antitrypsine; gôm galactane; saponine…
1.2.1. Mimosine và sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi mimosine (3,4 - Dihydroxypyridine) (3,4 - Dihydroxypyridine)
1.2.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng mimosine của keo giậu
Mimosine là một acid amin phi protein có trong thành phần của cây keo giậu, có hàm lượng mimosine biến động giữa các loài, giống, tuổi, các phần khác nhau của cây, khoảng cách thu hoạch và phương pháp chế biến.
Rushkin (1977) [66] đã cho thấy, hàm lượng mimosine thay đổi trong phạm vi rộng giữa các loài keo giậu. Hàm lượng này có mức cao là 5,4 % VCK ở loài L.Macrophylla và mức thấp 1,2 % VCK ở loài L.Diversifolia.
Hauad Marroquin và Foroughbakhch (1991) [43] cho biết, ngay trong cùng loài, hàm lượng mimosine trung bình cũng rất biến động (từ 3 - 9 % VCK đối với loài L. leucocephala; từ 1 - 2 % VCK đối với loài L.Gregii, từ 2 - 5 % VCK đối với loài L. Pulverulenta).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chandrasekhran và Govindaswamy (1985) [25] cho thấy, loài L. Diversifolia
có hàm lượng mimosine trung bình từ 2,0 - 2,8 % VCK là thấp hơn so với loài
L.lanceolata là 6,2 % VCK, cây lai giữa loài L.diversifolia với loài L.leucocephala
có hàm lượng mimosine ở mức thấp từ 2,0 - 3,8 % VCK.
Gupta và cộng sự (1992) [41] cho thấy, tương quan âm giữa hàm lượng mimosine và tuổi của lá cây keo giậu.
Hauad Marroquin và Foroughbakhch (1991) [42] nhận thấy, hàm lượng mimosine có xu hướng tăng lên theo tuổi của cây và hàm lượng mimosine thấp nhất lúc cây bắt đầu thời kỳ ra hoa.
Gupta và cộng sự (1992) [41] cho biết, hàm lượng mimosine tăng trong mùa nóng và ẩm (tháng 7 và 8). Hauad Marroquin và Froughbakhch (1991) [43] cũng cho biết, hàm lượng mimosine của keo giậu cao trong mùa hè (tháng 6 đến 8) và thấp trong mùa đông và đầu mùa xuân.
Takahashi và Ripperton (1949) [74] cho biết, khoảng cách giữa các lần thu hoạch càng lớn hàm lượng mimosine càng thấp và khi tuổi của cây tăng lên thì hàm lượng mimosine lại giảm.
Akabar và Gupta (1984a) [20] đã nhận thấy, hàm lượng mimosine của giống K8, loài L.leucocephala có 5,1 % VCK trong lá non, 3,1 % VCK trong lá trưởng thành 2,2 % VCK trong cành, 1,8 % VCK trong cuống lá, 2,4 % VCK trong vỏ quả tươi, 5,9 % VCK trong hạt, 4,9 % VCK trong búp non và 3,7 % VCK trong hoa.
1.2.1.2. Độc tính của mimosine đối với động vật
Nhiều nghiên cứu cho thấy mimosine là nguyên nhân chính gây ra các rối loạn trao đổi chất ở động vật khi sử dụng keo giậu trong khẩu phần ăn quá giới hạn. Độc tính của mimosine đã được Jones (1979) [46]; Brewbaker và Hutton (1979) [22] nghiên cứu và cho biết, mimosine là tác nhân gây ra hội chứng chán ăn, chứng rụng lông, tiết nhiều nước bọt quá mức, sưng tuyến giáp trạng, sinh trưởng chậm và làm giảm khả năng sinh sản khi trong khẩu phần ăn chứa một lượng keo giậu cao quá giới hạn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Proverbs (1984) [63] cho rằng, mimosine có thể gây ra những tác động xấu đối với động vật dạ dày đơn khi khẩu phần ăn có một lượng keo giậu lớn hơn 10 %, trong khi đối với động vật nhai lại, mimosine chỉ có ảnh hưởng độc khi trong khẩu phần lớn hơn 30 %.
Szyszka và cộng sự (1984) [72] đã chứng minh, liều lượng mimosine mà không gây độc biến động theo loài động vật là: gà thịt 0,16 g/kg thể trọng/ngày; gà đẻ là 0,21 g/kg thể trọng/ngày; bò và dê là 0,18 g/kg thể trọng/ngày; cừu là 0,14 g/kg thể trọng/ngày.
Kamada và cộng sự (1997) [47] cho biết, gà thịt được nuôi dưỡng với khẩu phần chứa 10 g mimosine/kg VCK đã có những biểu hiện như: giảm tiêu thụ thức ăn, giảm tăng trọng cơ thể, có những khuyết tật ở chân và tổn thương ở thận.
