El Brócoli: Un Superalimento Repleto de Compuestos Orgánicos Beneficiosos para la Salud

El brócoli (Brassica oleracea var. italica) es una planta herbácea anual de la familia Brassicaceae, formada por cabezas florales carnosas comestibles que se desarrollan sobre un tallo grueso. Es un alimento cuyo consumo se ha incrementado en gran medida en estos últimos años a nivel global, y ha sido muy investigado como consecuencia de los excelentes resultados que han dado las investigaciones y estudios realizados por todo el mundo.

Esta verdura, originaria del Mediterráneo oriental, ha sido cultivada desde la época romana. En el siglo XVI se desarrollaron variedades comestibles en Italia, y su cultivo se expandió a Europa y América en el siglo XVIII. El brócoli es un nombre de origen italiano que proviene del latín ‘brachium’, que significa brazo o rama y se refiere a los brotes florales comestibles en las plantas de Brassica.

En el objetivo de mantener una ingesta sana, el brócoli es un alimento indispensable, el cual aporta a nuestro organismo un buen número de sustancias beneficiosas que, por otra parte, ayudan a prevenir diversas enfermedades y afecciones.

Análisis Bioquímico del Brócoli

El brócoli destaca por su alta densidad nutricional y su contenido de compuestos bioactivos beneficiosos para la salud. Posee un alto contenido en minerales como Na, K, Ca, Mg, Cl, P, S, Fe, Mn, Cu y Zn, fibras dietéticas, y vitaminas C, E y K. También es rico en carotenoides (beta-caroteno, luteína y zeaxantina), flavonoides (quercetina, kaempferol) y, especialmente, glucosinolatos, que se transforman en isotiocianatos como el sulforafano.

La inflorescencia es la parte más consumida del brócoli. Las cabezas comestibles son particularmente ricas en vitamina C (~188 mg/100 g pf) y están asociadas con un alto contenido de polifenoles (64,9 mg/100 g).

Glucosinolatos e Isotiocianatos: Los Compuestos Estrella del Brócoli

Existe una fuerte evidencia científica asociada a la mayoría de los efectos positivos para la salud del consumo de brócoli a la presencia de glucosinolatos (GL) y sus productos de descomposición afines, los isotiocianatos. Estos metabolitos secundarios se encuentran, casi exclusivamente, en la familia Brassicaceae. Los glucosinolatos representan del 0,2 al 2% del peso seco de las cabezas de brócoli y comprenden predominantemente 4-metilsulfinilbutil-GL, seguido de 3-indolilmetil-, 4-hidroxi-3-indolilmetil-, 3-metilsulfinilpropil-, 1-metoxi-3-indolilmetil- y 4-metoxi-3-indolilmetil-GL.

Cuando se produce la ruptura del tejido vegetal o la degradación microbiana en el intestino durante la digestión humana, se origina la enzima “mirosinasa” que, al entrar en contacto con los glucosinolatos, se liberan moléculas de glucosa, de bisulfato y de aglicona, generándose los isotiocianatos. Los isotiocianatos, una de las moléculas resultantes de su hidrólisis, son los que aportan las propiedades beneficiosas para la salud humana, así como en la defensa de las plantas frente a insectos y patógenos.

Destacamos principalmente dos metabolitos: el diindolilmetano (DIM) y el sulforafano (SFN), que son los componentes más estudiados del brócoli por sus excelsas propiedades saludables para nuestro organismo.

Diindolilmetano (DIM)

El 3-3′ - diindolilmetano (DIM) es un dímero biológicamente activo derivado de la conversión de indol-3-carbinol (I3C). El brócoli es una excelente fuente de indol-3-carbinol, un compuesto químico que estimula la reparación del ADN de las células y bloquea el crecimiento de las células cancerígenas. El DIM es un potente modulador de la respuesta del sistema inmunitario innato con actividad antiviral, antibacteriana y anticancerígena.

