Топінамбур

Топінамбур — багаторічна трав'яниста рослина висотою близько півтора метра (іноді до чотирьох метрів) із прямим опушеним стеблом, яйцеподібним листям і жовтими суцвіттями-кошиками діаметром 6–10 см, кожне з 10–20 квітками. Листя попарне на нижній частині рослини та чергується на верхівці. На його підземних пагонах формуються бічні пагони — столони, які за рахунок пластичних речовин на кінцях потовщуються і перетворюються на бульби циліндрової, грушеподібної або округлої форми з опуклими бруньками — білих, жовтих, фіолетових, рожевих (залежно від сорту) 7,5–10 см завдовжки та 3–5 см у діаметрі[2][6]. Бульби вкриті тонкою шкіркою без коркового шару, котрий, наприклад, у картоплі є захистом від механічних ушкоджень і в'янення. М'якоть ніжна, соковита, з приємним солодкуватим смаком. Максимальні прирости дає на початку формування бульб у липні–серпні. На 2–3-й рік галузиться, утворюючи на підземному пагоні до 40 гілок[7].

Плід — конусоподібна сім'янка складена з оплодня і насінини. Маса 1000 насінин — 7–9 г.

Стрижневий корінь проникає на глибину до 2 метрів.

В умовах Полісся України топінамбур не цвіте.

Фітоімунною відповіддю на заморожування бульб є активізація ферментних систем із синтезом інуліну. Такими ферментами, що каталізують накопичення інуліну, є сахароза-сахароза-фруктозилтрансфераза та фруктан-фруктан-фруктозилтрансфераза[8].

За хімічним складом бульби топінамбура близькі до картоплі. За поживністю вони переважають багато видів городини та є значно ціннішими від кормового буряка.

Бульби топінамбура містять до 3 % білка, мінеральні солі, 20,0 %[7] вуглеводів, до складу яких входить розчинний полісахарид інулін (16–18 % і більше, що є рідкістю серед бульбових рослин, але нормою серед айстрових), фруктоза, мікроелементи, 2–4 % азотистих речовин, проте вони майже не містять крохмалю. Досить багаті на вітамін B1 (аневрін), містять вітамін C і каротин. У білку є амінокислоти — лізин, гістидин, аргінін, триптофан, треонін[7].

Топінамбур містить комплекс фруктанів, різні види пектину, сполуки з антиоксидантними властивостями (хлорогенова, неохлорогенова, бурштинова, кавова кислоти тощо), каротиноїди, целюлозу, макро- та мікроелементи, вітаміни, а також цінні метаболіти для обміну речовин при таких захворюваннях як туберкульоз, онкозахворювання та інші[9][10][11][12][13].

Зарості топінамбура

Вміст цукрів у бульбах зростає залежно від термінів збору через відтік поживних речовин зі стебел і листя. За виходом вуглеводів топінамбур удвічі переважає цукрові буряки[14].

Топінамбур має високу кормову і поживну цінність[15]. Завдяки акумуляції сонячної енергії великою листковою поверхнею з ранньої весни до пізньої осені він вважається одним із рекордсменів з урожаю надземної й підземної маси[15]. Надземну масу використовують на силос, а бульби — на корм.

Використовують бульби в їжу печеними, смаженими й в сирому вигляді. Восени, взимку і рано навесні з них готують супи, пюре, салат. З висушених і розтертих бульб готують кавовий напій. Бульби — цінний продукт харчування для діабетиків.

Специфіка зберігання й механічної обробки топінамбура викликає деякі труднощі, тому використання його на підприємствах ресторанного господарства дуже обмежене.

Найунікальнішою особливістю бульб топінамбура є наявність у складі вуглеводів інуліну. Найціннішою властивістю інуліну вважається його здатність розщеплюватися в організмі людини з утворенням фруктози, яка солодша за цукор, однак менш калорійна, а головне, під час засвоєння організмом не стимулює секрецію інсуліну і не призводить до зносу підшлункової залози. Крім того, інулін відомий як біогенний фактор, що сприяє росту природної мікрофлори кишковика за різних захворювань, пов'язаних із дизбактеріозами. Використання інуліну в лікувальній практиці сприяє нормалізації діяльності кишковика (усунення закрепів) і зниженню вмісту ліпідів та холестерину в крові[16].

