"Crop elicitation": approccio innovativo per la valorizzazione delle proprietà funzionali in leguminose da granella

Crop elicitation: innovative approach for the valorization of grain legume functional properties. In Italy grain legume cultivation has encountered a drastic decrease due to several causes (productive, economic, social). In this regard, studies aimed at the setting up of agronomic techniques able to guarantee high and constant in planta yields of health-promoting compounds may concur at re-launching legume production. In this context, 22 accessions of grain legumes (17 Phaseolus vulgaris, 3 Phaseolus coccineus, 1 Vigna unguiculata and 1 Glycine max genotypes) were screened with the aim of identifying genotypes rich in health beneficial phytochemicals (α-amylase inhibitors, α -glucosidase inhibitors, polyphenols) and with low anti-nutritional compounds (lectins). A wide variability was observed among investigated accessions. Four genotypes (Verdone, Kidney Cina, Roviotto and DG) showed a α -amylase inhibitory activity significantly higher (approximately 30% more) than all other tested accessions. The α -amylase inhibitory activity was not correlated neither with the protein nor with the polyphenol contents. Conversely, the α -glucosidase inhibitory activity was positively correlated with grain color and polyphenol content: dark-colored seeds had a mean inhibitory activity of 83.64 ± 22.07%, whereas light-colored seeds had mean values of 21.11 ± 9.36%. As regards the anti-nutritional compounds, out of all common bean accessions, only DG showed no erythro-agglutination activity (lectins). Preliminary experiments, performed in controlled environment, permitted to highlight that different germination conditions markedly affect the synthesis and accumulation of functional compounds in legume seedlings. Those findings were confirmed with field trials performed in two different locations (Bologna and Pisa), on two bean genotypes (Verdone and Zolfino), during the 2004-2005 cropping season. Results showed that the application of abiotic stresses (no fertilization and /or no irrigation) lead to a significant increase of flavonoids in grains, but a decrease (up to 50%) in legume yields was also observed. Crop elicitation, even if valuable for boosting health-promoting compound synthesis in crops, must necessary cope with economically acceptable crop yields.

Studio degli effetti funzionali e tossici di derivati di Brassicaceae in modelli sperimentali

I vegetali appartenenti alla famiglia delle Brassicaceae, sono ricchi di molecole biologicamente attive note per le numerose proprietà salutari. L’effetto di un estratto di germogli di cavolo nero toscano (TBCSE) è stato investigato, in termini chemiopreventivi, sugli enzimi epatici del metabolismo degli xenobiotici e antiossidanti, in ratti trattati con TBCSE. I risultati hanno mostrato un complesso pattern di modulazione, con una prevalente inibizione, del sistema citocromo P450-dipendente, e induzioni significative degli enzimi di fase II (glutatione transferasi e glucuronosiltransferasi) e antiossidanti (catalasi, NAD(P)H:chinone reduttasi, glutatione reduttasi e perossidasi). Successivamente, l’effetto di TBCSE è stato studiato nei confronti delle alterazioni provocate da un’alimentazione iperlipidica nel ratto. Il trattamento si è dimostrato efficace nel contrastare gli effetti deleteri dei grassi presenti nella dieta, come l’iperlipidemia, l’aumento del peso corporeo e del fegato, l’indebolimento delle attività degli enzimi antiossidanti e del potenziale detossificante a livello epatico. Complessivamente, TBCSE emerge essere un promettente prodotto nutraceutico con potenziali effetti chemiopreventivi, e da impiegare come strategia alimentare per contrastare gli effetti correlati ad una dieta iperlipidica. Il consumo di dosi sovralimentari di molecole isolate dalle Brassicaceae, tramite per esempio integratori dietetici, come strategia alimentare preventiva, potrebbe tuttavia rappresentare un rischio per la salute. La potenziale tossicità del sulforafane, glucorafanina, indolo-3-carbinolo, e 3,3'-diindolimetano, è stata valutata in epatociti primari di ratto. La citotossicità e l’induzione di stress ossidativo, osservate a concentrazioni non lontane da quelle che potrebbero essere raggiunte in vivo, insieme ad una forte modulazione dell’espressione genica, riguardante principalmente il metabolismo degli xenobiotici, risposte ad alterazioni dello stato ossidoredutivo, eventi di riparazione del DNA e di proteine, induzione dell’apoptosi, e meccanismi (co)cancerogeni, sottolineano la potenzialità di queste molecole di determinare un rischio tossicologico, in seguito ad un’assunzione prolungata e ad alte dosi.