Czarny bez jako surowiec funkcjonalny – bioaktywność i kierunki wykorzystania

Czarny bez (Sambucus nigra L.) jest rośliną od wieków wykorzystywaną w medycynie ludowej, ziołolecznictwie oraz przemyśle spożywczym. Jego popularność wynika przede wszystkim z szerokiego spektrum zastosowań oraz możliwości wykorzystania niemal każdej części rośliny – kwiatów, owoców, liści, co również wpisuje się we wszechobecną koncepcję „zero waste”. Współczesne badania potwierdzają obecność licznych związków bioaktywnych, takich jak flawonoidy i antocyjany, odpowiedzialnych za właściwości prozdrowotne czarnego bzu [1, 2].

Najważniejsze działanie Sambucus nigra L. związane jest z aktywnością antyoksydacyjną i przeciwzapalną, jednak roślina wykazuje również właściwości antybakteryjne, przeciwwirusowe oraz przeciwcukrzycowe. Dzięki temu surowce pozyskiwane z czarnego bzu znajdują obecnie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i kulinarnym, a sama roślina pozostaje cennym obiektem badań naukowych nad naturalnymi substancjami biologicznie aktywnymi [1, 2].

Charakterystyka botaniczna

Czarny bez (Sambucus nigra L.) to gatunek rośliny z rodziny piżmaczkowatych (Adoxaceae). Występuje głównie w Europie, ale jego zasięg obejmuje także części Azji i Afryki Północnej oraz tereny w Ameryce i Australii, gdzie został introdukowany. W Polsce czarny bez można spotkać powszechnie na terenie całego kraju [2-5].

Sambucus nigra to wysoki krzew lub niewielkie drzewo osiągające 10 -12 m wysokości, o szerokiej, kulistej koronie. Pędy główne są wyprostowane, natomiast boczne łukowato wygięte i silnie rozgałęzione. Liście są nieparzystopierzaste, złożone zwykle z 5 jajowato-eliptycznych, ostro piłkowanych listków. Kwiaty tworzą duże, płaskie baldachogrona o średnicy 10 – 20 cm. Owoce to mięsiste, jajowate pestkowce, początkowo zielone, a po dojrzeniu czarno-fioletowe, zebrane po kilkadziesiąt w jednym kwiatostanie [2-7].

Związki bioaktywne bzu czarnego ukryte w owocach i kwiatach

Skład chemiczny surowców roślinnych pozyskiwanych z bzu czarnego charakteryzuje się wysoką dynamiką i zależy od interakcji szeregu czynników endo- i egzogennych, czyli zarówno tych zapisanych w genach rośliny, jak i pochodzących z jej otoczenia. Kluczową rolę w biosyntezie metabolitów wtórnych odgrywają uwarunkowania genetyczne oraz konkretny etap cyklu życiowego krzewu (np. moment pełnego kwitnienia czy dojrzałości owoców). Równie istotny wpływ wywierają parametry abiotyczne środowiska, takie jak ekspozycja na promieniowanie słoneczne, fluktuacje temperatur, stosunki wodne oraz zasobność i nawożenie podłoża. Ostateczna zawartość substancji czynnych w produkcie końcowym jest dodatkowo determinowana przez czynniki technologiczne, obejmujące parametry procesów przetwórczych oraz warunki magazynowania, wpływające na stabilność związków wrażliwych na ciepło (termolabilnych) i podatnych na utlenianie [2-5].

Owoce

Owoc bzu czarnego (Sambucus nigra L.) to surowiec o wyjątkowo rozbudowanym i unikalnym profilu fitochemicznym. Za jego potencjał energetyczny odpowiadają głównie na węglowodany, które stanowią około 18% masy owoców. Dominują wśród nich cukry proste (do 11,5% składu, z czego 95% to cukry redukujące: fruktoza i glukoza, z niewielką domieszką sacharozy) oraz błonnik pokarmowy (ok. 7%), w tym hemicelulozy, pektyny i kwas poligalakturonowy [2, 3, 8-10].

