Niveluri toxice potențiale de cianură în migdale (Prunus amygdalus), sâmburi de caise (Prunus armeniaca) și sirop de migdale

Rezumat

În condiții normale de mediu, multe plante sintetizează glicozide cianogene , care sunt capabili să elibereze cianură de hidrogen la hidroliză. În fiecare an, există animale frecvente și animale ocazionale victime ale consumului de plante cianogene. Prezenta lucrare își propune să determine conținutul de acid cianhidric în diferite probe de plante cianogene, selectate din flora tunisiană și în siropul de migdale. Pentru a evalua toxicitatea și impactul acestora asupra sănătății consumatorilor atât pe termen scurt, cât și pe termen lung, utilizând standardul ISO 2164-1975 NT, referitor la determinarea heterozidelor cianogene la plantele leguminoase.

1. Introducere

Multe plante sintetizează compuși numiți glicozide cianogene, care sunt capabili să elibereze cianură de hidrogen la hidroliză. Această abilitate, cunoscută sub numele de cianogeneză, a fost recunoscută de secole în plante precum caisele, piersicile, migdalele și alte plante alimentare importante. Există cel puțin 2650 de specii de plante care produc cianoglicozide. Odată ce părțile comestibile ale plantelor sunt macerate, enzima catabolică intracelulară-glucozidază poate fi eliberată și poate intra în contact cu glicozidele cianogene. Această enzimă hidrolizează glicozidele cianogene pentru a produce cianură de hidrogen, glucoză, cetone sau benzaldehidă. Un număr mare de oameni sunt expuși zilnic la concentrații scăzute de compuși cianogeni în multe alimente, această expunere poate implica un risc pentru sănătatea umană. consumul plantelor. Majoritatea cazurilor de otrăvire cu cianură sunt cauzate de consumul de plante care sunt membre ale familiei Rosaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae sau Gramineae. Cianura eliberată inhibă respirația celulară a tuturor organismelor aerobe prin blocarea transportului de electroni mitocondriale și prevenirea absorbției de oxigen. Expunerea ridicată la această otravă puternică la om poate provoca greață, vărsături, diaree, amețeli, slăbiciune, confuzie mentală și convulsii, urmate de comă terminală și literalmente moarte. utilizat ca agent aromatizant în produse de patiserie și prăjituri, în timp ce migdalele amare sunt utilizate pentru a prepara siropul tradițional de orgeat (sirop de migdale), care este foarte popular și consumat pe scară largă în Tunisia. conținut de acid în diferite probe de plante cianogene. Pentru a evalua potențialul lor cianogen și toxicitatea acestora, conform standardului ISO 2164-1975 NT, referitor la determinarea heterozidelor cianogene la plantele leguminoase.

2. Materiale și metode

2.1. Colectarea probelor

2.1.1. Material vegetal

Toate probele au fost alese în mod arbitrar printre flora tunisiană. Trei varietăți diferite de migdale dulci au fost obținute de la magazinele locale cu fructe uscate și nuci.

Cele două probe de migdale amare au fost obținute de pe două piețe diferite din „Sfax”, care este cunoscut ca fiind principalul oraș al migdalei amare. cultivare în Tunisia, iar al treilea eșantion a fost obținut din migdale amare cultivate în nordul țării.

Probele de sâmburi de caise au fost obținute din cinci zone diferite din Tunisia, și anume, „Monastir” ” Sfax, ”„ Sbiba ”,„ Morneg ”și„ Tastour ”.

2.1.2. Sirop de migdale

Cinci mărci diferite de sirop de migdale au fost colectate din marile supermarketuri și magazine din Tunisia.

2.1.3. Echipament

Avem nevoie pentru acest studiu de un aparat de distilare cu abur compus din două baloane cu fund rotund conectate la un tub de condensare, un polizor mecanic de semințe, un echilibru electric precis și un incubator reglat la temperatura de.

2.1.4. Reactivi

Toți reactivii au fost preparați instantaneu în laboratorul de toxicologie.

Soluție de acetat de sodiu (20 g / L) ajustată la pH = 5 cu acid acetic, soluție de acid azotic g / mL. Azotat de argint 0,02 N, tiocianat de amoniu 0,02 N. Indicatorul colorat a fost preparat amestecând o parte cu un volum de acid azotic și o parte cu un volum de soluție saturată de sulfat de fier și amoniu.

