Chrzan – charakterystyka i właściwości zdrowotne

Chrzan pospolity (łac. Armoracia rusticana; ang. horseradish) to roślina należąca do gatunku z rodziny kapustowanych (Brassicaceae). Naturalnym obszarem występowania byliny są strefy umiarkowane – głównie rejony Europy Wschodniej, Azji oraz południowo-zachodniej części Rosji (K. Wedelsbäck Bladh, K. M. Olsson, 2011). Chrzan rośnie na glebach wilgotnych, piaszczysto-gliniastych, zasobnych w składniki pokarmowe (J. Krajewska, 2014).

Rys historyczny oraz zastosowanie chrzanu w lecznictwie i przemyśle spożywczym

Przypuszcza się, iż chrzan znany był już w pierwszych wiekach naszej ery, kiedy to stanowił jeden z popularnych środków przyspieszających procesy trawienne (K. Wedelsbäck Bladh, 2014). Jak współcześnie uznają naukowcy, gatunek ten został sprowadzony do Europy Środkowej i Północnej dopiero w okresie średniowiecza, a w krajach skandynawskich uważany był za roślinę o właściwościach leczniczych już w XIII wieku. Korzeń Armoracia rusticana wykorzystywano więc w leczeniu kaszlu, chorób płuc i serca oraz w profilaktyce i łagodzeniu objawów dolegliwości żołądkowych. Stosowano go także w medycynie ludowej w celu zapobiegania szkorbutowi (K. Jafernik i in., 2019), ale również jako środek bakteriobójczy, pobudzający wydzielanie soków trawiennych oraz – zewnętrznie na skórę – w dolegliwościach artretycznych, nerwobólach, gośćcu stawowym i mięśniowym (H. Strzelecka, J. Kowalski, 2000).

Świeżego korzenia chrzanu (Radix Armoraciae) – w roli kuchennej przyprawy, a nie naturalnego medykamentu – zaczęto używać dopiero w XVII wieku. Jego charakterystyczny, ostry smak wykorzystywano w kulinariach, podkreślając dzięki miazdze z korzenia chrzanu walory smakowe dań – głównie mięsnych i rybnych. O jego szerokim zastosowaniu we współczesnym przemyśle spożywczym świadczy także fakt, iż stanowi on często nie tylko dodatek do potraw, ale także traktowany jest jako zamiennik nieco droższego i bardziej wyrazistego chrzanu japońskiego, tzw. wasabi, charakterystycznego dla kuchni azjatyckiej (K. Wedelsbäck Bladh, K. M. Olsson, 2013).

Fizykochemiczne właściwości chrzanu

Armoracia rusticana należy do grupy roślin zielnych, wieloletnich, osiągających wysokość do 120 cm. Liście chrzanu pospolitego są duże, lancetowate, o sercowatej nasadzie i długich ogonkach. Kwiaty rośliny mają z kolei niewielkie rozmiary, są koloru białego, z czterema działkami kielicha i taką samą liczbą, ułożonych w krzyżowy sposób, płatków korony. Zebrane w rozgałęzione grona, przechodzą w szczytowej partii w tzw. baldachogrona. Za część jadalną chrzanu pospolitego, jak już wcześniej wspomniano, uznaje się jego korzenie. System korzeniowy składa się bowiem z osiągającego do 60 cm długości białego, cylindrycznego korzenia głównego oraz układających się wokół niego mniejszych korzeni bocznych (K. Jafernik i in., 2019; A. Shehata i in., 2009).  

Za charakterystyczny, gorzko-ostry smak chrzanu jadalnego (zwłaszcza w startej „na miazgę” postaci) odpowiadają zawarte w nim izotiocyjaniany: allilowy i fenyloetylowy (K. Wedelsbäck Bladh, K. M. Olsson, 2013). Związki te w sposób decydujący wpływają na odczucia sensoryczne spożywanego chrzanu, a ich ilość uwarunkowana jest rozmiarem i średnicą  jego korzenia. Zależność ta udowodniona została przez m.in. przez polskich naukowców – Ryszarda Kossona i Marcina Horbowicza. Celem przeprowadzanych przez nich badań było określenie wpływu warunków przechowywania korzeni chrzanu na stężenie obecnych w nich izotiocyjanianów. Materiał do badań stanowiły korzenie najpopularniejszych odmian chrzanu o różnorodnych średnicach – m.in. chrzanu polskiego (5-6 mm, 8-12 mm i 20-30 mm) oraz uprawianego na Węgrzech (20-30 mm i 30-50 mm). W przypadku rodzimej odmiany sumaryczna zawartość omawianych związków – w miarę zmniejszania się średnicy korzeni – zwiększała się z 1272 mg•kg-1 do 2188 mg•kg-1. Podobne wartości zaobserwowano w chrzanie nowozelandzkim (1900 mg•kg-1) i japońskim wasabi (2067 mg•kg-1). W przeciwieństwie do polskiego typu, chrzan pochodzenia węgierskiego, o średnicy 30-50 mm, wykazywał o 43% większą zawartość izotiocyjanianów niż w korzeniach cieńszych, o średnicy do 30 mm. Korzenie mniejszych rozmiarów obu odmian charakteryzowała z kolei zbliżona zawartość związków decydujących o poczuciu ich „ostrości”. Skala ta zależy także, jak podkreślają naukowcy, od temperatury i okresu składowania chrzanu. Na zmniejszenie się zawartości izotiocyjnaów o około 50% - w porównaniu do korzenia świeżego i przechowywanego w temperaturze ok. 2°C – wpłynęło bowiem jego składowanie przez okres 60 dni w temperaturze 10 i 20°C (R. Kosson, M. Horbowicz, 2007).

