Chương II NHỮNG CHẤT ĐỘC HẠI TRONG CÂY THỰC PHẨM VÀ CÂY THỨC ĂN CHĂN NUÔIPGS.TS.. Solaninglucoside: Glucan Aglucan Solanin Đường Không phải đường Glucoside là hợp chất hữu cơ có chứa
Trang 1Chương II NHỮNG CHẤT ĐỘC HẠI TRONG CÂY THỰC PHẨM VÀ CÂY THỨC ĂN CHĂN NUÔI
PGS.TS Dương Thanh Liêm
Bộ môn Thức ăn & Dinh dưỡng động vật
Khoa Chăn nuôi – Thú y Trường Đại học Nông Lâm
TP Hồ Chí Minh
Trang 2Phân loại các chất độc có sẵn trong thức ăn
theo cấu trúc hóa học (có 6 nhóm chất)
Indole Alkaloids(Betacarbolines) Piperidine
Polycyclic Diterpene Pyridine
Pyrrolizidine Quinolizidine Taxine
Tropane Indolizidine Steroids TryptamineTerpenoids
2.12.22.32.42.52.62.72.82.92.102.112.12
GLYCOSIDE
I
Trang 3III PROTEIN AND AMINO ACID IV PHENOLIC TOXICAN
Lipoxidases Thiaminase Tocopheroloxidase Lectin
Abris Concanavalin Ricin
Robin Protein cytoplasmic thực vật Polypeptide
Amino Acid Non-nutrient Arginine analogs Canavanine Indospecine
l amino D proline dihydroxyphenylalanine Lathyrogens
Mimosine Nutrient Normal amino acids, antagonists
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
V
5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2
VI
6.1 6.2 6.3 6.4
Cinnamic Acid Fagopyricin Gossypol Hypericin Pterocin Resoricinol Urushiol Tannin
LIPID
Acid béo Cyclopropenoid fatty acids Erucic acid
Fluoroacetate Glycolipid
CHELATING POISONS
Nitrate Nitrites Oxalate Phytates
Trang 4I GLUCOSID TRONG THỰC VẬT
1 Cyanogenic glucoside:
Glucan Aglucan (HCN)
(Đường) (Không phải đường)
2 Thioglycoside (Goitrogenic Glycosides):
Glucan Aglucan (Thio-)
(Đường) (Không phải đường)
3 Solaninglucoside:
Glucan Aglucan (Solanin)
(Đường) (Không phải đường)
Glucoside là hợp chất hữu cơ có chứa glucose và một gốc không phải glucose thường gây ra ngộ độc
Trang 5Những thực vật có chứa Cyanogenic Glycoside độc
• Cây khoai mì (Cassava)
• Măng tre
• Quả hạnh (Almond)
• Quả đào (Peach)
• Quả mận (Plum)
• Quả anh đào dại (Cherry)
• Quả táo (Apple)
• Cây cao lương (Sorghum)
• Cỏ sudan
• Cỏ ba lá (Clover)
Trang 6Glucosid Nguồn tìm thấy Đường Aglycone
Linamarin Hạt lanh (Linum usitatissinum)
Đậu Java (phoseolus humatus) Khoai mì (Manihot esculenta)
Durrin Các loại cao lương, cỏ xu-dan
còn non (Sorghum Vulgare) Glucose
-hydroxy-benzaldehyd, HCN
Lotaustralin Cây Trefoil (Lotus australis), Cỏ
3 lá hoa trắng (Trifolium repens) Glucose
Methylethyl Ketone,
HCN
Taxiphyllin Các loại măng tre, trúc Glucose Benzaldehyde,
Phân bố glycoside quan trọng cây TP và thức ăn CN
Trang 7Cấu trúc hóa học của một số glycosid độc trong thực vật
Trang 8Scientific Name: Manihos Esculenta.
