Níveis tóxicos potenciais de cianeto em amêndoas (Prunus amygdalus), grãos de damasco (Prunus armeniaca) e xarope de amêndoa

Resumo

Em condições ambientais normais, muitas plantas sintetizam glicosídeos cianogênicos , que são capazes de liberar cianeto de hidrogênio após hidrólise. A cada ano, há animais frequentes e vítimas humanas ocasionais do consumo de plantas cianogênicas. O presente trabalho tem como objetivo determinar o teor de ácido cianídrico em diferentes amostras de plantas cianogênicas, selecionadas da flora tunisiana, e no xarope de amêndoa. Com o objetivo de avaliar a sua toxicidade e o seu impacto na saúde do consumidor a curto e longo prazo, utilizando a norma ISO 2164-1975 NT, relativa à determinação de heterósidos cianogénicos em leguminosas.

1. Introdução

Muitas plantas sintetizam compostos chamados glicosídeos cianogênicos, que são capazes de liberar cianeto de hidrogênio durante a hidrólise. Essa capacidade, conhecida como cianogênese, é reconhecida há séculos em plantas como damascos, pêssegos, amêndoas e outras plantas alimentícias importantes. Existem pelo menos 2.650 espécies de plantas que produzem cianoglicosídeos. Uma vez que as partes comestíveis das plantas são maceradas, a enzima intracelular catabólica -glucosidase pode ser liberada e pode entrar em contato com os glicosídeos cianogênicos. Esta enzima hidrolisa os glicosídeos cianogênicos para produzir cianeto de hidrogênio, glicose, cetonas ou benzaldeído. Um grande número de pessoas é diariamente exposto a baixas concentrações de compostos cianogênicos em muitos alimentos, esta exposição pode representar um risco para a saúde humana.

A cada ano, há animais frequentes e vítimas humanas ocasionais de muitos cianogênicos consumo de plantas. A maioria dos casos de envenenamento por cianeto é causada pelo consumo de plantas que são membros da família Rosaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae ou Gramineae. O cianeto liberado inibe a respiração celular de todos os organismos aeróbios, bloqueando o transporte mitocondrial de elétrons e evitando a absorção de oxigênio. A alta exposição a este potente veneno em humanos pode causar náuseas, vômitos, diarreia, tonturas, fraqueza, confusão mental e convulsões seguidas de coma terminal e literalmente morte.

Em muitas regiões da Tunísia, os grãos de damasco moídos são amplamente usado como um agente aromatizante em bolos e bolos, enquanto a amêndoa amarga é usada para preparar o xarope de orgeat tradicional (xarope de amêndoa), que é muito popular e amplamente consumido na Tunísia.

Neste estudo, pretendemos determinar o hidrocianato teor de ácido em diferentes amostras de plantas cianogênicas. Com o objetivo de avaliar seu potencial cianogênico e sua toxicidade, de acordo com a norma ISO 2164-1975 NT, referente à determinação de heterosídeos cianogênicos em leguminosas.

2. Materiais e métodos

2.1. Coleta de Amostras

2.1.1. Material vegetal

Todas as amostras foram escolhidas arbitrariamente entre a flora tunisiana. Três variedades diferentes de amêndoa doce foram obtidas em nozes locais e lojas de frutas secas.

As duas amostras de amêndoa amarga foram obtidas em dois mercados diferentes em “Sfax”, que é conhecida por ser a principal cidade da amêndoa amarga cultivo na Tunísia, e a terceira amostra foi obtida de amendoeiras amargas cultivadas no norte do país.

As amostras de grãos de damasco foram obtidas em cinco áreas diferentes da Tunísia, a saber, “Monastir,” ” Sfax, ”” Sbiba “,” Morneg “e” Tastour “.

2.1.2. Xarope de amêndoa

Cinco marcas diferentes de xarope de amêndoa foram coletadas nos principais supermercados e lojas da Tunísia.

2.1.3. Equipamento

Precisamos para este estudo um aparelho de destilação a vapor composto por dois frascos de fundo redondo conectados a um tubo condensador, um moedor mecânico de sementes, uma balança elétrica precisa e uma incubadora regulada à temperatura de.

2.1.4. Reagentes

Todos os reagentes foram preparados instantaneamente no laboratório de toxicologia.

Solução de acetato de sódio (20 g / L) ajustada para pH = 5 com ácido acético, solução de ácido nítrico g / mL. Nitrato de prata 0,02 N, tiocianato de amônio 0,02 N. O indicador colorido foi preparado misturando uma parte de um volume de ácido nítrico e uma parte de um volume de uma solução saturada de sulfato de ferro e amônio.