Wartość odżywcza owoców obejmuje również białka (2,7-3%) zawierające siedem aminokwasów egzogennych oraz frakcję lipidową. Choć zawartość tłuszczów w całych owocach wynosi średnio 0,35%, nasiona są w nie znacznie bogatsze (ok. 22%). Ponad 80% stanowią kwasy wielonienasycone (głównie kwas linolowy – ok. 39-40% oraz α-linolenowy – ok. 38%), a kwasy nasycone stanowią mniej niż 10%. Skład dopełniają kwasy organiczne, takie jak jabłkowy, cytrynowy, octowy, walerianowy, winowy, fumarowy, benzoesowy oraz szikimowy, a także 0,01% olejku eterycznego składającego się z ponad 30 związków, w tym fenyloaldehydów (3-25,8%) i furfuralu (18%) [3, 10].

Ponadto, owoce są niezwykle bogatym źródłem witamin i minerałów. Zawartość witaminy C jest silnie zróżnicowana i wynosi od 6 do 132,1 mg/100 g (ok. 1700 µg/g suchej masy). Szeroki wachlarz witamin z grupy B obejmuje m.in. ryboflawinę (B2 – 65 mg/100 g), biotynę (B7 – 17 mg/100 g) oraz kwas foliowy (B9 – 1,8 mg/100 g), a także witaminy B3, B5 i B6. W owocach znajdziemy również witaminę A (600 IU/100 g), β-karoten (ok. 18 µg/g DW) oraz tokoferole (witamina E) w ilości 324 µg/g DW (z przewagą α-tokoferolu). Wśród substancji mineralnych dominują potas, fosfor, magnez, wapń, sód, żelazo, mangan, cynk oraz miedź [2, 3, 8-10].

Kluczową grupą związków bioaktywnych, decydującą o silnych właściwościach antyoksydacyjnych, są polifenole, a zwłaszcza antocyjany odpowiadające za ciemną barwę owoców. Głównymi przedstawicielami są 3-sambubiozyd cyjanidyny oraz 3-glukozyd cyjanidyny (stanowiące 85-90% wszystkich antocyjanów), a także mniejsze ilości 5-glukozydo-3-sambubiozydu cyjanidyny, 3,5-diglukozydu cyjanidyny i 3-rutynozydu cyjanidyny. W skład frakcji flawonoidów wchodzą takie związki jakrutynę (3-rutynozyd kwercetyny), kwercetynę, kemferol, izokwercytrynę oraz mirycetynę. Ważną rolę odgrywają także kwasy fenolowe, w tym kwas chlorogenowy, neochlorogenowy, kawowy, ferulowy, galusowy, gentyzynowy i wanilinowy [2, 3, 8-10].

Bezpieczeństwo spożycia owoców bzu czarnego wiąże się z niską zawartością glikozydów cyjanogennych (np. sambunigryny i prunazyny). Ich stężenie w dojrzałych owocach jest kilkadziesiąt razy niższe niż w liściach i ulega neutralizacji podczas obróbki termicznej. Skład fitochemiczny uzupełniają cenne triterpenoidy i sterole, takie jak kwas oleanolowy, betulina oraz β-sitosterol [9].

Kwiaty

Kwiaty bzu czarnego (Sambucus nigra L.) stanowią niezwykle cenny surowiec roślinny o bardzo złożonym składzie chemicznym, który decyduje o ich szerokiej aktywności farmakologicznej. Na wartość odżywczą kwiatów składa się grupa aminokwasów (glutamina, kwas asparaginowy i leucyna) oraz substancje mineralne, takie jak potas, fosfor, wapń, sód, magnez, żelazo, miedź, cynk i mangan. Głównymi kwasami organicznymi wpływającymi na smak są: cytrynowy, jabłkowy, chinowy, szikimowy, askorbinowy, winowy, fumarowy. Choć w owocach zawartość kwasów organicznych sięga 0,5 g/100 g, a cukrów średnio 8,8 g/100 g (przy zbliżonej zawartości glukozy i fruktozy po ok. 4 g/100 g), to w kwiatach cukry te (fruktoza, glukoza i sacharoza) pełnią równie istotną rolę energetyczną i smakową [2, 9, 11].

