Syanidin potentiaaliset toksiset tasot manteleissa (Prunus amygdalus), aprikoosinsiemenissä (Prunus armeniaca) ja mantelisiirapissa

Tiivistelmä

Normaaleissa ympäristöolosuhteissa monet kasvit syntetisoivat syanogeenisiä glykosideja , jotka pystyvät vapauttamaan syaanivetyä hydrolyysin yhteydessä. Joka vuosi syanogeenisten kasvien kulutus aiheuttaa usein karjaa ja satunnaisia ihmisiä. Tämän työn tarkoituksena on määrittää syaanivetyhappopitoisuus Tyanian kasvistosta valittujen syanogeenisten kasvien eri näytteissä ja mantelisiirapissa. Jotta voidaan arvioida niiden myrkyllisyyttä ja vaikutuksia kuluttajien terveyteen lyhyellä ja pitkällä aikavälillä käyttämällä syanogeenisten heterosidien määritykseen palkokasveissa ISO 2164-1975 NT -standardia.

1. Johdanto

Monet kasvit syntetisoivat syanogeenisiksi glykosideiksi kutsuttuja yhdisteitä, jotka kykenevät vapauttamaan syaanivetyä hydrolyysin yhteydessä. Tämä kyky, joka tunnetaan syanogeneesinä, on tunnustettu vuosisatojen ajan kasveissa, kuten aprikooseissa, persikoissa, manteleissa ja muissa tärkeissä ruokakasveissa. On vähintään 2650 kasvilajia, jotka tuottavat syanoglykosideja. Kun kasvien syötävät osat on leikattu, katabolinen solunsisäinen entsyymi-glukosidaasi voidaan vapauttaa ja se voi joutua kosketukseen syanogeenisten glykosidien kanssa. Tämä entsyymi hydrolysoi syanogeeniset glykosidit syanidin, glukoosin, ketonien tai bentsaldehydin tuottamiseksi. Suuri määrä ihmisiä altistuu päivittäin alhaisille syanogeenisten yhdisteiden pitoisuuksille monissa alimenteissa, tämä kuvaus voi merkitä riskiä ihmisten terveydelle.

Joka vuosi monissa esiintyy usein karjaa ja satunnaisia ihmisuhreja. kasvien kulutus. Useimmat syanidimyrkytystapaukset johtuvat Rosaceae-, Euphorbiaceae-, Fabaceae- tai Gramineae-perheeseen kuuluvien kasvien kulutuksesta. Vapautunut syanidi estää kaikkien aerobisten organismien soluhengitystä estämällä mitokondrioiden elektronikuljetukset ja estämällä hapenoton. Suuri altistuminen tälle voimakkaalle myrkylle ihmisillä voi aiheuttaa pahoinvointia, oksentelua, ripulia, huimausta, heikkoutta, henkistä sekavuutta ja kouristuksia, joita seuraa lopullinen kooma ja kirjaimellisesti kuolema.

Monilla Tunisian alueilla jauhetut aprikoosinsiemenet ovat laajalti käytetään makuaineena leivonnaisissa ja kakkuissa, kun taas katkeraa mantelia käytetään perinteisen orgeatisiirapin (mantelisiirapin) valmistamiseen, joka on erittäin suosittu ja kulutettu laajalti Tunisiassa.

Tässä tutkimuksessa pyrimme määrittämään syaanivetyhapon happopitoisuus syanogeenisten kasvien eri näytteissä. Niiden syanogeenisen potentiaalin ja myrkyllisyyden arvioimiseksi palkokasvien syanogeenisten heterosidien määrittämiseen liittyvän ISO 2164-1975 NT -standardin mukaisesti.

2. Materiaalit ja menetelmät

2.1. Näytekokoelma

2.1.1. Kasvimateriaali

Kaikki näytteet valittiin mielivaltaisesti Tunisian kasvistoon. Kolme erilaista makeiden mantelien lajiketta saatiin paikallisista pähkinöistä ja kuivien hedelmien kaupoista.

Kaksi katkeran mantelin näytettä saatiin kahdelta eri markkinalta ”Sfax” -alueelta, jonka tiedetään olevan katkeran mantelin pääkaupunki viljely Tunisiassa, ja kolmas näyte saatiin maan pohjoisosassa kasvatetuista karvasmantelipuista.

Aprikoosinsiemeninäytteet saatiin viideltä eri alueelta Tunisiasta, nimittäin ”Monastir”. Sfax, Sbiba, Morneg ja Tastour.