2.2. Método

2.2.1. Medição de Cianeto de Hidrogênio em Material Vegetal

Para determinar quantitativamente os níveis de cianeto em amostras selecionadas, foi utilizado um método argentométrico, de acordo com a norma ISO 2164-1975, referente à dosagem de glicosídeos cianogênicos em leguminosas.

O procedimento para a determinação do ácido cianídrico em material vegetal, consistiu na hidrólise ácida dos glicosídeos cianogênicos, o ácido cianídrico liberado dessa hidrólise foi recuperado na solução de nitrato de prata após destilação a vapor.

Os níveis de ácido cianídrico foram determinados por titulação do excesso de nitrato de prata, utilizando uma solução de tiocianato de amônio, em meio ácido, na presença do indicador de cor.

O aparecimento de precipitado marrom de tiocianato férrico, indicou o ponto de equivalência, quando o nitrato de prata estava totalmente esgotado.

2.2.2. Método de operação

Amostras de amêndoas e amêndoas de damasco foram secas ao sol, depois moídas finamente com moedor mecânico, previamente limpas com água destilada e solução diluída de ácido nítrico.

Vinte g de a amostra moída e o xarope de amêndoa foram pesados com precisão e então colocados em um frasco de fundo redondo de 1000 mL com 50 mL de água destilada e 10 mL de acetato de sódio 0,02 N.

A maceração foi feita colocando o frasco, bem fechado, na incubadora a uma temperatura de 12 horas. Essas condições de incubação garantem a conversão completa dos glicosídeos cianogênicos em ácido cianídrico.

Após a incubação, o frasco de fundo redondo foi resfriado em banho de gelo e conectado ao aparelho de destilação a vapor.

O primeiro frasco de fundo redondo deve ser preenchido até a metade com água destilada e fixado ao aparelho, em uma placa aquecida.

O segundo, que continha o macerado, foi acoplado ao tubo do condensador.

A água contida no primeiro frasco de fundo redondo foi aquecida até ferver; o vapor produzido foi conduzido em um tubo de vidro para o segundo frasco de fundo redondo, a fim de transportar os vapores do ácido cianídrico e condensá-los em um líquido.

Cem mililitros do destilado ficaram presos em uma mistura de 50 mL de nitrato de prata e 1 mL de ácido nítrico 0,02 N, em seguida, imediatamente transferido para um frasco graduado de 500 mL e dilatado com água destilada.

Esta solução foi filtrada e 250 mL do filtrado foram coletados em um frasco seco com 2 mL de um indicador de cor. O excesso de nitrato de prata foi titulado com uma solução de tiocianato de amônio 0,02 N até que o precipitado marrom apareça. Todas as amostras foram tratadas de forma idêntica. Um teste em branco foi realizado nas mesmas condições.

Os níveis de ácido cianídrico foram expressos em mg / kg de matéria seca usando a seguinte fórmula: é o volume de tiocianato de amônio necessário para neutralizar o excesso de nitrato de prata na amostra teste, é o volume de tiocianato de amônio necessário para neutralizar o excesso de nitrato de prata no teste em branco, é o peso (grama) da amostra teste.

3. Resultados e discussão

3.1. Resultados

Os níveis de ácido cianídrico encontrados nos grãos de damasco, amêndoas doces e amargas são mostrados na Tabela 1.

Os níveis de ácido hidrociânico no xarope de amêndoa são ilustrados na Tabela 2.

3.2. Discussão

3.2.1. Toxicidade do cianeto

O cianeto causa hipóxia intracelular por ligação reversível à citocromo oxidase a3 mitocondrial dentro da mitocôndria. A citocromo oxidase a3 é necessária para a redução do oxigênio em água no quarto complexo de fosforilação oxidativa. A ligação do cianeto ao íon férrico na citocromo oxidase a3 inibe a enzima terminal na cadeia respiratória e interrompe o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa (Figura 1).

Figura 1

Efeito do cianeto na respiração celular: O cianeto se liga de forma reversível ao íon férrico na citocromo oxidase a3 dentro da mitocôndria, interrompendo a respiração celular ao bloquear a redução do oxigênio em água. ATP: trifosfato de adenosina.

Essa cascata descendente é fatal se não for revertida. Na verdade, a fosforilação oxidativa é essencial para a síntese de trifosfato de adenosina (ATP) e a continuação da respiração celular. A toxicidade do cianeto é amplamente atribuída à cessação do metabolismo celular aeróbio, que causa disfunções do sistema nervoso central e cardiovascular, por hipóxia celular.

