© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2006, s. 41-46
*Elżbieta Hołderna-Kędzia
Charakterystyka botaniczna, skład chemiczny i właściwości biologiczne owoców żurawiny amerykańskiej ( Vaccinium macrocarpon Aiton)
Botanical characteristic, chemical composition and biological properties of american cranberry (Vaccinium macrocarpon Aiton)
Instytut Roślin i Przetworów Zielarskich w Poznaniu
Dyrektor Instytutu: dr hab. n. med. Przemysław M. Mrozikiewicz
Summary
The American cranberry (Vaccinium macrocarpon Aiton) occurs on swampy soils and peatbogs in eastern North America. It is a perennial shrub, high 0.2-2 m, a shrub with procumbent, prostrate sprouts. In industry are used many cultivars of this species. This plant is cultivated on artificial bogs or on soils with a high underground water level. Till today from cranberry fruits have been isolated organic acids of different chemical groups like: hydroxyl acids, aliphatic and aromatic acids, phenolic acids, flavonoids of flavonol origin including myricetin, quercetin and methoxyquercetin glycosides. From other groups of chemical compounds have been isolated anthocyanin derivative of cyanidin, peonidin, malvidin and delphinidin also polymeric proanthocyanidins. In the fruits of cranberry have been found terpenes, triterpenes esters of ursolic acid origin, plant sterols and carbohydrates, pectins, vitamins, microelements. To the valuable biological properties of fruits and products of American cranberry belongs the antimicrobial activity inhibiting the of Gram-positive, Gram-negative bacteria, yeasts and dermatophytes. It was reported that cranberry shows the antiadhesive properties inhibiting the adherence of Gram-negative bacteria to the mucosal membranes of many human body organs. The American cranberry has also the strong antioxidative properties and inhibits the oxidation of lipids and has antiproliferative activity. Other health benefits of cranberry is the anti-inflammatory, antioedematous and diuretic activity.
Charakterystyka botaniczna
Żurawina amerykańska Vaccinium macrocarpon (Aiton), zwana również borówką wielkożurawinową albo żurawiną wielkoowocową Oxycoccus macrocarpos (Aiton) Pursh należy do rodziny wrzosowatych Ericaceae. Wśród nazw zwyczajowych tej rośliny spotyka się również: żurawina czarna, żurawina niska, żurawina bagienna, żurawina błotna niskopienna (1).
Nazwa Vaccinium pochodzi od łac. na krosty i macrocarpon wielkoowocowy (2). Naturalnym siedliskiem tego gatunku są bagienne tereny, torfowiska i wilgotne lasy północno-wschodniej Ameryki, od Alaski aż do Teksasu.
Żurawina amerykańska jest małą, zimozieloną wieloletnią krzewinką. W środowisku naturalnym osiąga wysokość od 0,2 do 2 m. Rośnie na glebach wilgotnych, bagiennych i silnie kwaśnych. Toleruje gleby ubogie odżywczo. Równie dobrze może rosnąć na glebach piaszczystych, ilastych i dobrze osuszonych. Roślina preferuje zarówno miejsca zacienione środowiska leśnego, jak i niezacienione. Jej długie, delikatne, płożące się pędy szybko rozrastają się tworząc zielony kobierzec. Ma eliptycznie podłużne liście z białym ubarwieniem od strony spodniej, około 1,9 cm długości (2). Kwitnienie przypada na okres od maja do sierpnia, kwiaty zebrane w kiście (0,8 cm długości) są barwy jasnopurpurowej lub różowej. Na jednej roślinie znajdują się zarówno kwiaty żeńskie, jak i męskie zapylane przez owady. Jest samopylna, zapylenie następuje pyłkiem z tego samego kwiatu. Owocem jest czerwona lub czerwonoczarna jagoda od 12 do 20 mm szerokości o charakterystycznym kwaśnym smaku. Owoce dojrzewają na przestrzeni od czerwca do września; mogą być zbierane nawet przez całą zimę. Aby dłużej zachowały swe walory odżywcze i lecznicze, należy je przechowywać w chłodnym miejscu (powyżej 0°C), w pojemnikach zalanych zimną wodą. W okresie od sierpnia do października roślina wydaje dojrzałe nasiona.