Dominującą grupą związków aktywnych są polifenole, a w szczególności flawonoidy, wśród których najważniejszą rolę odgrywa rutyna (kwercetyna-3-O-rutynozyd). Obok niej w surowcu występują liczne pochodne kwercetyny, takie jak izokwercytryna i hyperozyd, a także kemferol, izoramnetyna, astragalina oraz nikotyfloryna wraz z ich glikozydami. Warto podkreślić, że kwiaty charakteryzują się wyższym stężeniem flawonoidów niż owoce, choć w przeciwieństwie do nich nie zawierają antocyjanów [2, 9, 11].

Istotnym elementem profilu chemicznego kwiatów są kwasy fenolowe, które determinują silne właściwości antyoksydacyjne surowca. Do najważniejszych należą kwas chlorogenowy, neochlorogenowy oraz kawowy, ale skład uzupełniają także kwasy: di-kawoilochinowy, 3-kawoilochinowy, 4-kawoilochinowy, p-kumarowy, galusowy, syryngowy i ferulowy. W mniejszych ilościach obecne są również kwasy p-hydroksybenzoesowy, protokatechowy, wanilinowy oraz salicylowy. Ponadto kwiatostany w fazie kwitnienia zawierają alkohol benzylowy, alkohol fenetylowy, kwas benzoesowy oraz ich estry [2, 9, 11].

Za specyficzny aromat i wsparcie działania biologicznego odpowiada olejek eteryczny oraz liczne organiczne związki lotne. Wśród nich zidentyfikowano tlenki różane, tlenek nerolu, hotrienol, linalol i jego pochodne, α-terpineol, monoterpeny, a także aldehydy alifatyczne i alkohole. Kolejną ważną grupę stanowią terpenoidy (m.in. kwas ursolowy, α- i β-amyryna) oraz sterole, głównie β-sitosterol. Frakcję lipidową tworzą wolne kwasy tłuszczowe, ze szczególnym uwzględnieniem kwasu palmitynowego, stearynowego i oleinowego. Co ważne, poziom glikozydów cyjanogennych (głównie sambunigryny) jest w kwiatach stosunkowo niski i bezpieczny dla człowieka [2, 9, 11].

Pozostałe części rośliny

Liście bzu czarnego stanowią najbogatsze źródło glikozydów cyjanogennych w całej roślinie. Głównym związkiem z tej grupy jest sambunigryna, której stężenie w liściach osiąga imponujący poziom około 27 701 µg/g suchej masy. Oprócz niej w tkankach obecne są także inne glikozydy, takie jak prunazyna, holokalina oraz zieriana. Obecność tych substancji pełni funkcję mechanizmu obronnego rośliny, co narzuca konieczność zachowania szczególnej ostrożności przy wykorzystywaniu liści w celach leczniczych lub spożywczych. Poza toksynami, surowiec ten jest bogatym źródłem cennych polifenoli, w tym flawonoidów, takich jak rutyna i kwercetyna, oraz kwasów fenolowych (chlorogenowego, kawowego i p-kumarowego), które dopełniają triterpeny, fitosterole oraz wysoka zawartość witaminy C i kwasu foliowego. Szczególnym elementem składu są specyficzne lektyny (SNA-I, SNA-II, SNA-V) wykazujące zdolność wiązania kwasu sialowego, co czyni je niezwykle interesującym obiektem współczesnych badań nad potencjałem przeciwwirusowym i toksykologicznym bzu czarnego [9].

Kora oraz korzenie bzu czarnego wykazują odmienną, równie wyspecjalizowaną kompozycję chemiczną. W korze kluczową rolę odgrywają białka inaktywujące rybosomy (RIP), znane jako nigrytyny (np. SNAf), które wykazują działanie cytotoksyczne. Podobnie jak w liściach, w korze znajdziemy liczne triterpeny (α- i β-amyryna) oraz fitosterole, które wraz z garbnikami tworzą naturalną barierę ochronną rośliny. Z kolei w korzeniach dominują saponiny triterpenowe, fitosterole oraz specyficzne frakcje polisacharydowe. Wszystkie te organy zawierają ponadto kwasy organiczne i cenne sole mineralne, w tym potas, wapń i magnez. Całość składu chemicznego bzu czarnego tworzy złożony system substancji czynnych, które determinują zarówno potencjał prozdrowotny, jak i toksykologiczny tej rośliny [9].