Estudios preclínicos sugirieron que las actividades antiestrogénicas de I3C y DIM podrían ayudar a reducir el riesgo de cánceres dependientes de hormonas. En este contexto, se han utilizado diferentes rutas de ligandos para analizar su elevado potencial antiproliferativo en células de cáncer de próstata y de mama, asociados tanto a receptores andrógenos como estrógenos, o sin asociar, y los resultados han sido muy esperanzadores. El I3C y los derivados de condensación afectan múltiples vías de señalización que a menudo están desreguladas en las células cancerosas.

Sulforafano (SFN)

La glucorafanina, uno de los dos compuestos más importantes del brócoli, es metabolizado a Sulforafano (SFN) por la enzima tioglucosidasa mirosinasa. El sulforafano es uno de los isotiocianatos presentes en las crucíferas que más se ha estudiado. Presenta una potente acción antioxidante y ha demostrado actuar contra diversos tipos de cáncer. Entre los mecanismos de acción del sulforafano encontramos la protección frente al daño en el ADN y además presenta una actividad pro-apoptosis, anti-metástasis y antiangiogénica.

El sulforafano, derivado de la hidrólisis de la glucorafanina por la enzima mirosinasa, ha demostrado inducir la expresión de enzimas antioxidantes como glutatión peroxidasa (GPx), superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT). Estas enzimas neutralizan especies reactivas de oxígeno (ROS), protegiendo lípidos, proteínas y ADN del daño oxidativo.

Otros Compuestos Bioactivos

Además de los glucosinolatos e isotiocianatos, el brócoli contiene otros fitoquímicos clave. Los compuestos fenólicos se caracterizan por tener, al menos, un anillo aromático con uno o más grupos hidroxilo adheridos. Los perfiles cualitativos y cuantitativos varían significativamente entre las especies, siendo el grupo de fenoles más común en el brócoli los ácidos hidroxicinámicos, los flavonoles y las antocianinas. Son sustancias que neutralizan los radicales libres o sus acciones, y pueden prevenir y/o mejorar diferentes estados de enfermedad.

Los flavonoles, ácidos hidroxicinámicos y antocianinas protegen frente al daño oxidativo, mientras que las vitaminas C y E ofrecen efectos citoprotectores. Minerales como calcio, hierro, zinc y magnesio son esenciales para funciones metabólicas. Los fitoquímicos, especialmente los metabolitos secundarios de las plantas, son clave en la nutrición, salud y prevención de enfermedades.

Beneficios para la Salud del Consumo de Brócoli

El consumo prácticamente diario de verduras crucíferas está asociado con un menor riesgo de enfermedad cardiovascular y una menor incidencia de diversos tipos de cáncer, en concreto el de mama, pulmón, estómago, próstata y colorrectal. Consumir entre 3 y 5 veces a la semana verduras crucíferas parece poder disminuir el riesgo de cáncer en un 30-40%.

Las propiedades más destacadas de los glucosinolatos son su capacidad de afectar al estrés oxidativo y a la actividad antioxidante; y sus efectos beneficiosos para la salud, por ejemplo, su actividad antiinflamatoria, y al actuar como inhibidor en el desarrollo de distintas enfermedades tales como Alzheimer, cáncer o enfermedades cardiovasculares.

El brócoli destaca por diversas propiedades: protege el sistema cardiovascular, disminuye los niveles de colesterol LDL, depura el organismo, reduce el estreñimiento. Tradicionalmente ha sido utilizado por sus propiedades medicinales contra la anemia y salud de los huesos por su alto contenido en calcio, fósforo y hierro. Pero sobre todo destaca por su capacidad para aumentar la expresión del gen NRF2 que previene la degradación de la proteína supresora de tumores p53. Éste es el gen más mutado en cáncer humano, por lo que el brócoli en nuestra dieta nunca debe faltar.

Actividad Anticancerígena

Numerosas investigaciones in vitro han confirmado que extractos de Brassica oleracea presentan efectos antiproliferativos en líneas celulares de cáncer de colon, próstata, mama, hígado y glioblastoma, con reducciones en la viabilidad celular de entre un 30% y 60% dependiendo del tipo de extracto y dosis aplicada.

