Topinambur – roślina o szerokim zastosowaniu

• Authors: Barbara Stachowiak , Jacek Nowak , Barbara Górna , Katarzyna Szambelan

Title variants

EN

Topinambur – a plant with a wide range of uses

Abstracts

EN

Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) has become an object of growing interest in recent years both as a food, feed and industrial raw material. Both the inulin-rich tubers and the above-ground part are suitable for direct use of this plant. The light-skinned tubers are readily used for culinary purposes in raw form as well as after processing. Also of great importance is the forage use of Jerusalem artichoke, whether in the form of tubers or, for example, stem silage, which can be fed to animals. On the other hand, the demand for carbohydrate-rich, renewable plant materials has made Jerusalem artichoke increasingly important as an energy source. The aim of this study was to demonstrate that Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), due to, among other things, its chemical composition, high yield of tubers and above-ground parts, and minimal cultivation requirements, is an attractive raw material for use in the food industry, pharmaceutical industry or for ethanol production, while at the same time all parts of the plant can be used.

PL

Topinambur (Helianthus tuberosus L.) stał się w ostatnich latach obiektem rosnącego zainteresowania jako surowiec spożywczy, paszowy i przemysłowy. Do bezpośredniego wykorzystania tej rośliny nadają się zarówno bulwy bogate we fruktany, jak i część nadziemna. Bulwy o jasnej skórce chętnie są wykorzystywane do celów kulinarnych w formie surowej, jak i po obróbce. Duże znaczenie ma także użytkowanie pastewne topinamburu, czy to w postaci bulw czy np. kiszonki z łodyg, którymi mogą być skarmiane zwierzęta. Natomiast zapotrzebowanie na bogate w węglowodany, odnawialne surowce roślinne spowodowało, że topinambur posiada coraz większe znaczenie jako źródło energii. Celem pracy było wykazanie, że topinambur ze względu m.in. na swój skład chemiczny, wysoką wydajność bulw i części nadziemnej, minimalne wymagania uprawowe, stanowi atrakcyjny surowiec do wykorzystania w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy do produkcji etanolu, przy równoczesnej możliwości wykorzystania wszystkich części rośliny

Keywords

PL

topinambur; inulina; rośliny alternatywne

EN

Jerusalem artichoke; inulin; alternative plants

• Publisher: Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie. Oddział w Poznaniu
• Journal: Zagadnienia Doradztwa Rolniczego
• Year: 2023
• Volume: 112
• Issue: 2
• Pages: 54-67

