28/10/2013

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Toxicología e Higiene Agroindustrial

Facilitador: MSc. Miguel Angel Quispe Solano

TOXICOS DE ORIGEN VEGETAL

@UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS TARMA

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL SUSTANCIAS TOXICAS NATURALES

EN LOS ALIMENTOS

Compuestos que se encuentran en los alimentos de forma natural:

- Por formar parte de su composición habitual.

- Por aparecer en el transcurso de los procesos metabólicos normales del producto.

Estos pueden ser tóxicos por el consumo durante mucho tiempo, o por la ingestión de un alimento que tiene concentraciones altas de sustancias toxicas.

SUSTANCIAS DANIÑAS PRESENTES EN LOS ALIMENTOS

ALCALOIDES EN EL TARWI (Lupinus mutabilis)

El tarwi: alcaloides, inhibidores de tripsina, hemoaglutininas, saponinas, cianógeno, glucósidos y flavonoides.

Limitan el uso directo de la semilla cruda en la alimentación humana y animal, siendo los alcaloides los principales obstáculos por ser tóxicos y amargos.

Alcaloides.- Son compuestos cíclicos que contienen N básico (alcaloides similares a álcalis), que se presentan en las plantas casi exclusivamente en forma de sales principalmente como sales de ácidos orgánicos y no como bases libres. El átomo de Nitrógeno se encuentra en forma de amina terciaria, salvo en pocos casos se presenta como bases amínicas cuaternarias.

√ El contenido de alcaloides en el tarwi, está influenciado por la acción de la luz en la germinación de la planta.

√ Los alcaloides en su mayoría son sólidos cristalinos, todos óptimamente activos y venenosos, su sales son generalmente solubles en agua.

√ Los principales alcaloides en el tarwi son: Lupanina y Esparteína.

Se emplean para controlar ectoparásitos y parásitos intestinales de los animales. Uso en sanidad animal y vegetal.

Variedades Alcaloides Lupinus mediterráneo 1.44 % - 2.74%

Lupinus americano 0.48.% - 3.30 %

Toxicidad √ Sabor fuertemente amargo, se presenta en

variedades amargas, dulce (concentración de 0.1%).

√ La toxicidad depende de la ingesta y que sea en un período prolongado.

√ Dosis mínima letal de alcaloides puede ser de 300 mg/kg de peso corporal.

- Adulto 18000 mg de alcaloides

- Niño de 25 kg de peso 7200 mg - Niño de 12 kg de peso 3600 mg √ Para peligrar la salud por vía oral, éstas

toxinas no son acumulativas.

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√ Los alcaloides por lo general ejercen alteraciones en el sistema nervioso central, también puede producir fiebre, trastornos visuales, estados de debilidad progresiva hasta coma.

El lupino produce “lupinosis” que es una enfermedad que se caracteriza por hacer daño al higado.

GOSIPOL EN LAS SEMILLAS DE ALGODÓN

√ El empleo de la semilla de algodón como harina y del aceite obtenida de ella, se ve dificultado por su mayor o menor contenido de Gosipol.

√ Pigmentos Polifenólicos alojados en las glándulas de pigmento.

√ Reacciona con las proteínas, reduce la disponibilidad de lisina. Provoca disrupciones metabólicas, anorexia, pérdida de peso.

√ Reacciona con hierro formando gosipolato ferroso inactivo; la adición de sales ferrosas reduce su actividad. No es termolábil.

√ La DL 50 para ratas es 6.68 g/Kg de peso.

√ En caso de los perros es de 50 mg/kg de peso durante 10 veces sucesivamente mueren en 37 días.

√ La toxicidad se manifiesta: Insuficiencia

cardiaca con hipertrofias del corazón; también necrosis (degeneración de tejidos) cardíaco con edemas (Smith, 1957).

√ El gosipol impide la sesión oxígeno por la

oxihemoglobina y produce hemólisis in vitro.

1.-Bociogenos Naturales:

Se encuentran en algunas plantas que contienen cianuro y están distribuidos ampliamente como glucósidos y estos actúan como productos intermediarios en la biosíntesis de algunos aminoácidos.

Ejemplo:

En la almendra amarga tiene alto contenido de amigdalina (glucosido cianogenico)

Mas de 100 especies de plantas tienen glucosidos cianogenicos.

Glucosinolatos

GLUCOSIDOS CIANOGENICOS

OH

HOCH2

O

HO

O

H

CH3

CH3

CN

OH

LINAMARINA

OH

HOCH2

O

HO

O

H

CN

H

OH

( R ) - PRUNASINA

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GLUCOSIDOS CIANOGENICOS

R- TAXIFILINA

HO

OH

HOCH2

O

O

H

CN

H

OH

OH

Glucósidos cianogénicos

El glucósido no es tóxico por si mismo, pero si el CN-, generado por la hidrólisis enzimática, el cual actúa al nivel del citrocromo oxidasa; es decir que es un potente inhibidor de la cadena respiratoria.

