アーモンド（Prunus amygdalus）、アプリコットカーネル（Prunus armeniaca）、およびアーモンドシロップにおけるシアン化物の潜在的な毒性レベル

要約

通常の環境条件下では、多くの植物がシアン化水素グリコシドを合成します、加水分解時にシアン化水素を放出することができます。毎年、家畜が頻繁に発生し、シアン植物を消費することで人的被害が発生することがあります。現在の作業は、チュニジアの植物相から選択されたシアン化植物のさまざまなサンプル、およびアーモンドシロップの青酸含有量を決定することを目的としています。マメ科植物のシアン配糖体の測定に関連するISO2164-1975 NT規格を使用して、それらの毒性と消費者の健康への影響を短期的および長期的に評価するため。

1。はじめに

多くの植物は、加水分解時にシアン化水素を放出することができるシアン化物配糖体と呼ばれる化合物を合成します。シアン生成として知られるこの能力は、アプリコット、モモ、アーモンド、その他の重要な食用植物などの植物で何世紀にもわたって認識されてきました。シアノグリコシドを生成する植物は少なくとも2650種あります。植物の食用部分が浸軟すると、異化細胞内酵素であるグルコシダーゼが放出され、シアン配糖体と接触する可能性があります。この酵素は、シアン化水素配糖体を加水分解して、シアン化水素、グルコース、ケトン、またはベンズアルデヒドを生成します。多くの人々が毎日多くの食品で低濃度のシアン化合物にさらされています。この暴露は人間の健康へのリスクを示唆している可能性があります。

毎年、家畜が頻繁に発生し、多くの広範囲にわたるシアンの犠牲者が時折発生します。植物の消費。シアン化物中毒のほとんどのケースは、バラ科、トウダイグサ科、マメ科、またはイネ科のメンバーである植物の消費によって引き起こされます。放出されたシアン化物は、ミトコンドリアの電子伝達を遮断し、酸素の取り込みを防ぐことにより、すべての好気性生物の細胞呼吸を阻害します。人間のこの強力な毒への高い曝露は、吐き気、嘔吐、下痢、めまい、脱力感、精神的混乱、および痙攣を引き起こし、その後、終末昏睡および文字通り死を引き起こす可能性があります。

多くのチュニジア地域では、粉砕された杏仁は広くペストリーやケーキの香料として使用され、苦いアーモンドは、チュニジアで非常に人気があり広く消費されている伝統的なオルジェーシロップ（アーモンドシロップ）の調製に使用されます。

この研究では、青酸を測定することを目的としています。シアン化植物のさまざまなサンプルの酸含有量。マメ科植物のシアン配糖体の測定に関連するISO2164-1975 NT規格に従って、シアン生成の可能性と毒性を評価するため。

2。材料と方法

2.1。サンプルコレクション

2.1.1。植物材料

すべてのサンプルは、チュニジアの植物相の中から任意に選択されました。地元のナッツ店やドライフルーツ店から3種類のスイートアーモンドを入手しました。

ビターアーモンドの2つのサンプルは、ビターアーモンドの主要都市として知られる「スファックス」の2つの異なる市場から入手しました。チュニジアで栽培され、3番目のサンプルは国の北部で栽培された苦いアーモンドの木から得られました。

アプリコットカーネルのサンプルは、チュニジアの5つの異なる地域、つまり「モナスティール」から得られました。 Sfax」、「Sbiba」、「Morneg」、「Tastour」。

2.1.2。アーモンドシロップ

チュニジアにある主要なスーパーマーケットや店舗から5つの異なるアーモンドシロップブランドが収集されました。

2.1.3。設備

この研究には、コンデンサーチューブに接続された2つの丸底フラスコ、機械式シードグラインダー、正確な電気天びん、および温度に調整されたインキュベーターで構成される水蒸気蒸留装置が必要でした。

2.1.4。試薬

すべての試薬は、毒物学の研究室で即座に調製されました。

酢酸ナトリウム（20 g / L）を酢酸、硝酸溶液g / mLでpH = 5に調整した溶液。硝酸銀0.02N、チオシアン酸アンモニウム0.02N。着色された指示薬は、1部を硝酸で、1部を硫酸鉄とアンモニウムの飽和溶液で混合して調製しました。