Z uwagi na coraz rzadsze występowanie żurawiny wielkoowocowej w stanie naturalnym podjęto się hodowli i uprawy tego gatunku. Od czasu napływu na kontynent amerykański osadników z Europy Północnej, żurawina wielkoowocowa została zaadaptowana również w Europie. Od tej pory gatunek ten dominuje na rynku handlowym (3). Jednak najwięcej plantacji żurawiny wielkoowocowej znajduje się w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Wielkiej Brytanii i Holandii (2, 4). Amerykanie eksportują duże ilości owoców żurawiny w formie konserwowanej do Europy i wschodnich Indii. Znanych jest ponad 200 odmian tej rośliny. Największe doświadczenie w zakładaniu plantacji mają Amerykanie.
W warunkach uprawowych żurawina wielkoowocowa preferuje glebę wilgotną, półbagienną lub ilastą, pozbawioną wapnia, lecz bogatą w torf oraz strzępki pleśni i liście. Rośnie dobrze i owocuje w glebie kwaśnej o zakresie pH 4,0-4,5; lepszemu owocowaniu sprzyjają także miejsca nasłonecznione i zabezpieczone przed silnym wiatrem. Dobre efekty uzyskuje się również prowadząc uprawę na sztucznych bagnach, wyrównanych torfowiskach lub na glebach o wysokim poziomie wody gruntowej (20-25 cm). W celu opóźnienia kwitnienia i zniszczenia szkodników plantacje zalewane są na wiosnę wodą. Uprzednio prowadzi się zabiegi pielęgnacyjne, polegające na spulchnieniu wierzchniej warstwy gleby i wyrównaniu powierzchni. Rośliny rozmnaża się poprzez ścinanie młodych płożących pędów i ukorzenianie ich w glebie, rzadziej przez wysiewanie nasion. Podział młodych pędów odbywa się wiosną lub wczesną jesienią. Wysadzanie na stanowiska stałe odbywa się późną wiosną lub wczesnym latem. Rośliny rosną dobrze przykryte ziemią, przy zachowaniu odstępu od 40 cm do 1 m, z uwagi na szybkie rozprzestrzenianie się nadziemnej i podziemnej części roślin. Roślina potrzebuje około 18 miesięcy na odkład. Najlepszym okresem na odkład według różnych doniesień jest późne lato, wczesna jesień lub wiosna. Dla uzyskania wysokich plonów korzystne jest krzyżowe zapylanie kwiatów przez owady. Dojrzałe owoce mają średnicę od 1 do 2 cm. Owoce zbiera się specjalnym grzebieniem lub za pomocą kombajnów. Odmiany o dużych owocach i wysokiej zawartości cukru pozwalają na uzyskanie plonu od 1,5 do 2 ton z 1 hektara (4).
Do powszechnie wykorzystywanych w uprawie odmian żurawiny wielkoowocowej należą: „Wilcox”, „Smack”, „Pilgrim”, „Mc Farlin”, „Langlois”, „Hamilton” i „Early Black”. Odmiany te różnią się między sobą wielkością, jakością owoców, szybkością ich dojrzewania, wysokością plonu oraz ogólnym wyglądem rośliny, czy kwiatów (5).
Skład chemiczny
Do głównych grup związków chemicznych występujących w owocach żurawiny amerykańskiej zalicza się: kwasy organiczne, związki fenolowe, terpeny i inne składniki.
Z owoców żurawiny wielkoowocowej wyizolowano kwasy organiczne należące do różnych grup chemicznych.
W grupie hydroksykwasów stwierdzono obecność kwasu cytrynowego i jabłkowego.
Wśród kwasów alifatycznych nasyconych jednokarboksylowych znalazł się kwas β-hydroksymasłowy, wśród dikarboksylowych kwas malonowy, a z pochodnych uronowych wyizolowano kwas glukuronowy. Warto dodać, że zawartość hydrofilnych kwasów karboksylowych wyodrębnionych z soku żurawiny wynosiła 2,67-3,57% (6).
Z kolei kwas chinowy, benzoesowy i p-hydroksyfenylooctowy są przedstawicielami wyosobnionych z owoców żurawiny kwasów aromatycznych. Warto nadmienić, że stosunek kwasu chinowego i jabłkowego jest w przybliżeniu stały, co wykorzystuje się do potwierdzenia autentyczności soku żurawinowego, jak również do oznaczania procentowej zawartości soku żurawinowego w napojach (1, 2, 7, 8). Ponadto w hydrofilnej frakcji soku żurawinowego stwierdzono obecność kwasu szikimowego, tj. kolejnego przedstawiciela hydroksykwasów aromatycznych (6).
Z frakcji tej wyodrębniono również po raz pierwszy dwa glikozydy irydoidowe: monotropeinę i 6,7-dihydromonotropeinę (6).
