Mögliche toxische Konzentrationen von Cyanid in Mandeln (Prunus amygdalus), Aprikosenkernen (Prunus armeniaca) und Mandelsirup

Zusammenfassung

Unter normalen Umweltbedingungen synthetisieren viele Pflanzen cyanogene Glykoside , die bei der Hydrolyse Cyanwasserstoff freisetzen können. Jedes Jahr gibt es häufiges Vieh und gelegentliche menschliche Opfer des Konsums von cyanogenen Pflanzen. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, den Blausäuregehalt in verschiedenen Proben von cyanogenen Pflanzen, ausgewählt aus der tunesischen Flora, und im Mandelsirup zu bestimmen. Um ihre Toxizität und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit der Verbraucher sowohl kurzfristig als auch langfristig unter Verwendung der Norm ISO 2164-1975 NT in Bezug auf die Bestimmung von cyanogenen Heterosiden in Hülsenfrüchten zu bewerten.

1. Einleitung

Viele Pflanzen synthetisieren Verbindungen, die als cyanogene Glykoside bezeichnet werden und bei der Hydrolyse Cyanwasserstoff freisetzen können. Diese Fähigkeit, bekannt als Cyanogenese, ist seit Jahrhunderten in Pflanzen wie Aprikosen, Pfirsichen, Mandeln und anderen wichtigen Nahrungspflanzen anerkannt. Es gibt mindestens 2650 Pflanzenarten, die Cyanoglycoside produzieren. Sobald die essbaren Pflanzenteile mazeriert sind, kann das katabolische intrazelluläre Enzym Glucosidase freigesetzt werden und mit den cyanogenen Glykosiden in Kontakt kommen. Dieses Enzym hydrolysiert die cyanogenen Glycoside unter Bildung von Cyanwasserstoff, Glucose, Ketonen oder Benzaldehyd. Eine große Anzahl von Menschen ist in vielen Nahrungsmitteln täglich geringen Konzentrationen an cyanogenen Verbindungen ausgesetzt. Diese Exposition kann ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen.

Jedes Jahr gibt es häufig Nutztiere und gelegentlich menschliche Opfer vieler und weit verbreiteter cyanogener Verbindungen Pflanzenverbrauch. Die meisten Fälle von Cyanidvergiftungen werden durch den Verzehr von Pflanzen verursacht, die zur Familie der Rosaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae oder Gramineae gehören. Das freigesetzte Cyanid hemmt die Zellatmung aller aeroben Organismen, indem es den mitochondrialen Elektronentransport blockiert und die Sauerstoffaufnahme verhindert. Eine hohe Exposition gegenüber diesem starken Gift beim Menschen kann zu Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, Schwindel, Schwäche, geistiger Verwirrung und Krämpfen führen, gefolgt von terminalem Koma und buchstäblich zum Tod.

In vielen tunesischen Regionen sind gemahlene Aprikosenkerne weit verbreitet Wird als Aromastoff in Gebäck und Kuchen verwendet, während Bittermandel zur Herstellung von traditionellem Orgeatsirup (Mandelsirup) verwendet wird, der in Tunesien sehr beliebt und weit verbreitet ist.

In dieser Studie wollen wir Blausäure bestimmen Säuregehalt in verschiedenen Proben von cyanogenen Pflanzen. Zur Bewertung ihres cyanogenen Potentials und ihrer Toxizität gemäß der Norm ISO 2164-1975 NT in Bezug auf die Bestimmung von cyanogenen Heterosiden in Hülsenfrüchten.

2. Materialien und Methoden

2.1. Probensammlung

2.1.1. Pflanzenmaterial

Alle Proben wurden willkürlich aus der tunesischen Flora ausgewählt. Drei verschiedene Sorten süßer Mandeln wurden in lokalen Nuss- und Trockenobstgeschäften bezogen.

Die beiden Bittermandelproben wurden auf zwei verschiedenen Märkten in „Sfax“ bezogen, das als Hauptstadt der Bittermandel bekannt ist Anbau in Tunesien, und die dritte Probe wurde von im Norden des Landes angebauten Bittermandelbäumen gewonnen.

Die Proben von Aprikosenkernen wurden aus fünf verschiedenen Gebieten Tunesiens gewonnen, nämlich „Monastir“. Sfax, „Sbiba“, „Morneg“ und „Tastour“.

