Niveaux toxiques potentiels de cyanure dans les amandes (Prunus amygdalus), les noyaux dabricot (Prunus armeniaca) et le sirop damande

Résumé

Dans des conditions environnementales normales, de nombreuses plantes synthétisent des glycosides cyanogènes , qui sont capables de libérer du cyanure dhydrogène lors de lhydrolyse. Chaque année, il y a du bétail fréquent et occasionnellement des victimes humaines de la consommation de plantes cyanogéniques. Le présent travail vise à déterminer la teneur en acide cyanhydrique dans différents échantillons de plantes cyanogéniques, sélectionnées dans la flore tunisienne, et dans le sirop damande. Afin dévaluer leur toxicité et leur impact sur la santé des consommateurs à court et à long terme, en utilisant la norme ISO 2164-1975 NT, relative à la détermination des hétérosides cyanogéniques dans les légumineuses.

1. Introduction

De nombreuses plantes synthétisent des composés appelés glycosides cyanogènes, capables de libérer du cyanure dhydrogène lors de lhydrolyse. Cette capacité, connue sous le nom de cyanogenèse, est reconnue depuis des siècles dans des plantes telles que les abricots, les pêches, les amandes et dautres plantes alimentaires importantes. Il existe au moins 2650 espèces de plantes qui produisent des cyanoglycosides. Une fois que les parties comestibles des plantes ont macéré, lenzyme catabolique intracellulaire -glucosidase peut être libérée et peut entrer en contact avec les glycosides cyanogéniques. Cette enzyme hydrolyse les glycosides cyanogènes pour produire du cyanure dhydrogène, du glucose, des cétones ou du benzaldéhyde. Un grand nombre de personnes sont quotidiennement exposées à de faibles concentrations de composés cyanogènes dans de nombreux aliments, cette exposition peut impliquer un risque pour la santé humaine.

Chaque année, il y a du bétail fréquent et occasionnellement des victimes humaines de nombreux et répandus cyanogéniques consommation des plantes. La plupart des cas dintoxication au cyanure sont causés par la consommation de plantes appartenant à la famille des rosacées, des euphorbiacées, des fabacées ou des graminées. Le cyanure libéré inhibe la respiration cellulaire de tous les organismes aérobies en bloquant le transport délectrons mitochondriaux et en empêchant labsorption doxygène. Une forte exposition à ce puissant poison chez lhomme peut provoquer des nausées, des vomissements, de la diarrhée, des étourdissements, une faiblesse, une confusion mentale et des convulsions suivies dun coma terminal et littéralement de la mort.

Dans de nombreuses régions tunisiennes, les noyaux dabricot moulus sont largement répandus. utilisé comme agent aromatisant dans les pâtisseries et les gâteaux, tandis que lamande amère est utilisée pour préparer le sirop dorgeat traditionnel (sirop damande) qui est très populaire et largement consommé en Tunisie.

Dans cette étude, nous visons à déterminer lhydrocyanique teneur en acide dans différents échantillons de plantes cyanogéniques. Afin dévaluer leur potentiel cyanogène et leur toxicité, selon la norme ISO 2164-1975 NT relative à la détermination des hétérosides cyanogéniques dans les légumineuses.

2. Matériel et méthodes

2.1. Prélèvement déchantillons

2.1.1. Matériel végétal

Tous les échantillons ont été choisis arbitrairement parmi la flore tunisienne. Trois variétés différentes damande douce ont été obtenues dans les magasins locaux de noix et de fruits secs.

Les deux échantillons damande amère ont été obtenus sur deux marchés différents à «Sfax», qui est connue pour être la principale ville damande amère culture en Tunisie, et le troisième échantillon a été obtenu à partir damandiers amers cultivés dans le nord du pays.

Les échantillons de noyaux dabricot ont été obtenus dans cinq régions différentes de Tunisie, à savoir, « Monastir, »  » Sfax, «  » Sbiba « , » Morneg « et » Tastour « .

2.1.2. Sirop damande

Cinq marques de sirop damande différentes ont été collectées dans les principaux supermarchés et magasins situés en Tunisie.

2.1.3. Équipement

Pour cette étude, nous avions besoin dun appareil de distillation à la vapeur composé de deux flacons à fond rond connectés à un tube de condenseur, un broyeur mécanique de graines, une balance électrique précise et un incubateur régulé à la température de.

2.1.4. Réactifs

Tous les réactifs ont été instantanément préparés au sein du laboratoire de toxicologie.

Solution dacétate de sodium (20 g / L) ajustée à pH = 5 avec de lacide acétique, solution dacide nitrique g / mL. Nitrate dargent 0,02 N, thiocyanate dammonium 0,02 N. Lindicateur coloré a été préparé en mélangeant une partie par un volume dacide nitrique et une partie par un volume dune solution saturée de sulfate de fer et dammonium.

