Ing. Klaudia Tomášová, Ing. Zuzana Kňažická, PhD. (VKS IIa), Mgr. Eva Kováčiková, PhD., Ing. Dominika Lenická, PhD., doc. Ing. Katarína Fatrcová Šramková, PhD.

Ústav výživy a genomiky, Ústav rastlinnej produkcie, Fakulta agrobiológie a potravinových zdrojov, Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Súhrn:

V ostatných rokoch sa šachor jedlý (Cyperus esculentus L.), známy aj ako tigrí orech alebo chufa, dostáva do pozornosti odborníkov v oblasti výživy a zdravého stravovania. Jeho pestovanie má bohatú históriu, aj keď dnes patrí k tzv. zabudnutým poľnohospodárskym plodinám. Tigrie orechy sú vysoko cenené pre svoje podzemné hľuzy, ktorých nutričný profi l a výnimočné senzorické vlastnosti zodpovedajú zásadám racionálnej výživy. Ide o časti rastlín, ktoré majú veľký potenciál pre vývoj funkčných potravín a dnes získavajú rastúcu popularitu aj ako superpotravina v modernej gastronómii. Podzemné hľuzy sú bohaté na škrob (20 – 30 %), tuk (25 – 35 %) a nenasýtené mastné kyseliny, bielkoviny (10 – 15 %), vlákninu (8 – 9 %), vitamíny (C, E, B1), minerálne látky (Ca, Zn, K, Mg, Fe), alkaloidy, steroly, terpenoidy a ďalšie bioaktívne zložky, ktoré prispievajú k ich kardiovaskulárnym, hypolipidemickým, protirakovinovým, protizápalovým a antimykotickým vlastnostiam. Vedecký výskum v tejto oblasti je koncipovaný na jeho preventívno-terapeutické účinky pri liečbe ochorení, ako sú hypercholesterolémia a obezita. Cyperus esculentus L. sa uplatňuje predovšetkým pri úprave tráviaceho systému a pri podpore črevného mikrobiómu. Dôležité je tiež poznamenať, že šachor jedlý nie je bežným alergénom, čo z neho robí atraktívnu alternatívu pre populáciu s rôznymi intoleranciami. Príspevok poukazuje na hľuzu šachora jedlého ako perspektívnu plodinu s udržateľným potenciálom pre zlepšenie výživového profi lu, a poukazuje na inovatívne prístupy v prevencii a liečbe civilizačných ochorení.

Kľúčové slová: tigrí orech, výživa, prevencia, zdravie, perspektívy

Abstract:

In recent years, Cyperus esculentus L., also known as tiger nut or chufa, has been receiving attention from nutrition experts and health-conscious consumers. Its cultivation has a rich history, although today it is considered a forgotten agricultural crop. Tiger nuts are highly valued for their underground tubers, whose nutritional profi le and exceptional sensory properties correspond to the principles of rational nutrition. These plant parts have great potential for the development of functional foods and are also gaining increasing popularity as a superfood in modern gastronomy. The underground tubers are rich in starch (20 – 30 %), fat (25 – 35 %) and unsaturated fatty acids, protein (10 – 15 %), fi bre (8 – 9 %), vitamins (C, E, B1), minerals (Ca, Zn, K, Mg, Fe), alkaloids, sterols, terpenoids, and other bioactive components that contribute to their cardiovascular, hypolipidemic, anticancer, anti-infl ammatory, and antifungal properties. Scientifi c research in this area are focuses on its preventive and therapeutic eff ects in treating diseases such as hypercholesterolemia and obesity. Cyperus esculentus L. is also used primarily in adjusting the digestive system and supporting the intestinal microbiome. It is also important to note that tiger nut is not a common allergen, making it an attractive alternative for the population with various intolerances. The paper highlights the tuber of Cyperus esculentus L. as a promising crop with sustainable potential to improve the nutritional profi le, and points to innovative approaches in the prevention and treatment of civilization diseases.

Key words: tiger nut, nutrition, prevention, health, perspectives

Tigrí orech (Cyperus esculentus L.)