2.1.2. Mandelsirup

Fünf verschiedene Mandelsirupmarken wurden in den wichtigsten Supermärkten und Geschäften in Tunesien gesammelt.

2.1.3. Ausrüstung

Für diese Studie benötigten wir eine Wasserdampfdestillationsapparatur, die aus zwei Rundkolben besteht, die an einem Kondensatorrohr angeschlossen sind, einer mechanischen Saatgutmühle, einer präzisen elektrischen Waage und einem auf die Temperatur von

2.1.4. Reagenzien

Alle Reagenzien wurden sofort im Labor für Toxikologie hergestellt.

Natriumacetatlösung (20 g / l) mit Essigsäure, Salpetersäurelösung g / ml auf pH = 5 eingestellt. Silbernitrat 0,02 N, Ammoniumthiocyanat 0,02 N. Der gefärbte Indikator wurde hergestellt, indem ein Teil mit einem Volumen Salpetersäure und ein Teil mit einem Volumen einer gesättigten Lösung von Eisensulfat und Ammonium gemischt wurden.

2.2. Methode

2.2.1. Messung von Cyanwasserstoff in Pflanzenmaterial

Um die Cyanidgehalte in ausgewählten Proben quantitativ zu bestimmen, verwendeten wir eine argentometrische Methode gemäß der Norm ISO 2164-1975, die sich auf die Dosierung von cyanogenen Glycosiden in Hülsenfrüchten bezieht.

Das Verfahren zur Bestimmung von Blausäure in Pflanzenmaterial bestand in einer Säurehydrolyse der cyanogenen Glycoside, wobei die aus dieser Hydrolyse freigesetzte Blausäure nach einer Wasserdampfdestillation in der Silbernitratlösung gewonnen wurde.Die Blausäurespiegel wurden durch Titration des Überschusses an Silbernitrat unter Verwendung einer Lösung von Ammoniumthiocyanat in einem sauren Medium in Gegenwart des Farbindikators bestimmt.

Das Auftreten eines braunen Niederschlags von Eisen (III) -thiocyanat zeigte den Äquivalenzpunkt an, wenn das Silbernitrat vollständig aufgebraucht war.

2.2.2. Betriebsmethode

Aprikosenkerne und Mandelproben wurden sonnengetrocknet und dann mit der mechanischen Mühle fein gemahlen, zuvor mit destilliertem Wasser und einer verdünnten Salpetersäurelösung gereinigt.

20 g Die gemahlene Probe und der Mandelsirup wurden genau gewogen und dann in einen 1000-ml-Rundkolben mit 50 ml destilliertem Wasser und 10 ml Natriumacetat von 0,02 N gegeben. Die Mazeration wurde durch Einsetzen des Kolbens durchgeführt. fest verschlossen, im Inkubator bei einer Temperatur von 12 Stunden. Diese Inkubationsbedingungen stellen die vollständige Umwandlung der cyanogenen Glycoside in Blausäure sicher. Nach der Inkubation wurde der Rundkolben in einem Eisbad gekühlt und an die Wasserdampfdestillationsapparatur angeschlossen > Der erste Rundkolben muss zur Hälfte mit destilliertem Wasser gefüllt und auf einer beheizten Platte am Gerät befestigt werden.

Der zweite, der das Mazerat enthielt, wurde am Kondensatorrohr befestigt.

Wasser, das in dem ersten Rundkolben enthalten war, wurde zum Kochen erhitzt; Der erzeugte Dampf wurde in ein Glasrohr zum zweiten Rundkolben geleitet, um die Dämpfe der Blausäure zu transportieren und zu einer Flüssigkeit zu kondensieren. Einhundert Milliliter des Destillats wurden in einer Mischung eingeschlossen von 50 ml Silbernitrat und 1 ml Salpetersäure 0,02 N, dann sofort in einen 500 ml Messkolben überführt und mit destilliertem Wasser dilatiert. Diese Lösung wurde filtriert und 250 ml des Filtrats wurden gesammelt ein trockener Kolben mit 2 ml eines Farbindikators. Das überschüssige Silbernitrat wurde mit einer Lösung von Ammoniumthiocyanat 0,02 N titriert, bis der braune Niederschlag auftrat. Alle Proben wurden identisch behandelt. Ein Blindversuch wurde unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Die Blausäuregehalte wurden in mg / kg Trockenmasse unter Verwendung der folgenden Formel ausgedrückt: ist das Volumen an Ammoniumthiocyanat, das erforderlich ist, um den Überschuss an Silbernitrat zu neutralisieren Im Probentest ist das Volumen an Ammoniumthiocyanat, das erforderlich ist, um den Überschuss an Silbernitrat im Blindversuch zu neutralisieren, das Gewicht (Gramm) der Testprobe.

