3. í nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.1.5. Độc tố trong sản phẩm sắn
Một trong những yếu tố quan trọng gõy cản trở trong việc sử dụng cỏc sản phẩm của lỏ sắn làm thức ăn gia sỳc là do trong cỏc bộ phận của cõy cú chứa Cyanogen Glucoside. Đú là Linamaroside và Lotostraloside. Hai chất này khi thuỷ phõn đều tạo ra xeton và axit cyanhydric. Vỡ thế mà axit cyanhydric tự do khụng thấy ở trong mụ thực vật, mà chỳng tồn tại thành một hợp chất liờn kết giữa axetin và axit cyanhydric. Cũng vỡ thế mà cỏc heteroside núi trờn cũn gọi là glucoside hydroxinitrin.
Theo Nambisan, (1985) [48], chất này cú tờn hoỏ học là 2 Hydroxyl - 2Methylpropan - Nitrilaglucoside, cú cụng thức C10H17O6N.
Gomez, G, (1991) [45] cho biết ở sắn chất Linamaroside chiếm từ 90 - 96%, cũn Lotostraloside chiếm từ 4 - 10%. Theo Nartey, F, (1978) [49] thỡ hàm lƣợng Linamaroside chiếm từ 89 - 93% của tổng số cyanogenic glucoside và Lotostraloside chiếm tới 7 - 11%.
Sự tổng hợp cỏc glucoside sinh ra axit cyanhydric đƣợc thực hiện trong cỏc cõy xuất phỏt từ axit amin. Chất linamaroside từ Valin mà ra, cũn chất Lotostraloside từ Izoleusin. Nartey, F, (1978) [49] đó xỏc định vai trũ của cỏc glucoside sinh axit cyanhydric trong việc tổng hợp cỏc chất hữu cơ ở cõy sắn. Theo ụng, sự tổng hợp chất hữu cơ khụng nhất thiết phải qua cỏc chất sinh axit cyanhydric, nhƣng cõy nào đi theo con đƣờng này thỡ cú thể tự giải độc đƣợc.
Theo Nartey, F, (1978) [49]; Gomez, G, (1991) [45]; P. Silvestre, (1990) [25] quỏ trỡnh thuỷ phõn hỡnh thành HCN trong cõy sắn nhƣ sau:
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
O
+ Phõn huỷ glucoside thành glucose và bộ phận Aglicon dƣới tỏc dụng của enzym glucosidaza hoặc Linamariaza:
C6H11O5 ─ O ─ C ─ CN + H2O C6H12O6 + R ─ C ─ C N (Glucose)
(Bộ phận Aglicon)
R của Linamaroside = CH3
R của Lotostraloside = C2H5
+ Phõn huỷ Aglicon dƣới tỏc dụng của cỏc emzym đặc hiệu, hay đơn giản hơn, của nƣớc, thành axit cyanhydric và xeton (axeton nếu là linamaroside và metiethixeton nếu là lotostraloside):
R ─ C ─ C N HCN + R ─ C
(Bộ phận Aglicon) (axit cyanhydric) (xeton)
Axit cyanhydric là một chất cú cấu tạo tinh thể, hỡnh kim, khụng màu, khụng hoà tan trong rƣợu, ete, tan ớt trong axeton, nhƣng dễ bay hơi, dễ hoà tan trong nƣớc, cú thể bị oxy hoỏ thành cỏc axit cyanic khụng độc hoặc kết hợp với chất đƣờng thành chất độc hơn (Đinh Văn Lữ, 1972 [19]; P. Silvestre, 1990 [25]).
Cũng căn cứ vào hàm lƣợng độc tố HCN trong củ sắn mà ngƣời ta phõn làm 2 loại: Sắn ngọt và sắn đắng. Theo P. Sillvestre, (1990) [25]; Nartey, F, (1978) [49], ngƣời ta phõn loại sắn nhƣ sau: Nhúm sắn ngọt là những giống sắn cú hàm lƣợng HCN < 80 ppm trong chất tƣơi. Nhúm sắn đắng là những giống sắn cú hàm lƣợng HCN từ 80 ppm trở lờn. Cũn theo Fuller, M.F, (1987) [40]; Gohl, B, (1981) [36] thỡ cỏc giống sắn cú hàm lƣợng HCN ≥ 0,01% Linamariaza CH3 R CH3 OH CH3 OH CH3
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
trong củ tƣơi thỡ thuộc nhúm sắn ngọt, cũn cỏc giống cú hàm lƣợng HCN ≤ 0,01% trong củ tƣơi thỡ thuộc nhúm sắn đắng. Trờn thực tế cỏc tỏc giả trong và ngoài nƣớc thƣờng sử dụng phƣơng phỏp phõn loại thứ nhất nhiều hơn.
Trong cõy sắn, lƣợng độc tố phõn bố khụng đều, chủ yếu tập trung ở bộ phận dƣới mặt đất. Sự phõn bố HCN trong cỏc bộ phận của cõy sắn đƣợc chia ra nhƣ sau:
+ Bộ phận trờn mặt đất: Chiếm 29,3%. Trong đú lỏ chiếm 2,1% và thõn chiếm 27,2% hàm lƣợng HCN cả cõy.
+ Bộ phận dƣới mặt đất: chiếm 70,7%. Trong đú gốc già dƣới đất cú 8,9% và rễ củ chiếm 61,8% hàm lƣợng HCN của cả cõy.
Nhƣ vậy, hàm lƣợng HCN ở lỏ sắn ớt mà chủ yếu ở củ sắn.