2.1.2. Mantelisiirappi

Viisi erilaista mantelisiirappimerkkiä kerättiin Tunisiassa sijaitsevilta suurimmilta supermarketeilta ja kaupoista.

2.1.3. Laitteet

Tarvitsimme tähän tutkimukseen höyrytislauslaitteen, joka koostui kahdesta lauhduttimen putkeen yhdistetystä pyöröpohjaisesta pullosta, mekaanisesta siemenimyllystä, tarkasta sähkötasapainosta ja inkubaattorista, jota säädettiin lämpötilassa. / p>

2.1.4. Reagenssit

Kaikki reagenssit valmistettiin välittömästi toksikologian laboratoriossa.

Natriumasetaattiliuos (20 g / l) säädetty pH-arvoon 5 etikkahapolla, typpihappoliuos g / ml. Hopeanitraatti 0,02 N, ammoniumtiosyanaatti 0,02 N. Värillinen indikaattori valmistettiin sekoittamalla yksi osa tilavuudella typpihappoa ja yksi osa tilavuudella kyllästettyä rautasulfaatin ja ammoniumin liuosta.

2.2. Menetelmä

2.2.1. Syanidivedyn mittaus kasvimateriaalissa

Syaniditasojen kvantitatiivisen määrittämiseksi valituissa näytteissä käytimme ISO 2164-1975 -standardin mukaista argentometristä menetelmää syanogeenisten glykosidien annostukseen palkokasveissa.

Menetelmä syaanivetyhapon määrittämiseksi kasvimateriaalista koostui syanogeenisten glykosidien happohydrolyysistä. Tästä hydrolyysistä vapautunut syaanivetyhappo otettiin talteen hopeanitraattiliuoksessa höyrytislauksen jälkeen.

Syaanivetyhappotasot määritettiin titraamalla ylimääräinen hopeanitraatti ylimäärällä käyttämällä ammoniumtiosyanaattiliuosta happamassa väliaineessa väriindikaattorin läsnä ollessa.

Rautatiosyanaatin ruskean sakan ilmaantuminen osoitti vastaavuuspistettä, kun hopeanitraatti oli käytetty loppuun.

2.2.2. Toimintatapa

Aprikoosin ytimet ja mantelinäytteet kuivattiin auringossa, jauhettiin sitten hienoksi mekaanisella jauhimella, puhdistettiin aiemmin tislatulla vedellä ja laimennetulla typpihappoliuoksella.

20 g jauhettu näyte ja mantelisiirappi punnittiin tarkasti ja laitettiin sitten 1000 ml: n pyöreäpohjaiseen pulloon, jossa oli 50 ml tislattua vettä ja 10 ml natriumasetaattia 0,02 N.

Maserointi tehtiin asettamalla pullo, tiiviisti suljettuna inkubaattorissa 12 tunnin lämpötilassa. Nämä inkubaatio-olosuhteet varmistavat syanogeenisten glykosidien täydellisen muuttumisen syaanivetyhapoksi.

Inkubaation jälkeen pyöreäpohjainen pullo jäähdytettiin jäähauteessa ja kiinnitettiin höyrytislauslaitteeseen.

Ensimmäinen pyöreäpohjainen pullo on täytettävä puoliksi tislatulla vedellä ja kiinnitettävä laitteeseen lämmitetylle levylle.

Toinen, joka sisälsi makeraatin, kiinnitettiin lauhdutinputkeen.

Ensimmäiseen pyöreäpohjaiseen pulloon sisältyvä vesi kuumennettiin kiehuvaksi; tuotettu höyry johdettiin lasiputkiin toiseen pyöreäpohjaiseen pulloon syaanivetyhapon höyryjen kuljettamiseksi ja kondensoimiseksi nesteeksi.

Sata millilitraa tislettä jäi loukkuun seokseen. 50 ml hopeanitraattia ja 1 ml 0,02 N typpihappoa, siirretään sitten välittömästi 500 ml: n mittapulloon ja laajennetaan tislatulla vedellä.

Tämä liuos suodatettiin ja 250 ml suodosta kerättiin kuiva pullo, jossa on 2 ml väriindikaattoria. Ylimääräinen hopeanitraatti titrattiin 0,02 N ammoniumtiosyanaattiliuoksella, kunnes ruskea sakka ilmestyi.