Dates

published

2023

Contributors

author

Barbara Stachowiak

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

• https://orcid.org/0000000201728875

author

Jacek Nowak

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

• https://orcid.org/0000000241766358

author

Barbara Górna

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

author

Katarzyna Szambelan

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

References

• Abou-Arab, A.A., Talaat, H.A., Abu-Salem, F.M. (2011). Physico-chemical properties of inulin produced from Jerusalem artichoke tubers on bench and pilot plant scale. Aust. J. Basic Appl. Sci. 5(5), 1297-1309.
• Baldini, M., Danuso, F., Turi, M., Vannozzi, G.P. (2004). Evaluation of new clones of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L) for inulin and sugar yield from stalks and tubers. Ind. Crops Prod. 19, 25-40.
• Bhagia, S., Akinosho, H., Ferreira, J.F.S., Ragauskas, A.J. (2017). Biofuel production from Jerusalem artichoke tuber inulins: a review. Biofuel Research Journal, 14, 587- 599.
• Bucław, M. (2016). eTh use of inulin in poultry feeding: a review. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 1-8.
• Chen, L., Xin, C., Deng, P., Ren, J., Liang, H., Bai, F. (2010). Butanol production from hydrolysate of Jerusalem artichoke juice by Clostridium acetobutylicum L7. Ch. J. Biotechnol. 26, 7, 991-996.
• Choi, H.Y., Ryu, H.K., Park, K.M., Lee, E.G., Lee, H., Kim, S.W., Choi, E.S. (2012). Direct lactic acid fermentation of Jerusalem artichoke tuber extract using Lactobacillus paracasei without acidic or enzymatic inulin hydrolysis. Bioresour. Technol., 114, 745-747.
• Cieślik, E., Filipiak-Florkiewicz, A. (2000). Topinambur (Helianthus tuberosus L.) - moż- liwości wykorzystania do produkcji żywności funkcjonalnej. Żywność, 1(22), 73-81.
• Cieślik, E, Gębusia, A. (2010). Topinambur (Helianthus tuberosus L.) - bulwa o właściwościach prozdrowotnych. Postępy Nauk Rolniczych, 3, 91-103.
• Czeczko, R. (2011). Topinambur (Helianthus tuberosus) jako roślina energetyczna. Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, 10, 123-127.
• De Mastro, G., Manolio, G., Marzi, V. (2004). Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) and chicory (Cichorium intybus L.): potential crops for inulin production in the Mediterranean area. Acta Hortic., 629, 365-374.
• Godin, B., Lamaudi`ere, S., Agneessens, R., Schmit, T., Gofart, J.P., Stilmant, D., Gerin, P.A., Delcarte, J. (2013). Chemical characteristics and biofuels potentials of various plant biomasses: inuflence of the harvesting date. J. Sci. Food Agric., 93, 3216-3224.
• Goldemberg, J., Guardabassi, P. (2010). eTh potential for first-generation ethanol production from sugarcane. Biofuels Bioprod. Biorenfiing, 4, 17-24.
• Gunnarsson, I.B., Karakashev, D., Angelidaki, I. (2014a). Succinic acid production by fermentation of Jerusalem artichoke tuber hydrolysate with Actinobacillus succinogenes 130Z. Ind. Crops Prod., 62, 125-129.
• Gunnarsson, I.B., Svenson, S.E., Johansson, E., Karakashev, D., Angelidaki, I. (2014b). Potential of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) as a biorefinery crop. Ind. Crop. Prod., 56(2), 231-240.
• Hinkowa, A., Bubnik, Z. (2001). Sugar beet as a raw material for bioethanol production. Czech J. Food Sci., 19(6), 224-234.
• Horochowska, M., Kołeczek, E., Zdrojewicz, Z., Jagiełło, J., Pawlus, K. (2017). Topinmbur - właściwości odżywcze i lecznicze słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.). Pediatr. Endocrinol. Diabetes Metab., 23(1), 30-36.
• Huang, J., Cai, J., Wang, J., Zhu, X., Huang, L., Yang, S.T., Xu, Z. (2011). Eficient production of butyric acid from Jerusalem artichoke by immobilized Clostridium tyrobutyricum in a bfirous-bed bioreactor. Bioresour. Techno., 102, 3923-3926.
• Ignaczak, A., Masiarz, E., Makowska, M., Kowalska, H. (2022). Kształtowanie właściwości przekąski z topinamburu Helianthus tuberosus L. wytwarzanej metodami osmotycznego odwadniania i suszenia. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 29, 3(132), 85-99.
• Izdebski, W. (2009). Jerusalem artichoke - potential and possibilities of use in power industry, TEKA Kom. Mot. Energ. Roln. - OL PAN 9, 93-98.