Ванни із відвару стебла і листя топінамбуру — чудовий засіб для лікування суглобових захворювань: артритів, артрозів, бурситів, остероходрозу, станів після травм опорно-рухового апарату. Також відвар рослини прекрасно очищає шкіру, позбавляє від вугрів, діатезу, дерматиту.

Вживання топінамбура показане при анемії, гіпертонії, аритмії, порушенні кровообігу, атеросклерозі, для модуляції нервової та імунної систем, особливо після тривалих стресів[17].

Корисно вживати бульби топінамбура в сирому вигляді при цукровому діабеті, панкреатиті, виразці шлунка, сечокам'яній хворобі, гіпертонії, поліартриті, ожирінні, а також як легкий проносний засіб.

Свіже листя топінамбура вживають у вигляді салату при хворобах печінки. Є відомості, що свіжоприготовлений сік з бульб рослини при вживанні всередину і зовнішньому застосуванні сприяє відновленню пігментації при вітиліго.

Особливо корисне застосування порошку з бульб топінамбура — він забезпечує потребу організму в амінокислотах і полісахаридах, регулює вуглеводний обмін, нормалізує кишкову мікрофлору, підвищує імунітет.

Топінамбур — одна з провідних біоенергетичних культур. Середній вихід спирту з 1 ц бульб топінамбура — 8–9 л, тобто такий, як і з картоплі[14]. Однак, за вищої його врожайності та значно менших виробничих витрат собівартість спирту з топінамбура є набагато нижчою, ніж із картоплі або зерна. Навіть за порівняно високого врожаю зернових культур (50 ц/га) продукція зерна може забезпечити отримання не більше 1100 л/га спирту, а порівняно невисокий врожай бульб топінамбура (300 ц/га) дає понад 2500 л/га спирту[18]. Для виробництва біоетанолу придатні не лише бульби, а й надземна маса, вихід спирту з якої складає не менше 5 %[19]. За врожайності 30 т/га бульб і 40 т/га стебел вихід біоетанолу становить понад 4,5 т/га. Потенційна врожайність біомаси топінамбура сягає 200 т/га стебел і 120 т/га бульб, проте середня врожайність не переважає 20–30 т/га бульб[18].

При використанні топінамбура для виробництва паливного етанолу для ферментації інуліну необхідні адаптовані штами дріжджів. В іншому випадку інулін, низько- та високомолекулярні фруктозани топінамбура може споживати більшість мікроорганізмів тільки після попереднього гідролізу топінамбура до фруктози та глюкози.

Топінамбур є перспективною рослиною-фітомеліорантом придатною для біологічної рекультивації низькородючих субстратів без нанесення шару ґрунту[20]. Проте, це накладає певні обмеження на використання бульб топінамбура, отриманих у перші роки рекультивації. У подальші роки це дає змогу отримати високі врожаї сільськогосподарської продукції на низькородючих ґрунтах.

Бульби топінамбура

На території України та східніше поширені такі сорти топінамбура: «Київський білий», «Червоний», «Веретеновидний», «Патат», «Майкопський», «Білий», «Скороспілка», «Знахідка», «Волжській 2», «Вадим», «Ленінградський», «Північнокавказький», «Інтерес» (утричі перевершує врожайність картоплі) та інші.

Шляхом схрещування топінамбура з соняшником створили нову рослину — топінсоняшник. Уперше таке схрещування було проведене в СРСР. На Майкопській дослідній станції дослідники ВІР Н. М. Пасько вивели сорт топінсоняшника «Восторг» (ЗМ-1-156). Бульби в цього сорту великі, овальні, з гладкою поверхнею. Їхній урожай досягає 400 ц/га і більше, зеленої маси — 600 ц/га.

Окрім невибагливості до кореневого живлення, топінамбур відзначають високою реакцією на добрива, особливо на гній (90 т/га). Деякі дослідники вважають, що застосування добрив, як органічних, так і мінеральних, дає змогу підвищити вихід біомаси у 2–3 рази і рекомендують вносити 40–50 т гною і мінеральні добрива в дозах N₁₂0-₁₅₀P₉₀K₁₂₀ кг/га діючої речовини[21].

За безперервної культури топінамбура різке зменшення врожаю бульб і зеленої маси спостерігається як на удобрених, так і неудобрених ділянках.