Skład chemiczny i wartość odżywcza chrzanu

Chrzan stanowi cenne źródło witaminy C, kompleksu B, prowitaminy A oraz składników mineralnych – potasu, wapnia, fosforu, magnezu i jodu. W korzeniu Armoracia rusticana występują ponadto flawonoidy, kwasy fenolowe (M. Cirimbei i in., 2013) oraz olejek eteryczny (w stężeniu od 0,2% do 1%), w którego skład wchodzą decydujące o aromacie i smaku chrzanu glukozynolany oraz siarczek diallilu (Tomsone L. i in., 2013).

Wspomniane powyżej glukozynolany należą do grupy tzw. S-glikozydów zawierających w swojej strukturze m.in. siarkę i część cukrową (tj. glikon) w formie cząsteczki glukozy (J. Troczyńska, 2005). Pod względem ilościowym w chrzanie dominują takie glukozynolany jak: synigryna, glukonasturcyna i glukobrassycyna (K. Jafernik, 2019).

Aktywność biologiczna chrzanu i jego wpływ na zdrowie człowieka

Zasadniczą rolę w procesach aktywności biologicznej chrzanu pospolitego odgrywają wspomniane wcześniej glukozynolany. Pod wpływem hydrolizy i działania enzymu obecnego w komórkach rośliny – tzw. myrozynazy – przekształcają się one w decydujące o smaku i aromacie chrzanu izotiocyjaniany. W korzeniach chrzanu polskiego, podobnie jak w jego odmianie węgierskiej, nowozelandzkiej i japońskiej, dominującym pod względem ilościowym jest izotiocyjanian allilu (1001,5-1710,7 mg•kg-1). Jego stężenie jest niemalże czterokrotnie większe niż izotiocyjanianu fenyloetylu (R. Kosson, M. Horbowicz, 2007).  

Choć dokładny mechanizm działania izotiocyjanianów nie został jeszcze w pełni poznany, na podstawie dotychczasowych badań mikrobiologicznych stwierdzono, że wyekstrahowane z korzenia chrzanu izotiocyjaniany działają bakteriobójczo na szczepy bakterii namnażających się m.in. w jamie ustnej (m.in. Escherichia Coli, Enterococcus faecalis, Lactobacillus casei, Clostridium perfringens), a także przeciwgrzybiczno i pleśniobójczo w stosunku do Candida albicans (H. W. Park i in., 2013). Naukowy potwierdzają ponadto fakt, iż najsilniejszą aktywność bakteriobójczą izotiocyjanian allilu wykazuje dla odpornego na antybiotykoterapię szczepu bakterii A. Baumanii (H. Y. Kim i in., 2015). Badania naukowe dowodzą również, że ekstrakt z korzenia chrzanu hamuje cyklooksygenazę oraz namnażanie komórek nowotworowych – zwłaszcza tych odpowiedzialnych za rozwój raka okrężnicy, żołądka, jelita grubego oraz płuc (M. J. Weil i in., 2005). W badaniach modelowych  udowodniono także, iż bogaty w izotiocyjanian allilu chrzan sprzyja ograniczeniu występowania raka pęcherza (C. M. Munday, 2002), a zawarty w nim izotiocyjanian fenyloetylu minimalizuje ryzyko zachorowania na raka przełyku (G.D. Stoner i in., 1997). Oprócz funkcji antykancerogennych chrzan znajduje także zastosowanie w leczeniu i profilaktyce infekcji dróg oddechowych i zakażeń przewodu moczowego.

