Malina czarna – super owoce z polskiej hodowli

 

Odmiany uprawne maliny czarnej zostały ukształtowane z gatunków dzikich.  Rubus occidentalis L., R. leucodermis oraz R. strigosus naturalnie występują tylko w Ameryce Północnej. Z kolei R. coreanus to gatunek rodzimy w Azji Wschodniej (Korea Północna i Południowa, Japonia oraz Chiny).

Malina czarna to kolejny super owoc z rodzaju Rubus (malina, jeżyna), który ze względu na potwierdzone właściwości prozdrowotne owoców powinien na stale zagościć w diecie wzmacniającej odporność. Choć jest to bardziej termin marketingowy niż naukowy, oznacza on owoce wyróżniające się specyficznymi właściwościami i cechami. W przypadku maliny czarnej jest to wysoka zawartość przeciwutleniaczy. Właściwości zdrowotne mają również liście, młode pędy wierzchołkowe oraz korzenie, które stosowane były w ziołolecznictwie już od starożytności.

W ostatnim czasie na całym świecie rośnie zainteresowanie uprawą maliny czarnej. Wynika to z coraz większej świadomości konsumentów oraz lepszej dostępności do najnowszych wyników badań potwierdzających działanie przeciwwirusowe, przeciwbakteryjne oraz przeciwnowotworowe (działanie prewencyjne poprzez wprowadzenie owoców do stałej diety).

 

Wykorzystanie owoców, wartość zdrowotna czarnej maliny

 

Ze względu na wysoką zawartość antocyjanów, malina czarna (Rubus occidentalis L.) od dawna wykorzystywana była jako naturalny barwnik (Dosett i in. 2012). Antocyjany to barwniki roślinne należące do grupy flawonoidów. Przybierają barwę od czerwonej po fioletową. Występują w postaci glikozydów, w których barwnymi aglikonami są antocyjanidyny. Najczęściej to pelargonidyna, cyjanidyna, lub delfinidyna.

Wartość antocyjanów jest również jednym z kryterium określającym jakość owoców przeznaczonych na rynek przetwórczy. Obecnie prowadzone są badania nad wykorzystaniem czarnej maliny i innych owoców jagodowych charakteryzujących się wysoką zawartością antocyjanów w chemoprewencji zmian przednowotworowych lub ich progresji do raka lub nawrotu raka.

Maliny czarne różnią się między sobą zawartością antocyjanów i polifenoli, jednak zawartość omawianych związków w czarnej malinie zdecydowanie jest wyższa niż np. w owocach bzu czarnego (Sambucus nigra), borówce wysokiej (Vaccinium corymbosum), porzeczce czarnej (Ribes nigrum) czy jeżynie (Rubus subgenus Rubus). W związku z tym owoce te zaliczono do tzw. żywności funkcjonalnej. Wykorzystywane są jako nutraceutyki łączące wartość żywieniową i farmaceutyczną.

Wśród odmian dostępnych na rynku najwyższą zawartość antocyjanów obserwowoano w przypadku odmiany ‘Mac Black’ (średnio 405,9 mg/100 ml), najniższą dla odmiany ‘Munger’ (350,6 mg/100 ml). Odmiana ‘Jewell’ charakteryzuje się średnią zawartością antocyjanów (387,3 mg/100 ml) (Dosett i in. 2012).

Zawartość antocyjanów można zwiększyć w wyniku hodowli. W Spółce Niwa w Brzeznej w wyniku prowadzonych kombinacji krzyżówkowych uzyskano klony hodowlane charakteryzujące się wyższą zawartością antocyjanów niż odmiany standardowe (Tabela 1).

 

 

Przeciwwirusowe działanie czarnej maliny

Na podstawie licznych badań prowadzonych również na innych gatunkach jak np. aronia czy zielona herbata, wykazano przeciwwirusowe działanie niektórych polifenoli, w tym kwasu elagowego, galusowego, pochodnych teaflawiny i katechinę.