2.2。方法

2.2.1。植物材料中のシアン化水素の測定

選択したサンプルのシアン化水素レベルを定量的に測定するために、レグミナス植物のシアン化水素グリコシドの投与量に関して、ISO2164-1975標準に準拠した銀滴定法を使用しました。

植物材料中の青酸の測定手順は、シアン化グリコシドの酸加水分解で構成され、この加水分解から放出された青酸は、蒸気蒸留後に硝酸銀溶液に回収されました。

青酸レベルは、酸性媒体中、色指示薬の存在下でチオシアン酸アンモニウムの溶液を使用して、過剰な硝酸銀を滴定することによって決定されました。

チオシアン酸第二鉄の茶色の沈殿物の出現は、硝酸銀が完全に使い果たされたときの等量点を示しました。

2.2.2。操作方法

杏仁とアーモンドのサンプルを天日乾燥し、機械式粉砕機で細かく粉砕し、事前に蒸留水と希硝酸溶液で洗浄しました。

20gの粉砕したサンプルとアーモンドシロップを正確に秤量し、50mLの蒸留水と10mLの酢酸ナトリウム0.02Nを入れた1000mLの丸底フラスコに入れました。

浸軟は、フラスコを入れて行いました。インキュベーター内で12時間の温度でしっかりと閉じます。これらのインキュベーション条件により、シアン生成グリコシドがヒドロシアン酸に完全に変換されます。

インキュベーション後、丸底フラスコを氷浴で冷却し、水蒸気蒸留装置に取り付けました。

最初の丸底フラスコは蒸留水で半分満たされ、加熱プレート上で装置に取り付けられている必要があります。

マセレートを含む2番目のフラスコはコンデンサーチューブに取り付けられました。

最初の丸底フラスコに含まれる水を加熱して沸騰させた。生成された蒸気は、ヒドロシアン酸の蒸気を運び、液体に凝縮するために、ガラス管に導かれて2番目の丸底フラスコに送られました。

100ミリリットルの留出物が混合物内に閉じ込められました。 50mLの硝酸銀と1mLの硝酸0.02Nを加え、すぐに500 mLのメスフラスコに移し、蒸留水で拡張しました。

この溶液をろ過し、250mLのろ液を2mLのカラーインジケーターが入ったメスフラスコ。過剰な硝酸銀は、茶色の沈殿物が現れるまで、チオシアン酸アンモニウム0.02Nの溶液で滴定されました。

すべてのサンプルは同じように処理されました。同じ条件下でブランクテストを実施しました。

ヒドロシアン酸レベルは、次の式を使用して乾物1kgあたりのmgで表されました。は過剰な硝酸銀を中和するために必要なチオシアン酸アンモニウムの量です。サンプルテストでは、はブランクテストで過剰な硝酸銀を中和するために必要なチオシアン酸アンモニウムの量であり、はテストサンプルの重量（グラム）です。

3。結果と考察

3.1。結果

アプリコットカーネル、スイートアーモンド、ビターアーモンドに含まれるシアン酸レベルを表1に示します。

アーモンドシロップのハイドロシアン酸レベルを表に示します。 2.

3.2。ディスカッション

3.2.1。シアン化物毒性

シアン化物は、ミトコンドリア内のミトコンドリアチトクロームオキシダーゼa3に可逆的に結合することにより、細胞内低酸素症を引き起こします。チトクロームオキシダーゼa3は、酸化的リン酸化の4番目の複合体で酸素を水に還元するために必要です。シトクロムオキシダーゼa3の第二鉄イオンへのシアン化物の結合は、呼吸鎖の末端酵素を阻害し、電子伝達と酸化的リン酸化を停止します（図1）。

図1

細胞呼吸に対するシアン化物の影響：シアン化物はミトコンドリア内のチトクロームオキシダーゼa3の鉄イオンに可逆的に結合し、酸素の水への還元をブロックすることによって細胞呼吸を効果的に停止します。 ATP：アデノシン三リン酸。

この下向きのカスケードは、逆転しないと致命的です。実際、酸化的リン酸化は、アデノシン三リン酸（ATP）の合成と細胞呼吸の継続に不可欠です。シアン化物の毒性は主に、細胞の低酸素症による中枢神経系と心血管機能障害を引き起こす好気性細胞代謝の停止に起因します。