Common Name: Cassava Species Most Often Affected: cattle, goats, Pig, Poultry, human
Poisonous Parts: Leaves root Primary Poisons: Linamarin
Cây khoai mì Cassava
Trang 9Củ mì chà (Sắn đắng) Phú thọ Hàm lượng HCN
(mg/100g)
Vỏ ngoài mỏng
Vỏ trong dầy có mủ
Ở hai đầu củ khoai mì
Ruột củ khoai mì (phần ăn được)
Lõi củ khoai mì
7,60
21,60
16,20 9,72 15,80
Sự phân bố HCN trong các bộ phận
của cây khoai mì
Trang 10Hàm lượng HCN
trong
lá tươi (X Sx), mg/100g
Các loại lá mì Lá mì Ânđộ (Sắn dù) Lá mì gòn (Sắn chuối đỏ)
Lá già ( 1 / 2 cao thân trở xuống)
Lá bánh tẻ ( 1 / 2 đến ¾ cao thân)
Lá non phía trên
Đọt non
1,44 0,06 4,29 0,42
36,48 2,25 44,23 2,10
0,46 0,03 1,54 0,15
14,75 0,16 18,05 1,81
Sự phân bố HCN trong các loại lá
trên cây khoai mì
Trang 11Vỏ giữa củ khoai mì có chứa nhiều HCN
Trang 12CH 3
CH 3 C O
Acetone cyanohydrin
C N- H C N
Cyanide rhodanese & -S-S
Thiocyanate
COOH CH
C
S N C
NH 2
H
Amino thiazoline carboxylic acid
Cyanate
OCN-Red block cell
MetHb CN
SCN-O HOH 2 C
O
H OH
OH OH
Glycose
Trang 13Cấu tạo của Cianglucosid trong lá khoai mì
H 3 O Glucose
O Glucose Linustatin
Linamarin
Fe Globin
Trang 14Hệ thống chuyển vận điện tử c a Cytochrome c a Cytochrome ủa Cytochrome ủa Cytochrome
(Electron Transport System)
Trang 15Ngộ độc cấp tính Cyanogenic Glycoside
• Triệu chứng xảy ra rất đột ngột, rối loạn hô hấp, ngừng thở và chết
sau 1 hoặc 2 giờ với mức độ nặng
• Mức nhẹ hơn: Có cảm giác đắng, cay và nóng rát cổ họng, thỉnh
thoảng co giật hoặc tê cứng các chi Chảy nước bọt, sùi bọt mép, nôn mửa.
• Có cảm giác sợ hãi, chóng mặt, choáng váng, hoa mắt, co cứng quai
hàm
• Thở gấp, khó thở, nhịp thở không đều Động mạch co thắt làm cho
huyết áp tăng, tốc độ máu qua tim chậm lại, về sau loạn nhịp tim
• Niêm mạc tím, tái xanh, máu màu chocola Sau đó là những cơn co
giật, không điều khiển được tiểu tiện Cuối cùng là đổ vã mồ hôi, dãn đồng tử, tê liệt, liệt hô hấp rồi ngừng tim và tử vong.
Trang 16Trường hợp ăn thực phẩm nhiểm HCN liều
thấp, kéo dài, cơ thể thích ứng và chịu đựng
được, nhưng trạng thái bệnh khác xuất hiện
như:
- Bướu cổ do nhược năng tuyến giáp
(hyperthroidism) có liên quan đến sự ức chế
giáp trạng của sản phẩm trao đổi chất của HCN
là thiocyanate
- Có thể tê liệt thần kinh lâu dài có liên quan
đến chất trao đổi trung gian -cyanoalanine.
Triệu chứng ngộ độc mãn tính Triệu chứng ngộ độc mãn tính
Trang 17Sự cố gắng hóa giải độc tố HCN của cơ thể
a) Kiểu phản ứng giải độc thứ nhất, phản ứng với cysteine
rhodanese
Tác nhân gây bướu cổ Tác nhân gây hại thần kinh
Trang 18• Trong thực tiển khi động vật ăn thức ăn nhiều và hấp thu nhanh thì một lượng HCN là 4 mg/kg thể trọng có thể gây tử vong một cách rõ ràng Nếu tính trên thực liệu làm thức ăn thì mức ngộ độc 20 mg HCN /100
g thức ăn là rất nguy hiểm cho động vật
• Liều gây ngộ độc trên loài động vật khác nhau cũng khác nhau:
- Trên cừu 2 – 2,5 mg / kg thể trọng
- Trên người liều 1,4 mg / kg thể trọng, hoặc 30 -35 mg HCN/ 1 người lớn là xuất hiện triệu chứng ngộ độc có thể gây chết (Nahrstedt, 1985)
Trang 19Ảnh hưởng của cách xử lý, chế biến củ khoai mì
đến hàm lượng HCN trong sản phẩm.