Kaikki näytteet käsiteltiin identtisesti. Nollatesti suoritettiin samoissa olosuhteissa.

Syaanivetyhappopitoisuudet ilmaistiin mg / kg kuiva-ainetta käyttäen seuraavaa kaavaa: on ammoniumtiosyanaatin määrä, joka tarvitaan hopeanitraatin ylimäärän neutraloimiseksi. näytetestissä on ammoniumtiosyanaatin määrä, joka tarvitaan hopeanitraatin ylimäärän neutraloimiseksi nollakokeessa, on testinäytteen paino (gramma).

3. Tulokset ja keskustelu

3.1. Tulokset

Syaanivetyhappotasot, jotka löytyvät aprikoosinsiemenistä, makeasta ja karvasmantelista, on esitetty taulukossa 1.

Syaanivetyhappopitoisuus mantelisiirapissa on esitetty taulukossa. 2.

3.2. Keskustelu

3.2.1. Syanidimyrkyllisyys

Syanidi aiheuttaa solunsisäistä hypoksiaa sitoutumalla palautuvasti mitokondrioiden sytokromioksidaasiin a3 mitokondrioissa. Sytokromioksidaasi a3 on välttämätön hapen pelkistymiseksi vedeksi oksidatiivisen fosforylaation neljännessä kompleksissa. Syanidin sitoutuminen rauta-ioniin sytokromioksidaasissa a3 estää hengitysketjun terminaalisen entsyymin ja pysäyttää elektronien kuljetuksen ja oksidatiivisen fosforylaation (kuva 1).

Kuva 1

Syanidin vaikutus soluhengitykseen: Syanidi sitoutuu reversiibelisti rauta-ioniin sytokromioksidaasissa a3 mitokondrioissa ja pysäyttää soluhengityksen tehokkaasti estämällä hapen pelkistymisen vedeksi. ATP: adenosiinitrifosfaatti.

Tämä alaspäin suuntautuva kaskadi on kohtalokas, ellei sitä käännetä. Itse asiassa oksidatiivinen fosforylaatio on välttämätöntä adenosiinitrifosfaatin (ATP) synteesille ja soluhengityksen jatkumiselle. Syanidin myrkyllisyys johtuu pääosin soluhypoksiasta johtuvan aerobisen solujen aineenvaihdunnan lopettamisesta, joka aiheuttaa keskushermoston ja sydän- ja verisuonihäiriöitä.

3.2.2. Syanidipitoisuudet makeissa ja katkerissa manteleissa

HCN-pitoisuus eri analysoiduissa näytteissä vaihtelee huomattavasti alle 20: stä yli 1000 mg: aan / kg kuiva-ainetta. ISO 2164-1975 NT -standardin mukaan, joka liittyy syanogeenisten heterosidien määritykseen palkokasveissa, näytteen katsotaan olevan vapaa syaanivetystä, jos se sisältää pienemmän määrän – 10 mg / kg; Tästä syystä, kun tiedämme, että näytteistämme löydetyt pitoisuudet ovat yli 10 mg / kg, katsomme, että kaikki käsitellyt näytteet ovat syanogeenisiä.

HCN-pitoisuudet katkerassa mantelissa (mg / kg) ovat noin 40 kertaa korkeammat kuin tasot löytyy makealta mantelilta (mg / kg).

Tämä voidaan selittää sillä, että katkeran mantelin sisältämä amygdaliinin määrä ylittää suurelta osin makean sisältämän määrän. Entsymaattisen hydrolyysin jälkeen amygdaliini, joka on tärkein syanogeeninen glykosidi Prunus-lajeissa, vapauttaa suuren määrän syaanivetyhappoa ja bentsaldehydiä, joka on vastuussa katkeruudesta.

Tietäen, että akuutti tappava syanidiannos nisäkkäiden määrä on niinkin alhainen kuin 0,5 mg CN / painokiloa kohti, ihmisten akuutin suun kautta annettavan tappavan HCN-annoksen on ilmoitettu olevan 0,5–3,5 mg / kg ruumiinpainoa ja 50 karvasmantelin kulutus on tappavaa aikuisille. Pienille lapsille 5–10 mantelia on kuitenkin kohtalokas.

