Niveles tóxicos potenciales de cianuro en almendras (Prunus amygdalus), semillas de albaricoque (Prunus armeniaca) y jarabe de almendras
Resumen
En condiciones ambientales normales, muchas plantas sintetizan glucósidos cianogénicos , que son capaces de liberar cianuro de hidrógeno por hidrólisis. Cada año, hay ganado frecuente y víctimas humanas ocasionales del consumo de plantas cianogénicas. El presente trabajo tiene como objetivo determinar el contenido de ácido cianhídrico en diferentes muestras de plantas cianogénicas, seleccionadas de la flora tunecina, y en el jarabe de almendras. Con el fin de evaluar su toxicidad y su impacto en la salud del consumidor tanto a corto como a largo plazo, utilizando la norma ISO 2164-1975 NT, relativa a la determinación de heterósidos cianogénicos en plantas leguminosas.
1. Introducción
Muchas plantas sintetizan compuestos llamados glucósidos cianogénicos, que son capaces de liberar cianuro de hidrógeno por hidrólisis. Esta capacidad, conocida como cianogénesis, se ha reconocido durante siglos en plantas como los albaricoques, melocotones, almendras y otras importantes plantas alimenticias. Hay al menos 2650 especies de plantas que producen cianoglucósidos. Una vez que se maceran las partes comestibles de las plantas, la enzima intracelular catabólica glucosidasa puede liberarse y entrar en contacto con los glucósidos cianogénicos. Esta enzima hidroliza los glucósidos cianogénicos para producir cianuro de hidrógeno, glucosa, cetonas o benzaldehído. Un gran número de personas están expuestas diariamente a bajas concentraciones de compuestos cianogénicos en muchos alimentos, esta exposición puede implicar un riesgo para la salud humana.
Cada año, hay ganado frecuente y víctimas humanas ocasionales de muchas y generalizadas víctimas cianogénicas. consumo de plantas. La mayoría de los casos de intoxicación por cianuro son causados por el consumo de plantas que son miembros de la familia Rosaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae o Gramineae. El cianuro liberado inhibe la respiración celular de todos los organismos aeróbicos al bloquear el transporte de electrones mitocondriales y evitar la absorción de oxígeno. La alta exposición a este potente veneno en humanos puede causar náuseas, vómitos, diarrea, mareos, debilidad, confusión mental y convulsiones seguidas de coma terminal y literalmente la muerte.
En muchas regiones de Túnez, las semillas de albaricoque molidas se encuentran ampliamente se utiliza como aromatizante en pasteles y tartas, mientras que la almendra amarga se utiliza para preparar el jarabe de orgeat tradicional (jarabe de almendras) que es muy popular y ampliamente consumido en Túnez.
En este estudio, nuestro objetivo es determinar el contenido de cianhídrico contenido de ácido en diferentes muestras de plantas cianogénicas. Para evaluar su potencial cianogénico y su toxicidad, según norma ISO 2164-1975 NT, relativa a la determinación de heterósidos cianogénicos en leguminosas.
2. Materiales y métodos
2.1. Recolección de muestras
2.1.1. Material vegetal
Todas las muestras fueron elegidas arbitrariamente entre la flora tunecina. Se obtuvieron tres variedades diferentes de almendra dulce de las tiendas de frutos secos y frutos secos locales.
Las dos muestras de almendra amarga se obtuvieron de dos mercados diferentes en «Sfax» que es conocida por ser la principal ciudad de la almendra amarga en Túnez, y la tercera muestra se obtuvo de almendros amargos cultivados en el norte del país.
Las muestras de semillas de albaricoque se obtuvieron de cinco áreas diferentes de Túnez, a saber, «Monastir» «. Sfax, ”“ Sbiba ”,“ Morneg ”y“ Tastour ”.
2.1.2. Jarabe de almendras
Se recolectaron cinco marcas diferentes de jarabe de almendras de los principales supermercados y tiendas ubicadas en Túnez.
2.1.3. Equipo
Para este estudio necesitábamos un aparato de destilación a vapor compuesto por dos matraces de fondo redondo conectados a un tubo condensador, un triturador mecánico de semillas, una balanza eléctrica de precisión y una incubadora regulada a la temperatura de.
2.1.4. Reactivos
Todos los reactivos fueron preparados instantáneamente dentro del laboratorio de toxicología.
Solución de acetato de sodio (20 g / L) ajustado a pH = 5 con ácido acético, solución de ácido nítrico g / mL. Nitrato de plata 0.02 N, tiocianato de amonio 0.02 N. El indicador coloreado se preparó mezclando una parte por volumen de ácido nítrico y una parte por volumen de una solución saturada de sulfato de hierro y amonio.