V súčasnosti sa ukazuje dôležitosť investovania do výskumu nových, doposiaľ nepreskúmaných možností dostatočného využitia rôznych častí rastlín, najmä hľuzovitých plodín. Šachor jedlý (Cyperus esculentus L.) z čeľade Cyperaceae je trváca jednoklíčnolistová rastlina podobná tráve (Maduka a Francis, 2018), ktorá sa rozmnožuje výlučne podzemnými hľuzami (obr. 1). V minulosti ho však niektoré krajiny považovali za burinu, preto nebol dostatočne využívaný a skúmaný jeho potenciál z pohľadu perspektívnej suroviny (Femke a de Vries, 1991). Botanicky sú medzi ôsmimi odrodami uznané iba štyri divoké (leptostachyus, esculentus, hermanii a macrostachyus) a jedna kultivovaná odroda (sativus) (Pascual et al., 2000). Cyperus esculentus L., známy ako tigrí orech, chufa, zemná mandľa (Oderinde a Tairu, 1988; Yang, 2017), patrí do kategórie tzv. zabudnutých poľnohospodárskych plodín, ktoré sa vyznačujú vysokou nutričnou kvalitou, biologickou hodnotou a produkčným výnosom (Coskuner et al., 2002). Prvýkrát bola táto surovina využívaná pre jej liečivé účinky v starovekom Egypte (Negbi, 1992) a dodnes sa pestuje v severnej a západnej Afrike. V týchto podmienkach sa však produkuje tigrí orech, ktorý je tvrdý, s nízkou výživnou hodnotou a obsahuje nežiaduce látky z nekontrolovaného poľnohospodárstva. Plodina je charakteristická pre špecifi ckú oblasť – Valenciu (Španielsko), ktorá je uznaná ako hlavné produkčné centrum tejto plodiny v EÚ s využitím princípov ekologického pestovania. Kontrolovaný je radou Chufa de Valencia s registrovaným označením pôvodu. V tejto oblasti sa ročne vyprodukuje približne 8360 ton sušených tigrích orechov (Pelegrín et al., 2022). V poslednom období výrazne stúpla ročná spotreba ich produkcie najmä v Číne, Taliansku a Bulharsku (Zhanget al., 2022). Tigrie orechy sa klasifi kujú podľa farby na štyri rôzne druhy – žlté, červené, čierne a hnedé. V dôsledku zmeny farby orechov (stmavnutie) počas procesu sušenia sa niektorí odborníci domnievajú, že žlté a hnedé druhy orechov sú rovnaké. Oblasti Ghany a Kamerunu sú domovom bežných červených a čiernych odrôd tigrích orechov (Sidohounde et al., 2018). Žltý druh tigrieho orecha (obr. 2) je uprednostňovaný pred ostatnými druhmi, keďže je častejšie používaný pre svoju atraktívnu farbu, dužinatejšie telo a väčšiu veľkosť hľúz. Žlté odrody tiež poskytujú viac bielkovín a menej tuku ako červený druh tigrích orechov (Jing et al., 2015).