2.2. Metodă

2.2.1. Măsurarea cianurii de hidrogen în materialul vegetal

Pentru a determina nivelurile cantitative de cianură în probele selectate, am folosit o metodă argentometrică, conform standardului ISO 2164-1975, referitoare la dozarea glicozidelor cianogene în plantele leguminoase. p>

Procedura pentru determinarea acidului cianhidric în materialul vegetal, a constat într-o hidroliză acidă a glicozidelor cianogene, acidul cianhidric eliberat din această hidroliză a fost recuperat în soluția de azotat de argint după o distilare cu abur.

Nivelurile de acid cianhidric au fost determinate prin titrarea excesului de azotat de argint, prin utilizarea unei soluții de tiocianat de amoniu, într-un mediu acid, în prezența indicatorului de culoare.

Apariția precipitatului maro de tiocianat feric, a indicat punctul de echivalență, când azotatul de argint a fost complet epuizat.

2.2.2. Metodă de operare

Sâmburi de caise și probe de migdale au fost uscate la soare, apoi măcinate fin cu râșnița mecanică, curățate anterior cu apă distilată și o soluție diluată de acid azotic.

Douăzeci g de proba măcinată și siropul de migdale au fost cântărite cu precizie apoi plasate într-un balon cu fund rotund de 1000 ml cu 50 ml de apă distilată și 10 ml de acetat de sodiu 0,02 N.

Macerarea a fost făcută prin punerea balonului, bine închis, în incubator la o temperatură de 12 ore. Aceste condiții de incubație asigură conversia completă a glicozidelor cianogene în acid cianianic.

După incubare, balonul cu fund rotund a fost răcit într-o baie de gheață și atașat la aparatul de distilare cu abur.

Primul balon cu fund rotund trebuie umplut pe jumătate cu apă distilată și atașat la aparat, pe o placă încălzită.

Al doilea, care conținea maceratul, a fost atașat la tubul condensatorului.

Apa conținută în primul balon cu fund rotund a fost încălzită la fierbere; aburul produs a fost condus în tuburi de sticlă către al doilea balon cu fund rotund, pentru a transporta vaporii acidului cianhidric și pentru a-i condensa într-un lichid.

O sută de mililitri de distilat au fost prinși într-un amestec de 50 mL azotat de argint și 1 mL acid nitric 0,02 N, apoi imediat transferat într-un balon gradat de 500 mL și dilatat cu apă distilată.

Această soluție a fost filtrată și 250 mL de filtrat au fost colectați în un balon uscat cu 2 ml de indicator de culoare. Excesul de azotat de argint a fost titrat cu o soluție de tiocianat de amoniu 0,02 N până când apare precipitatul brun. Toate probele au fost tratate identic. Un test alb a fost efectuat în aceleași condiții.

Nivelurile de acid cianhidric au fost exprimate în mg / kg de substanță uscată folosind următoarea formulă: este volumul de tiocianat de amoniu necesar pentru neutralizarea excesului de azotat de argint în testul de probă, este volumul de tiocianat de amoniu necesar pentru neutralizarea excesului de azotat de argint în testul martor, este greutatea (gramul) probei de testare.

3. Rezultate și discuții

3.1. Rezultatele

Nivelurile de acid cianhidric găsite în sâmburi de caise, migdale dulci și amare sunt prezentate în tabelul 1.

Nivelurile de acid cianhidric din siropul de migdale sunt ilustrate în Tabelul 2.

3.2. Discuție

3.2.1. Toxicitatea cianurii

Cianura provoacă hipoxie intracelulară prin legarea reversibilă la citocrom oxidaza a3 mitocondrială din mitocondrii. Citocrom oxidaza a3 este necesară pentru reducerea oxigenului în apă în al patrulea complex de fosforilare oxidativă. Legarea cianurii de ionul feric în citocrom oxidaza a3 inhibă enzima terminală în lanțul respirator și oprește transportul electronilor și fosforilarea oxidativă (Figura 1).

Figura 1

Efectul cianurii asupra respirației celulare: Cianura se leagă reversibil de ionul feric din citocrom oxidaza a3 din mitocondrie, oprind în mod eficient respirația celulară prin blocarea reducerii oxigenului în apă. ATP: trifosfat de adenozină.

Această cascadă descendentă este fatală dacă nu este inversată. De fapt, fosforilarea oxidativă este esențială pentru sinteza adenozin trifosfatului (ATP) și pentru continuarea respirației celulare. Toxicitatea cianurii este atribuită în mare măsură încetării metabolismului celular aerob, care cauzează disfuncții ale sistemului nervos central și cardiovascular, prin hipoxie celulară.

