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, rico en fibra, proteínas, vitaminas y compuestos con actividad biológica. Es un alimento medicina muy interesante y ha sido muy investigado debido a los excelentes resultados que han dado las investigaciones y estudios realizados en todo el mundo. Su consumo se ha incrementado significativamente a nivel global en los últimos años.
La familia Brassicaceae comprende 52 familias, 351 géneros y 3977 especies, algunas de gran importancia económica. Las variedades cultivadas de Brassica oleracea L. comparten un genoma común compuesto por nueve cromosomas y presentan una destacada diversificación de morfotipos.
Curiosamente, los cultivos de Brassicaceae proporcionan la mayor diversidad de cultivos utilizados por el hombre derivados de una sola especie. La diversidad de vegetales similares a la coliflor y al brócoli se produjo en Europa, y probablemente evolucionó a partir del germoplasma introducido en la época romana desde el Mediterráneo oriental. Los antiguos griegos, romanos, indios y chinos utilizaron y valoraron mucho las verduras crucíferas.
Variedades de Brócoli
El nombre brócoli proviene del latín ‘brachium’, que significa brazo o rama y se refiere a los brotes florales comestibles en las plantas de Brassica, que incluyen coles y nabos.
- Brócoli de Calabria: También conocido simplemente como "brócoli", es la variedad más común, originaria de la región de Calabria, Italia. Posee grandes cabezas verdes (de 10 a 20 cm) y tallos gruesos. Se trata de un cultivo anual de estación fría.
- Coliflor púrpura: Un tipo de brócoli común en el sur de Italia, España y el Reino Unido. Tiene una cabeza con forma de coliflor, pero compuesta de diminutos capullos de flor. En ocasiones presenta un tono púrpura en la punta de los capullos de las flores. También llamado brócoli de Sicilia, es muy similar al brócoli común, salvo que los ramilletes tienen un color morado y son más pequeños, pero su sabor es igual que el del brócoli tradicional.
- Romanesco: Una especialidad vegetal italiana de color verde claro con fascinantes formas geométricas en estructura fractal. Con frecuencia se conoce como brócoli romanesco, a pesar de que es más reminiscente de la coliflor que del brócoli. Su color también es verde, pero más claro que el brócoli tradicional, sus ramilletes son firmes y con forma de espiral. Su sabor es suave pero con una textura más crujiente que el brócoli tradicional.
- Bimi: Surgió en Japón en 1993 por una hibridación natural entre el brócoli (Brassica oleracea var. italica) y una variedad de col oriental llamada Kai-lan (Brassica oleracea var. alboglabra). Se le conoce por diferentes nombres como Tenderstem, Baby broccoli y Broccolini. Se dice que es un súper brócoli dada la cantidad de beneficios nutricionales que aporta, desbancando al brócoli tradicional. Su origen proviene de la unión natural entre el brócoli tradicional y el brócoli chino, de ahí que su forma sea un mix entre ambos. Tiene un tallo fino y alargado, como el del brócoli chino, y su florete es como el de un brócoli tradicional. Se puede comer todo. El sabor del tallo es dulce, recordando al espárrago verde, y el sabor del florete es más suave que el del brócoli tradicional.
- Brócoli chino: También conocido como ka-i-lan, gai lan, brécol chino o col verde china. A diferencia del brócoli tradicional es una verdura con hojas grandes y planas. Su color es brillante, de tonos verde azulado. Sus tallos son más finos que los del común. Se emplea ampliamente en la gastronomía de China, y especialmente en la cantonesa. Es común prepararlo salteado, hervido o al vapor.
Composición Bioquímica del Brócoli
Las cabezas de brócoli 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). El brócoli (Brassica oleracea var. italica), perteneciente a la familia de las crucíferas, destaca por su alta densidad nutricional y su contenido de compuestos bioactivos beneficiosos para la salud. Contiene vitaminas C y E, carotenoides (β-caroteno, luteína), flavonoides (quercetina, kaempferol) y, especialmente, glucosinolatos, que se transforman en isotiocianatos como el sulforafano, con propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas.
Glucosinolatos e Isotiocianatos
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. Los glucosinolatos son un gran grupo de metabolitos secundarios de plantas con efectos nutricionales y compuestos biológicamente activos. Se encuentran principalmente en plantas crucíferas como la familia Brassicaceae, incluidas las plantas comestibles comunes como el brócoli, el repollo y la coliflor.
La concentración de glucosinolatos totales en el brócoli se ve afectada por distintos factores, tanto antes de la cosecha como post cosecha. Los glucosinolatos representan del 0,2 al 2 % del peso seco de las cabezas de brócoli y comprenden predominantemente 4-metilsulfinilbutil-GL (23 a 64 %), seguido de 3-indolilmetil-, 4-hidroxi-3-indolilmetil-, 3-metilsulfinilpropil-, 1-metoxi-3-indolilmetil- y 4-metoxi-3-indolilmetil-GL. La cantidad de glucosinolatos producidos por los tejidos del brócoli se ve afectada por las condiciones del suelo y del clima, así como por la fertilización recibida, el manejo del cultivo y la época del año (primavera u otoño).
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. Dos de los isotiocianatos más ampliamente estudiados son DIM (diindolilmetano) y Sulforafano, por su elevado potencial para la comunidad científica como consecuencia de sus excelentes propiedades para nuestra salud.
ATP - Hidrólisis, Fosforilación, Estructura y Función
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. La glucobrasicina, el precursor del glucosinolato de I3C, se encuentra en varias verduras crucíferas. El DIM es un potente modulador de la respuesta del sistema inmunitario innato con actividad antiviral, antibacteriana y anticancerígena.
