A Comparative Study on the Active Constituents, Antioxidant Capacity and Anti-Cancer Activity of Cruciferous Vegetable Residues

Abstract

أجريت هذه الدراسة لتقييم كفاءة وفعالية مخلفات أربعة أنواع من خضروات العائلة الصليبية (البراسيكا) تم ستخلاصهم بمذيبين (الميانولي  - المائي) وهم كاتالي البروكولي ، كرنب بروكسل ، القرنبيط ، الفجل الأحمر. وتم تقييم المستخلصات من حيث محتواها الكلي من المركبات الفعالة مثل الفينولات و الفلاڤونيدات والتانينات وڤيتامين سي واتعرف عليها بالـ HPLC ودراسة نشاطاتها المضادة للأكسدة بأكثر من طريقة مثل الـ DPPH· والـ Fe2+-chelating والـ Reducing power وكذلك دراسة كفاءتها في كبح جماح ومنع إنتشار وتكاثر ثلاثة أنواع من الخلايا السرطانية للإنسان علي النطاق المعملي مثل خلايا سرطان الكبد HePG2 و خلايا سرطان القولون HTC116 وخلايا سرطان الثدي MCF7. أظهرت النتائج أن المستخلص الميثانولي لمخلفات البروكولي وكرنب بروكسيل أعطي أعلي محتوي من المركبات الفعالة و أعلي نشاط مضاد للأكسدة في كبح جماح الشق الحر الـ DPPH· و وأعلي قدرات إختزلية ضد الحديديك الـ Reducing power. بينما أظهر المستخلص المائي لكل من كرنب بروكسيل والقرنبيط اعلى نشاط في عملية خلب الحديدوز الـ Fe2+-chelating. أكد تحليل HPLC للتعرف علي المركبات الفينولية الموجودة في مستخلصات مخلفات خضروات البراسيكا التي تم التعرف عليها أن المستخلص الميثانولي يمتلك كميات مرتفعة من الكاتشين والروتين والكيوماريك والبنزويك و الليتيولين. كما أظهر المستخلص الميثانولي لمخلفات كرنب بروكسيل تأثيراً مثبطاً و مانع للإنتشار وقاتل مع كافة أنواع الخلايا السرطانية وكان ذلك متبوعاً بالبروكولي والفجل الاحمر على التوالي. أكدت هذه النتائج أن مخلفات كرنب بروكسيل تحتوي على مركبات كيميائية فعالة يمكنها أن تمنع تكاثر الخلايا السرطانية. لذلك ، اقترحت هذه النتائج أن مخلفات خضروات البراسيكا يمكن إستخدامها كمضادات أكسدة قوية ومضادة لإنتشار الخلايا السرطانية وذلك في تطبيقات الصناعات الغذائية و الدوائية.This study is pointed out to estimate the effectiveness of two solvents in the extraction and evaluating the active ingredients and their antioxidant activity as well as anti-cancer efficiency. Therefore, residues from four different Brassica vegetables viz. broccoli, Brussels sprout, cauliflower, and red cherry radish were extracted using two procedures methods: methanolic and water crude extracts. Methanol extracts showed the highest content of total phenolic (TP), total flavonoids (TF), and total tannins (TT) for broccoli and Brussels sprouts residues. Methanolic extract of broccoli and Brussels sprouts residues showed the highest DPPH· scavenging activity (IC50 = 15.39 and 18.64 µg/ml). The methanol and water extracts of Brussels sprout residues showed the highest chelating activity (IC50 = 11.77 and 5.94 µg/ml) and exhibited the highest reducing power (EC50 =14.38 and 20.18 µg/ml) with broccoli respectively. The HPLC analysis of phenolic compounds confirmed that the methanol extract of all the residues examined possessed high amounts of catchine, rutin, cumaric, benzoic, and luteolin. The methanol extract at 100 µg/ml of Brussels sprouts residues displayed a rise cytotoxic effect on HePG2 (80.40%), MCF7 (75.49%) and HCT116 (22.74%) followed by broccoli and red cherry radish, respectively. This result confirmed that Brussels sprouts residue contain effective chemical compounds that can inhibit the proliferation of cancer cells. Therefore, these results proposed that those Brassica vegetable residues might be beneficial as a potent antioxidant and anticancer agents and strongly recommended as fixing in constituent's food applications and pharmaceutical industries