Nutričné zloženie

Cyperus esculentus L. je vysokokvalitná olejnatá plodina, o ktorú je v potravinárskom priemysle veľký záujem (Zhang a Sun, 2023). Možno ju konzumovať v surovom stave alebo ďalej spracovať na rôzne produkty – múku, otruby, olej, rastlinný nápoj tzv. ,,mlieko“ – horchatu a i. Vo viacerých krajinách stredomorského regiónu (najmä v Španielsku) je oceňovaná pre svoju sladkastú mandľovú chuť. Primárnymi zložkami sú sacharidy (46,30 g/100 g orechov) (Krichene et al., 2016; Edo et al., 2023). Podzemné hľuzy sú bohaté na tuk (25 – 35 %), škrob (20– 30 %), bielkoviny (10 – 15 %), nenasýtené mastné kyseliny, vlákninu (8 – 9 %), vitamíny (C, E, B1) a minerálne látky (Ca, Zn, K, Mg, Fe) (Zapata et al., 2012; Zhang et al., 2022).Z aminokyselinového profi lu dominuje kyselina asparágová, kyselina glutámová, leucín, alanín a arginín (Yang et al., 2022). Osobitný význam má L-arginín, pretože je primárnym prekurzorom oxidu dusnatého, neadrenergného a necholinergného neurotransmitera s výrazným vazodilatačným účinkom (Akpoghelie et al., 2022). Obsahuje aj antioxidanty, polyfenoly, alkaloidy, steroidy, terpenoidy,fl avóny, saponíny, tanín a ďalšie významné fytoprotektívne látky, ktoré sú dôležitými farmaceutickými zložkami (Ogunlade et al., 2015; Guo et al., 2021; Nwosu et al., 2022). Uvedená rastlina je jedným z druhov plodín, ktoré vo svojich hľuzách uchovávajú veľké množstvo tukov (35 %). Olej z tigrích orechov má významne vyšší podiel nenasýtených mastných kyselín (kyseliny olejovej 64 – 73,3 % a kyseliny linolovej 11 – 15,5 %) (Oderinde a Tairu, 1988; Huang et al., 2013; Soto et al., 2018) a obsahuje účinné zložky ako fytosteroly (výrazne viac ako v olivovom oleji), stigmasterol (17 – 21 mg/100 g), β-sitosterol (43 – 61 mg/100 g), kampesterol (11 – 17 mg/100 g) a cykloatroxanol (Lopéz-Cortés et al., 2013; Olabiyi et al., 2017; Chaoet al., 2021), ktoré prispievajú k zníženiu rizika kardiovaskulárnych ochorení. Múka z tigrích orechov výrazne zvyšuje hladinu rezistentného škrobu. Kompozitné múky vykazujú vyšší celkový obsah fenolov a zvýšenú antioxidačnú aktivitu (Adeyanju et al., 2024). Múka disponuje vysokou nutričnou a biologickou hodnotou, obsahuje v 100 g 28,36 g lipidov, 22,36 g škrobu, 10,40 g bielkovín, 20,20 g vlákniny, 15,80 g glukózy. Z aminokyselín má najvyššie zastúpenie valín (67,59 μg/100 g), leucín (3,02 μg/100 g), fenylalanín (1,77 μg/100 g),lyzín (0,95 μg/100 g), histidín (1,05 μg/100 g) a tryptofán (0,06 μg/100 g) (Torrella et al.,2015). Obohacovanie potravinárskych produktov o múku z tigrích orechov je jednou z možností, ako zvýšiť nutričnú hodnotu potravín. Hľuzy sa používajú aj na výrobu horchaty (Pelegrín et al., 2022), ktorej popularita sa rozšírila aj do ďalších krajín sveta. Využíva sa ako alternatíva kravského mlieka vo fermentovaných výrobkoch a jogurtoch. Informácie o komplexnom nutričnom profi le tohto spracovateľského produktu sú potrebné na posúdenie ďalších možností potravinárskeho využitia.

Obr. 1 Cyperus esculentus L. (pôvodná kresba Rosaria Manco): (a) kvitnúca rastlina; (b) zrelá hľuza; (c) klasy; (d1/d2) nažka; (e) kvet; 1B: kvitnúca rastlina; 1C: vývoj hľúz počas obdobia rastu (Follak et al., 2016). Zdroj foto: http://dx.doi.org/10.1016/j.ppees.2016.09.003