3.2.3. Syanidipitoisuudet aprikoosinsiemenissä

HCN-pitoisuudet, jotka on havaittu viidessä aprikoosinydinnäytteessä, vaihtelevat huomattavasti Tunisian maan alueilla. Pienimmät määrät (583,2 mg / kg ja 540 mg / kg) havaittiin vastaavasti ”Sfax” – ja ”Tastour” -näytteistä. On huomattava, että näiden kahden Luoteis- ja Kaakkois-alueen välillä ei ole merkittäviä eroja. Lisäksi tasot ovat keskitasolla Tunisiassa (Sbiba) 804,60 mg / kg, kun taas korkeimmat tasot (1134 ja 1193,40 mg / kg) havaitaan Sahelin (Monastir) ja maan pohjoisosissa ( Morneg).

Yhdistyneessä kuningaskunnassa kemikaalien myrkyllisyyttä elintarvikkeissa, kulutustuotteissa ja ympäristössä käsittelevän komitean mukaan syanidin pitoisuudet aprikoosinsiemenissä voivat olla 2000 mg / kg kuiva-ainetta.

3.2.4. Syanidin alueiden välinen vaihtelu eri näytteissä

HCN-pitoisuuden alueiden välinen vaihtelu eri käsitellyissä näytteissä johtuu pääasiassa ilmasto-olosuhteista ja sateista. Itse asiassa kuiva ilmasto ja voimakas auringonvalo edistävät syanogeneesiä.

Lisäksi maatalousalueet eroavat toisistaan maaperänsä luonteen ja kemiallisilla lannoitteilla tapahtuvan lannoitusprosessin mukaan. Typpilannoitteet lisäävät kasvien nitraattien imeytymistä ja edellyttävät typen aineenvaihdunnan estämistä ja HCN: n kertymistä. Kasvin ikä korjuuhetkellä voisi myös selittää tämän syaniditason vaihtelun näytteiltä, jotka on saatu eri maantieteellisiltä alueilta. Itse asiassa on todettu, että HCN kasvaa vähitellen kasvin aikana saavuttaakseen maksimi kypsyydessä, noin 20 kertaa korkeampi kuin plantletissa.

Taulukossa 3 on yhteenveto muutamista syanogeenisista elintarvikkeista.

Näiden tulosten mukaan huomautamme, että syaanivetyhappopitoisuudet aprikoosinydinnäytteissämme (851,04 ± 303,28 mg / kg), jotka on saatu argentometrisellä menetelmällä, ovat hieman alhaisempi kuin Algerian yliopistossa ”El Tarf” tehdyssä tutkimuksessa ja jonka tarkoituksena oli määrittää katkeran aprikoosin ytimen ravintoarvo ja niiden syaanivetyhappopitoisuudet (1175 ± 63,63 mg / kg). Australian kansallisen tutkimuksen tulokset (799 ± 19,80 mg / kg).

Lisäksi, tietäen, että tappavan annoksen ilmoitetaan olevan 0,5–3,5 mg / painokilo, vakava myrkyllisyys olisi väistämätöntä noin 30 aprikoosinydintä aikuisille ja vähemmän lapsille.

Myrkyllisyyskomitean (COT) mukaan aprikoosinydin sisältää lähes 1450 mg / kg syanidia, noin 0,5 mg / ydin. Kuluttajia kehotetaan syömään vain viisi ydintä tunnissa ja enintään 10 päivässä.

Lisäksi Kanadan terveysministeriö on estänyt katkeran aprikoosin ytimen käytön elintarvikkeiden maustamiseen tai lääkinnällisiin tarkoituksiin. suosittelee, että katkeran aprikoosin ytimen kulutus ei saisi ylittää kolmea ydintä päivässä, koska ne ovat myrkyllisiä erityisesti pienille lapsille. Syanidipitoisuus pellavansiemenissä (Linum usitatissimum)

HCN-pitoisuudet katkera manteli (913–1210 mg / kg) ja aprikoosinydin (547–1154 mg / kg) näytteissämme ovat kaksi kertaa korkeammat saatu pellavansiemennäytteistä Australian tutkimuksessa (360–390 mg / kg). Pellavalla (L. usitatissimum), joka on erittäin mielenkiintoinen ruoka linoleenihapon ja ravintokuitupitoisuuden vuoksi, on todellakin vähiten myrkyllisyyttä kaikkien syanogeenisten elintarvikkeiden joukossa. Itse asiassa pellapohjaisen ruoan keittäminen 230 ° C: ssa 15–18 minuutin ajan tai siementen kiehuminen voi poistaa 90–100% syaanivetyhappoa.