9,72 2,70 1,08
Củ khoai mì tươi
Củ khoai mì xắt lát
Bột củ khoai mì
Hàm lượng HCN (mg/100 g) Cách xử lý
75 56 42 31
Bóc vỏ, ngâm nước 24 giờ
Luột không vỏ nửa giờ
Luột hai lần nước
Luột kỹ kéo dài
Tỷ lệ % HCN còn lại so với ban đầu Cách xử lý
Trang 20Chế biến thủ công củ khoai mì Bóc vỏ ngâm nước để làm giảm hàm lượng HCN trong củ khoai mì
Trang 21Qui trình chế biến bằng cơ giới loại bỏ HCN trong củ khoai mì
Củ tươi
Tiếp nhận, cân
Chuyển vào lò
Bóc vỏ, làm sạch khô
Chuyển lên băng tải
Module máy nghiền
300 kg khoai mì tươi / giờ
Trang 22Dây chuyền chế biến tinh bột mì ở Thái Lan
Link Video clips
Trang 23Ảnh hưởng của thời gian lên men loại bỏ HCN trong bột khoai mì
0.8±1.40.6±0.13
3.8±0.672
4.5±2.15.8±0.9
10.7±0.148
8.0±0.98.6±0.04
17.3±0.736
14.7± 0.914.2±0.3
24.8±1.224
15.6±0.216.6±0.8
26.6±0.612
19.6±1.420.3±0.7
32.2±0.96
Bột màu vàng
(B)
Bột màu vàng (A)Bột màu trắng
Hàm lượng HCN (g/g vật chất khô)Thời gian lên men
(giờ)
Ngu n tài li u: S.A Odoemelam, 2005 ồn tài liệu: S.A Odoemelam, 2005 ệu: S.A Odoemelam, 2005.
Trang 24Chế biến củ khoai mì bán thủ công ở Châu Phi
Trang 25Làm sạch vỏ
Xắt lát Chế biến thủ công và bán thủ công
Củ khoai mì
Trang 26Phơi khô khoai mì lát ở Thái Lan
Trang 27Nghiền khoai mì lát thành bột
Trang 28Măng tre, trúc
Glycoside là Taxiphillin
Thường gây ngộ độc cho người khi ăn măng tre tươi ở rừng.
Trang 29Hàm lượng HCN trong măng tươi và măng chế biến
35,00 2,70 10,00 2,16
Măng tươi chưa luột kỹ
Măng tươi luột kỹ
Nước luột măng
Măng ngâm chua
Hàm lượng HCN (mg/100g) Phương pháp xử lý
Trang 30Cây cao lương
Genus (phái): Sorghum L.
Species(loài) Có khỏang 30 loài
Trang 31Cây cao lương (Sorghum)
Scientific Name: Sorghum spp.
Common Name: Sorghum or Milo, Sudan Grass, and Johnson Grass Species Most Often Affected: horses, cattle, goats
Poisonous Parts: leaves, stems Primary Poisons: dhurrin, nitrate
Cao l ương ng
Cao l ương ng
Trang 32Cây cao lương hạt (Grain sorghum)
Trang 33Cây Lanh (Flax)
Trang 34Cây Lanh (Flax)
Scientific Name: Linum usitatissimum Common Name: Flax
Species Most Often Affected: cattle, sheep
Poisonous Parts: all Primary Poisons: cyanogenic glycoside
Trang 35Cây lanh (Flax – Linum)
Là cây trồng nông nghiệp
Để lấy sợi xơ (flax) và dầu (trong hạt)
Khô dầu hạt lanh có chứa CN
Hạt tròn
Gia súc bị ngộ độc khi ăn nhiều khô dầu hạt lanh.
Trang 37Trái và hạt lanhGiá trị dinh dưỡng hạt lanh
Trang 38Xác định HCN bằng phương pháp so màu
Trang 39ppm prunasin
Trang 40Dãy màu M9 chuẩn với nồng độ Prunasin khác nhau
Xác định Cyanide bằng thang màu
Trang 41Thioglycoside
(Glycosinolate, Goitrogenic glycoside)
Ngày nay người ta biết được có trên 50 loại thio-glycoside khác nhau Trong đó
có 2 loại thio-glycoside có độc lực mạnh, đó là: Isothiocianat (ITC) và
Viniloxolidotion (VTO) Bào thai rất nhạy cảm với 2 loại độc tố này
• VTO có khuynh hướng gây bướu cổ, người ta còn gọi là “thyreostatikus glycoside”, nó có tác dụng ngăn cản sự hấp thụ Iod của tuyến giáp để hình thành thyroxin, vì vậy nó làm cho tuyến giáp không tổng hợp được thyroxine
VTO-• Các loại thioglycoside rất nhạy cảm với động vật còn non VTO có thể qua màng thai vào phôi thai gây tác hại cho bào thai Nếu cho cừu cái chửa ăn
nhiều lá cải bắp và cải dầu (có chứa nhiều VTO) thì cừu con sau khi sinh ra chết ngay hoặc dị tật
• VTO có thể gây cho phôi chậm phát triển hoặc gây bướu cổ cho bào thai trước khi sinh ra Ở động vật trưởng thành thì VTO gây ra tác dụng bướu cổ
• Có thể khắc phục tác hại của VTO bằng cách cho tăng khẩu phần Iod lên trên nhu cầu bình thường
Trang 42Những loài thực vật gây bướu cổ
(Goitrogenic Plants)
Thực vật họ cải (Brassica spp) – như cải bắp, cải
dầu, cải xoăn
glucosinolates (thioglycosides) thủy phân sinh ra hợp chất gây bướu cổ như: Thiocyanate,
isothiocyanate
Cừu và dê có thể sẩy thai hoặc đẻ ra con có bướu
cổ bẩm sinh – một số chết non hoặc bệnh hoạn.