Sự phõn bố độc tố glucoside ở củ sắn cũng khụng đều. Hàm lƣợng HCN ở củ sắn nhƣ sau: vỏ gỗ 7,60mg%, vỏ thịt 21,00mg%, hai đầu củ 16,20mg%, thịt sắn 9,72mg% và lừi sắn là 15,80mg%. Nhƣ vậy, hàm lƣợng HCN tập trung chủ yếu ở vỏ và lừi củ sắn.
Hàm lƣợng HCN trong lỏ sắn cũng rất khỏc nhau phụ thuộc vào vị trớ của lỏ, cỏc giống và điều kiện ngoại cảnh.
Hàm lƣợng HCN ở những lỏ bỳp và lỏ non cao hơn nhiều so với lỏ già. Ở những lỏ non, hàm lƣợng glucoside trong cuống cao hơn ở phiến lỏ, cũn ở những lỏ già thỡ ngƣợc lại. Hàm lƣợng HCN ở phiến những lỏ bỳp là 330 - 790 ppm (so với khối lƣợng tƣơi), ở những lỏ bỏnh tẻ là 340 - 1040 ppm và ở những lỏ già là 210 - 730 ppm.
Hệ số tƣơng quan giữa hàm lƣợng glucoside trong lỏ và trong củ đó búc vỏ là r =0,55. Điều đú cho thấy những giống cú hàm lƣợng HCN trong lỏ cao thỡ hàm lƣợng độc tố HCN trong củ cũng cao và ngƣợc lại. (Fuller, M.F, 1987 [40], Maner, J.H, 1987 [46], Gohl, B, 1981 [41]).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Triệu trứng gõy độc và tỏc hại của độc tố HCN đối với cơ thể gia sỳc thỡ đó rừ ràng song cơ chế tỏc động của độc tố đến cơ thể gia sỳc ra sao thỡ cỏc nhà khoa học từ lõu đó tranh cói gay gắt về vấn đề này và cũng cũn rất nhiều ý kiến khỏc nhau.
Theo Oke, O.L, (1969) [51] thỡ ở động vật thƣờng gặp 2 triệu chứng ngộ độc HCN đú là ngộ độc cấp tớnh và ngộ độc món tớnh. Ngộ độc cấp tớnh thƣờng cú những triệu chứng thể hiện nhƣ thở gấp, tăng mạch đập, mất phản ứng từ cỏc tỏc nhõn gõy kớch thớch và cuối cựng là sự co cứng của cỏc cơ trờn cơ thể. Phần lớn cỏc triệu chứng của độc tố cú thể giải thớch trờn cơ sở của mối liờn hệ giữa axit cyanhydric với cỏc ion kim loại nhƣ Cu+2
và Fe+2. Gốc Cyanua (CN-
) thƣờng kết hợp với hemoglobin của hồng cầu để tạo thành phức chất cyanohemoglobin. Chất này khụng cú khả năng vận chuyển oxy trong mỏu (Oke, O.L, 1969 [61]; Nambisan, B, 1985 [48]; Maner, J.H, 1987 [46]).
Mặt khỏc độc tố cyanohydric cũng cú những dạng kết hợp với cỏc ion của Cu+2
đƣợc giải phúng do sự oxi hoỏ cỏc tế bào Crome, chớnh những dạng này lại đúng một vai trũ nhƣ một chất oxi hoỏ những enzym làm ức chế sự vận chuyển cỏc Electron trong tế bào, gõy nờn sự thiếu hụt oxi trong toàn bộ cỏc mụ bào của cơ thể.
Những tỏc nhõn hoỏ học khụng bỡnh thƣờng đú đó gõy ra sự suy nhƣợc của thần kinh ở cỏc trung tõm tuỷ sống (medullar centers) là nguyờn nhõn gõy tờ liệt toàn bộ hệ thần kinh và và gõy chết động vật. Vỡ vậy, theo cỏc tỏc giả trờn thỡ axit cyanhydric HCN đƣợc coi là một chất độc nguyờn sinh chất (protoplasma poison) mạnh nhất đối với tất cả cỏc dạng cơ thể sống.
Bờn cạnh cỏc triệu chứng ngộ độc cấp tớnh, cũn một dạng nữa là ngộ độc món tớnh. Theo Oke, O.L, (1969) [61] khi cho ăn liờn tiếp những lƣợng nhỏ hydrocyanic axit thỡ ở gia sỳc cũng xuất hiện dấu hiệu ngộ độc. Maner, J.H, (1987) [46] đó chỉ ra rằng, với một lƣợng nhỏ độc tố đƣa vào cơ thể gia
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
sỳc khụng dẫn đến tử vong nhƣng chỳng cũng ảnh hƣởng đến sự hấp thu và sử dụng cỏc chất dinh dƣỡng khỏc lấy từ thức ăn nhƣ methionine, cystine, sulfure, vitamin B12, sắt, đồng và Iode, vv... Cỏc tỏc giả đó khẳng định rằng, sự thiếu hụt này xảy ra thậm chớ ngay cả khi khẩu phần thức ăn cú đầy đủ cỏc thành phần dinh dƣỡng trờn. Điều này cú thể giải thớch bằng sự cú mặt của một lƣợng HCN đƣợc tớch luỹ trong cơ thể lõu ngày đủ để làm giảm đi hiệu quả của sự hấp thu và sử dụng cỏc chất dinh dƣỡng khỏc lấy từ thức ăn. P. Slivestre, (1990) [25]; Gomez. G, (1988) [44]; Nartey, F, (1978) [49] đó cho biết: hàm lƣợng độc tố HCN cú thể gõy chất động vật khoảng ≥ 2,5mg/kg thể trọng.
Do đú việc nghiờn cứu chế biến làm giảm đến mức tối đa và loại bỏ hoàn toàn glucoside trong củ và lỏ sắn trƣớc khi dựng làm thức ăn gia sỳc là một việc khụng thể thiếu đƣợc.