Los 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, poniendo a toda la industria de la salud a trabajar en esta dirección. El I3C y los derivados de condensación afectan múltiples vías de señalización que a menudo están desreguladas en las células cancerosas.
Sulforafano (SFN)
Uno de los dos compuestos más importantes del brócoli, la glucorafanina, 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 antiangiogénicas.
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.
Mirosinasa: La Enzima Clave
La enzima mirosinasa, también presente en las brassicas, se activa cuando los tejidos de la planta se trituren o se cocinen, y convierte los glucosinolatos en indoles, principalmente en I3C, e isotiocianatos. Resulta que 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 isocianatos, indoles y tiocianatos.
La mirosinasa es termosensible, lo que significa que un exceso de calor o frío la destruye y, por lo tanto, no se pueden activar los principios activos. Cuando las crucíferas se cocinan antes del consumo, la mirosinasa se inactiva y los glucosinolatos podrían absorberse parcialmente en su forma intacta a través de la mucosa gastrointestinal, aunque es poco probable que eso suceda. Es importante intentar comer alimentos lo más frescos posibles.
Beneficios para la Salud de los Derivados del Brócoli
Existe evidencia sustancial y prometedora sobre los beneficios para la salud del consumo de brócoli y otras verduras crucíferas. Los principales hallazgos revelan que el consumo regular de brócoli puede tener efectos antioxidantes, antiinflamatorios, antitumorales y hepatoprotectores, además de modular enzimas de fase II y vías celulares relacionadas con el estrés oxidativo.
Algunas de 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 alzhéimer, cáncer o enfermedades cardiovasculares.
Consumir prácticamente a diario 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%.
Diversas 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.
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 con IC50 en rangos de 5-50 μM, dependiendo de la línea celular y del tiempo de exposición.
Los brotes de brócoli contienen compuestos que representan una excelente fuente de fitoquímicos bioactivos como vitaminas, flavonoides, ácidos hidroxicinámicos y glucosinolatos, con propiedades beneficiosas para la salud atribuidas al consumo de brócoli, en concreto para enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares, además de reducir también la incidencia de diversos tipos de cáncer.
Métodos de Cocción y Conservación para Maximizar los Beneficios
Cuando más rápidamente se lleve el brócoli desde el campo a la mesa, pasando por el menor número de procesos, mejor para nuestra salud. Cuanto menos lo metamos en el frigorífico o lo calentemos, mucho mejor. Es importante intentar comer alimentos lo más frescos posibles.
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.
Consejos para una Cocción y Conservación Óptimas:
- Cocinar al vapor: 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.
- Triturar o picar finamente: Triturar o picar 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, isocianatos y tiocianatos.
- Añadir mirosinasa externa: Agregarle a las verduras crucíferas cocinadas semillas de mostaza o cualquier otra verdura crucífera cruda. La mostaza pertenece también a la familia de las crucíferas y sus semillas trituradas aportarán mirosinasa. El combo de crucíferas crudas y cocinadas es excelente, ya que las crucíferas crudas, como no se han sometido al calor, conservan la mirosinasa y por tanto, se la aportan a las verduras cocinadas, que ya la habían perdido.
- Evitar la congelación: 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.
- Conservación en frigorífico: 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.
Valorización de Subproductos del Brócoli
El procesamiento del brócoli genera una cantidad ingente de subproductos (hojas, tallos y raíces) que, en la mayoría de los casos, no tienen ninguna aplicación en la producción de nuevos alimentos o productos, y son desechados suponiendo un problema medioambiental. Estos subproductos representan hasta el 27% de los residuos y contienen altos niveles de glucosinolatos, flavonoides y fibra dietética, con potencial funcional comparable o superior al de las inflorescencias. Por ello, existe un gran interés en desarrollar un sistema de producción sostenible de ingredientes bioactivos apostando por la valorización de los subproductos del brócoli.
Un objetivo clave es la optimización de las técnicas de extracción de los compuestos bioactivos de interés para la salud humana. La extracción de los compuestos bioactivos se realiza con técnicas como la de fluidos supercríticos (SFE) o líquidos presurizados (PLE). Se ha demostrado que la temperatura, la presión, el tiempo de procesamiento, el flujo y el porcentaje de etanol influyen significativamente en la extracción, dando como resultado un extracto mucho más rico en compuestos bioactivos totales (β-caroteno, compuestos fenólicos totales, clorofilas, fitoesteroles y α-tocoferol) que los extractos convencionales, lo que a su vez se correlacionó con una mayor actividad antioxidante.
Por otro lado, puesto que la SFE no fue capaz de extraer los glucosinolatos de los subproductos del brócoli, 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 para extraer glucosinolatos a partir de los subproductos del brócoli.
Bioactividad de los Extractos de Brócoli
Se han realizado ensayos de bioactividad in vitro para evaluar si el pretratamiento con extractos procedentes de subproductos de brócoli era capaz de reducir el estrés oxidativo causado por la exposición a la luz UV-B en una línea celular de queratinocitos no tumorigénicos (HaCaT), así como un sistema de protección frente a la inflamación intestinal inducida por el lipopolisacárido (LPS) en una línea celular de miofibroblastos sanos de colon (CCD-18Co).
Los resultados indicaron que los extractos ricos en compuestos bioactivos obtenidos por SFE podrían ser usados tópicamente como buenos agentes antiinflamatorios contra los efectos producidos por la radiación UV-B, y que los extractos obtenidos por SFE y PLE fueron capaces de aumentar significativamente el porcentaje de cierre de heridas superficiales en queratinocitos. Esto indica que sería posible el uso de ambos tipos de extractos para el tratamiento de cicatrización de heridas superficiales de la piel.
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. Los extractos obtenidos mostraron 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 presente en las bacterias que colonizan el colon.