Podsumowanie

Mimo istotnego znaczenia korzenia chrzanu w medycynie tradycyjnej, surowiec ten nie ma charakteru farmakopealnego – tzn. pozostaje niewłączony do spisu leków zatwierdzonych do powszechnego użytku farmakologicznego. Jego prozdrowotne właściwości potwierdzają jednak wspomniane w powyższym artykule badania naukowe oraz rekomendacje i opinie specjalistów w dziedzinie technologii żywności – m.in. Agencja ds. Żywności i Leków (Food and Drug Administration – FDA) sklasyfikowała chrzan jako przyprawę i środek aromatyzujący oraz wpisała ją na listę produktów uznawanych za ogólnie bezpieczne (Generally Recognized As Safe – GRAS) (Tomsone L. i in., 2012; FDA, 2008). Obiecujące wyniki badań klinicznych wskazują bowiem na możliwość jego bezpiecznego stosowania, co z kolei może w przyszłości pozwolić na ograniczenie stosowania antybiotyków (J. Krajewska, 2014).

Źródła:

1. Wedelsbäck Bladh K., Olsson K. M., Introduction and use of horseradish (Armoracia rusticana) as food and medicine from antiquity to the present: Emphasis on the Nordic countries, J. Herbs, Spices Med. Plants, vol. 17, no. 3, pp. 197–213, 2011.

2. Wedelsbäck Bladh K., Biodiversity in Nordic Horseradish (Armoracia rusticana). Studies with Respect to Conservation and Utilization. 2014.

3. Jafernik K., Szopa A., Ekiert H., Pelargonia przylądkowa (afrykańska) (Pelargonium sidoides), chrzan pospolity (Armoracia rusticana) oraz nasturcja większa (Tropaeolum majus) - skład chemiczny, aktywność biologiczna oraz znaczenie w fitoterapii, Lek w Polsce, vol. 29 nr 11/12, 2019 (342/343).

4. Wedelsbäck Bladh K,, Olsson K. M., Evaluation of glucosinolates in nordic horseradish (Armoracia rusticana), Bot. Lith., vol. 19, no. 1, pp. 48–56, 2013.

5. Shehata A. i in., Horseradish: Botany, Horticulture, Breeding, Hortic. Rev. (Am. Soc. Hortic. Sci)., vol. 35, pp. 221–261, 2009.

6. Kosson R., Horbowicz M., Wpływ przechowywania na zawartość izotiocyjanianów w korzeniach chrzanu, Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 541-545.

7. Krajewska J., Antybakteryjne działanie wyciągów z ziela nasturcji i korzenia chrzanu, Lek w Polsce, vol. 24, nr 09, 2014 (280).

8. Strzelecka H., Kowalski J., Encyklopedia zielarstwa i ziołolecznictwa, Warszawa 2000.

9. Tomsone L., Kruma Z., Galoburda R., Comparison of Different Solvents and Extraction Methods for Isolation of Phenolic Compounds from Horseradish Roots (Armoracia rusticana), International Scholarly and Scientific Research & Innovation, 6(4) 2012.

10. Food and Drug Administration, 2008 Food and Drug Administration. (2008). Everything added to food in the United States (EAFUS).

11. Troczyńska J., System mirozynaza – glukozynolany - charakterystyka i funkcje w roślinie, Rośliny Oleiste – Oilseed Crop., 2005.

12. Cirimbei M., Rodica D., Gitin L., Vizireanu C., Study on herbal actions of horseradish (Armoracia rusticana), J. Agroaliment. Process. Technol. Technol., vol. 19, no. 1, pp. 111–115, 2013.

13. Tomsone L., Kruma Z., Galoburda R., Talou T., Composition of Volatile Compounds of Horseradish Roots (Armoracia rusticana L.) Depending on the Genotype, Proc. Latv. Univ. Agric., vol. 29, no. 1, pp. 1–10, 2013.

14. Park H. W., Choi K. D., Shin I. S, Antimicrobial activity of isothiocyanates (itcs) extracted from horseradish (Armoracia rusticana) root against oral microorganisms, Biocontrol Sci., vol. 18, no. 3, pp. 163–168, 2013.

15. Kim H. Y., Phan-a-god S., Shin I. S., Antibacterial activities of isothiocyanates extracted from horseradish (Armoracia rusticana) Root against antibiotic-resistant bacteria, Food Sci. Biotechnol., vol. 24, no. 3, pp. 1029–1034, 2015.

16. Weil M. J., Zhang Y., Nair M. G., Tumor cell proliferation and cyclooxygenase inhibitory constituents in horseradish (Armoracia rusticana) and wasabi (Wasabia japonica), J. Agric. Food Chem., vol. 53, no. 5, pp. 1440–1444, 2005.

17. Munday C.M. (2002): Selective induction of phase II enzymes in the urinary bladder of rats by allyl isothiocyanate, a compound derived from Brassica vegetables. Nutrition & Cancer 44: 52-59.

18. Stoner G.D., Morse M.A. (1997): Isothiocyanates and plant polyphenols as inhibitors of lung and esophageal cancer. Cancer Letters 114: 113-119.