3. Ergebnisse und Diskussion

3.1. Ergebnisse

Blausäurespiegel in Aprikosenkernen, Süß- und Bittermandel sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Blausäuregehalte in Mandelsirup sind in Tabelle dargestellt 2.

3.2. Diskussion

3.2.1. Cyanidtoxizität

Cyanid verursacht eine intrazelluläre Hypoxie, indem es innerhalb der Mitochondrien reversibel an die mitochondriale Cytochromoxidase a3 bindet. Die Cytochromoxidase a3 ist für die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser im vierten Komplex der oxidativen Phosphorylierung notwendig. Die Bindung von Cyanid an das Eisen (III) -Ion in der Cytochromoxidase a3 hemmt das terminale Enzym in der Atmungskette und stoppt den Elektronentransport und die oxidative Phosphorylierung (Abbildung 1).

Abbildung 1

Wirkung von Cyanid auf die Zellatmung: Cyanid bindet reversibel an das Eisen (III) -Ion in der Cytochromoxidase a3 in den Mitochondrien und stoppt effektiv die Zellatmung, indem es die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser blockiert. ATP: Adenosintriphosphat.

Diese Abwärtskaskade ist tödlich, wenn sie nicht umgekehrt wird. Tatsächlich ist die oxidative Phosphorylierung für die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) und die Fortsetzung der Zellatmung wesentlich. Die Toxizität von Cyanid wird größtenteils auf die Beendigung des aeroben Zellstoffwechsels zurückgeführt, der durch zelluläre Hypoxie zu Störungen des Zentralnervensystems und des Herz-Kreislauf-Systems führt.

3.2.2. Die Cyanidgehalte in süßen und bitteren Mandeln

Der HCN-Gehalt in den verschiedenen analysierten Proben variiert erheblich von weniger als 20 bis mehr als 1000 mg / kg Trockenmasse. Gemäß der Norm ISO 2164-1975 NT zur Bestimmung von cyanogenen Heterosiden in Hülsenfrüchten gilt eine Probe als cyanidfrei, wenn sie eine niedrigere Rate von 10 mg pro kg enthält. Da wir wissen, dass die in unseren Proben gefundenen Konzentrationen höher als 10 mg / kg sind, halten wir alle behandelten Proben für cyanogen. Die HCN-Werte in Bittermandel (mg / kg) sind ungefähr 40-mal höher als die Werte gefunden in Süßmandel (mg / kg).

Dies könnte durch die Tatsache erklärt werden, dass die Menge an Amygdalin, die in der Bittermandel enthalten ist, die Menge, die in der süßen Mandel enthalten ist, weit übersteigt. Nach der enzymatischen Hydrolyse setzt das Amygdalin, das das wichtigste cyanogene Glykosid in Prunus Spezies ist, einen hohen Anteil an Blausäure und einen Benzaldehyd frei, der für die Bitterkeit verantwortlich ist Säugetiere haben nur 0,5 mg CN / kg des Körpergewichts, die akute orale letale HCN-Dosis beim Menschen beträgt 0,5–3,5 mg / kg Körpergewicht und der Verzehr von 50 Bittermandeln ist für Erwachsene tödlich. Bei kleinen Kindern sind 5–10 Mandeln jedoch tödlich.

3.2.3. Cyanidspiegel in Aprikosenkernen

Die in den fünf Proben von Aprikosenkernen angegebenen HCN-Spiegel variieren in den Regionen des tunesischen Landes erheblich. Die niedrigsten Raten (583,2 mg / kg und 540 mg / kg) wurden in Proben von „Sfax“ und „Tastour“ festgestellt. Es ist zu beachten, dass zwischen diesen beiden Regionen Nordwest und Südost keine signifikanten Unterschiede bestehen. Darüber hinaus sind die Werte in Zentraltunesien (Sbiba) mit 804,60 mg / kg mittelschwer, während die höchsten Werte (1134 und 1193,40 mg / kg) in Proben aus der Sahelzone (Monastir) und dem Norden des Landes (Sbiba) verzeichnet sind. Morneg).