2.2. Méthode

2.2.1. Mesure du cyanure dhydrogène dans le matériel végétal

Pour déterminer quantitativement les niveaux de cyanure dans des échantillons sélectionnés, nous avons utilisé une méthode argentométrique, selon la norme ISO 2164-1975, relative au dosage des glycosides cyanogéniques dans les légumineuses.

La procédure de dosage de lacide cyanhydrique dans le matériel végétal, consistait en une hydrolyse acide des glycosides cyanogéniques, lacide cyanhydrique libéré de cette hydrolyse était récupéré dans la solution de nitrate dargent après une distillation à la vapeur.

Les taux dacide cyanhydrique ont été déterminés par titrage de lexcès de nitrate dargent, en utilisant une solution de thiocyanate dammonium, dans un milieu acide, en présence de lindicateur coloré.

Lapparition dun précipité brun de thiocyanate ferrique, a indiqué le point déquivalence, lorsque le nitrate dargent était totalement épuisé.

2.2.2. Mode opératoire

Les noyaux dabricot et les échantillons damandes ont été séchés au soleil, puis broyés finement avec le broyeur mécanique, préalablement nettoyés avec de leau distillée et une solution dacide nitrique diluée.

Vingt g de léchantillon broyé et le sirop damande ont été pesés avec précision puis placés dans un ballon à fond rond de 1000 mL avec 50 mL deau distillée et 10 mL dacétate de sodium 0,02 N.

La macération a été réalisée en mettant le ballon, hermétiquement fermé, dans lincubateur à une température de 12 heures. Ces conditions dincubation assurent la conversion complète des glycosides cyanogéniques en acide cyanhydrique.

Après incubation, le ballon à fond rond a été refroidi dans un bain de glace et fixé à lappareil de distillation à la vapeur.

Le premier ballon à fond rond doit être à moitié rempli deau distillée et fixé à lappareil, sur une plaque chauffée.

Le second, qui contenait le macérat, était attaché au tube du condenseur.

Leau contenue dans le premier ballon à fond rond a été portée à ébullition; la vapeur produite a été conduite dans un tube en verre jusquau deuxième ballon à fond rond, afin de transporter les vapeurs dacide cyanhydrique et de les condenser en un liquide.

Cent millilitres du distillat ont été piégés dans un mélange de 50 mL de nitrate dargent et 1 mL dacide nitrique 0,02 N, puis transférés immédiatement dans une fiole jaugée de 500 mL et dilatés avec de leau distillée.

Cette solution a été filtrée et 250 mL du filtrat ont été recueillis dans une fiole sèche avec 2 ml dun indicateur de couleur. Lexcès de nitrate dargent a été titré avec une solution de thiocyanate dammonium 0,02 N jusquà ce que le précipité brun apparaisse.

Tous les échantillons ont été traités de manière identique. Un test à blanc a été réalisé dans les mêmes conditions.

Les teneurs en acide cyanhydrique ont été exprimées en mg / kg de matière sèche en utilisant la formule suivante: est le volume de thiocyanate dammonium nécessaire pour neutraliser lexcès de nitrate dargent dans le test déchantillon, est le volume de thiocyanate dammonium nécessaire pour neutraliser lexcès de nitrate dargent dans le test à blanc, est le poids (gramme) de léchantillon à tester.

3. Résultats et discussion

3.1. Résultats

Les niveaux dacide cyanhydrique trouvés dans les noyaux dabricot, lamande douce et lamande amère sont indiqués dans le tableau 1.

Les niveaux dacide cyanhydrique dans le sirop damande sont illustrés dans le tableau 2.

3.2. Discussion

3.2.1. Toxicité du cyanure

Le cyanure provoque une hypoxie intracellulaire en se liant de manière réversible à la cytochrome oxydase a3 mitochondriale dans les mitochondries. La cytochrome oxydase a3 est nécessaire pour la réduction de loxygène en eau dans le quatrième complexe de phosphorylation oxydative. La liaison du cyanure à lion ferrique dans la cytochrome oxydase a3 inhibe lenzyme terminale dans la chaîne respiratoire et arrête le transport délectrons et la phosphorylation oxydative (Figure 1).

Figure 1

Effet du cyanure sur la respiration cellulaire: Le cyanure se lie de manière réversible à lion ferrique de la cytochrome oxydase a3 dans les mitochondries, arrêtant efficacement la respiration cellulaire en bloquant la réduction de loxygène en eau. ATP: adénosine triphosphate.

Cette cascade descendante est fatale si elle nest pas inversée. En effet, la phosphorylation oxydative est essentielle à la synthèse de ladénosine triphosphate (ATP) et à la poursuite de la respiration cellulaire. La toxicité du cyanure est largement attribuée à larrêt du métabolisme cellulaire aérobie, qui provoque des dysfonctionnements du système nerveux central et cardiovasculaires, par lhypoxie cellulaire.