1.2.1.3. Cơ chế gây độc của mimosine
Đã có rất nhiều báo cáo khoa học liên quan đến quá trình tổng hợp, phân hủy và tác động sinh hóa của mimosine đối với cơ thể động vật. Bởi cơ chế gây độc của mimosine rất phức tạp, có rất nhiều giả thuyết khác nhau giải thích về cơ chế này. Mimosine có tên khoa học là β-[N(3-hydroxy-4- oxypyridyl)]-α amino propionic acid, tồn tại dưới dạng acid amin tự do trong cây keo giậu (hình 1.1).
O OH N CH2 H2N CH COOH
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Do sự giống nhau về cấu trúc giữa mimosine và L-Tyrosine có thể gây ra các tác động tương tự như tyrosine hoặc ngược lại với tyrosine. Những tác động ngược này ức chế quá trình sinh tổng hợp protein trong cơ thể và gây nên các triệu chứng độc, như là làm chậm sinh trưởng (Ter Meulen và cộng sự, 1981 [77]).
Khả năng gây độc của mimosine là do “cái càng” của nhóm chức 3- hydroxy-oxo của vòng pyridine trong mimosine gây ra (Tsai và Ling, 1973 [79]). “Cái càng” này có thể làm xáo trộn tác động của các enzym có liên quan tới kim loại, nhất là enzym có chứa cation sắt, làm ức chế một số phản ứng sinh học (Tsai và Ling, 1972 [78]).
Tang và Ling (1975) [73] cho rằng, mimosine có ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh tổng hợp collagen trong sụn bào thai gà do ức chế sự tổng hợp hydro-prolin. Sự suy giảm hàm lượng collagen làm cho sụn mềm, dễ gẫy trong các tổ chức khác nhau có thể gây ra các triệu chứng như: xuất huyết các mao mạch, protein niệu và thủng tử cung ở động vật.
1.2.1.4. Sự tạo thành và ảnh hưởng của DHP trên động vật
3,4 - Dihydroxypyridine (DHP) là sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi mimosine. Sau khi thu hoạch keo giậu thì mimosine trong lá keo giậu bị phân hủy bởi các enzym để tạo thành DHP (Wee và Wang, 1987 [84]). Sự phân hủy mimosine thành DHP là một quá trình hoạt động của enzym, nhưng cũng là kết quả hoạt động của vi sinh vật ở động vật nhai lại (Lowry, 1983 [52]). Hai quá trình này giữ vai trò quan trọng trong việc sử dụng tối đa sản phẩm keo giậu trong khẩu phần ăn của động vật nhai lại. Chính bản thân các cây keo giậu cũng chứa các enzym có khả năng chuyển hoá mimosine thành DHP một cách nhanh chóng (Smith và Fowden, 1966 [69]). Mimosine có thể tìm thấy trong tất cả các mô của cây, nhưng enzym có khả năng chuyển hóa mimosine thành DHP chỉ xảy ra khi các enzym phân giải mimosine tiếp xúc trực tiếp với mimosine dưới tác động của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhiều nhân tố khác như ngâm chìm trong nước, nhai, nghiền, xử lý với nước nóng, hơi nóng và các xử lý khác.
Lowry (1983) [52] cho biết, enzym phân giải mimosine trở thành dạng không hoạt động ở pH < 4 và nó cũng không hoạt động nếu như bị đun nóng ở nhiệt độ > 70oC hoặc khi bị sấy khô trong lò. Sự chuyển hóa mimosine thành DHP dưới tác động của các enzym trong dạ cỏ của động vật nhai lại hầu như là hoàn toàn, ngược lại đối với động vật dạ dày đơn và gia cầm thì sự chuyển hóa mimosine thành DHP lại bị ức chế bởi độ acid cao trong dạ dày. Bởi vậy, đối với động vật dạ dày đơn và gia cầm thì trong khẩu phần keo giậu luôn luôn phải thấp hơn động vật nhai lại.
Lowry (1983) [52] cho biết, mimosine có thể tìm thấy trong tất cả biểu mô của cây, nhưng enzym có khả năng chuyển hóa mimosine thành DHP chỉ tìm thấy trong lá non và vỏ quả non tươi của keo giậu. Enzym này không có mặt trong các mạch ngoại vi, vỏ quả già, trong hạt và cuống lá.
Tangendjaja, Lowry và Wills (1984) [75 ] đã nhận thấy, khi ngâm lá keo giậu tươi trong nước có pH = 7, ở nhiệt độ 40oC trong thời gian 4 phút, thì có tới 50 % mimosine được chuyển hóa thành DHP. Khi đun nóng lá keo giậu ở 70oC trong thời gian 15 phút thì có trên 80 % mimosine bị phân giải. Như vậy, đối với động vật nhai lại thì khả năng gây độc của mimosine rất hiếm xảy ra vì mimosine đã bị phân giải thành DHP bởi hệ vi sinh vật dạ cỏ và enzym tự nhiên trong lá keo giậu (Lowry, 1981 [51]). Đối với gia cầm ảnh hưởng DHP là không rõ rệt (D’Mello và Acamovic, 1989 [31]).