Laut dem Ausschuss für die Toxizität von Chemikalien in Lebensmitteln, Konsumgütern und der Umwelt in Großbritannien können die Cyanidkonzentrationen in Aprikosenkernen 2000 mg / kg Trockenmasse erreichen.

3.2.4. Interregionale Variabilität von Cyanid in verschiedenen Proben

Die interregionale Variabilität des HCN-Gehalts in verschiedenen behandelten Proben ist hauptsächlich auf klimatische Bedingungen und Niederschläge zurückzuführen. Tatsächlich fördern das trockene Klima und das intensive Sonnenlicht die Zyanogenese.

Darüber hinaus unterscheiden sich landwirtschaftliche Flächen durch die Art ihrer Böden und die Prozesse ihrer Düngung mit chemischen Düngemitteln. In der Tat erhöhen Stickstoffdünger die Absorption von Nitraten durch Pflanzen und führen zu einer Blockierung des Stickstoffmetabolismus und einer Akkumulation von HCN. Das Alter der Pflanze zur Erntezeit könnte auch diese Variation des Cyanidgehalts in Proben erklären, die aus verschiedenen geografischen Gebieten stammen. Tatsächlich wird berichtet, dass HCN während des Pflanzenwachstums allmählich zunimmt, um zum Zeitpunkt der Reife ein Maximum zu erreichen, das etwa 20-mal höher ist als bei Pflänzchen.

Einige Studien zu cyanogenen Lebensmitteln sind in Tabelle 3 zusammengefasst / p>

Nach diesen Ergebnissen stellen wir fest, dass die Blausäuregehalte in unseren Proben von Aprikosenkernen (851,04 ± 303,28 mg / kg), die nach der argentometrischen Methode erhalten wurden, geringfügig sind niedriger als diejenigen, die in einer an der algerischen Universität „El Tarf“ durchgeführten Studie gefunden wurden und deren Ziel es war, den Nährwert von bitteren Aprikosenkernen und ihren Blausäuregehalt (1175 ± 63,63 mg / kg) zu bestimmen. Sie sind jedoch nahezu gleich Ergebnisse einer nationalen australischen Studie (799 ± 19,80 mg / kg).

In dem Wissen, dass die tödliche Dosis 0,5–3,5 mg / kg Körpergewicht beträgt, wäre eine schwere Toxizität aufgrund des Verbrauchs von unvermeidlich Ungefähr 30 Aprikosenkerne für Erwachsene und weniger für Kinder.

Laut „Committee on Toxicity“ (COT) enthalten Aprikosenkerne fast 1450 mg / kg Cyanid, ungefähr 0,5 mg / Kern. Verbrauchern wird empfohlen, nur fünf Kerne in einer Stunde und nicht mehr als 10 pro Tag zu essen.

Darüber hinaus hat das kanadische Gesundheitsministerium die Verwendung von bitteren Aprikosenkernen zum Würzen von Lebensmitteln oder für medizinische Zwecke derzeit verhindert empfiehlt, dass der Verzehr von bitteren Aprikosenkernen aufgrund ihrer Toxizität insbesondere für kleine Kinder drei Körner pro Tag nicht überschreitet.

3.2.5. Der Cyanidgehalt in Leinsamen (Linum usitatissimum)

HCN-Gehalte in unseren Proben von Bittermandeln (913–1210 mg / kg) und Aprikosenkern (547–1154 mg / kg) sind doppelt so hoch wie die Gehalte gewonnen aus Proben von Leinsamen in der australischen Studie (360–390 mg / kg). In der Tat hat Flachs (L. usitatissimum), ein sehr interessantes Lebensmittel aufgrund seines hohen Gehalts an Linolensäure und Ballaststoffen, die geringste Toxizität unter allen cyanogenen Lebensmitteln. Tatsächlich könnte das Kochen von Lebensmitteln auf Flachsbasis bei 230 ° C für 15 bis 18 Minuten oder das Kochen von Samen 90 bis 100% Blausäure eliminieren.