3.2.2. Niveaux de cyanure dans les amandes douces et amères

La teneur en HCN des différents échantillons analysés varie considérablement de moins de 20 à plus de 1000 mg / kg de matière sèche. Selon la norme ISO 2164-1975 NT relative à la détermination des hétérosides cyanogéniques dans les légumineuses, un échantillon est considéré comme exempt de cyanure dhydrogène sil contient un taux inférieur à 10 mg par kg; par conséquent, sachant que les concentrations trouvées dans nos échantillons sont supérieures à 10 mg / kg, nous considérons que tous les échantillons traités sont cyanogéniques.

Les niveaux de HCN dans lamande amère (mg / kg) sont environ 40 fois plus élevés que les niveaux trouvé dans lamande douce (mg / kg).

Cela pourrait sexpliquer par le fait que la quantité damygdaline contenue dans lamande amère dépasse largement la quantité contenue dans lamande douce. Après hydrolyse enzymatique, lamygdaline qui est le glycoside cyanogène le plus important dans lespèce de Prunus libère un taux élevé dacide cyanhydrique, et un benzaldéhyde responsable de lamertume.

Sachant que la dose létale aiguë de cyanure pour mammifères est aussi faible que 0,5 mg de CN / kg de poids corporel, la dose létale orale aiguë de HCN pour les humains serait de 0,5 à 3,5 mg / kg de poids corporel et la consommation de 50 amandes amères est mortelle pour les adultes. Cependant, pour les jeunes enfants, 5 à 10 amandes sont mortelles.

3.2.3. Niveaux de cyanure dans les noyaux dabricots

Les niveaux de HCN notés dans les cinq échantillons de noyaux dabricot varient considérablement dune région à lautre du pays tunisien. Les taux les plus bas (583,2 mg / kg et 540 mg / kg) ont été relevés, respectivement, dans les échantillons de «Sfax» et «Tastour». Il est à noter quil ny a pas de différences significatives entre ces deux régions du Nord-Ouest et du Sud-Est. De plus, les niveaux sont intermédiaires dans le centre de la Tunisie (Sbiba) avec 804,60 mg / kg, tandis que les niveaux les plus élevés (1134 et 1193,40 mg / kg) sont relevés, respectivement, dans des échantillons du Sahel (Monastir) et du nord du pays ( Morneg).

Selon le Comité sur la toxicité des produits chimiques dans les aliments, les produits de consommation et lenvironnement au Royaume-Uni, les concentrations de cyanure dans les noyaux dabricot peuvent atteindre 2000 mg / kg de matière sèche.

3.2.4. Variabilité interrégionale du cyanure dans différents échantillons

La variabilité interrégionale de la teneur en HCN dans différents échantillons traités est principalement due aux conditions climatiques et aux précipitations. En effet, le climat sec et la lumière intense du soleil favorisent la cyanogenèse.

De plus, les zones agricoles diffèrent par la nature de leurs sols et les processus de leur fertilisation par les engrais chimiques. En effet, les engrais azotés augmentent labsorption des nitrates par les plantes et entraînent un blocage du métabolisme de lazote et une accumulation de HCN. Lâge de la plante au moment de la récolte pourrait également expliquer cette variation du taux de cyanure dans les échantillons provenant de différentes zones géographiques. En fait, il est rapporté que le HCN augmente progressivement au cours de la croissance de la plante pour atteindre un maximum à maturité, environ 20 fois plus élevé que dans la plantule.

Quelques études sur les aliments cyanogéniques sont résumées dans le tableau 3.

Daprès ces résultats, nous notons que les taux dacide cyanhydrique dans nos échantillons de noyaux dabricot (851,04 ± 303,28 mg / kg), obtenus par la méthode argentométrique, sont légèrement inférieurs à ceux trouvés dans une étude menée à l’université algérienne «El Tarf» et dont l’objet était de déterminer la valeur nutritionnelle des noyaux d’abricots amers et leur taux d’acide cyanhydrique (1175 ± 63,63 mg / kg). Cependant, ils sont presque égaux à les résultats dune étude nationale australienne (799 ± 19,80 mg / kg).

De plus, sachant que la dose létale serait de 0,5 à 3,5 mg / kg pc, une toxicité grave serait inévitable en raison de la consommation de environ 30 noyaux dabricot pour les adultes et moins pour les enfants.

Selon le «Comité sur la toxicité» (COT), les noyaux dabricot contiennent près de 1450 mg / kg de cyanure, soit environ 0,5 mg / noyau. Il est conseillé aux consommateurs de ne manger que cinq grains par heure et pas plus de 10 par jour.