• Johansson, E., Prade, T., Angelidaki, I., Svensson, S.E., Newson, W.R., Gunnarsson, I.B., Hovmalm, H.P. (2015). Economically viable components from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) in a biorenfiery concept. Int. J. Mol. Sci., 16, 8997-9016.
• Kaczmarek, M. (2022). Uzdrowicielska moc grzybów shiitake. Gospodarstwo Marka Strojsa. Wielkopolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Poznaniu (https://www. wodr.poznan.pl/doradztwo/rozwoj-obszarow-wiejskich/uzdrowicielska-mocgrzybow-shiitake-gospodarstwo-marka-strojsa).
• Kapusta, I., Sznupar Krok, E., Bobrecka Jamro, D., Cebulak, T., Kaszuba, J., Salach, R.T. (2013). Identification and quantification of phenolic compounds from Jeruzalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers. J. Ford Environ., 11, 601-606.
• Kays, S.J., Nottingham, S.F. (2008). Biology and chemistry of Jerusalem artichoke: Helianthus tuberosus L. Boca Raton FL, USA, CRC Press.
• Khatum, M.M., Li, Y.H., Liu, C.G., Zhao, X.Q., Bai, F.W. (2015). Fed-batch saccharification and ethanol fermentation of Jerusalem artichoke stalks by an inulinase producing Saccharomyces cerevisiae MK01. RSC Adv., 5, 107112-107118.
• Kim, S., Kim, C.H. (2014). Evaluation of whole Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) for consolidated bioprocessing ethanol production. Renew. Energ., 65, 83-91.
• Kim, S., Park, J.M., Kim, C.H. (2013). Ethanol production using whole plant biomass of Jerusalem artichoke by Kluyveromyces marxianus CBS1555. Appl. Biochem. Biotechnol., 169 (5), 1531-1545.
• Li, D., Dai, J.Y., Xiu, Z.L. (2010). A novel strategy for integrated utilization of Jerusalem artichoke stalk and tuber for production of 2,3-butanediol by Klebsiella pneumoniae. Bioresour. Technol., 101, 8342-8347.
• Li, W., Zhang, J., Yu, C., Li, Q., Dong, F., Wang, G., Gu, G., Guo, Z. (2015). Extraction, degree of polymerization determination and prebiotic eefct evaluation of inulin from Jerusalem artichoke. Carbohydr. Polym., 121, 315-319.
• Liu, Z.X., Steinberger, Y., Chen, X., Wang, J.S., Xie, G.X. (2015). Chemical composition and potential ethanol yield of Jerusalem artichoke in a semi-arid region of China. Italian J. Agron., 10(603), 34-43.
• Long, X.H., Mehta, S.K., Liu, Z.P. (2008). Eefct of NO3-N enrichment on seawater stress tolerance of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus). Pedosphere, 18(1), 113- 123.
• Long, X.H., Shao, H.B., Liu, L., Liu, L.P., Liu, Z.P. (2016). Jerusalem artichoke: A sustainable biomass feedstock for biorefinery. Renew. Sust. Energ. Rev., 54, 1382-1388.
• Ma, X.Y., Zhang, L.H., Shao, H.B., Xu, G., Zhang, F., Ni, F.T., Brestic, M. (2011). Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus), a medicinal salt-resistant plant has high adaptability and multiple-use values. J. Med. Plants Res., 5(8), 272-1279. doi.org/10.5897/ JMPR.9000848
• Maj, G., Piekarski, W., Słowik, T. (2013). Topinambur (Helianthus tuberosus) substratem do produkcji biogazu. Gaz, Woda i Technika sanitarna, 2, 59-60.
• Matias, J., Encinar, J.M., Gonzalez, J., Gonzalez, J.F. (2015). Optimization of ethanol fermentation of Jerusalem artichoke tuber juice using simple technology for a decentralised and sustainable ethanol production. Energy for Sustainable Development, 25, 34-39.
• Mendez-Yanez, A., Ramos, P., Morales-Quintana, L. (2022). Human health benetfis through daily consumption of Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers. Horticulturae, 8, 1-10.
• Mystkowska, I., Zarzecka, K. (2013). Wartość odżywcza i prozdrowotna słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.). Postępy Fitoterapii, 2, 123-126.
• Mystkowska, I., Zarzecka, K., Gugała, M., Baranowska, A. (2015). Właściwości probiotyczne i farmakologiczne słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.). Probl. Hig. Epidemiol., 96(1), 64-66.
• Negro, M.J., Ballesteros, I., Manzanares, P., Oliva, J.M., Saez, F., Ballesteros, M. (2006). Inulin-containing biomass for ethanol production. Appl. Biochem. Biotechnol., 132(1- 3), 922-932.
• Nick, R., Don, H., Mohammad, R. (2011). Optimization of the economic potential of Jerusalem artichoke as a feedstock for the production of biofuels. 5th Annual Growing the Margins: Rural Green Energy and 3th Annual Canadian Farm and Food Biogas, London, ON, Canada.
• Pan, L., Sinden, M.R., Kennedy, A.H., Chai, H., Watson, L.E., Graham, T.L., Kinghorn, A.D. (2009). Bioactive constituents of Helianthus tuberosus (Jerusalem artichoke). Phytochem. Lett., 2, 15-18.