Compuestos como el ácido elágico y la cianidina inducen la apoptosis en células tumorales, proporcionando efectos antitumorales relevantes. El consumo regular de brócoli puede reducir en hasta un 45% el riesgo de cáncer de mama en mujeres premenopáusicas. Esta propiedad está atribuida principalmente a los glucosinolatos y sus derivados isotiocianatos, como el sulforafano, que inducen enzimas de fase II de detoxificación y promueven la apoptosis en células malignas.

Efectos Antioxidantes y Antiinflamatorios

Un estudio comparativo mostró que el sulforafano reduce marcadores inflamatorios como TNF-α e IL-6 en modelos animales, lo que respalda su uso potencial en enfermedades inflamatorias crónicas. Asimismo, el kaempferol y la quercetina, flavonoides ampliamente distribuidos en frutas y vegetales, han demostrado inhibir la proliferación de células tumorales en estudios in vitro.

Los antioxidantes presentes en los vegetales actúan como agentes neutralizantes de radicales libres, disminuyendo el daño celular. Los extractos de brócoli son capaces de reducir el estrés oxidativo causado por la exposición a la luz UV y la inflamación intestinal.

Conservación y Preparación del Brócoli para Maximizar sus Beneficios

La mirosinasa y los glucosinolatos se encuentran en diferentes partes del vegetal y cuando lo masticamos o trituramos entran ambos en contacto y comienza la conversión. Es decir, por una reacción de hidrólisis se empiezan a generar los metabolitos de los glucosinolatos, que son los isotiocianatos, indoles y tiocianatos. El problema de la mirosinasa es que es muy sensible al calor.

Efecto de la Cocción en los Compuestos Bioactivos

Si sometemos a las crucíferas a altas temperaturas, la mirosinasa se destruirá y por tanto, ésta no podrá convertir los glucosinolatos en isotiocianatos e indoles. Sumergir en agua las verduras crucíferas y cocerlas durante más de cinco minutos parece reducir significativamente el contenido en glucosinolatos, concretamente entre un 5-20%. Además, se destruye la mirosinasa, por lo que los glucosinolatos restantes no podrán ser convertidos en indoles e isotiocianatos.

Cuando se fríe el brócoli o cualquier verdura crucífera, su contenido en glucosinolatos se reduce notablemente y además, la mirosinasa quedará destruida.

Cocinar al vapor las verduras crucíferas parece ser la mejor opción. Diversos estudios han demostrado que cocinar al vapor las crucíferas no solo no disminuye su contenido en glucosinolatos, sino que en algunos casos incluso lo aumenta. Para que se conserve la mirosinasa no conviene cocinar al vapor las verduras crucíferas durante más de 2 minutos. Se ha visto que si el tiempo supera los 7 minutos se produce una pérdida del 90% de la mirosinasa.

Recomendaciones para el Consumo y la Conservación

Desde KOBOX, te recomendamos comerlo crudo, pues es la forma más saludable de comerlo, manteniendo sus compuestos intactos y activos, ya que la enzima mirosinasa es termosensible y si le proporcionamos calor se destruye (al igual que un exceso de frío) y entonces, no podemos activar sus principios activos.

A pesar de que la congelación es un método saludable de conservación de verduras y frutas en la mayoría de los casos, en el caso de las verduras crucíferas está desaconsejado. La conservación en el frigorífico del brócoli, las coles de Bruselas, la coliflor y la col durante 7 días provocó la pérdida de sus glucosinolatos en un 27%, 20%, 11% y 14% respectivamente. Las verduras crucíferas, cuanto más frescas las consumamos, mejor.

Para evitar la pérdida de la mirosinasa durante el cocinado, tenemos dos métodos eficaces:

1. Triturando o picando finamente las crucíferas (brócoli, coliflor, col, etc.) 40 minutos antes de cocinarlas. Cuando trituramos o cortamos finamente las verduras crucíferas, los glucosinolatos entran en contacto con la mirosinasa y durante esos 40 minutos, se produce la hidrólisis de los glucosinolatos en indoles, isotiocianatos y tiocianatos.
2. Agregándole a las verduras crucíferas cocinadas semillas de mostaza o cualquier otra verdura crucífera cruda. Si a las crucíferas cocinadas le agregamos algún tipo de verdura crucífera cruda, como las semillas de mostaza, estas le van a aportar la mirosinasa que han perdido. El combo de crucíferas crudas y cocinadas es excelente.