Powstanie szczepów wirusowych opornych na leki wymaga nowych podejść do leczenia grypy oraz infekcji dróg oddechowych wywołanych przez koronawirusy. W badaniach prowadzonych przez koreańskich naukowców stwierdzono, że nasiona czarnej maliny (Rubus coreanus) pozostałe po produkcji wina lub soku wykazują działanie przeciwwirusowe przeciwko wirusom grypy typu A i B, w tym koronawirusowi KR01, szczepowi pandemicznemu z 2009 roku. Działanie przeciwwirusowe wykazuje jeden z polifenoli, kwas galusowy. U mysz zakażanych wirusem grypy doustne podanie sproszkowanych nasion czarnej maliny znacznie poprawiło wskaźnik przeżycia i zmniejszyło miano wirusa w płucach. Co ważne, bardzo niska dawka (1 mg / kg masy ciała) nie tylko zmniejszyła obecność wirusa w płucach, ale także chroniła myszy przed prowokacją wirusem PR8. Polifenole zidentyfikowane w tym badaniu mogą nie obejmować wszystkich składników występujących w nasionach czarnej maliny, co sugeruje, że inne polifenole (jak na przykład kwas elagowy) mogą być głównym czynnikiem wpływającym na aktywność przeciwwirusową (Ji-Hye Lee i i. 2016).

 

Przeciwnowotworowe działanie czarnej maliny

 

Badania laboratoryjne z wykorzystaniem liofilizowanych, skoncentrowanych proszków z nasion i owoców jagodowych są obiecującym przykładem profilaktyki raka opartej na żywności. Czarne maliny zawierają wiele znanych środków chemoprewencyjnych, dlatego zostały włączone do licznych badań klinicznych (tabela 2).  Wśród polifenoli na szczególną uwagę zasługują elagotaniny i galotaniny. W przewodzie pokarmowym ulegają hydrolizie do kwasu elagowego. Jest to jeden z polifenoli, któremu przypisuje się szerokie działanie przeciwzapalne i przeciwnowotworowe. Według badań dodanie suplementacji czarnej maliny do chemioterapii może skutkować zwiększoną skutecznością leku i zmniejszoną opornością (Stoner 2009).

Istnieją dowody doświadczalne wskazujące na hamujący wpływ doustnego podania sproszkowanych nasion czarnej maliny na indukcję raka gruczołu sutkowego u szczurów. Oprócz efektów profilaktycznych i terapeutycznych, czarne maliny mogą być potencjalnie stosowane jako adiuwanty chemioterapii w celu zwiększenia jej skuteczności.

 

Przeciw zapalne i przeciwbakteryjne działanie czarnej maliny

 

Badania koreańskich naukowców (Seong Keun Kim i in. 2013 r.) dowodzą, że największe właściwości przeciwzapalne i przeciwbakteryjne, które można wykorzystać jako alternatywę do stosowania w przemyśle spożywczym i kosmetycznym i / lub jako środki farmaceutyczne mają korzenie czarnych malin.
Polifenole korzeni wykazywały śmiertelne działanie przeciwko opornym na metycylinę Staphy-lococcus aureus (MRSA) (bakterie gronkowca złocistego), opornym na karbapenemy Acinetobacter baumannii (CRAB) (bakterie wywołują zakażenia szpitalne u osób z obniżoną odpornością) i Bacillus anthracis (laseczka wąglika). Natomiast owoce czarnej maliny nie wykazywały tych właściwości.

