando le ore di luce al dì erano ridotte a dodici e mezzo. La pianta fiorisce con otto, dieci, dodici e tredici ore di fotoperiodo, anche se la più alta percentuale di fioritura avviene con il fotoperiodo di tredici ore. Questo ha portato i ricercatori a credere che la stevia sia un'obbligata brevi-diurna (Lester, 1999) con una lunghezza critica del giorno di circa tredici ore.
Poiché la sintesi dei glicosidi viene ridotta al momento della fioritura o poco prima, quando la fioritura avviene in condizioni di lungo fotoperiodo, si verifica una maggior produzione di glicosidi. Di conseguenza, la produzione di stevia si è rivelata più adatta ad ambienti esposti alla luce naturale per molte ore al giorno, laddove la crescita vegetativa è più lunga e quindi i contenuti di steviosidi glicolici sono più alti. Oltre al semplice incremento in resa della foglia, è aumentata del 50% anche la concentrazione di stevioside rispetto alle piante cresciute con una bassa esposizione solare (Métivier e Viana, 1979a).
Nel suo habitat nativo, le piante di stevia iniziano la fioritura nel periodo compreso fra gennaio e marzo, che corrisponde al periodo compreso fra luglio e settembre nell'emisfero settentrionale. Le fioriture successive alla prima avvengono in rapida successione e si sviluppano sempre meno man mano che ci si avvicina all'inverno (Shock, 1982); anche la radicazione delle talee dipende dalla lunghezza del giorno, infatti Zubenko e colleghi (1991) hanno registrato una migliore radicazione e crescita di talee realizzate ad aprile rispetto a quelle realizzate a febbraio a causa della maggiore lunghezza (e intensità) delle ore di luce. Nel caso in cui la stevia cresca ad una temperatura di circa 25° C, in condizioni continue di fotoperiodo a 16 ore al dì, questa è destinata a rimanere in una fase vegetativa indeterminata (Monteiro et al., 2001). La correlazione tra la pianta di stevia e il fotoperiodo risulta quindi evidente: così come i giorni corti favoriscono la fioritura, i giorni lunghi favoriscono la resa in biomassa (Parsons, 2003). La conclusione dei ricercatori in merito all'influenza del fotoperiodo sulla pianta tende a dimostrare che la coltivazione nelle zone temperate, sotto lunghe giornate estive, sarebbe l'ideale per ottenere alti rendimenti di stevioside anche se la produzione di semi risulterebbe difficoltosa (Shock, 1982).
La stevia è una pianta amante del sole dato che origina da un ambiente caldo, umido e con clima soleggiato (Jia, 1984). Nel suo habitat naturale la stevia cresce insieme ad erbe alte, e quindi in penombra, di conseguenza la produttività è scarsa. Slamet e Tahardi (1988) hanno confermato che l'ombra riduce il tasso di crescita e di fioritura; inoltre, una riduzione del 60% di luce ritarda la fioritura (diminuendo la percentuale di piante fiorite) e la produzione di biomassa vegetale.
È stato riscontrato che la temperatura influisce sulla disponibilità di nutrienti del suolo, sulla germinazione e sulla crescita della pianta e dei germogli, sulla sopravvivenza invernale, sulla fotosintesi e sulla respirazione della pianta. Secondo Sumida (1980) e come citato da Sakaguchi e Kan nel 1982, l'intervallo di temperatura ottimale per la crescita della stevia è 15-30° C, anche se la pianta può tollerare una temperatura critica di 0-2° C. Tuttavia, gli stessi autori hanno individuato come limite di temperatura assoluto i -3 °C. Mizukami e colleghi (1983) affermano che la variazione di temperatura tra notte e giorno è un altro fattore determinante per la produzione di stevioside e che le piante cresciute meglio e con una maggior resa di stevioside sono quelle sottoposte ad un regime di 25 °C di giorno e 20 °C di notte.
La presenza della stevia in natura, in suoli acidi, poco fertili, sabbiosi, o in terreni pesanti con ampia ritenuta idrica è conforme alle osservazioni relative alla produttività della pianta coltivata (Shock, 1982). La medesima può essere coltivata in una vasta gamma di terreni, tuttavia, avendo scarsa tolleranza alla salinità, non dovrebbe essere coltivata in terreni salini (Chalapathi et al., 1997b).
La tipologia di terreno più adatta alla coltivazione della stevia è quella avente un rifornimento di umidità e drenaggio adeguato. Ciò si verifica, in natura, in zone come i bordi delle pianure fertili dell'Argentina (pampe) e delle praterie (Lester, 1999); può altresì crescere anche nelle praterie e nei boschi della macchia mediterranea o ancora sulle aree alpine (Commissione Europea, 1999).