Z grupy fenolokwasów wyizolowano ponadto pochodne kwasu benzoesowego, takie jak: kwas 2-hydroksybenzoesowy (salicylowy), elagowy (didepsyd kwasu galusowego), 2,3-dihydroksybenzoesowy, 2,4-dihydroksybenzoesowy oraz pochodne kwasu cynamonowego, jak kwas ferulowy i synapinowy (7, 8, 9).
Murphy i wsp. (10), donoszą ponadto o występowaniu w owocach żurawiny kwasu fenyloborowego. Z kolei Mc Kenna i wsp. (2) wśród składników ekstraktu z całej rośliny Vaccinium macrocarpon wymienia kwas parasorbowy, tj. związek laktonowy o działaniu przeciwdrobnoustrojowym.
Bardzo ważną grupę związków występujących w żurawinie stanowią polifenole roślinne.
W ostatnich latach z owoców żurawiny amerykańskiej wyodrębniono 2 aglikony pochodne flawonolu – kemferol i kwercetynę oraz glikozyd kwercetyny zwany rutyną lub rutozydem (7, 10). Vvedenskaya i wsp. (11) ze sproszkowanej żurawiny wyekstrahowała 22 glikozydy flawonolowe, z których sześć zostało zidentyfikowanych po raz pierwszy, a mianowicie 3-β-ksylopiranozyd myrycetyny, 3-β-glukozyd kwercetyny, 3-α-arabinopiranozyd kwercetyny, 3-β-ksylopiranozyd 3´-metoksykwercetyny, 3-0-(6´´-p-kumarylo)-β-galaktozyd kwercetyny i 3-0-(6´´-p-benzoilo)-β-galaktozyd kwercetyny. Dwa ostatnie związki należą do nowej grupy połączeń flawonolowych żurawiny, zawierających w swej cząsteczce dodatkowo kwas benzoesowy i hydroksycynamonowy. Z kolei 3-α-arabinozyd kwercetyny po raz pierwszy wyizolowano zarówno w postaci piranozy, jak i furanozy.
Ze świeżych owoców żurawiny wyodrębniono zespół glikozydów antocyjanowych w ilości około 18 mg/100 g. Inni autorzy w handlowym soku z żurawiny potwierdzili występowanie 6 związków antocyjanowych, takich jak: 3-arabinozyd, 3-galaktozyd, 3-glukozyd cyjanidyny i peonidyny (2, 10, 12). Ponadto Rodkowski (7) i Sielska (13) podają dwa inne związki antocyjanowe, pochodne malwidyny i delfinidyny. Warto dodać, że profil antocyjanowy żurawiny jest specyficzny i stały, zarówno pod względem jakościowym, jak i ilościowym.
Związki te zwane również proantocyjanidynami lub leukoantocyjanidynami stanowią grupę pośrednią pomiędzy flawonoidami a antocyjanami. I tak w owocach żurawiny zidentyfikowano procyjanidyny A2 i B2 oraz trimery 3-proantocyjanidyny zawierające wewnątrz flawonoidowe połączenia typu A, np. epikatechina-(4b(r)8, 2b(r)0(r)7)-epikatechina (2, 12).
Lotne związki terpenowe stanowią 0,21% świeżej masy żurawiny, w 50% wchodzą one w skład wosków. W powłoce woskowej owoców żurawiny zawarte są terpeny o różnej budowie chemicznej, a mianowicie o charakterze węglowodanów lub pochodnych tlenowych, takich jak długołańcuchowe alkohole, aldehydy i estry. Aldehydy stanowią aż 14,3% wosków alifatycznych (2).
Murphy i wsp. (10) na drodze bioaktywnego frakcjonowania całych owoców żurawiny wyizolowali i zidentyfikowali dwa główne składniki tej frakcji, a mianowicie izomery cis i trans 3-0-p-hydroksycynamoilowe kwasu ursolowego. Związki te należące do grupy estrów trójterpenowych nie zostały jak dotychczas wykryte w innych badaniach nad żurawiną. Autorzy potwierdzili na podstawie badań in vitro właściwości hamowania wzrostu komórek nowotworowych przez te związki i wskazali na potencjalną rolę w zapobieganiu nowotworom. W latach siedemdziesiątych opisano występowanie w owocach żurawiny i w powłoce woskowej kwasu ursolowego (α-amyryny) i kwasu oleanolowego zwanego również β-amyryną (1, 2, 7).
Wytłoki z owoców żurawiny i ich powłoka woskowa zawierają również polimeryczne związki terpenowe z grupy steroli roślinnych, takie jak β-sitosterol i stigmasterol, co zostało potwierdzone w badaniach Mc Kenna i wsp. (2).