Zdravotné účinky

Podzemné hľuzy majú významnú úlohu pri ochrane zdravia (preventívno-terapeutický účinok) a ponúkajú reálne možnosti pre nové podporné terapie v metabolických a civilizačných ochoreniach. Tigrie orechy posilňujú obranyschopnosť organizmu proti voľným radikálom (Jing et al., 2013; Willis et al.,2019). Majú opodstatnenie predovšetkým pri rizikových skupinách s hypercholestero lémiou a u osôb s metabolickými komplikáciami spojenými s diabetom mellitom typu 2 (DM2) (Viuda-Martos et al., 2010), avšak sú potrebné ďalšie randomizované klinické štúdie na podrobnejšie objasnenie benefitov pravidelnej konzumácie tigrích orechov. Šachor jedlý môže pomôcť predchádzať kardiovaskulárnym a gastrointestinálnym ochoreniam, trombóze, zlepšiť hypertenziu a znížiť riziko karcinómu hrubého čreva (Chukwuma et al., 2010). Vďaka vysokému obsahu vlákniny sa môže použiť pri vývoji špecifi ckých potravín na zlepšenie tráviaceho systému (pri podpore črevného mikrobiómu) a pri redukčných diétach (Yu et al., 2022). Uplatňuje sa aj pri príprave potravín dizajnovaných pre osobitné výživové účely a ponúka nové možnosti bezlepkových múčnych zmesí pre celiatikov. Viacerí autori potvrdili aj antibakteriálny účinok hľúz šachora jedlého (Prakash a Ragavan, 2009; Abdel Karim a Fath El-Rahman, 2016), avšak nie sú dostatočne podrobné štúdie so spracovateľskými produktami.

Obr. 2 Vysušené podzemné hľuzy šachora jedlého (Cyperus esculentus L.), 2A: tigrie orechy (žltá odroda) so šupkou: 2B: lúpané tigrie orechy bez šupky (nepražené): 2C extra jemná múka z tigrích orechov (foto: Z. Knažická)

Perspektívy využitia

Vývoj nových produktov z hľúz tigrieho orecha by mohol zvýšiť záujem o túto plodinu. V tomto ohľade sa ponúkajú rôzne možnosti ich využitia ako prídavnej látky v potravinách (Zapata et al., 2012). Fortifikácia potravín s výťažkami získanými z Cyperus esculentus L. by mohla byť zaujímavou aplikáciou na získanie funkčných potravín. Záujem o fermentáciu rastlinných nápojov vznikol pri hľadaní ,,alternatív“ mlieka kvôli alergénnosti a intoleranciám. Niektoré bioaktívne zlúčeniny z hľúz sa môžu použiť aj ako konzervačné látky v potravinárskych aplikáciách alebo v kozmetickom priemysle. Navyše ho možno považovať za zdroj α-celulózy aj prekurzor biopolymérov s využitím v oblasti balenia potravín (Pelegrín et al., 2022). Vďaka bohatému nutričnému zloženiu majú tigrie orechy významný farmakologický potenciál. V budúcnosti sa očakáva, že táto per spektívna surovina bude mať významný vplyv aj na riešenie narastajúceho problému s nedostatkom potravín. Agropotravinársky sektor bude musieť na túto výzvu reagovať identifi káciou nových, udržateľných a ob noviteľných prírodných zdrojov. Ekologické pestovanie a efektívne využitie tigrieho orecha predstavujú kľúčové smerovania pre jeho budúci rozvoj.

Záver

Neustály nárast výskytu neprenosných chorôb súvisiacich s výživou zdôrazňuje potrebu hľadania nových, zdravších a výživnejších alternatív k súčasným potravinovým možnostiam. Šachor jedlý je príkladom nedostatočne využívanej hľuzovitej plodiny s
výrazným potenciálom, ktorý by mohol zaplniť existujúcu medzeru na trhu v oblasti prírod ných produktov. Vzhľadom na jeho preventívno-terapeutické vlastnosti a nutričné benefi tyby bolo vhodné začleniť túto cennú plodinu do stravovacích režimov ako súčasť širšieho úsilia o zlepšenie kvality zdravia.

Príspevok vznikol za podpory projektu GA FAPZ SPU v Nitre č. 2/2024 – 2026 (Inovačný potenciál šachora jedlého a perspektívy využitia jeho hľúz pre zvyšovanie kvality zdravia) a Nadácie Tatra banky v rámci grantového programu Vzdelanie pre inštitúcie 2024 (č. 2024VZDinst038).

LITERATÚRA

1. Abdel Karim, M.; Fath El-Rahman, A. 2016. GC-MS analysis and antimicrobial activity of sudanese Cyperus esculentus (Cyperaceae) fi xedoil. Int. J. of Adv. Res., 4(9): 1712 – 1718.