3.2.2。甘いアーモンドと苦いアーモンドのシアン化物レベル

分析したさまざまなサンプルのHCN含有量は、乾物1kgあたり20mg未満から1000mgを超えるまで大幅に異なります。マメ科植物のシアン化ヘテロシドの測定に関するISO2164-1975 NT規格によると、サンプルの含有量が1kgあたり10mgと低い場合、シアン化水素が含まれていないと見なされます。したがって、サンプルに含まれる濃度が10 mg / kgを超えることを知っているため、処理されたすべてのサンプルはシアン化水素であると見なされます。

ビターアーモンドのHCNレベル（mg / kg）は、レベルの約40倍です。スイートアーモンド（mg / kg）に含まれています。

これは、苦いアーモンドに含まれるアミグダリンの量が、甘いアーモンドに含まれる量を大幅に上回っているという事実によって説明できます。酵素加水分解後、プルヌス種で最も重要な青酸配糖体であるアミグダリンは、高レベルの青酸と苦味の原因となるベンズアルデヒドを放出します。

シアン化物の急性致死量が哺乳類は0.5mg CN / kg体重と低く、ヒトのHCNの急性経口致死量は0.5〜3.5 mg / kg体重であると報告されており、50の苦味アーモンドの消費は成人にとって致命的です。ただし、幼児の場合、5〜10個のアーモンドは致命的です。

3.2.3。アプリコットカーネルのシアン化物レベル

アプリコットカーネルの5つのサンプルに記載されているHCNレベルは、チュニジアの国の地域によってかなり異なります。 「Sfax」と「Tastour」のサンプルでは、それぞれ最低の割合（583.2 mg / kgと540mg / kg）が記録されました。北西部と南東部のこれら2つの地域の間に大きな違いはないことに注意してください。さらに、レベルは中央チュニジア（スビバ）で804.60 mg / kgと中程度ですが、サヘル（モナスティール）と国の北部（モナスティール）からのサンプルではそれぞれ最高レベル（1134と1193.40 mg / kg）が示されています。モルナグ）。

英国の食品、消費者製品、および環境における化学物質の毒性に関する委員会によると、杏仁中のシアン化物の濃度は、乾物1kgあたり2000mgに達する可能性があります。

3.2.4。異なるサンプルにおけるシアン化物の地域間変動

異なる処理サンプルにおけるHCN含有量の地域間変動は、主に気候条件と降雨によるものです。実際、乾燥した気候と強い日光がシアン生成を促進します。

さらに、農業地域は土壌の性質と化学肥料による施肥のプロセスによって異なります。確かに、窒素肥料は植物による硝酸塩の吸収を増加させ、窒素代謝の遮断とHCNの蓄積を伴います。収穫時の植物の年齢も、さまざまな地理的地域から得られたサンプルのこのシアン化物レベルの変動を説明する可能性があります。実際、HCNは植物の成長中に徐々に増加し、成熟時に最大に達し、苗木の約20倍になると報告されています。

シアン生成食品に関するいくつかの研究を表3にまとめています。

これらの結果によると、銀滴定法で得られた杏仁のサンプル中の青酸レベル（851.04±303.28 mg / kg）はわずかに低いことに注意してください。アルジェリア大学「エルタルフ」で行われた研究で見つかったものよりも低く、その目的は苦い杏仁の栄養価とその青酸レベル（1175±63.63 mg / kg）を決定することでした。しかし、それらはほぼ同等です。オーストラリアの全国調査結果（799±19.80 mg / kg）。

さらに、致死量が0.5〜3.5 mg / kg体重と報告されていることを知っていると、消費により重度の毒性が避けられない。大人の場合は約30個、子供の場合はそれより少ないアプリコットカーネル。

「毒性委員会」（COT）によると、アプリコットカーネルには約1450 mg / kgのシアン化水素、約0.5 mg /カーネルが含まれています。消費者は、1時間に5粒のみ、1日あたり10粒以下を食べることをお勧めします。