Owoce żurawiny zawierają około 8% wody. Wśród innych składników organicznych znajdują się węglowodany – glukoza (3,1%) i fruktoza (1%). W 100 g świeżych owoców stwierdzono łącznie około 13 g węglowodanów. Spośród witamin żurawiny zawierają witaminy A, B1, B2, PP i stosunkowo najwięcej witaminy C (13,5 mg w 100 g świeżych owoców). W grupie mikroelementów stwierdzono niewielkie ilości potasu, wapnia, sodu, fosforu, magnezu, żelaza i jodu. Występujące w nieznacznej ilości lipidy woskowe (0,2% w świeżych owocach) zawierają w swej cząsteczce nienasycone kwasy tłuszczowe, takie jak linolowy, linolenowy i olejowy. Poza tym w owocach żurawiny stwierdzono występowanie pektyn, błonnika pokarmowego, niewielkich ilości białka, garbników katechinowych i lektyn (1, 2, 13).
Właściwości biologiczne
Pozytywne efekty wynikające z wszechstronnego wykorzystania owoców i soku z żurawiny w medycynie ludowej, a zwłaszcza w schorzeniach nerek i dróg moczowych, skłoniły naukowców do poznania ich właściwości biologicznych uzasadniających to działanie.
Jednym z nich jest działanie przeciwdrobnoustrojowe. W badaniach in vitro użyto 2 szczepy bakterii Gram-dodatnich ( Staphylococcus aureus i Enterococcus faecalis) oraz 5 szczepów bakterii Gram-ujemnych ( Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis i Salmonella enteritidis). Okazało się, że koncentrat soku żurawinowego rozcieńczony 1:1 silnie hamował wzrost 6 badanych szczepów, w tym również odpowiedzialnych za występowanie zakażeń dróg moczowych. Autorzy mimo stosunkowo dużego rozcieńczenia soku żurawinowego, tj. 1:32, nadal stwierdzali jego aktywność przeciwbakteryjną wobec drobnoustroju wskaźnikowego Klebsiella pneumoniae (14).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Kemper K.J.: Cranberry ( Vaccinium macrocarpon). http://www.mcp.edu.edu/herbal/ defantl.htm (1999). 2. Mc Kenna D.J., Jones K., Hughes K., Humphrey S.: Botanical medicines. The desk reference for major herbal supplements. Second Edition. The Haworth Herbal Press, Inc., New York-London-Oxford 2002. 3. Foster S.: Cranberry ( Vaccinium macrocarpon). http://www.stevenfoster.com/education/ monograph/cranberry.html (2000). 4. Czikow P., Łaptiew J.: Rośliny lecznicze i bogate w witaminy. PWRiL, Warszawa 1982, 382-383. 5. Plant for a future: database search results. http://www.ibiblio.org/pfaf/cgi-bin/arr_html ? 6. Jensen H.D., Krogfelt K.A., Cornett C., Hansen S.H., Christensen S.B.: Hydrophilic carboxylic acids and iridoid glycosides in the juice of American and European cranberries ( Vaccinium macrocarpon and V. oxycoccus), lingonberries ( V. vitis-idaea), and blueberries ( V. myrtillus). J. Agric. Food Chem. 2002, 50 (23), 6871-6874. 7. Rodkowski D.: Żurawina – nowe spojrzenie na właściwości lecznicze. Post. Fitoterapii 2001, Nr 2-3, 28-31. 8. Klein M.: Cranberry ( Vaccinium macrocarpon) and urinary tract infections. http://nccam.nih.gov/research/concepts/consider/cranberry.htm (2004). 9. Zhang K., Zuo Y.: GC-MS determination of flavonoids and phenolic and benzoic acids in human plasma after consumption of cranberry juice. J. Agric. Food Chem. 2004, 52 (2), 222-227. 10. Murphy B.T., Mac Kinnon S.L., Yan X., Hammond G.B., Vaisberg A.J., Neto C.C.: Identification of triterpene hydroxycinnamates with in vitro antitumor activity from whole cranberry fruit ( Vaccinium macrocarpon). J. Agric. Food Chem. 2003, 51 (12), 3541-3545. 11. Vvedenskaya I.O., Rose R.T., Guido J.E., Russel D.J., Milis K.A., Vorsa N.: Characterization of flavonols in canberry ( Vaccinium macrocarpon) powder J.Agric. Food Chem. 2004, 52 (2), 188-195. 12. Witkowska-Banaszczak E., Bylka W.: Badania fitochemiczne żurawiny błotnej. Herba Pol. 2005, 51, 138. 