De plus, le ministère canadien de la Santé a empêché lutilisation de noyaux dabricot amers pour aromatiser les aliments ou à des fins médicinales, et actuellement recommande que la consommation de noyaux dabricots amers ne dépasse pas trois grains par jour, en raison de leur toxicité surtout pour les jeunes enfants.

3.2.5. Teneur en cyanure dans les graines de lin (Linum usitatissimum)

Les niveaux de HCN dans nos échantillons damandes amères (913–1210 mg / kg) et de noyau dabricot (547–1154 mg / kg) sont deux fois plus élevés que les niveaux obtenu à partir déchantillons de graines de lin dans létude australienne (360–390 mg / kg). En effet, le lin (L. usitatissimum), aliment très intéressant en raison de sa forte teneur en acide linolénique et en fibres alimentaires, présente le moins de toxicité parmi tous les aliments cyanogéniques. En fait, cuire des aliments à base de lin à 230 ° C pendant 15 à 18 minutes ou faire bouillir des graines pourrait éliminer 90 à 100% dacide cyanhydrique.

3.2.6. Niveaux de cyanure dans le manioc (Manioc esculenta Crantz)

La gamme des teneurs totales en cyanure des différentes variétés de manioc est de 1 à 1 550 mg de HCN / kg de matériel frais. Selon la FDA, la teneur en HCN du manioc peut atteindre jusquà 1500 mg / kg dans les variétés amères mal détoxifiées, ce qui peut expliquer les effets négatifs rapportés de la consommation quotidienne de manioc, tels que le diabète, les malformations congénitales et les troubles neurologiques du goitre tels que Konzo. , une maladie épidémique paralytique, décrite pour la première fois par G. Trolli en 1938, qui la découvrit chez les Kwango du Congo belge (aujourdhui République démocratique du Congo). Les épidémies sont associées à plusieurs semaines de consommation presque exclusive de manioc «amer» (riche en cyanure) insuffisamment transformé. Dans le nord du Mozambique, la maladie est connue sous le nom de mantakassa et elle est induite par la consommation quotidienne de gari (un aliment populaire à base de manioc) en tant qualiment de base, le Konzo est une maladie neurologique qui provoque des lésions neuromotrices irréversibles et une apparition aiguë de paraparésie qui touche principalement les enfants.

Compte tenu de la gravité de cette pathologie, lOrganisation mondiale de la santé a établi un seuil de sécurité de 10 mg / kg de cyanure total dans la farine de manioc, pour protéger les consommateurs contre les effets indésirables des apports chroniques de manioc.

En Australie et aux États-Unis, des tubercules de manioc ont été utilisés pour fabriquer des chips et des biscuits.

3.2.7. Niveaux de cyanure dans le sirop damande

Lanalyse du sirop damande montre que les cinq marques sont pratiquement exemptes dacide cyanhydrique, soit environ 1 à 3 mg / kg. Les très faibles concentrations trouvées sont très probablement dû au fait que les trois premières marques de sirops damande sont préparées avec un arôme synthétique damande amère, cest pourquoi elles ne contiennent que 1 ± 0,25 mg / kg de HCN. Les deux autres sont préparés avec un arôme naturel damande amère mais ils ne contiennent pas plus de 3 ± 0,5 mg / kg de HCN, probablement parce que les quantités damande amère ne sont pas assez élevées pour libérer des niveaux importants de HCN.

De plus, il a été admis que le rejet de cyanure ne se produit quaprès hydrolyse au contact de leau, dans ce cas, du cyanure a probablement été libéré pendant le processus de production du sirop damande.

Le Comité des experts en arômes du Conseil de lEurope et de lAustralie, code des normes alimentaires néo-zélandaises, ont fixé des limites réglementaires qui définissent les niveaux maximaux autorisés de HCN dans les graines de fruits et les boissons à base de noyaux, comme indiqué dans le tableau 4.

À la lumière des résultats ci-dessus, nous avons conclu que HCN le contenu dans les sirops damande commercialisés en Tunisie sont conformes aux normes, donc, sur ces boissons nimpliquent aucun effet dangereux sur la santé humaine de ce point de vue.

4. Conclusion

Cette étude a révélé une large gamme de concentrations de cyanure dans les amandes amères et les noyaux dabricot couramment disponibles, contrairement au sirop damande, qui est exempt dacide cyanhydrique et reste un produit sans risque pour la santé humaine. Cependant, un certain nombre de recommandations doivent être envisagées pour éviter la toxicité des aliments cyanogéniques. Laccent doit être mis sur léducation alimentaire, afin de sensibiliser au risque potentiel pour la santé des plantes cyanogéniques pour lhomme, en particulier pour les enfants. Cependant, la sélection génétique de génotypes sans cyanogène semble être une solution radicale à ce type dintoxication.

Matériel supplémentaire