El brócoli (Brassica oleracea L. var. italica) es una especie de la familia de las Brassicas, reconocida por su alto contenido de glucosinolatos y otros compuestos fenólicos con propiedades beneficiosas para la salud, incluyendo actividad antifúngica y antioxidante. La determinación de fenoles en brócoli es crucial para comprender su valor nutricional y sus posibles aplicaciones en la conservación de alimentos.
Influencia de las Condiciones de Luz en la Producción de Fenoles
La luz es uno de los factores ambientales más importantes que regulan el desarrollo de las plantas, influyendo directamente en la acumulación de compuestos fenólicos. Un estudio tuvo como objetivo determinar la influencia de diferentes condiciones de luz sobre la actividad antioxidante y el contenido de compuestos fenólicos en germinados de brócoli.
Los germinados de brócoli fueron producidos en un germinador rotatorio con condiciones controladas de aspersión de agua (10 s cada 90 min), ventilación (1 h cada 3 h), rotación (2 rpm) y humedad relativa (99 % HR). Se aplicaron tres condiciones de fotoperiodo, cada una consistente en 11 horas de luz blanca, además de 5 horas de luz roja, 5 horas de luz azul o 5 horas de luz verde, emitidas por focos LED, y 8 horas de oscuridad.
Resultados de la Exposición a Diferentes Luces
- La condición de luz roja obtuvo 0.71 g de materia seca por gramo de semilla (GS/g semilla), mostrando una diferencia significativa (p < 0.05).
- La luz azul obtuvo una diferencia significativa (p < 0.05) en la inhibición de ambos radicales ABTS y DPPH, con una EC50 de 1.1232 mg/mL y 1.1577 mg/mL respectivamente.
- El mayor contenido de fenoles se obtuvo con la condición de luz roja, alcanzando 10.17 mg de Equivalentes de Ácido Gálico (EAG)/g.
- El contenido de flavonoides fue de 1.86 mg de Equivalentes de Quercetina (EQ)/g bajo las condiciones de luz roja.
Estos resultados sugieren que la luz roja es particularmente efectiva para potenciar la acumulación de fenoles y flavonoides en germinados de brócoli, mientras que la luz azul contribuye significativamente a su actividad antioxidante.
Efecto de las Técnicas de Cocción en los Compuestos Fenólicos
Además de los factores ambientales durante el crecimiento, las técnicas de cocción también tienen un impacto significativo en la humedad del brócoli, los compuestos fenólicos totales, los flavonoides totales y la capacidad de captura de radicales, así como los contenidos de polifenoles y sus valores cuantitativos.
Variaciones en Compuestos Fenólicos por Cocción
Las cantidades totales de compuestos fenólicos de las muestras de brócoli fresco y cocido se evaluaron en un rango de 36.32 mg GAE/100 g (hervido convencional) a 423.39 mg GAE/100 g (calentamiento en microondas). Las actividades de captura de radicales de las muestras de brócoli se informaron entre 2.55 mmol/kg (hervido convencional) y 4.99 mmol/kg (calentamiento en microondas).
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Los elementos más abundantes en las muestras de brócoli fresco y cocido fueron K, Ca, P, S y Mg. Los resultados mostraron algunos cambios dependiendo de las técnicas de cocción en comparación con el control. Las propiedades bioactivas de las muestras de brócoli cocidas mediante hervido convencional, hervido en bolsa al vacío y hervido a alta presión se establecieron como inferiores en comparación con la muestra fresca.
La catequina, el ácido 3,4-dihidroxibenzoico, la rutina y el ácido gálico fueron los compuestos fenólicos clave de las muestras de brócoli fresco y cocido. Los componentes fenólicos del brócoli se vieron significativamente afectados por las técnicas de cocción aplicadas. La mayor cantidad de proteína en las muestras de brócoli se determinó en la muestra de brócoli cocida en bolsa al vacío.
A continuación, se presenta una tabla que resume el impacto de diferentes técnicas de cocción en el contenido de fenoles, catequina y rutina en brócoli:
| Técnica de Cocción | Fenoles Totales (mg GAE/100 g) | Actividad Antioxidante (mmol/kg) | Catequina (mg/100 g) | Rutina (mg/100 g) |
|---|---|---|---|---|
| Fresco | Variable | Variable | Variable | Variable |
| Hervido convencional | 36.32 | 2.55 | 2.24 | 0.55 |
| Hervido en bolsa al vacío | Inferior al fresco | Inferior al fresco | No especificado | No especificado |
| Hervido a alta presión | Inferior al fresco | Inferior al fresco | No especificado | No especificado |
| Calentamiento en microondas | 423.39 | 4.99 | 54.48 | 16.33 |
El Brócoli como Agente Antifúngico: Inhibición de Alternaria
El brócoli posee gran cantidad de glucosinolatos (GLs) los cuales tienen propiedades antifúngicas y han sido probados in vitro en contra de diferentes hongos. En este estudio se probó el efecto del jugo de brócoli (GLs) in vitro y en vivo en la inhibición de Alternaria y conservación de la calidad de arúgula.