Investigación y Valorización de Subproductos del Brócoli

Aunque la inflorescencia es la parte más consumida, el procesamiento del brócoli genera subproductos como hojas, tallos y raíces, que representan hasta el 27% de los residuos. Estos también contienen altos niveles de glucosinolatos, flavonoides y fibra dietética, con potencial funcional comparable o superior al de las inflorescencias.

El principal objetivo de recientes investigaciones se ha centrado en desarrollar un sistema de producción sostenible de ingredientes bioactivos apostando por la valorización de los subproductos del brócoli (hojas y tallos) generados en grandes cantidades, mediante el empleo de tecnologías de extracción respetuosas con el medioambiente, para su incorporación a la fabricación de nuevos productos con aplicaciones cosméticas y nutracéuticas.

Extracción y Caracterización de Compuestos Bioactivos

La extracción convencional de compuestos bioactivos usando disolventes orgánicos como el metanol y el cloroformo, a partir de mezclas de hoja y tallo en diferentes proporciones, dio como resultado una mayor cantidad de compuestos bioactivos totales en la muestra formada por una mezcla de hoja y tallo en proporción 3:1, que además resultó ser la proporción más representativa de los subproductos en el campo tras la recolección de las pellas. Además, esta proporción fue la que mayor capacidad antioxidante presentó.

Se ha optimizado la extracción de compuestos bioactivos mediante fluidos supercríticos (SFE) y líquidos presurizados (PLE). Para la optimización de la SFE, la temperatura, la presión, el tiempo de procesamiento, el flujo y el porcentaje de etanol influyeron significativamente en la extracción, dando como resultado un extracto mucho más rico en compuestos bioactivos totales (beta-caroteno, compuestos fenólicos totales, clorofilas, fitoesteroles y alfa-tocoferol) que los extractos convencionales, lo que a su vez se correlacionó con una mayor actividad antioxidante.

Dado que la SFE no fue capaz de extraer los glucosinolatos, se llevó a cabo la optimización de la extracción de estos compuestos mediante PLE. En este caso, la temperatura de la extracción fue la que demostró tener un efecto significativo en la recuperación de los glucosinolatos, demostrando la eficiencia de PLE como una alternativa ambientalmente sostenible.

Bioactividad de los Extractos de Brócoli

Los ensayos de bioactividad in vitro han evaluado si el pretratamiento con estos extractos procedentes de subproductos de brócoli era capaz de reducir el estrés oxidativo causado por la exposición a la luz UV-B en queratinocitos no tumorigénicos, así como un sistema de protección frente a la inflamación intestinal inducida por el lipopolisacárido (LPS) en miofibroblastos sanos de colon.

Los resultados indicaron que los extractos SFE fueron capaces de aumentar significativamente el porcentaje de cierre de heridas superficiales en comparación con las células control. En el caso de los extractos obtenidos por PLE, el porcentaje de curación de la herida tras 48 horas también fue significativamente mayor. Estos resultados indican que sería posible el uso de ambos tipos de extractos para el tratamiento de cicatrización de heridas superficiales de la piel.

Por otra parte, el extracto enriquecido en glucosinolatos obtenido mediante PLE, aplicado a células de colon expuestas a lipopolisacárido (LPS), fue capaz de disminuir la cantidad de ROS intracelulares producidas por la exposición a LPS hasta niveles de células sin exponer cuando se usaron los extractos a concentraciones altas. También demostraron su capacidad para atenuar la producción de los marcadores proinflamatorios, por lo que se podría indicar el uso nutracéutico de estos extractos para tratar los efectos inflamatorios producidos por el LPS.

tags: #compuestos #organicos #del #brocoli