Gây chứng đần độn – cơ thể bé tí hon, mập lùn, chậm chạp, rụng lông tóc, bộ xương biến dạng
không bình thường.
Trang 43Brassica – Cải bắp thực phẩm
Trang 44Brassica – Cải xa-lach xoăn
Trang 45Glucosinolate trong thực vật họ cải
Glucosinolate bắt ngồn từ protein có chứa các acid amin (Trp, Phe Tyr, Leu, Ile, Val, Gly) và chuổi kéo dài Met và Phe
Đến nay người ta biết được có trên 100 loại glucosinolate khác nhau
Các hợp chất này được tìm thấy trong các loài thực vật thuộc họ hoa cải
C i bông xanh ải bông xanh
C i bông xanh ải bông xanh
C i d u ải bông xanh ầu
C i d u ải bông xanh ầu
Trang 46S NOSO 3 Glu
R
SH NOSO 3
RNCS
NH
CH 2 CH
O C S R
O C S R
Glu
R
SH NOSO 3
• Chất được chọn chống ung thư (Sulphoraphan)
Chức năng sinh học của glucosinolate
Trang 47R Thiocianat
+ Glucose HSO 4 -
N
Sự chuyển hóa Thioglucosid trong cơ thể
Trang 48Một trạng thái ngộ độc khác của thioglucosid: Người ta nhận thấy được khi chăn thả động vật trên đồng cỏ ăn nhiều loại thực vật xanh hoa chữ thập (họ hoa cải) thì xảy ra hiện tượng vỡ hồng cầu (hemolisis) nghiêm trọng làm cho nước tiểu của chúng có màu huyết sắc tố Nguyên nhân là do trong loại thực vật này có các acid amin bất thường có chứa lưu huỳnh Hợp chất S-methyl-cystein- sulphoxide trong dạ cỏ bị phân giãi để biến thành sản phẩm Dimethyl-disulphoxide Chất dimethyl-disulphoxide rất độc hại, nó phá hủy tế bào hồng cầu gây ra dung huyết.
S-methylcysteine sulphoxide Dimethyl disulphoxide Acid Pyruvic
Sự chuyển hóa Thioglucosid hình thành hợp chất
Dimethyl-disulphide gây dung huyết
Trang 49Cây cải dầu (Rape)
Scientific Name: Brassica spp, Common Name: Rape, Cabbage, Turnips, Broccoli, Mustard Species Most Often Affected: cattle, humans, swine, sheep, goats, poultry
Poisonous Parts: roots, seeds Primary Poisons: glucosinolates, brassica, anemia factor
Trang 50Cánh đồng cải dầu trong mùa trổ bông
Link Video Clips
Trang 51Cải dầu, cây thực phẩm, thức ăn CN, nhiên liệu.
Link Video Clips
Trang 52Mô hình máy ép dầu hạt cải
Link Video Clipd Canola press
Trang 53Những qui định về mức độc tố cho phép trong khô dầu cải rapeseed meal ở Mỹ, Canada
Khô dầu hạt cải đã chiết xuất béo yêu cầu acid erucic và
glucosinolate phải thấp, hàm lượng acid erucic trong dầu phải
dưới 2%.
dưới 2%
Hợp chất glucosinolate trên 1 gram khô không khí của hạt (xác
định bằng sắc ký khí-lỏng: Gas-Liquid Chromatographic
Method) cho các dẫn xuất của glucosinolate:
3-butenyl glucosinolate;
4-pentenyl glucosinolate;
2-hydroxy-3-butenyl glucosinolate; và
2-hydroxy-4-pentenyl glucosinolate
Tổng số những dẫn xuất này phải dưới 30 micromole
thiểu, mức béo thô, xơ thô tối đa, ẩm tối đa và acid erucic cũng như glucosinolate tối đa.
Trang 54Solanin và các loài thực vật thuộc họ hoa cà Solanum
Những loài thực vật có chứa
độc tố solanin gồm có:
• Khoai tây (Potato)
• Cà dược đen (Black Nightshade)
• Anh đào Jerusalem (Jerusalem Cherry)
Trang 55Scientific Name: Solanum spp.