13. Sielska D.: Żurawina modna. Gaz. Farm. 2004, Nr 11, 54-55. 14. Yee-Lean Lee i wsp.: Does Cranberry juice have antibacterial activity. JAMA 2000, 283, 1691; cyt. za Rodkowski D. (7). 15. Leitao D.P., Polizello A.C., Ito I.Y., Spadaro A.C.: Antibacterial screening of anthocyanic and proanthocyanic fractions from cranberry juice. J. Med. Food 2005, 8 (1), 36-40. 16. Schwartz J.H., Medrek T.F.: Antifungal properties of cranberry juice. Appl. Microbiol. 1968, 16, 1524-1527; cyt. za Mc Kenna D.J. (2). 17. Howell A.B., Vorsa N., Marderosian A.D., Foo L.X.: Inhibition of the adherence of P-fimbriated Escherichia coli to uroepithelial-cell surfaces by proanthocyanidin extracts from cranberries. N. Engl. J. Med. 1998, 339, 1085-1086; cyt. za Mc Kenna D.J. (2). 18. Sobota A.E.: Inhibition of bacterial adherence by cranberry juice: Potential use for the treatment of urinary tract infections. J. Urol. 1984, 131, 1013-1016; cyt. za Foster S. (3). 19. Schmidt D.R., Sobota A.E.: An examination of the anti-adherence activity of cranberry juice on urinary and nonurinary bacterial isolates. Microbios 1988, 55, 173-181; cyt. za Foster S. (3). 20. Schmidt D.R., Sobota A.E.: An examination of the anti-adherence activity of cranberry juice on urinary and nonurinary bacterial isolates. Microbios 1988, 55, 173-181; cyt. za Mc Kenna D.J. (2). 21. Sobota A.E.: Inhibition of bacterial adherence by cranberry juice: potential use for the treatment of urinary tract infections. J. Urol. 1984, 131, 1013-1016; cyt. za Mc Kenna D.J. (2). 22. Allison D.G. i wsp.: Influence of cranberry juice on attachment of Escherichia coli to glass. J. Basic Microbiol. 2000, 40, 3-6; cyt. za Rodkowski D. (7). 23. Sharon N., Ofek I.: Fighting infections diseases with inhibitors of microbial adhesion to host tissues Crit. Rev. Food Sci Nutr. 2002, 42 (3), 267-272. 24. Weiss E.J., Lev-Dor R., Kashman Y., Goldhar J., Sharon N., Ofek I.: Inhibiting interspecies coaggregation of plaque bacteria with a cranberry juice constituent. J. Am. Dent.Assoc. 1998, 129, 1719-1723; cyt. za Mc Kenna D.J. (2). 25. Weiss E.I., Kozlovsky A., Steinberg D., Lev-Dor R., Bar-Ness-Greenstein R., Feldman M., Sharon N., Ofek I.: A high molecular mass cranberry constituent reduces mutans streptococci level in saliva and inhibits in vitro adhesion to hydroxyapatite. FEMS Microbiol. Lett. 2004, 232 (1), 89-92. 26. Burger O., Weiss E., Sharon N., Tabak M., Neeman I., Ofek I.: Inhibition of Helicobacter pylori adhesion to human gastric mucus by a high-molecular-weight constituent of cranberry juice. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2002, 42 (3), 279-284. 27. Duthie G.G., Kyle J.A., Jenkinson A.M., Duthie S.J., Baxter G.J., Paterson J.R.: Increased salicylate concentrations in urine of human volunteers after consumption of cranberry juice. J. Agric. Food Chem. 2005, 53 (8), 2897-2900. 28. Yan X., Murphy B.T., Hammond G.B., Vinson J.A. Neto C.C.: Antioxidant activities and antitumor screening of extracts from cranberry fruit (Vaccinium macrocarpon). J. Agric. Food Chem. 2002, 50 (21), 5844-5849. 29. Sun J., Chu Y.F, Wu X., Liu R.H.: Antioxidant and antiproliferative activities of common fruits. J. Agric. Food Chem. 2002, 50 (25), 7449-7454. 30. Wilson T., Porcari J.P., Harbin D.: Cranberry extract inhibits low density lipoprotein oxidation. Life Sci. 1998, 62, 318-386; cyt. za Mc Kenna D.J. 2002 (2). 31. Seeram N.P., Adams L.S., Hardy M.L. Heber D.: Total cranberry extract versus its phytochemical constituens: antiproliferative and synergistic effects against human tumor cell lines. J. Agric. Food Chem. 2004, 52 (9), 2512-2517.