2. Adeyanju, A.A.; Adeleye, D.G.; Adejuyitan, J.A. etal. 2024. The in-vitro starch digestibility, pasting and antioxidant properties of the composite fl our from cassava root and tigernut seed. CyTA – Journal of Food. 22(1).

3. Akpoghelie, P.O.; Edo, G.I.; Akhayere, E. 2022. Proximate and nutritional composition of beer produced from malted sorghum blended with yellow cassava. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 45: 102535.

4. Chao, X.; Li, Y.; Jing, S. et al. 2021. Analysis of Nutrient Composition and Bioactivity of Cyperus esculentus (C. esculentus L.) before and after Germination. Sci. Technol. Food Ind., 42(12): 327 – 333.

5. Chukwuma, E.R.; Obioma, N.; Cristopher, O.I. 2010. The phytochemical composition and some biochemical eff ects of Nigerian tiger nut (Cyperus esculentus L.) tuber. Pak. J. Nutr., 9: 709 – 715.

6. Coskuner, Y.; Ercan, R.; Karababa, E. et al. 2002. Physical and chemical properties of chufa (Cyperus esculentus L.) tubers grown in the Cukurova region of Turkey. J. Sci. Food Agric., 82: 625 – 631.

7. Edo, G.I.; Onoharigho, F.O.; Jikah, A.N. et al. 2023. Cyperus esculentus (tiger nut): An insight into its bioactive compounds, biological activities, nutritional and health benefi ts, 3: 100511.

8. Femke, T.; de Vries, C. 1991. (Cyperus esculentus, Cyperaceae): A weedy cultivar or a cultivated weed. Econ. Bot., 45: 27 – 37.

9. Follak, S.; Belz, R.; Bohren, C. et al. 2016. Biological fl ora of Central Europe: Cyperus esculentus L. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 23: 33 – 51.

10. Guo, T.; Wan, C.; Huang, F. et al. 2021. Research Progress on main nutritional components and physiological functions of tiger nut (Cyperusesculentus L.). Chin. J. Oil Crop Sci., 43: 1174 – 1180.

11. Huang, M.; Wang, X.; Pang, Z. 2013. Research Status and Prospect of Cyperus esculentus L. Crop Res., 27: 293 – 301.

12. Jing, L., Ma, H., Fan, P. 2015. Antioxidant potential, total phenolic and total fl avonoid contents of Rhododendron anthopogonoides and its protective eff ect on hypoxia-induced injury in PC12 cells. BMC Complementary and Alternative Medicine, 15(1): 1 – 12.

13. Jing, S.; Ouyang, W.; Ren, Z. et al. 2013. In vitro and in vivo antioxidant properties of Cyperus esculentus oil from Xinjiang, China. J. Sci. Food Agric., 93: 505 – 509.

14. Krichene, D.; Artieda Ansorena D.; Zarrouk, M. 2016. Review on Cyperus esculentus: from foos safety to pharmacotherapeutics. Int. J. Pharm., 6(2): 71 – 81.

15. Lopéz-Cortés, I.; Salazar-García, D.C.; Malheiro, R. et al. 2013. Chemometrics as a tool to discriminate geographical origin of Cyperus esculentus L. based on chemical composition. Industrial Crops and Products. 51: 19 – 25.

16. Maduka, N.; Francis, I. 2018. Tigernut Plant and Useful Application of Tigernut Tubers (Cyperus esculentus) – A Review. Current Journal of Applied Science and Technology, 29(3): 1 – 23.

17. Negbi, M. 1992. A sweetmeat plant, a perfume plant and their weedy relatives: A chapter in the history of Cyperus esculentus L. and C. rotundus L. Econ. Bot., 46: 64 – 71.

18. Nwosu, L.C.; Edo, G.I.; Özgör, E. 2022. The phytochemical, proximate, pharmacological, GC-MS analysis of Cyperus esculentus (tiger nut): a fully validated approach in health, food and nutrition. Food Biosci., 46: 101551.