2.2. Método
2.2.1. Medición de Cianuro de Hidrógeno en Material Vegetal
Para determinar cuantitativamente los niveles de cianuro en muestras seleccionadas, se utilizó un método argentométrico, según norma ISO 2164-1975, relativo a la dosificación de glucósidos cianogénicos en plantas leguminosas.
El procedimiento para la determinación de ácido cianhídrico en material vegetal, consistió en una hidrólisis ácida de los glucósidos cianogénicos, el ácido cianhídrico liberado de esta hidrólisis se recuperó en la solución de nitrato de plata después de una destilación al vapor.
Los niveles de ácido cianhídrico se determinaron por titulación del exceso de nitrato de plata, utilizando una solución de tiocianato de amonio, en medio ácido, en presencia del indicador de color.
La aparición de un precipitado marrón de tiocianato férrico, indicó el punto de equivalencia, cuando el nitrato de plata estaba totalmente agotado.
2.2.2. Método de funcionamiento
Se secaron al sol los granos de albaricoque y las muestras de almendra, luego se molieron finamente con el triturador mecánico, previamente limpiado con agua destilada y una solución de ácido nítrico diluido.
Veinte g de La muestra molida y el almíbar de almendras se pesó con precisión y luego se colocó en un matraz de fondo redondo de 1000 mL con 50 mL de agua destilada y 10 mL de acetato de sodio 0.02 N.
La maceración se realizó poniendo el matraz, bien cerrado, en la incubadora a una temperatura de 12 horas. Estas condiciones de incubación aseguran la conversión completa de los glucósidos cianogénicos en ácido cianhídrico.
Después de la incubación, el matraz de fondo redondo se enfrió en un baño de hielo y se conectó al aparato de destilación de vapor.
El primer matraz de fondo redondo debe llenarse hasta la mitad con agua destilada y fijarse al aparato, sobre una placa calentada.
El segundo, que contenía el macerado, se fijó al tubo del condensador.
El agua contenida en el primer matraz de fondo redondo se calentó a ebullición; el vapor producido se condujo a un tubo de vidrio al segundo matraz de fondo redondo, con el fin de transportar los vapores del ácido cianhídrico y condensarlos en un líquido.
Cien mililitros del destilado quedaron atrapados dentro de una mezcla de 50 mL de nitrato de plata y 1 mL de ácido nítrico 0.02 N, luego se transfirió inmediatamente a un matraz aforado de 500 mL y se dilató con agua destilada.
Esta solución se filtró y se recogieron 250 mL del filtrado un matraz seco con 2 mL de un indicador de color. El exceso de nitrato de plata se valoró con una solución de tiocianato de amonio 0,02 N hasta que apareció el precipitado marrón.
Todas las muestras se trataron de forma idéntica. Se realizó una prueba en blanco en las mismas condiciones.
Los niveles de ácido cianhídrico se expresaron en mg / kg de materia seca utilizando la siguiente fórmula: es el volumen de tiocianato de amonio requerido para neutralizar el exceso de nitrato de plata en la prueba de muestra, es el volumen de tiocianato de amonio requerido para neutralizar el exceso de nitrato de plata en la prueba en blanco, es el peso (gramo) de la muestra de prueba.
3. Resultados y discusión
3.1. Resultados
Los niveles de ácido cianhídrico encontrados en los granos de albaricoque, almendras dulces y amargas se muestran en la Tabla 1.
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Los niveles de ácido cianhídrico en jarabe de almendras se ilustran en la Tabla 2.
3.2. Discusión
3.2.1. Toxicidad del cianuro
El cianuro causa hipoxia intracelular al unirse de manera reversible a la citocromo oxidasa a3 de las mitocondrias dentro de las mitocondrias. La citocromo oxidasa a3 es necesaria para la reducción de oxígeno a agua en el cuarto complejo de fosforilación oxidativa. La unión del cianuro al ion férrico en la citocromo oxidasa a3 inhibe la enzima terminal en la cadena respiratoria y detiene el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (Figura 1).
Esta cascada descendente es fatal si no se revierte. De hecho, la fosforilación oxidativa es esencial para la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP) y la continuación de la respiración celular. La toxicidad del cianuro se atribuye en gran medida al cese del metabolismo celular aeróbico, que provoca disfunciones del sistema nervioso central y cardiovasculares, por hipoxia celular.