Surowce z czarnego bzu w kosmetykach

Ekstrakty z czarnego bzu wykazuję interesujące właściwości przeciw starzeniu się skóry, głównie w kontekście działania kolagenazy – enzymu, który odpowiedzialny jest za rozkład kolagenu. Kolagen można podzielić na różne typy, w tym typu I i III. Stanowi on kluczowy składnik macierzy pozakomórkowej, warunkujący sprężystość i gęstość skóry. W jednym z badań wykazano, że ekstrakt z kwiatów czarnego bzu wprowadzony za pomocą nanonośników do formulacji hydrożelowej wykazały istotną inhibicję enzymu kolageazy oraz były stabilne i bezpieczne do stosowania na powierzchnię skóry [12].

Surowce z czarnego bzu są cennymi składnikami formulacji kosmetycznych ze względu na działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i ochronne skóry. Właściwości zostały potwierdzone poprzez badanie ekstraktów z owoców czarnego bzu, jak również biofermentu pozyskanego w wyniku fermentacji z wykorzystaniem grzyba kombucha. Ekstrakt z owoców S. nigra oraz jego ferment charakteryzowały się znaczną zawartością związków biologicznie czynnych, takich jak kwasy fenolowe, garbniki i flawonoidy, co nadaje im właściwości przeciwutleniające. Badania in vitro z wykorzystaniem komórek skóry – fibroblastów i keratynocytów – wykazały, że zarówno ekstrakt, jak i ferment miały pozytywny wpływ na żywotność i metabolizm komórek skóry. Otrzymano również obiecujące wyniki hamowania elastazy i kolagenazy, co ponownie potwierdza, że te surowce mogą być stosowane w kosmetykach jako substancje spowalniające proces starzenia skóry. Ekstrakt, jak i ferment modulowały poziom czynników zapalnych. Ekstrakt z kwiatów z czarnego bzu jest pomocny w kontekście leczenia ran, co zostało zbadane za pomocą komórek naskórka – keratynoctyów oraz działanie przeciwzapalnego poprzez znaczące obniżenie poziomu IL-6 i IL-8, które są uznawane za ważne markery stanu zapalnego skóry i procesów związanych z jej starzeniem oraz uszkodzeniem w odpowiedzi na czynniki środowiskowe [13, 14].

Czarny bez w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym

Wymienione już wcześniej właściwości antyoksydacyjne czarnego bzu wpływają na szerokie wykorzystywanie jego surowców produkcji żywności funkcjonalnej, suplementów diety oraz preparatów wspierających odporność i ochronę organizmu przed działaniem czynników oksydacyjnych [15].

Wysoka zawartość antocyjanów, a także innych polifenoli i witamin wpływa na wykorzystanie czarnego bzu w przemyśle spożywczym zarówno jako barwnik, jak i przeciwutleniacz. Włączenie produktów z czarnego bzu do receptur żywności wydłuża ich okres przydatności do spożycia [10]. Ekstrakty z owoców oraz kwiatów posiadają udowodnione działanie antybakteryjne przeciw co najmniej 13 znanym patogenom takim jak np. Staphylococcus sp., Bacillus cereus, Salmonella poona, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa. Mikroorganizmy te należą do istotnych patogenów odpowiedzialnych za psucie żywności oraz zakażenia pokarmowe, dlatego właściwości przeciwbakteryjne surowców z czarnego bzu mogą wspierać poprawę bezpieczeństwa mikrobiologicznego produktów [15].