さらに、カナダ保健省は、苦い杏仁を食品の風味付けや薬用に使用することを禁止しています。苦い杏仁の摂取量は、特に幼児に対する毒性があるため、1日3粒を超えないようにすることをお勧めします。

3.2.5。亜麻仁（Linum usitatissimum）のシアン化物含有量

苦いアーモンド（913〜1210 mg / kg）と杏仁（547〜1154 mg / kg）のサンプルのHCNレベルは、レベルの2倍です。オーストラリアの研究で亜麻仁のサンプルから得られました（360〜390mg / kg）。確かに、亜麻（L. usitatissimum）は、リノレン酸と食物繊維の含有量が高いため非常に興味深い食品であり、すべてのシアン生成食品の中で最も毒性が低くなっています。実際、亜麻ベースの食品を230°Cで15〜18分間調理したり、種を茹でたりすると、青酸が90〜100％除去される可能性があります。

3.2.6。キャッサバ（Manioc esculenta Crantz）のシアン化物レベル

さまざまな種類のキャッサバの総シアン化物含有量の範囲は、1〜1550 mg HCN / Kgの新鮮な物資です。 FDAによると、キャッサバのHCN含有量は、無害化が不十分な苦い品種で最大1500 mg / kgに達する可能性があります。これは、糖尿病、先天性奇形、コンゾなどの甲状腺腫神経障害など、キャッサバの毎日の摂取による悪影響が報告されていることを説明している可能性があります。 、1938年にG. Trolliによって最初に記述された流行性麻痺性疾患で、ベルギーのコンゴ（現在のコンゴ民主共和国）のクワンゴの中で発見されました。発生は、不十分に処理された「苦い」（シアン化物が豊富な）キャッサバのほぼ独占的な消費の数週間に関連しています。モザンビーク北部では、この病気はマンタカッサとして知られており、ガリ（から作られた人気のある食品）の毎日の消費によって引き起こされますキャッサバ）食品の主食として、コンゾは不可逆的な神経運動障害と主に子供に影響を与える麻痺の急性発症を引き起こす神経疾患です。

この病状の深刻さを考慮して、世界保健機関は安全閾値を確立しました慢性的なキャッサバ摂取の悪影響から消費者を保護するために、キャッサバ粉に含まれる総シアン化物10 mg / kgを使用します。

オーストラリアと米国では、キャッサバ塊茎を使用してチップとクッキーを製造しました。

3.2.7。アーモンドシロップのシアン化物レベル

アーモンドシロップの分析によると、5つのブランドには実質的にシアン化水素酸または約1〜3 mg / kgが含まれていません。検出された非常に低い濃度はおそらく事実による アーモンドシロップの最初の3つのブランドは、苦いアーモンドの合成香りで調製されているため、HCNは1±0.25 mg / kgしか含まれていません。他の2つは、苦いアーモンドの自然な香りで調製されていますが、おそらく苦いアーモンドの量がかなりのレベルのHCNを放出するのに十分な量ではないため、3±0.5 mg / kg以下のHCNが含まれています。

さらに、シアン化物の放出は水との接触による加水分解後にのみ発生することが認められています。そのような場合、シアン化物はアーモンドシロップの製造プロセス中に放出された可能性があります。

委員会欧州評議会およびオーストラリア評議会のフレーバーに関する専門家のニュージーランド食品基準コードには、表4に示すように、フルーツシードおよびピットベースの飲料のHCNの最大許容レベルを定義する固定の規制制限があります。

上記の結果に照らして、HCNの内容はチュニジアで商品化されているアーモンドシロップは基準に準拠しているため、これらの飲料は、この観点から人間の健康に危険な影響を与えることを意味するものではありません。

4。結論

この研究では、青酸を含まず、人の健康へのリスクのない製品であるアーモンドシロップとは対照的に、一般的に入手可能な苦いアーモンドと杏仁に幅広いシアン化物濃度があることが明らかになりました。ただし、シアン生成食品の毒性を回避するために、いくつかの推奨事項を検討する必要があります。人間、特に子供のためのシアン生成植物によって引き起こされる潜在的な健康リスクについての意識を高めるために、食品教育に重点を置くべきです。ただし、シアンを含まない遺伝子型の遺伝的選択は、この種の中毒の根本的な解決策のようです。

補足資料