3.2.2. Niveles de cianuro en almendras dulces y amargas
El contenido de HCN en las diferentes muestras analizadas varía considerablemente de menos de 20 a más de 1000 mg / kg de materia seca. De acuerdo con la norma ISO 2164-1975 NT, relativa a la determinación de heterósidos cianogénicos en plantas leguminosas, una muestra se considera libre de cianuro de hidrógeno si contiene una tasa inferior a 10 mg por kg; en consecuencia, sabiendo que las concentraciones encontradas en nuestras muestras son superiores a 10 mg / kg, consideramos que todas las muestras tratadas son cianogénicas.
Los niveles de HCN en la almendra amarga (mg / kg) son aproximadamente 40 veces superiores a los niveles encontrado en la almendra dulce (mg / kg).
Esto podría explicarse por el hecho de que la cantidad de amigdalina contenida en la almendra amarga supera ampliamente la cantidad contenida en la dulce. Después de la hidrólisis enzimática, la amigdalina, que es el glucósido cianogénico más importante en la especie de Prunus, libera un alto nivel de ácido cianhídrico y un benzaldehído que es responsable del amargor.
Sabiendo que la dosis letal aguda de cianuro para mamíferos es tan bajo como 0,5 mg CN / kg de peso corporal, se informa que la dosis letal aguda oral de HCN para humanos es de 0,5 a 3,5 mg / kg de peso corporal y el consumo de 50 almendras amargas es mortal para los adultos. Sin embargo, para los niños pequeños, de 5 a 10 almendras son fatales.
3.2.3. Niveles de cianuro en semillas de albaricoque
Los niveles de HCN observados en las cinco muestras de semillas de albaricoque varían considerablemente entre las regiones del país tunecino. Las dosis más bajas (583,2 mg / kg y 540 mg / kg) se observaron, respectivamente, en muestras de «Sfax» y «Tastour». Cabe señalar que no existen diferencias significativas entre estas dos regiones del noroeste y sureste. Además, los niveles son intermedios en Túnez central (Sbiba) con 804.60 mg / kg, mientras que los niveles más altos (1134 y 1193.40 mg / kg) se registran, respectivamente, en muestras del Sahel (Monastir) y norte del país ( Morneg).
Según el Comité de Toxicidad de las sustancias químicas en los alimentos, los productos de consumo y el medio ambiente en el Reino Unido, las concentraciones de cianuro en las semillas de albaricoque pueden alcanzar los 2000 mg / kg de materia seca.
3.2.4. Variabilidad interregional del cianuro en diferentes muestras
La variabilidad interregional del contenido de HCN en diferentes muestras tratadas se debe principalmente a las condiciones climáticas y las precipitaciones. En realidad, el clima seco y la luz solar intensa promueven la cianogénesis.
Además, las áreas agrícolas se diferencian por la naturaleza de sus suelos y los procesos de su fertilización mediante fertilizantes químicos. De hecho, los fertilizantes nitrogenados aumentan la absorción de nitratos por las plantas y conllevan el bloqueo del metabolismo del nitrógeno y la acumulación de HCN. La edad de la planta en el momento de la cosecha también podría explicar esta variación del nivel de cianuro en muestras obtenidas de diferentes áreas geográficas. De hecho, se informa que el HCN aumenta gradualmente durante el crecimiento de la planta hasta alcanzar un máximo en la madurez, aproximadamente 20 veces más alto que en la plántula.
En la Tabla 3 se resumen algunos estudios sobre alimentos cianogénicos.
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De acuerdo con estos resultados, observamos que los niveles de ácido cianhídrico en nuestras muestras de semillas de albaricoque (851.04 ± 303.28 mg / kg), obtenidos por el método argentométrico, son ligeramente inferiores a los encontrados en un estudio realizado en la Universidad argelina «El Tarf» y cuyo objetivo era determinar el valor nutricional de las semillas de albaricoque amargo y sus niveles de ácido cianhídrico (1175 ± 63,63 mg / kg). Sin embargo, son casi iguales a resultados de un estudio nacional australiano (799 ± 19,80 mg / kg).
Además, sabiendo que la dosis letal se informa que es de 0,5 a 3,5 mg / kg de peso corporal, la toxicidad grave sería inevitable debido al consumo aproximadamente 30 granos de albaricoque para adultos y menos para niños.
Según el «Comité de Toxicidad» (COT), los granos de albaricoque contienen casi 1450 mg / kg de cianuro, aproximadamente 0.5 mg / grano. Se aconseja a los consumidores que coman solo cinco granos en una hora y no más de 10 por día.
Además, el Ministerio de Salud de Canadá ha impedido el uso de granos de albaricoque amargo para aromatizar alimentos o con fines medicinales, y actualmente recomienda que el consumo de semillas de albaricoque amargo no supere las tres semillas al día, debido a su toxicidad especialmente para los niños pequeños.
