Cruciferous Sprouts as Healthy Foods: Elicitation os Phytochemicals and Functionality

Abstract

Cruciferous sprouts are fresh plant foods very interesting because of their higher levels of nutrients and bioactive compounds compared to adult plants. Germinating seeds for 8 days has been established as optimum for harvest and consumption, allowing manipulation while the content of phytochemicals remains higher than in other vegetables, even though, the bioactive compounds contents decrease during germination. Determining the bioactive compounds (phenolics, glucosinolates and isothiocyanates/indoles) in cruciferous sprouts, as well as selecting the suitable species and the germination time, have been found to be of great importance to maximize the health-promoting properties of sprouts for consumption. Elicitation practices with phytohormones (MeJA, JA and SA), sugars (sucrose and glucose) and amino acids (methionine), by priming seeds and using exogenous spray applications enhanced the contents of glucosinolates, precursors of the bioactive isothiocyanates and indoles, which have been widely studied because of their anticarcinogenic, antioxidant and anti-inflammatory activities. Once broccoli and radish sprouts were selected due to their high content in glucoraphanin and glucoraphenin, respectively, among other health-promoting glucosinolates and phenolic compounds, certain biological activities were evaluated. The metabolism and antiproliferative effect of broccoli sprouts was studied in vitro using cell cultures. The effects of radish sprouts cv. Rambo modulating the energy metabolism was determined in the Drosophila melanogaster model, and the antinociceptive effect of broccoli sprouts was evaluated using rodent models. Finally, shelf-life quality and safety of these sprouts was studied for 7 and 14 days under refrigerated storage. This multidisciplinary work open views to design studies of cruciferous foods for human nutrition, since their incorporation to diet and regular consumption will likely provide positive effects for health and disease prevention.

Los brotes de crucíferas son alimentos de origen vegetal de gran interés debido a su mayor contenido en nutrientes y compuestos bioactivos en comparación con el vegetal adulto. No obstante, un objetivo en nuestra investigación es maximizar sus propiedades beneficiosas relacionadas con el contenido en compuestos bioactivos (glucosinolatos y compuestos fenólicos), para ello los estudios de la selección de la especie y el tiempo óptimo de germinación para su recolección y consumo, son factores fundamentales que nos permiten una adecuada manipulación y mantener un contenido en fitoquímicos más alto que el que encontramos en otros vegetales, a pesar de que el contenido en compuestos bioactivos disminuye con la germinación. Para incrementar el contenido en glucosinolatos (precursores de los isotiocianatos e índoles), se empleó la elicitación con fitohormonas (MeJA, JA and SA), azúcares (sacarosa y glucosa), y amino ácidos (metionina) como inductores de semillas y aplicados en spray sobre los brotes. Con todo ello, se seleccionaron los brotes de brócoli y rábano por su alto contenido en glucorafanina y glucorafenina, respectivamente, así como en otros glucosinolatos y compuestos fenólicos, y se evaluaron algunas de sus actividades biológicas. Concretamente se estudió el efecto antiproliferativo de los brotes de brócoli así como la absorción y metabolismo de sus compuestos utilizando cultivos celulares. Por otro lado, se demostró el efecto de los brotes de rábano cv. Rambo sobre el metabolismo energético con el modelo Drosophila melanogaster y, por último, se evaluó el efecto antinociceptivo de los brotes de brócoli utilizando modelos de roedores. Finalmente, y con el objetivo de estudiar la vida útil de los brotes, se analizó su contenido microbiológico y de compuestos bioactivos durante 7 y 14 días de almacenamiento, estableciendo que los brotes bajo condiciones de refrigeración son alimentos seguros para los consumidores. Este trabajo multidisciplinar abre diferentes