Czarny bez jest od dawna znany jako tradycyjny środek stosowany w leczeniu cukrzycy. Działanie to zostało potwierdzone w przypadku ekstraktu z kwiatów, gdzie jego zastosowanie znacząco zwiększyło transport 2-deoksyglukozy, utlenianie glukozy oraz glikogenezę w mięśniach brzucha myszy przy braku dodanej insuliny [16]. W kolejnym badaniu ekstraktów z owoców uzyskano wyniki pokazujące zmniejszenie ilości tkanki tłuszczowej u szczurów z cukrzycą, obniżenie poziomu peroksydacji lipidów w surowicy, a także poprawę stanu osteoporozy [17]. Prozdrowotne działanie surowców z bzu czarnego nie jest tylko udokumentowane poprzez biologiczne badania laboratoryjne, czy badania na myszach, ale także poprzez badania kliniczne na 80 uczestnikach. Oceniano wpływ suplementacji preparatami zawierającymi sok i ekstrakty z czarnego bzu (Sambucus nigra L.) oraz Asparagus officinalis na wybrane parametry zdrowotne. Uczestnicy przez 15 dni spożywali co najmniej 3 L soku z czarnego bzu dziennie oraz tabletki zawierające ekstrakt z owoców i kwiatów czarnego bzu, bogate w antocyjany, flawonole i hydroksycynamoniany. Wyniki wykazały spadek masy ciała średnio o 3,2 kg, obniżenie wskaźnika BMI o około 3% oraz redukcję ciśnienia tętniczego – skurczowego o ponad 5% i rozkurczowego o 2,5%. Rezultaty sugerują potencjalny korzystny wpływ preparatów z czarnego bzu na parametry metaboliczne i układ sercowo-naczyniowy [18].

Co ciekawe ekstrakty z liści i owoców bzu czarnego wykazały istotne właściwości przeciwdepresyjne, co zostało sprawdzone w badaniu na myszach. Wykazano, że podanie ekstraktów istotnie skracało czas bezruchu i zwiększało aktywność myszy w porównaniu z grupą kontrolną, przy czym efekt był zależny od dawki. Dodatkowo najwyższa zastosowana dawka powodowała większą aktywność lek wzorcowy, co sugeruje silny potencjał przeciwdepresyjny badanych ekstraktów [19].

Czarny bez (Sambucus nigra L.) to roślina o wysokim potencjale bioaktywnym, wynikającym głównie z obecności związków fenolowych i antocyjanów. Wykazuje on działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne oraz przeciwdrobnoustrojowe, co warunkuje jego znaczenie prozdrowotne.

Dzięki tym właściwościom surowce z czarnego bzu znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym oraz w produkcji suplementów diety.

Bibliografia:

[1] Nurzyńska-Wierdak R., Najda A., Sałata A., Krajewska A., Bioactive compounds and antioxidant properties of black elderberry (Sambucus nigra L.), Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 2022, 21(2), s. 143–156. https://doi.org/10.24326/asphc.2022.2.13

[2] Nurzyńska-Wierdak R., Krajewska A., Aktywność biologiczna bzu czarnego (Sambucus nigra L.), Annales Horticulturae, 2022, 31(1), s. 17–35, DOI:10.24326/ah.2022.1.2

[3] Przybylska-Balcerek A., Szablewski T., Szwajkowska-Michałek L., Świerk D., Cegielska-Radziejewska R., Krejpcio Z., Suchowilska E., Tomczyk Ł., Stuper-Szablewska K., Sambucus Nigra Extracts-Natural Antioxidants and Antimicrobial Compounds, Molecules, Molecules, 2021, 26(10), s. 2910. doi: 10.3390/molecules26102910.

[4] Fazio A., Plastina P., Meijerink J., Witkamp R.F., Gabriele B. Comparative analyses of seeds of wild fruits of Rubus and Sambucus species from southern Italy: Fatty acid composition of the oil, total phenolic content, antioxidant and anti-inflammatory properties of the methanolic extracts, Food Chemistry, 2013, 140 (4), s. 817–824. doi: 10.1016/j.foodchem.2012.11.010.

[5] Górnicka J., Apteka Natury, Wydawnictwo AWM, Warszawa 2011, s. 187-189.

[6] Skowrońska W., Granica S., Czerwińska M.E., Osińska E., Bazylko A., Sambucus nigra L. leaves inhibit TNF-α secretion by LPS-stimulated human neutrophils and strongly scavenge reactive oxygen species, Journal of Ethnopharmacology, 2022, 290, s. 115116, doi: https://doi.org/10.1016/j.jep.2022.115116.

[7] Wieland LS, Piechotta V, Feinberg T, Ludeman E, Hutton B, Kanji S, Seely D, Garritty C. Elderberry for prevention and treatment of viral respiratory illnesses: a systematic review, BMC Complement Med Ther, 2021, 21(1), s. 112. doi: 10.1186/s12906-021-03283-5.