La DL50 del HCN, administrado oralmente, es 0,5 – 3,5 mg/kg.

Causa problemas de anoxia histotóxica.

Glucósidos cianogénicos

Se suministra tiosulfato como antídoto, a pesar del riesgo de la formación de compuestos bociogénicos. Un tratamiento alternativo comprende el uso de vitamina B12.

CIANÓGENOS EN LA YUCA (Manihot esculenta Grantz)

Raíz contiene en su cáscara una gran cantidad de glucósido cianogénico, llamada Durrina, por lo que se somete a un tratamiento de remojo antes de consumirla; así se elimina por solución acuosa.

Glucósidos cianogénicos: El cianuro se encuentra en algunos vegetales que se utilizan como alimento, sin embargo, no están como cianuro libre sino en forma de cianhidrina unido a un azúcar.

La liberación de ciertas enzimas presentes en los alimentos vegetales, que pueden ocurrir durante la preparación de los alimentos o cuando el tejido vegetal sufre una alteración, se origina la separación de cianhidrina de la molécula de azúcar y la posterior transformación de esta en cianuro libre y un aldehido o cetona.

GLUCOSINALATOS EN MACA (Lepidium peruvianum Chacón)

Según Fuertes et al (1997) en el extracto etéreo, se reportó en maca 3 alcaloides: Flavonoides, saponinas y glucosinalatos.

Las propiedades de la maca de mejorar la fertilidad, podría deberse a la presencia de isotiocianatos biológicamente activos derivados de la hidrólisis de glucosinalatos, específicamente debido al benzil – isotiocianato y el p- metoxi benzil isotiocianato (Li, et al, 2001).

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Se presentan al consumir alimentos que contienen oligosacáridos y otros compuestos no biotransformables.

El ser humano no posee actividad enzimática de α-galactosidasa y β-fructosidasa; es decir que los siguientes azúcares no son metabolizables: Rafinosa, Estaquiosa y Verbascosa.

2.-Promotores de la flatulencia Promotores de la flatulencia

Los oligosacáridos pasan al intestino delgado, los microorganismos de la flora estomacal producen gases como: CO2, H2, CH4.

Ejemplo:

La intolerancia a la lactosa es otro problema similar en cuanto a los malestares gastrointestinales.

3.- Inhibidores de Proteasas

Entre las más importantes están las de la soya, del frijol, papa y del ovomucoide de los huevos de aves.

La mayoría de los inhibidores de proteasas son inactivados por la acción del calor.

INHIBIDORES DE PROTEASAS Nombre común

Parte de la planta

Enzima inhibida

Maní nuez o semilla T, Q, PL

Avena endospermo T

Garbanzo semilla T

Soya semilla T, Q, E, PL

Arroz semilla T, S

Frijol común semilla T, Q, E

Papa tubérculo T, Q, E, PL

Haba semilla T, Q, PL

Maíz semilla T T = Tripsina / Q = Quimotripsina / E = Elastasa / PL = Plasmina

4.- Fitohemaglutininas o lectinas

Son glico-proteínas, que tienen la propiedad de aglutinar los eritrocitos de la sangre.

El grupo de lectinas de mayor interés se encuentran en semillas de leguminosas.

La destoxificación de los alimentos, es por medio de tratamiento térmico.

TIPO DE LECTINAS PRESENTES EN LA SEMILLA DE ALGUNAS PLANTAS

TIPO DE LECTINA QUE SE PRESENTA EN ALGUNOS ALIMENTOS

CARBOHIDRATO ESPECIFICO UNIDO A LA LECTINA

EJEMPLO DE ALIMENTO VEGETAL QUE LO CONTIENE

ACTIVIDAD MITOGENICA

D-manosa, D-glucosa Haba, lenteja y chicharo

+

D-galactosa Ricino +

Acido N-acetilneurámico Frijol +

2, N-Acetilgalactosamina Frijol de lima +

2, N-Acetilglucosamina Papa, trigo -

2, N-Acetilgalactosamina Soya -

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Algunas lectinas pueden presentar efecto mitogénico, lo cual se manifiesta por la capacidad de estimular la síntesis de ADN en linfocitos de bazo de ratón.

El efecto dañino es una intensa inflamación de la mucosa intestinal, con la posterior destrucción del epitelio y edema

Las lectinas se pueden considerar como auténticas enterotoxinas.

5.- SAPONINAS

Son glucósidos amargos que pueden causar hemólisis en eritrocitos.

Se pueden extraer con agua o etanol caliente con evaporación.

Estas sustancias tienen tres propiedades:

Sabor amargo.

Potentes surfactantes.

Producen hemólisis sobre los eritrocitos.

Saponinas

Son glucósidos anfifílicos, en los cuales la parte polar la constituyen los azúcares (pentosas, hexosas, o ácidos urónicos) que se encuentran enlazados a un grupo no-polar llamado sapogenina, la cual puede ser de tipo esteroidal o triterpenoide.