3.2.5. El contenido de cianuro en la semilla de lino (Linum usitatissimum)
Los niveles de HCN en nuestras muestras de almendras amargas (913–1210 mg / kg) y semillas de albaricoque (547–1154 mg / kg) son dos veces más altos que los niveles obtenido de muestras de semillas de lino en el estudio australiano (360–390 mg / kg). De hecho, el lino (L. usitatissimum), un alimento muy interesante por su alto contenido en ácido linolénico y fibra dietética, tiene la menor toxicidad entre todos los alimentos cianogénicos. De hecho, cocinar alimentos a base de lino a 230 ° C durante 15-18 minutos o hervir las semillas podría eliminar del 90 al 100% del ácido cianhídrico.
3.2.6. Niveles de cianuro en yuca (mandioca esculenta Crantz)
El rango de contenido total de cianuro de diferentes variedades de yuca es de 1 a 1.550 mg de HCN / kg de materia fresca. Según la FDA, el contenido de HCN en la yuca puede alcanzar hasta 1500 mg / kg en variedades amargas poco desintoxicadas, lo que puede explicar los efectos negativos reportados del consumo diario de yuca, como diabetes, malformaciones congénitas y trastornos neurológicos del bocio como el Konzo. , una enfermedad paralítica epidémica, descrita por primera vez por G. Trolli en 1938, quien la descubrió entre los Kwango del Congo Belga (ahora República Democrática del Congo). Los brotes están asociados con varias semanas de consumo casi exclusivo de yuca «amarga» (rica en cianuro) insuficientemente procesada. En el norte de Mozambique, la enfermedad se conoce como mantakassa y es inducida por el consumo diario de gari (un alimento popular elaborado con mandioca) como alimento básico, el Konzo es una enfermedad neurológica que causa daño neuromotor irreversible y aparición aguda de paraparesia que afecta principalmente a niños.
Dada la gravedad de esta patología, la Organización Mundial de la Salud ha establecido un umbral de seguridad de 10 mg / kg de cianuro total en harina de yuca, para proteger a los consumidores contra los efectos adversos de la ingesta crónica de yuca.
En Australia y los Estados Unidos, se utilizaron tubérculos de yuca para hacer papas fritas y galletas.
3.2.7. Niveles de cianuro en el jarabe de almendras
El análisis del jarabe de almendras muestra que las cinco marcas están sustancialmente libres de ácido cianhídrico o alrededor de 1 a 3 mg / kg. Las concentraciones muy bajas encontradas son probablemente debido al hecho que las tres primeras marcas de jarabes de almendras se preparan con un aroma sintético de almendra amarga, por eso solo contienen 1 ± 0,25 mg / kg de HCN. Los otros dos se preparan con un aroma natural de almendra amarga pero no contienen más de 3 ± 0.5 mg / kg de HCN, probablemente porque las cantidades de almendra amarga no son lo suficientemente altas como para liberar niveles significativos de HCN.
Además, se ha admitido que la liberación de cianuro solo ocurre después de la hidrólisis al entrar en contacto con el agua, en tal caso, probablemente se liberó cianuro durante el proceso de producción del jarabe de almendras.
El Comité de Expertos en Aromatizantes del Consejo de Europa y Australia, código de Normas Alimentarias de Nueva Zelanda, tiene límites regulatorios fijos, que definen los niveles máximos permitidos de HCN en semillas de frutas y bebidas a base de semillas, como se muestra en la Tabla 4.
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A la luz de los resultados anteriores, llegamos a la conclusión de que el contenido de HCN en los jarabes de almendras comercializados en Túnez cumplen con las normas, por lo que, en estas bebidas no implica ningún efecto peligroso para la salud humana desde este punto de vista.
4. Conclusión
Este estudio reveló una amplia gama de concentraciones de cianuro en las almendras amargas y los granos de albaricoque comúnmente disponibles, en contraste con el jarabe de almendras, que está exento de ácido cianhídrico y sigue siendo un producto sin ningún riesgo para la salud humana. Sin embargo, se deben considerar una serie de recomendaciones para evitar la toxicidad de los alimentos cianogénicos. Se debe hacer hincapié en la educación alimentaria, para concienciar sobre el riesgo potencial para la salud de las plantas cianogénicas para los seres humanos, especialmente para los niños. Sin embargo, la selección genética de genotipos libres de cianógeno parece ser una solución radical para este tipo de intoxicación.
Materiales suplementarios
El material suplementario necesario para este estudio son probetas graduadas de 250 y 500, embudo filtrante de vidrio, papel de filtro y matraz Erlenmeyer de 250 ml.
- Material complementario