 

Czarna malina w profilaktyce leczenie cukrzycy typu 2

 

Aktualne prognozy Center for Disease Control and Prevention przewidują, że do 2020 roku ponad połowa populacji USA będzie chorować na cukrzycę lub stan przedcukrzycowy. Cukrzyca to obecnie jedna z najczęściej występujących chorób cywilizacyjnych powodująca śmiertelne powikłania na całym świecie. Dotyczą one głównie ryzyka rozwoju chorób przewlekłych wpływających na serce i naczynia krwionośne, oczy, nerki i nerwy (choroba wieńcowa i udar). Istnieją dwa główne klasyfikacje cukrzycy. Cukrzyca typu 1 jest związana z całkowitym lub prawie całkowitym niedoborem insuliny w komórkach    trzustki.  Cukrzyca typu 2 wiąże się z różnymi stopniami insulinooporności, upośledzonym wydzielaniem insuliny oraz ze zwiększoną produkcją glukozy w wątrobie. Choroby układu krążenia są główną przyczyną zgonów osób z cukrzycą. W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci zmiany stylu życia związane głównie ze zmniejszoną aktywnością fizyczną sprzyjały nadwadze i otyłości, skutkując zwiększoną zapadalnością na cukrzycę. Dieta / czynniki dietetyczne również odgrywają ważną rolę w zapobieganiu cukrzycy, leczeniu istniejącej cukrzycy i zapobieganiu lub przynajmniej spowolnieniu tempa rozwoju powikłań cukrzycy, podkreślając rolę składu diety. Zwiększone spożycie warzyw i owoców znajduje się w centrum zaleceń żywieniowych dotyczących zapobiegania i leczenia cukrzycy.
Coraz więcej dowodów wskazuje na pozytywny związek między spożywaniem owoców jagodowych i dietetycznych antocyjanów a zmniejszeniem ryzyka cukrzycy typu 2.

Działanie przeciwcukrzycowe polifenoli pochodzących z owoców jagodowych może być spowodowane ich działaniem przeciwutleniającym, przeciwzapalnym, hamowaniem i wchłanianiem enzymu trawiącego węglowodany w przewodzie pokarmowym lub też nowymi mechanizmami, które nie zostały jeszcze wyjaśnione. Jednak dostępne piśmiennictwo wskazuje, że obserwowane działanie przeciwcukrzycowe wynika z wielu mechanizmów związanych z szlakami homeostazy glukozy.Postęp w hodowli czarnej maliny w Polsce 

Pierwszy, polski prywatny program hodowli czarnej maliny prowadzony jest od 2012 r. w Spółce Niwa Hodowla Roślin Jagodowych w Brzeznej. Jest to jeden z największych tego typu programów prowadzonych na Świecie pod względem liczby wykonanych kombinacji krzyżówkowych.  Głównym celem jest uzyskanie odmiany pozbawionej kolców, owocującej na tegorocznych pędach, dedykowanej do przetwarzania i na rynek owoców świeżych. W 2017 r. program został rozszerzony i wspierany ze środków rządowych i unijnych (nr grantu POIR.01.01.01-005/17). Wprowadzenie do hodowli R. idaeus oraz R. neglectus P., przyspieszyło postęp pod względem wielkości owoców w siewkach maliny czarnej (owoce klonu NR1613401 miały 5,5 g). Uzyskano również klony o wyższej zawartości ekstraktu (NR178601 osiągnął 12,1° Brix). Cztery purpurowe klony: NR120801, NR1418501, NR1418502, NR1418802 miały podwyższoną zawartość witaminy C (powyżej 2 mg / 100 g s.m.). Obserwowano również podwyższoną zawartość antocyjanów w przypadku kilku klonów maliny (tabela 3). Klon maliny purpurowej NR139501, który został zgłoszony do ochrony prawnej w 2019 roku pod nazwą ‘Heban’ charakteryzował się doskonałym smakiem i wysoką zawartością przeciwutleniaczy, porównywalną do owoców czarnej maliny (tabela 2). Wskaźnik DPPH w przypadku omawianego klonu był wyższy niż w przypadku czarnej maliny ‘Jewel’. Wysokie wartości antyoksydacyjne posiada również malina purpurowa o numerze hodowlanym R176001. Oznacza to, że maliny purpurowe powinny również zostać zaliczone do grupy super owoców.