Los GLs intactos tienen actividad biológica limitada, que se incrementa cuando son hidrolizados a isotiocianatos (ITCs). El brócoli es la principal fuente natural del isotiocianato sulforafano, cuyo precursor glucorafanina constituye más del 80% de los glucosinolatos totales presentes en este vegetal.
Mecanismo de Acción Antifúngica de los Isotiocianatos
Se ha comprobado que los isotiocianatos tienen la propiedad de controlar el crecimiento de microorganismos patógenos tales como Fusarium oxysporum, Alternaria rot, Rhizopus nigricans, Penicillium expansum y Aspergillus spp., agentes causantes de enfermedades en los alimentos y descomposición de los mismos.
Aunque el mecanismo exacto por el cual los ITCs inhiben el crecimiento de hongos y microorganismos aún no se conoce bien, algunas hipótesis proponen que estos compuestos son la causa de la inactivación de las enzimas intracelulares por medio de la degradación oxidativa de los puentes disulfuro, de la inhibición de enzimas metabólicas por la acción del radical tiocianato y su acción desacopladora de la fosforilación oxidativa. Al parecer, la alta reactividad de los ITCs se debe principalmente a la fuerte naturaleza electrofílica del grupo funcional isotiocianato.
Preparación y Determinación de Glucosinolatos en Brócoli
Para la preparación del jugo crudo de brócoli, los floretes y tallos fueron desinfectados con hipoclorito de sodio y el jugo extraído se dejó reposar por una hora para permitir la hidrólisis mediante la enzima mirosina. La muestra obtenida se centrifugó y el sobrenadante se almacenó a -20 °C hasta su uso.
La determinación espectrofotométrica de glucosinolatos se basó en la metodología establecida por Jezeck et al. (1999), utilizando una degradación alcalina y reacción con ferricianuro, y sinigrina como modelo de glucosinolatos. La concentración de glucosinolatos obtenida del jugo de brócoli fue de 0.0029 mg mL-1.
Actividad del Jugo de Brócoli sobre Alternaria alternata
En el ensayo in vitro, se identificó una colonia fungal de color verde oscuro en hojas de arúgula con síntomas de la mancha de la hoja. Al observarla al microscopio, esta presentó conidióforos simples de color café claro tabicados, y conidios con septa transversal y longitudinal, características de Alternaria alternata.
Se probaron concentraciones de 0.15, 0.11, 0.07, 0.04, 0.01 y 0 µg/µL del jugo de brócoli. Los resultados mostraron que la concentración mínima de jugo de brócoli in vitro para obtener 100% de inhibición fue de 0.07 µg/µL. Esto subraya el potencial del jugo de brócoli como agente antifúngico para el control de Alternaria alternata en la postcosecha.
Fisiología Postcosecha y Conservación de Arúgula
La evaluación de la fisiología postcosecha de arúgula almacenadas a 0.4 °C y temperatura ambiente por 15 días, después de la inoculación con esporas de Alternaria (1x106), reveló la efectividad del jugo de brócoli en la conservación de la calidad.
Los tratamientos incluyeron la inmersión en jugo de brócoli puro a concentraciones de 2.98 µg mL-1 y 1.49 µg mL-1 de GLs más la inoculación de Alternaria, así como un grupo inoculado solo con la solución de esporas y un grupo testigo.
Variables Medidas y Resultados
Las variables medidas fueron vitamina C, capacidad antioxidante y fenoles. Cada tercer día se evaluó la severidad del daño por hongo. Los resultados obtenidos mostraron que la concentración de 2.98 µg mL-1 en vivo y la temperatura de 0 °C fueron las que conservaron los parámetros de calidad en excelentes condiciones hasta el almacenamiento.
Se determinó la fisiología y vida de anaquel de las hojas de arúgula mediante el uso del jugo de brócoli (GLs) en las siguientes variables:
- Vitamina C (ácido ascórbico): Homogeneización con ácido oxálico y titulación con solución de Tillman.
- Fenoles totales: Método espectrofotométrico desarrollado por Folin y Ciocalteu, con cuantificación mediante una curva patrón de ácido tánico.
- Capacidad antioxidante: Método ABTS [2,2'-azinobis (3-etilbenzotiazolin-6-ácido sulfónico)] con formación de radical ABTS y lectura de absorbancia a 734 nm.
Se concluye que el jugo de brócoli (GLs) puede ser usado en postcosecha para el control de Alternaria alternata, contribuyendo a la calidad y seguridad microbiológica de los productos vegetales frescos cortados, un aspecto esencial en su procesamiento y distribución.
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