3.2.2. Níveis de cianeto em amêndoas doces e amargas

O conteúdo de HCN nas diferentes amostras analisadas varia consideravelmente de menos de 20 a mais de 1000 mg / kg de matéria seca. De acordo com a norma ISO 2164-1975 NT, relativa à determinação de heterosídeos cianogênicos em leguminosas, uma amostra é considerada livre de cianeto de hidrogênio se contiver uma taxa inferior a 10 mg por kg; consequentemente, sabendo que as concentrações encontradas em nossas amostras são superiores a 10 mg / kg, consideramos que todas as amostras tratadas são cianogênicas.

Os níveis de HCN na amêndoa amarga (mg / kg) são aproximadamente 40 vezes maiores que os níveis encontrado na amêndoa doce (mg / kg).

Isso pode ser explicado pelo fato de que a quantidade de amigdalina contida na amêndoa amarga excede em muito a quantidade contida na doce. Após a hidrólise enzimática, a amigdalina, que é o glicosídeo cianogênico mais importante nas espécies de Prunus, libera um alto nível de ácido cianídrico e um benzaldeído que é responsável pelo amargor.

Saber que a dose letal aguda de cianeto por mamíferos é tão baixo quanto 0,5 mg CN / kg de peso corporal, a dose letal oral aguda de HCN para humanos é relatada como 0,5–3,5 mg / kg de peso corporal e o consumo de 50 amêndoas amargas é mortal para adultos. No entanto, para crianças pequenas, 5–10 amêndoas são fatais.

3.2.3. Níveis de cianeto em grãos de damasco

Os níveis de HCN observados nas cinco amostras de grãos de damasco variam consideravelmente entre as regiões do país tunisino. As taxas mais baixas (583,2 mg / kg e 540 mg / kg) foram observadas, respectivamente, nas amostras de “Sfax” e “Tastour”. Ressalta-se que não há diferenças significativas entre essas duas regiões do Noroeste e do Sudeste. Além disso, os níveis são intermediários na Tunísia central (Sbiba) com 804,60 mg / kg, enquanto os níveis mais elevados (1134 e 1193,40 mg / kg) são observados, respectivamente, em amostras do Sahel (Monastir) e do norte do país ( Morneg).

De acordo com o Comitê de Toxicidade de Produtos Químicos em Alimentos, Produtos de Consumo e Meio Ambiente no Reino Unido, as concentrações de cianeto em grãos de damasco podem chegar a 2.000 mg / kg de matéria seca.

3.2.4. Variabilidade inter-regional de cianeto em diferentes amostras

A variabilidade inter-regional do conteúdo de HCN em diferentes amostras tratadas deve-se principalmente às condições climáticas e à precipitação. Na verdade, o clima seco e a luz solar intensa promovem a cianogênese.

Além disso, as áreas agrícolas diferem pela natureza de seus solos e pelos processos de sua fertilização por fertilizantes químicos. Na verdade, os fertilizantes de nitrogênio aumentam a absorção de nitratos pelas plantas e acarreta o bloqueio do metabolismo do nitrogênio e o acúmulo de HCN. A idade da planta na época da colheita também pode explicar essa variação do nível de cianeto em amostras obtidas em diferentes áreas geográficas. Na verdade, é relatado que o HCN aumenta gradualmente durante o crescimento da planta para atingir um máximo na maturidade, cerca de 20 vezes maior do que na planta.

Alguns estudos sobre alimentos cianogênicos são resumidos na Tabela 3.

De acordo com esses resultados, notamos que os níveis de ácido cianídrico em nossas amostras de grãos de damasco (851,04 ± 303,28 mg / kg), obtidos pelo método argentométrico, são ligeiramente inferiores aos encontrados em um estudo realizado na Universidade da Argélia “El Tarf” e cujo objetivo era determinar o valor nutricional dos grãos de damasco amargo e seus níveis de ácido cianídrico (1175 ± 63,63 mg / kg). No entanto, são quase iguais a resultados de um estudo nacional australiano (799 ± 19,80 mg / kg).

Além disso, sabendo que a dose letal é relatada como 0,5–3,5 mg / kg de peso corporal, a toxicidade grave seria inevitável devido ao consumo de aproximadamente 30 grãos de damasco para adultos e menos para crianças.

De acordo com o “Comitê de Toxicidade” (COT), os grãos de damasco contêm quase 1450 mg / kg de cianeto, aproximadamente 0,5 mg / grão. Os consumidores são aconselhados a comer apenas cinco grãos em uma hora e não mais do que 10 por dia.