[8] Kiprovski B., Malenčić Ð., Ljubojević M., Ognjanov V., Veberic R., Hudina M., Mikulic-Petkovsek M., Quality parameters change during ripening in leaves and fruits of wild growing and cultivated elderberry (Sambucus nigra) genotypes, Scientia Horticulturae, 2021, 277, s. 109792, doi: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109792

[9] Khalil AM., Kamal RM., El-Shiekh RA., Elbanna AH., Hamdy SA., Elderberry (Sambucus nigra L.): an ethnopharmacological, phytochemical and biological review for a prospective nutraceutical plant, Inflammopharmacology, 2026, 34(3), s.1539-1586. doi: 10.1007/s10787-025-02017-0.

[10] Domínguez R., Pateiro M., Munekata PES., Santos López EM., Rodríguez JA., Barros L., Lorenzo JM., Potential Use of Elderberry (Sambucus nigra L.) as Natural Colorant and Antioxidant in the Food Industry. A Review, Foods, 2021, 10(11) s. 2713. doi: 10.3390/foods10112713.

[11] Stępień AE., Trojniak J., Tabarkiewicz J., Health-Promoting Properties: Anti-Inflammatory and Anticancer Properties of Sambucus nigra L. Flowers and Fruits, Molecules, 2023, 28(17), s. 6235. doi: 10.3390/molecules28176235.

[12] Mota AH, Prazeres I, Mestre H, Bento-Silva A, Rodrigues MJ, Duarte N, Serra AT, Bronze MR, Rijo P, Gaspar MM, Viana AS, Ascensão L, Pinto P, Kumar P, Almeida AJ, Reis CP. A Newfangled Collagenase Inhibitor Topical Formulation Based on Ethosomes with Sambucus nigra L. Extract. Pharmaceuticals (Basel). 2021 May 15;14(5):467.

[13] Wójciak M, Ziemlewska A, Zagórska-Dziok M, Nizioł-Łukaszewska Z, Szczepanek D, Oniszczuk T, Sowa I. Anti-Inflammatory and Protective Effects of Water Extract and Bioferment from Sambucus nigra Fruit in LPS-Induced Human Skin Fibroblasts. Int J Mol Sci. 2023 Jun 17;24(12):10286.

[14] Safta DA, Vlase AM, Pop A, Cherfan J, Carpa R, Iurian S, Bogdan C, Vlase L, Moldovan ML. Optimized Sambucus nigra L., Epilobium hirsutum L., and Lythrum salicaria L. Extracts: Biological Effects Supporting Their Potential in Wound Care. Antioxidants (Basel). 2025 Apr 27;14(5):521.

[15] Młynarczyk K, Walkowiak-Tomczak D, Łysiak GP. Bioactive properties of Sambucus nigra L. as a functional ingredient for food and pharmaceutical industry. J Funct Foods. 2018 Jan;40:377-390. doi: 10.1016/j.jff.2017.11.025. 

[16] Gray AM, Abdel-Wahab YH, Flatt PR. The traditional plant treatment, Sambucus nigra (elder), exhibits insulin-like and insulin-releasing actions in vitro. J Nutr. 2000 Jan;130(1):15-20. doi: 10.1093/jn/130.1.15. PMID: 10613759.

[17] Badescu L, Badulescu O, Badescu M, Ciocoiu M. Mechanism by Sambucus nigra Extract Improves Bone Mineral Density in Experimental Diabetes. Evid Based Complement Alternat Med. 2012;2012:848269. doi: 10.1155/2012/848269. Epub 2012 Sep 13.

[18] Chrubasik C, Maier T, Dawid C, Torda T, Schieber A, Hofmann T, Chrubasik S. An observational study and quantification of the actives in a supplement with Sambucus nigra and Asparagus officinalis used for weight reduction. Phytother Res. 2008 Jul;22(7):913-8. doi: 10.1002/ptr.2415.

[19] Mahmoudi M, Ebrahimzadeh MA, Dooshan A, Arimi A, Ghasemi N, Fathiazad F. Antidepressant activities of Sambucus ebulus and Sambucus nigra. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2014 Nov;18(22):3350-3.