3.2.2. Nivelurile de cianură în migdale dulci și amare

Conținutul de HCN din diferitele probe analizate variază considerabil de la mai puțin de 20 la mai mult de 1000 mg / kg de substanță uscată. Conform standardului ISO 2164-1975 NT, referitor la determinarea heterozidelor cianogene la plantele leguminoase, o probă este considerată lipsită de cianură de hidrogen dacă conține o rată mai mică de 10 mg pe kg; în consecință, știind că concentrațiile găsite în probele noastre sunt mai mari de 10 mg / kg, considerăm că toate probele tratate sunt cianogene.

Nivelurile de HCN în migdale amare (mg / kg) sunt de aproximativ 40 de ori mai mari decât nivelurile găsit în migdale dulci (mg / kg).

Acest lucru s-ar putea explica prin faptul că cantitatea de amigdalină conținută în migdale amare depășește în mare măsură cantitatea conținută în cea dulce. După hidroliza enzimatică, amigdalina, care este cel mai important glicozid cianogen din speciile lui Prunus, eliberează un nivel ridicat de acid cianhidric și o benzaldehidă care este responsabilă de amărăciune.

Știind că doza letală acută de cianură pentru mamiferele sunt de 0,5 mg CN / kg din greutatea corporală, doza letală acută orală de HCN pentru om este raportată la 0,5-3,5 mg / kg din greutatea corporală, iar consumul de 50 de migdale amare este mortal pentru adulți. Cu toate acestea, pentru copiii mici, 5-10 migdale sunt fatale.

3.2.3. Nivelurile de cianură în sâmburi de caise

Nivelurile de HCN observate în cele cinci eșantioane de sâmburi de caise variază considerabil între regiunile țării tunisiene. Cele mai mici rate (583,2 mg / kg și 540 mg / kg) au fost observate, respectiv, în probele din „Sfax” și „Tastour”. Trebuie remarcat faptul că nu există diferențe semnificative între aceste două regiuni din nord-vest și sud-est. În plus, nivelurile sunt intermediare în centrul Tunisiei (Sbiba) cu 804,60 mg / kg, în timp ce cele mai ridicate niveluri (1134 și 1193,40 mg / kg) sunt observate, respectiv, în probele din Sahel (Monastir) și nordul țării ( Morneg).

Potrivit Comitetului pentru toxicitatea substanțelor chimice din alimente, produsele de consum și mediul din Marea Britanie, concentrațiile de cianură din boabele de caise pot ajunge la 2000 mg / kg de substanță uscată.

3.2.4. Variabilitatea interregională a cianurii în diferite probe

Variabilitatea interregională a conținutului de HCN în diferite probe tratate se datorează în principal condițiilor climatice și precipitațiilor. De fapt, clima uscată și lumina intensă a soarelui promovează cianogeneza.

În plus, zonele agricole diferă prin natura solurilor lor și procesele de fertilizare a acestora prin îngrășăminte chimice. Într-adevăr, îngrășămintele cu azot cresc absorbția nitraților de către plante și implică blocarea metabolismului azotului și acumularea de HCN. Vârsta plantei la momentul recoltării ar putea explica, de asemenea, această variație a nivelului de cianură în probele obținute din diferite zone geografice. De fapt, se raportează că HCN crește treptat în timpul creșterii plantelor pentru a atinge un maxim la maturitate, de aproximativ 20 de ori mai mare decât în plantă.

Câteva studii privind alimentele cianogene sunt rezumate în tabelul 3.

Conform acestor rezultate, observăm că nivelurile de acid cianhidric din probele noastre de sâmburi de caise (851,04 ± 303,28 mg / kg), obținute prin metoda argentometrică, sunt ușor mai mici decât cele găsite într-un studiu realizat la Universitatea Algeriană „El Tarf” și al cărui obiectiv a fost de a determina valoarea nutrițională a boabelor de caise amare și a nivelurilor lor de acid cianhidric (1175 ± 63,63 mg / kg). Cu toate acestea, acestea sunt aproape egale cu rezultatele unui studiu australian național (799 ± 19,80 mg / kg).

Mai mult, știind că doza letală este raportată a fi de 0,5-3,5 mg / kg corp, toxicitatea severă ar fi inevitabilă din cauza consumului de aproximativ 30 de boabe de caise pentru adulți și mai puține pentru copii.

Conform „Comitetului pentru toxicitate” (COT), boabele de caise conțin aproape 1450 mg / kg de cianură, aproximativ 0,5 mg / boabe. Consumatorilor li se recomandă să mănânce doar cinci miezuri într-o oră și nu mai mult de 10 pe zi.

Mai mult, Ministerul Sănătății din Canada a împiedicat utilizarea miezurilor de caise amare pentru aromarea alimentelor sau în scopuri medicinale, iar în prezent recomandă ca consumul de sâmburi amare de caise să nu depășească trei sâmburi pe zi, din cauza toxicității lor în special pentru copiii mici.