Common Name:
Common Nightshade, Black Nightshade, Horse Nettle, Buffalo Bur, Potato
Species Most
Often Affected:
cattle, humans, rodents, sheep, horses, goats
Poisonous Parts: leaves, immature fruit
Primary Poisons: soladulcidine,solanine
Cây khoai tây dại Potato, Solanum spp
Trang 56Rễ Của Cytochrome
Khoai tây và
Solanin
Trang 57Cấu trúc hợp chất Solanin vừa là glucosid vừa là Alkaloid (Alkaloid-glycoside)
O O
O O
CH 2 OH OH
OH OH
Solanidine Glucose
Alfa-Solanin
Trang 58Hàm lượng solanine
trong khoai tây
Hàm lượng solanin trong khoai tây: Tùy theo giống
khoai tây mà hàm lượng solanin có khác nhau
- Giống khoai tây Rosevall ở Angieri có chứa đến 0,49 g solanin/1kg ruột củ và 1,22 g/1kg vỏ củ
- Các giống khác có hàm lượng solanin thấp hơn, trung bình 0,04 – 0,07 g/kg ruột củ và 0,30 – 0,55 g/kg vỏ
củ
- Khi khoai tây mọc mầm thì có thể lên đến 1,34 g/kg
củ
Trang 59Triệu chứng ngộ độc solanin
1 Triệu chứng ngộ độc solanin:
- Xảy ra triệu chứng sau khi ăn 2 - 24 giờ
- Ngộ độc có thể kéo dài 3 ngày
- Cơ chế ngộ độc kháng cholin (anticholinergics) Thể nhẹ: - N / V / D, đau đầu.
- Uể oải, thờ thẩn, buồn ngủ.
- Đau bụng, tiêu chảy rồi sau đó táo bón
Thể nặng: - Giãn đồng tử và liệt nhẹ hai chân
Trang 60Những hợp chất saponin
(Saponin-glycoside)
1 Saponin cũng là một glycoside, nó có nhiều loại hợp chất hoá học
khác nhau Đặc tính chung của saponin là trong nước nó dễ tạo thành các bọt như bọt xà phòng Saponins có chứa nhóm chất Aglycone liên kết với một hoặc nhiều phân tử đường hoặc với oligosaccharide (Fenwick et al 1991).
2 Saponin có vị hơi đắng nên nếu có nhiều trong thức ăn cũng làm
giảm tính ngon miệng.
3 Trong thực vật người ta nhận thấy nó có nhiều trong trái cây bồ
kết, hoặc trái me tây, nho tím, củ nhân sâm hay một số cây họ đậu khác.
4 Nếu động vật hay người ăn quá nhiều saponin, có tác dụng bào
mòn niêm mạc
Trang 61Cấu trúc hóa học của Saponin
(Theo tài liệu Peter R.Cheeke, 1998)
Nhóm –OH tan trong nước.
Saponin có tác dụng nhủ hóa chất béo
Trang 62Cây sà-phòng Saponaria
Scientific Name: Saponaria spp.
Common Name: Bouncing Bet and Cow Cockle Species Most Often Affected:
Poisonous Parts: seeds Primary Poisons: saponins
Trang 63Triệu chứng ngộ độc saponin
Triệu chứng và bệnh tích khi ngộ độc khi tiêu
thụ nhiều saponin:
- Viêm dạ dầy, ruột, tiêu chảy.
- Saponin làm tăng tính thấm màng tế bào gây ra hư hại màng tế bào, làm vỡ tế bào hồng cầu,
hemoglobin tràn vào huyết tương gây ra sự dung huyết
Trên người:
Hầu như ít khi thấy ngộ độc saponin Người ta
còn dùng nó trên cương vị thực phẩm chức năng,
vì nó kết dính cholosterol của dịch mật thải ra
ngoài theo phân, giảm lượng cholesterol máu.
Trang 64Bò bị chướng hơi dạ cỏ do ăn nhiều loại cỏ họ đậu có chứa nhiều saponin
Trang 65Vicine và covicine
Cây đậu đậu tầm (vicia faba) là loại cây đậu thực phẩm cho người ở Địa trung hải của châu Âu, nó cũng là nguồn thức ăn bổ sung protein cho người và động vật Cây này có chứa chất độc glycoside Vicine và
Covicine, nó gây ra bệnh trên người và được gọi là bệnh Favism, gây ra thiếu hụt enzyme glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) trong tế bào hồng cầu.
N N OH