W chwili obecnej ze względu na wysokie zawirusowanie dostępnych odmian czarnej maliny, istnieje pilna potrzeba odtworzenia rynku czarnej maliny w Polsce. W Spółce Niwa wytypowano dwa interesujące klony hodowlane, jeden owocujący na dwuletnich pędach we wczesnym terminie (NR1755301), drugi powtarzający owocowanie (NR1711902). Charakteryzują się one wysoką zawartością ekstraktu (odpowiednio 11,8 i 13,0 % Brix). Owoce są jędrne i nadają się do transportu.

  1. Zawartość antocyjanów w badanych klonach hodowlanych. Badania własne w ramach grantu: POIR.01.01.01-005/17. Niwa Brzezna 2020.

 

Klon/odmiana Zawartość antocyjanów mg cyanidyn-3glucoside/100 ml świeżego soku
NR159105 621,8
Mac Black 489,1
NR173502 407,7
Niwot 411,8
NR1613903 399,0
NR1711903 385,5
NR1712801 371,1
NR176502 344,6
Jewell 324,0
NR1820102 313,2

 

Tabela 2. Środki chemioprewencyjne w liofilizowanym proszku z owoców i nasion czarnej maliny zbieranych w 1997, 2001 i 2006 roku.

Składniki Rok zbioru*
1997 2001 2006
Wapń 215,0 175, 0 188,0
 Selen* <5,0 <5,0 <5,0
 Zynk 2,7 2,3 2,2
 α-Caroten <0,02 <0,02 <0,03
 β-Carotene <0,02 0,06 <0,07
 α-Tocopherol n.d. n.d. 10,4
 γ-Tocopherol n.d. n.d. 11,2
 Folate 0,06 0,08 0,14
 β-Sitosterol 80,10 88,80 110,00
 Campesterol 3,40 5,90 5,50
 Ellagic acid 166,30 185,00 225,00
 Ferulic acid 17,60 <5,00 47.10
ρ-Coumaric acid 9.23 6.82 6.92
 Chlorogenic acid n.d. n.d. 0.14
 Quercetin n.d. 43,60 36,50
 Cyanidin-3-O-glucoside n.d. 250,00 278,50
 Cyanidin-3-O-sambubioside n.d. 220,00 56,00
 Cyanidin-3-O-rutinoside n.d. 2,002.00 1,790.00
 Cyanidin-3-O-xylosylrutinoside n.d. 510.00 853.50

Objaśnienie:

Skrót: n.d., nie określono.

*Wszystkie wyniki w kolumnach w roku uprawy to mg / 100 g suchej masy, z wyjątkiem selenu, który wynosi μg / 100 g suchej masy.

 

Tabela 3. Wartość antyoksydacyjna wybranych odmian i klonów hodowlanych z hodowli Niwy. Niwa Brzezna 2020.

 

 Odmiana/klon hodowlany % zawartość suchej masy Antocyjany mg cyanidin-3-glucoside /100 ml świeżego soku Witamina C mg /100 g świeżej masy FRAP 30 min mmol/100 g s.m. 30 min DPPH mmol Trolox/100 g suchej masy polifenole g kw galusowego/100 g s.m
Czarna malina owocująca na dwuletnich pędach
Mac Black 18,1 51,4 1,9 39,8 3,6 4,1
NR1755301 16,1 47,3 2,9 40,0 3,2 4,1
Jewel 19,0 47,3 2,2 37,4 1,9 4,0
Czarna malina owocująca na tegorocznych pędach
Niwot 19,4 75,6 2,2 34,0 2,0 3,8
NR1711902 18,2 46 2,0 33,8 3,0 3,4
Malina purpurowa
Heban 17,0 51,1 2,0 28,6 3,2 3,4
NR176001 18,6 68,3 2,0 33,0 2,8 3,4

 

Źródło: Badania wykonane przez dr Mirosław Krośniak, UJ Wydział farmaceutyczny, Uniwersytet Jagieloński, – Collegium Medicum, Zakład Bromatologii, w ramach projektu współfinansowanego przez NCBiR (Nr grantu POIR.01.01.01-0005/17).