Além disso, o Ministério da Saúde canadense impediu o uso de grãos de damasco amargo para dar sabor a alimentos ou para fins medicinais, e atualmente recomenda que o consumo de grãos de damasco amargo não exceda três grãos por dia, devido à sua toxicidade, especialmente para crianças pequenas.

3.2.5. Conteúdo de cianeto na semente de linho (Linum usitatissimum)

Os níveis de HCN em nossas amostras de amêndoas amargas (913-1210 mg / kg) e caroço de damasco (547-1154 mg / kg) são duas vezes maiores do que os níveis obtida a partir de amostras de sementes de linho no estudo australiano (360–390 mg / kg). Na verdade, o linho (L. usitatissimum), um alimento muito interessante devido ao seu alto teor de ácido linolênico e fibra dietética, tem o menor teor de toxicidade entre todos os alimentos cianogênicos. Na verdade, cozinhar alimentos à base de linho a 230 ° C por 15-18 minutos ou ferver as sementes pode eliminar 90-100% do ácido cianídrico.

3.2.6. Níveis de cianeto na mandioca (Mandioca esculenta Crantz)

A variação do conteúdo total de cianeto de diferentes variedades de mandioca é de 1–1550 mg HCN / Kg de material fresco. De acordo com o FDA, o conteúdo de HCN na mandioca pode chegar a 1.500 mg / kg em variedades amargas mal desintoxicadas, o que pode explicar os efeitos negativos relatados do consumo diário de mandioca, como diabetes, malformações congênitas e distúrbios neurológicos de bócio, como Konzo , uma doença paralítica epidêmica, descrita pela primeira vez por G. Trolli em 1938, que a descobriu entre o Kwango do Congo Belga (agora a República Democrática do Congo). Os surtos estão associados a várias semanas de consumo quase exclusivo de mandioca “amarga” (rica em cianeto) insuficientemente processada. No norte de Moçambique, a doença é conhecida como mantakassa e é induzida pelo consumo diário de gari (um alimento popular feito de mandioca) como um alimento básico, Konzo é uma doença neurológica que causa danos neuromotores irreversíveis e início agudo de paraparesia que afeta principalmente crianças.

Dada a gravidade desta patologia, a Organização Mundial de Saúde estabeleceu um limite de segurança de 10 mg / kg de cianeto total na farinha de mandioca, para proteger os consumidores contra os efeitos adversos da ingestão crônica de mandioca.

Na Austrália e nos EUA, tubérculos de mandioca eram usados para fazer chips e biscoitos.

3.2.7. Níveis de cianeto no xarope de amêndoa

A análise do xarope de amêndoa mostra que as cinco marcas são substancialmente livres de ácido cianídrico ou cerca de 1–3 mg / kg. As concentrações muito baixas encontradas são provavelmente devido ao fato que as três primeiras marcas de xaropes de amêndoa são preparadas com aroma sintético de amêndoa amarga, por isso contêm apenas 1 ± 0,25 mg / kg de HCN. Os outros dois são preparados com um aroma natural de amêndoa amarga, mas não contêm mais que 3 ± 0,5 mg / kg de HCN, provavelmente porque as quantidades de amêndoa amarga não são altas o suficiente para liberar níveis significativos de HCN.

Além disso, admite-se que a liberação do cianeto só ocorre após a hidrólise em contato com a água, neste caso, provavelmente o cianeto foi liberado durante o processo de produção do xarope de amêndoa.

O Comitê de Experts on Aromas do Conselho da Europa e Austrália, código de padrões alimentares da Nova Zelândia, fixaram limites regulatórios, que definem os níveis máximos permitidos de HCN em sementes de frutas e bebidas à base de caroços, conforme mostrado na Tabela 4.

À luz dos resultados acima, concluímos que HCN o conteúdo em xaropes de amêndoa comercializados na Tunísia cumprem as normas, Portanto, nestas bebidas não implicam quaisquer efeitos perigosos para a saúde humana deste ponto de vista.

4. Conclusão

Este estudo revelou uma ampla gama de concentrações de cianeto em amêndoas amargas e grãos de damasco comumente disponíveis, em contraste com o xarope de amêndoa, que é isento de ácido cianídrico e permanece um produto sem qualquer risco para a saúde humana. No entanto, uma série de recomendações devem ser consideradas para evitar a toxicidade dos alimentos cianogênicos. A ênfase deve ser colocada na educação alimentar, para aumentar a consciência sobre o potencial risco à saúde causado pelas plantas cianogênicas para o homem, especialmente para as crianças. No entanto, a seleção genética de genótipos livres de cianogênio parece ser uma solução radical para esse tipo de intoxicação.

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