3.2.5. Conținutul de cianură din semințele de in (Linum usitatissimum)

Nivelurile de HCN din probele noastre de migdale amare (913-1210 mg / kg) și miez de caise (547-1154 mg / kg) sunt de două ori mai mari decât nivelurile obținute din probe de semințe de in în studiul australian (360-390 mg / kg). Într-adevăr, inul (L. usitatissimum), un aliment foarte interesant datorită conținutului ridicat de acid linolenic și fibre dietetice, are cea mai mică toxicitate dintre toate alimentele cianogene. De fapt, gătirea alimentelor pe bază de in la 230 ° C timp de 15-18 minute sau fierberea semințelor ar putea elimina 90-100% din acidul cianhidric.

3.2.6. Nivelurile de cianură în manioc (Manioc esculenta Crantz)

Gama conținutului total de cianuri din diferite soiuri de manioc este de 1–1550 mg HCN / Kg de material proaspăt. Conform FDA, conținutul de HCN din manioc poate ajunge până la 1500 mg / kg la soiurile amare slab detoxificate, ceea ce poate explica efectele negative raportate ale consumului zilnic de manioc, cum ar fi diabetul, malformațiile congenitale și tulburările neurologice ale gușei, cum ar fi Konzo , o boală epidemică paralitică, descrisă pentru prima dată de G. Trolli în 1938, care a descoperit-o printre Kwango din Congo Belgian (acum Republica Democrată Congo). Focarele sunt asociate cu câteva săptămâni de consum aproape exclusiv de manioc „amar” (bogat în cianuri) insuficient procesat. În nordul Mozambicului, boala este cunoscută sub numele de mantakassa și este indusă de consumul zilnic de gari (un aliment popular fabricat din manioc) ca element de bază alimentar, Konzo este o boală neurologică care provoacă leziuni neuromotorii ireversibile și debutul acut al paraparezei care afectează în principal copiii.

Având în vedere gravitatea acestei patologii, Organizația Mondială a Sănătății a stabilit un prag de siguranță de 10 mg / kg de cianură totală în făină de manioc, pentru a proteja consumatorii împotriva efectelor adverse ale aporturilor cronice de manioc.

În Australia și SUA, tuberculii de manioc au fost folosiți pentru a face chipsuri și fursecuri.

3.2.7. Nivelurile de cianură în siropul de migdale

Analiza siropului de migdale arată că cele cinci mărci sunt substanțial lipsite de acid cianhidric sau aproximativ 1-3 mg / kg. Concentrațiile foarte scăzute găsite sunt cel mai probabil datorită faptului că primele trei mărci de siropuri de migdale sunt preparate cu o aromă sintetică de migdale amare, de aceea conțin doar 1 ± 0,25 mg / kg de HCN. Celelalte două sunt preparate cu o aromă naturală de migdale amare, dar conțin nu mai mult de 3 ± 0,5 mg / kg de HCN, probabil deoarece cantitățile de migdale amare nu sunt suficient de mari pentru a elibera niveluri semnificative de HCN.

În plus, s-a admis că eliberarea de cianură are loc numai după hidroliză la contactul cu apa, într-un astfel de caz, cianura a fost probabil eliberată în timpul procesului de producție a siropului de migdale.

Comitetul al experților în aromă al Consiliului Europei și Australiei, codul standardelor alimentare din Noua Zeelandă, au stabilit limite de reglementare, care definesc nivelurile maxime permise de HCN în semințele de fructe și băuturile pe bază de gropi, așa cum se arată în tabelul 4.

Având în vedere rezultatele de mai sus, am concluzionat că HCN conținutul în siropurile de migdale comercializate în Tunisia respectă standardele, Deci, pentru aceste băuturi nu implică efecte periculoase asupra sănătății umane din acest punct de vedere.

4. Concluzie

Acest studiu a dezvăluit o gamă largă de concentrații de cianuri în migdalele amare și boabele de caise disponibile în mod obișnuit, spre deosebire de siropul de migdale, care este scutit de acid cianhidric și rămâne un produs fără niciun risc pentru sănătatea umană. Cu toate acestea, ar trebui luate în considerare o serie de recomandări pentru a evita toxicitatea alimentelor cianogene. Trebuie pus accentul pe educația alimentară, pentru a crește gradul de conștientizare cu privire la riscul potențial pentru sănătate cauzat de plantele cianogene pentru oameni, în special pentru copii. Cu toate acestea, selecția genetică a genotipurilor fără cianogen pare a fi o soluție radicală pentru acest tip de intoxicație.

Materiale suplimentare