3.2.6. Syaniditasot maniokissa (Manioc esculenta Crantz)

Eri maniokilajikkeiden syanidipitoisuuksien vaihteluväli on 1–1550 mg HCN / kg tuoretta materiaalia. FDA: n mukaan maniokin HCN-pitoisuus voi nousta jopa 1500 mg / kg huonosti detoksifioituissa katkerissa lajikkeissa, mikä voi selittää maniokan päivittäisen kulutuksen ilmoitetut kielteiset vaikutukset, kuten diabetes, synnynnäiset epämuodostumat ja struijan neurologiset häiriöt, kuten Konzo , epideminen paralyyttinen tauti, jonka G. Trolli kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 1938 ja joka löysi sen Belgian Kongon (nykyisen Kongon demokraattisen tasavallan) kwangosta. Esiintymät liittyvät useiden viikkojen melkein yksinomaan riittämättömän jalostetun ”katkera” (syanidipitoisen) maniokin kulutukseen. Pohjois-Mosambikissa tauti tunnetaan mantakassana ja se johtuu garin (suosittu ruoka, joka on valmistettu kassava) ruoan katkona Konzo on neurologinen sairaus, joka aiheuttaa peruuttamattomia neuromotorisia vaurioita ja akuutin parapareesin puhkeamisen, joka vaikuttaa pääasiassa lapsiin.

Tämän patologian vakavuuden vuoksi Maailman terveysjärjestö on asettanut turvallisuusrajan 10 mg / kg kokonaissyanidia maniokijauhoissa kuluttajien suojelemiseksi kroonisten maniokkien saannin haitallisilta vaikutuksilta.

Australiassa ja Yhdysvalloissa maniokkimukuloita käytettiin sirujen ja keksejen valmistamiseen.

3.2.7. Mantelisiirapin syanidipitoisuudet

Mantelisiirapin analyysi osoittaa, että viidessä tuotemerkissä ei ole oleellisesti syaanivetyhappoa tai noin 1–3 mg / kg. Todetut erittäin matalat pitoisuudet ovat todennäköisesti johtuu siitä että kolme ensimmäistä mantelisiirappimerkkiä valmistetaan synteettisellä katkeran mantelin tuoksulla, siksi ne sisältävät vain 1 ± 0,25 mg / kg HCN: ää. Kaksi muuta valmistetaan luonnollisella katkeran mantelin aromilla, mutta ne sisältävät korkeintaan 3 ± 0,5 mg / kg HCN: ää, todennäköisesti siksi, että katkeran mantelin määrät eivät ole riittävän suuria vapauttamaan merkittäviä määriä HCN: ää.

Lisäksi on myönnetty, että syanidia vapautuu vasta hydrolyysin jälkeen joutuessaan kosketuksiin veden kanssa. Tällöin syanidia vapautui todennäköisesti mantelisiirapin valmistusprosessin aikana.

Komitea Euroopan neuvoston ja Australian aromeja käsittelevillä asiantuntijoilla, Uuden-Seelannin elintarvikestandardikoodilla, on kiinteät sääntelyrajat, jotka määrittelevät HCN: n enimmäispitoisuudet hedelmien siemenissä ja kuoppapohjaisissa juomissa taulukon 4 mukaisesti.

Edellä esitettyjen tulosten perusteella päädyimme siihen, että HCN: n sisältö Tunisiassa kaupan pidetyt mantelisiirapit ovat standardien mukaisia, joten nämä juomat eivät merkitse mitään vaarallisia vaikutuksia ihmisten terveydelle tästä näkökulmasta.

4. Päätelmä

Tämä tutkimus paljasti laajan valikoiman syanidipitoisuuksia yleisesti saatavissa olevissa karvasmanteleissa ja aprikoosinsiemenissä, toisin kuin mantelisiirappi, joka on vapautettu syaanivetyhaposta ja on edelleen tuote ilman vaaraa ihmisten terveydelle. Syanogeenisten elintarvikkeiden myrkyllisyyden välttämiseksi on kuitenkin harkittava useita suosituksia. Elintarvikekoulutukseen on kiinnitettävä huomiota, jotta voidaan lisätä tietoisuutta syanogeenisten kasvien mahdollisista terveysriskeistä ihmisille, erityisesti lapsille. Syanogeenittomien genotyyppien geneettinen valinta näyttää kuitenkin olevan radikaali ratkaisu tällaiseen päihtymiseen.

Lisämateriaalit