19. Oderinde, R.A.; Tairu, O.A. 1988. Evaluation of the properties of yellow nut sedge (Cyperus esculentus) tuber oil. Food Chem., 28: 233 – 237.

20. Ogunlade, I.; Bilikis, A.A; Olanrewaju, G. 2015. Chemical compositions, antioxidant capacity of tigernut (Cyperus esculentus) and potential health benefi ts. Eur. Sci. J., 11: 217 – 224.

21. Olabiyi, A.A.; Oboh, G.; Adefegha, S.A. 2017. Effect of dietary supplementation of tiger nut (Cyperus esculentus L.) and walnut (Tetracarpidium conophorum müll. Arg.) on sexual behavior, hormonal level, and antioxidant status in male rats. J. Food Biochem., 41(3): 66 – 75.

22. Pascual, B.; Maroto, J.V.; López-Galarza, S. et al. 2000. Chufa (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck.): An Unconventional Crop. Studies Related to Applications and Cultivation. Economic Botany, 54(4): 439 – 448.

23. Pelegrín, C.J.; Ramos, M.; Jiménez, A. et al. 2022. Chemical Composition and Bioactive Antioxidants Obtained by Microwave-Assisted Extraction of Cyperus esculentus L. By-products: A Valorization Approach. Front. Nutr., 9: 944830.

24. Prakash, N.; Ragavan, B. 2009. Phytochemical observation and antibacterial activity of Cyperus esculentus L. Ancient Science of Life, 28(4): 16 – 20.

25. Sidohounde, A.; Pascal, C.; Dossa, A. et al. 2018. Biodiesel potentials of two phenotypes of Cyperus esculentus unconventional oils. Journal of Petroleum Technology and Alternative Fuels, 9(1): 1 – 6.

26. Soto, E.R.; Poojary, M.M.: Barbara, F.J. et al. 2018. Tiger nut and its by-products valorization: From extraction of oil and valuable compounds to development of new healthy products, 45: 306 – 312.

27. Torrella, I.C.; Guamis, B.; Trujillo, A.J. 2015. Characterization and comparison of tiger nuts (Cyperus esculentus L.) from diff erent geographical origin: Physico-chemical characteristics and protein fractionation. Industrial Crops and Products, 65: 406 – 414.

28. Viuda-Martos, M.; López-Marcos, M.C.; Fernández-López, J. et al. 2010. Role of fi ber in cardiovascular diseases: A review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 9: 240 – 258.

29. Willis, S.; Jackson, C.; Verghese, M. 2019. Eff ectsof processing on antioxidant capacity and metabolizing enzyme inhibition of tiger nut tubers. Food Nutr. Sci., 10: 1132 – 1141.

30. Yang, X.; Niu, L.; Zhang, Y. et al. 2022. Morpho-Agronomic and Biochemical Characterization of Accessions of Tiger Nut (Cyperus esculentus) Grown in the North Temperate Zone of China. Plants, 11(7): 923.

31. Yang, Z. 2017. Characteristics and Research Progress of Cyperus esculentus L. North. Hortic.,17: 192 – 201.

32. Yu, Y.; Lu, X.; Zhang, T. et al. 2022. Tiger Nut (Cyperus esculentus L.): Nutrition, Processing, Function and Applications. Foods, 11(4): 601.

33. Zapata, E.S.; López, J.F.; Alvarez, J.A. 2012. Tiger Nut (Cyperus esculentus) Commercialization: Health Aspects, Composition, Properties, and Food Applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 11(4): 366 – 377.

34. Zhang, S.; Li, P.; Wei, Z. et al. 2022. Cyperus (Cyperus esculentus L.): A Review of Its Compositions, Medical Effi cacy, Antibacterial Activity and Allelopathic Potentials. Plants, 11: 1127.

35. Zhang, Y.; Sun, S. 2023. Tiger nut (Cyperus esculentus L.) oil: A review of bioactive compounds, extraction technologies, potential hazards and applications. Food Chem X, 19: 100868.