3.2.6. Cyanidgehalte in Maniok (Manioc esculenta Crantz)

Der Bereich des Gesamtcyanidgehalts verschiedener Manioksorten beträgt 1–1550 mg HCN / kg Frischmaterial. Laut FDA kann der HCN-Gehalt in Maniok bei schlecht entgifteten Bitterstoffen bis zu 1500 mg / kg erreichen, was die berichteten negativen Auswirkungen des täglichen Maniokkonsums wie Diabetes, angeborene Fehlbildungen und neurologische Kropfstörungen wie Konzo erklären kann , eine epidemische paralytische Krankheit, die erstmals 1938 von G. Trolli beschrieben wurde, der sie im Kwango des belgischen Kongo (heute Demokratische Republik Kongo) entdeckte. Die Ausbrüche sind mit einem mehrwöchigen fast ausschließlichen Verzehr von unzureichend verarbeitetem „bitterem“ (cyanidreichem) Maniok verbunden. In Nordmosambik ist die Krankheit als Mantakassa bekannt und wird durch den täglichen Verzehr von Gari (einem beliebten Lebensmittel aus) verursacht Maniok) als Grundnahrungsmittel ist Konzo eine neurologische Erkrankung, die irreversible neuromotorische Schäden und akutes Auftreten von Paraparese verursacht und hauptsächlich Kinder betrifft.

Angesichts der Schwere dieser Pathologie hat die Weltgesundheitsorganisation eine Sicherheitsschwelle festgelegt von 10 mg / kg Gesamtcyanid in Maniokmehl, um die Verbraucher vor den nachteiligen Auswirkungen einer chronischen Maniokaufnahme zu schützen.

In Australien und den USA wurden Maniokknollen zur Herstellung von Chips und Keksen verwendet.

3.2.7. Cyanidspiegel in Mandelsirup

Die Analyse von Mandelsirup zeigt, dass die fünf Marken im Wesentlichen frei von Blausäure oder etwa 1–3 mg / kg sind. Die sehr niedrigen Konzentrationen sind höchstwahrscheinlich aufgrund der Tatsache dass die drei ersten Marken von Mandelsirupen mit einem synthetischen Aroma von Bittermandel hergestellt werden, weshalb sie nur 1 ± 0,25 mg / kg HCN enthalten. Die beiden anderen werden mit einem natürlichen Aroma von Bittermandel hergestellt, enthalten jedoch nicht mehr als 3 ± 0,5 mg / kg HCN, wahrscheinlich weil die Mengen an Bittermandel nicht hoch genug sind, um signifikante Mengen an HCN freizusetzen Darüber hinaus wurde zugegeben, dass die Freisetzung von Cyanid erst nach Hydrolyse bei Kontakt mit Wasser erfolgt. In diesem Fall wurde Cyanid wahrscheinlich während des Produktionsprozesses des Mandelsirups freigesetzt.

Der Ausschuss Der neuseeländische Lebensmittelstandardkodex der Experten für Aromen von Aromen des Europarates und Australiens hat feste gesetzliche Grenzwerte festgelegt, die die maximal zulässigen HCN-Gehalte in Fruchtsamen und Getränken auf Grubenbasis definieren, wie in Tabelle 4 gezeigt.

In Anbetracht der obigen Ergebnisse kamen wir zu dem Schluss, dass HCN den Inhalt enthält in Mandelsirupen, die in Tunesien vermarktet werden, entsprechen den Standards. Daher bedeuten diese Getränke unter diesem Gesichtspunkt keine gefährlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.

4. Schlussfolgerung

Diese Studie ergab einen breiten Bereich von Cyanidkonzentrationen in allgemein erhältlichen Bittermandeln und Aprikosenkernen im Gegensatz zu Mandelsirup, der von Blausäure befreit ist und ein Produkt ohne Risiko für die menschliche Gesundheit bleibt. Es sollte jedoch eine Reihe von Empfehlungen berücksichtigt werden, um die Toxizität von cyanogenen Lebensmitteln zu vermeiden. Der Schwerpunkt sollte auf der Aufklärung über Lebensmittel liegen, um das Bewusstsein für das potenzielle Gesundheitsrisiko zu schärfen, das durch zyanogene Pflanzen für den Menschen, insbesondere für Kinder, verursacht wird. Die genetische Selektion von cyanogenfreien Genotypen scheint jedoch eine radikale Lösung für diese Art der Vergiftung zu sein.

Ergänzungsmaterialien