• Puangbut, D., Jogloy, S., Vorasoot, N., Holbrook, C.C., Patanothai, A. (2015). Responses of inulin content and inulin yield of Jerusalem artichoke to seasonal environments. Int. J. Plant Prod., 9(4), 599-608.
• Razmovski, R.N., Sciban, M.B., Vucurovic, V.M. (2011). Bioethanol production from Jerusalem artichoke by acid hydrolysis. Rom. Biotechnol. Lett., 16(5), 6497-6503.
• Rossini, F., Provenzano, M.E., Kuzmanovi´c, L., Ruggeri, R. (2019). Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.): A versatile and sustainable crop for renewable energy production in Europe. Agronomy, 9, 528.
• Rubel, I.A., Perez, E.E., Genovese, D.B., Manrique, G.D. (2014). In vitro prebiotic activity of inulin-rich carbohydrates extracted from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers at diefrent storage times by Lactobacillus paracasei . Food Res. Int., 62, 59-65.
• Saengkanuk, A., Nuchadomrong, S., Jogloy, S., Patanothai, A., Srijaranai, S. (2011). A simplified spectrophotometric method for the determination of inulin in Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers. Eur. Food Res. Technol., 233, 609-616.
• Sarchami, T., Rehmann, L. (2015). Optimizing acid hydrolysis of Jerusalem artichokederived inulin for fermentative butanol production. Bioenerg. Res., 8, 1148-1157.
• Sawicka, B., Danilˇcenko, H., Jariene, E., Skiba, D., Rachoń, L., Barbaś, P., Pszczółkowski, P. (2021). Nutritional value of Jerusalem artichoke tubers (Helianthus tuberosus L.) grown in organic system under Lithuanian and Polish conditions. Agriculture, 11, 1-22.
• Slimestad, R., Seljaasen, R., Meijer, K., Skar, S.L. (2009). Norwegian-grown Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.): morphology and content of sugars and fructooligosaccarides in stems and tubers. J. Sci. Food Agr., 90, 956-964.
• Tassoni,A., Bagni, N., Ferri, M., Franceschetti, M., Khomutov, A., Marques, M.P., Fiuza, S.M., Simonian, A.R., Serafini, F.D. (2010). Helianthus tuberosus and polyamine research: Past and recent applications of a classical growth model. Plant Physiol. Biochem., 48(7), 496-505.
• Terlic, S., Altagic, J. (2009). Nitrogen and sugar content variability in tubers of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus). Genetica, 41(3), 289-295.
• Topolska, K., Filipiak-Florkiewicz, A., Cieślik, E., Florkiewicz, A., Maciejaszek, I. (2014). Wpływ dodatku rozdrobnionych bulw topinamburu (helianthus tuberosus l.) Na jakość mikrobiologiczną sorbetów owocowych. PTTŻ, Oddział Małopolski, WTŻ, UR im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, Komitet Nauk o Żywności PAN, Właściwości produktów i surowców żywnościowych. Wybrane zagadnienia, 205-215.
• USDA: https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/?query=jerusalem%20artichoke
• Wang, L.F., Wang, Z.P., Liu, X.Y., Ch, Z.M. (2013). Citric acid production from extract of Jerusalem artichoke tubers by the genetically engineered yeast Yarrowia lipolytica strain 30 and purification of citric acid. Bioprocess Biosyst. Eng., 36, 1759-1766.
• Wang, Y.Z., Zou, S.M., He, M.L., Wang, C.H. (2015). Bioethanol production from the dry powder of Jerusalem artichoke tubers by recombinant Saccharomyces cerevisiae in simultaneous saccharification and fermentation. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 42(4), 543-551.
• Yang, L., He, Q.S., Corscadden, K., Udenigwe, C.C. (2015). eTh prospects of Jerusalem artichoke in functional food ingredients and bioenergy production. Plant Biotechnol. Rep., 5, 77-88.
• Yu, J., Jiang, J., Ji, W., Li, Y., Liu, J. (2011). Glucose-free fructose production from Jerusalem artichoke using a recombinant inulinase-secreting Saccharomyces cerevisiae strain. Biotechnol. Lett., 33(1), 147-52.
• Yuan, X., Gao, M., Xiao, H., Tan, C., Du, Y. (2012). Free radical scavenging activities and bioactive substances of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) leaves. Food Chem., 133, 10-14.
• Ziombra M., Woźniak W. (2004). Ocena przydatności nadziemnych części roślin topinamburu dla wzrostu grzybni boczniaka w zależności od sposobu pasteryzacji. Folia Univ. Agric. Stetin, Agricultura, 239(95), 443-447.
• https://paulaingredients.com/pl/suszone-warzywa/
• https://agrodoradca24.pl/inne-uprawy/topinambur-uprawa-i-dlaczego-warto-doniej-wrocic-6100.html

Identifiers

Biblioteka Nauki

2232942