Se encuentran en la soya, alfalfa, remolacha, espinacas, espárragos, avena, garbanzo, quinua.

La actividad hemolítica es contrarrestada por el plasma sanguíneo o bien por el colesterol.

SAPOGENINA TRITERPENOIDE

COOH

ACIDO ASIATICO

SAPOGENINA ESTEROIDAL

DIOGENINA

O

O

OH

SAPONINA EN QUINUA (Chenopodium quinoa)

La saponina es un glucósido triterpenoide, que le confiere un sabor amargo; se elimina con lavado y fricción. Antes de consumir la quinua es necesario desaponificarla (eliminar las sustancias amargas, saponinas). Esto se hace frotando los granos de quinua con las manos en agua corriente hasta que no se forme más espuma.

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Se puede usar también una piedra para facilitar la eliminación de las primeras capas. Después de lavar los granos, sino se le consume inmediatamente hay que secarlos dejándolos al sol (la quinua no debe estar mucho tiempo húmeda, porque germina rápidamente).

La saponina tiene la capacidad de provocar la aglutinación de hematíes de diferentes especies animales in vitro.

El contenido de saponinas en la quinua kcancolla es de 0.34% o 0.003% de saponina en otra variedad de quinua (Campos, 1998).

6.- Favismo El alto consumo de habas (Vicia faba) puede causar anemia hemolítica, conocida como favismo. Los síntomas: dolor de cabeza, fiebre de alrededor de 39°C, trastornos gastrointestinales, anemia hemolítica severa, hemoglobinuria, hematuria y anuria. Las personas susceptibles, tienen una deficiencia de la glucosa-6-fosfatodeshidrogenasa (G6PD) en sus eritrocitos. Los agentes responsables del cuadro son dos glicósidos la vicina y la convicina.

COMPUESTOS RESPONSABLES DEL

FAVISMO EN HABAS (Vicia faba L.)

El favismo es un cuadro patológico caracterizado por una anemia hemolítica que ocasiona la ingestión de habas. Sin embargo, las personas en los eritrocitos pueden tener un déficit enzimático relacionado con el sistema de la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa. Los agentes responsables del cuadro son dos glicósidos: la vicina y la convicina.

Se recomienda cocinar bien las habas.

7.-ALGUNAS SUSTANCIAS QUE INHIBEN LA ABSORCION DE MINERALES SON:

Acido Fitico: Disminuye la absorcion o biodisponibilidad de minerales divalentes (Calcio, magnesio, hierro, zinc).

Forma sales insolubles, contribuye a la descalcificacion de los huesos Se encuentra en cereales, leguminosas, zanahoria (2 a 5g/Kg) como un complejo de fitato-mineral-proteína incluso se ha sugerido que también pueden formar complejos con los carbohidratos.

Se inactiva con calor, acidos, enzimas (fitasas)

ACIDO FITICO

OPO3H2

OPO3H2

OPO3H2

OPO3H2

H2O3PO

H2O3PO

Mioinositol 1,2,3,4,5,6-hexafosfato o Ácido Fítico

Oxalatos Interfieren con la asimilación del calcio

Favorecen la formación de cálculos renales

Se encuentra en el café, te, papas, espinacas, perejil (Se incrementa durante el almacenamiento)

Se ha encontrado en cantidades significativas en los precipitados de cerveza

La cantidad de oxalato total en espinacas es de 10,853 g/100 g de materia seca; mientras que en la espinaca hervida tiene 750 mg de oxalato por 100 g de materia seca.

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La cocción elimina notoriamente la presencia de oxalatos.

El contenido total de oxalato en la dieta para prevenir la formación de piedras de oxalato de calcio podría estar entre 40 y 50 mg por dia.

Una dieta baja en grasa es recomendable

La deficiencia de vitamina B6 (presente en carne de cerdo, por ejemplo) incrementa la producción de oxalatos.

Una taza de se te podría tomar con una taza de leche para evitar el desbalance.

TOXICIDAD DE LOS OXALATOS

Puede provocar intoxicaciones, que se manifiestan por vómitos, calambres y colapso circulatorio, desembocado en lesiones renales y hepáticas.

El acido oxálico y sus sales solubles, precipitan en el organismo en forma de oxalato calcico (cristales) que se depositan en las conductos renales e incluso en el interior de las células

OXALATOS EN LA OCA (Oxalis tuberosum Mol)

Los oxalatos, están ampliamente distribuidos en alimentos de origen vegetal. El oxalato está presente en mayores cantidades en hojas que en los tallos, se cree que el oxalato que es un ácido carboxílico con dos átomos de carbono, es un producto final del metabolismo de las hidratos de carbono de los vegetales.

En el caso de la oca, contiene harinas, azúcares y el zumo es refrescante que sirve para quitar manchas por contener cantidad apreciable de oxalato de K.

La toxicidad aguda se caracteriza por los efectos corrosivos en la boca y tracto gastrointestinal.

El oxalato tiene un pronunciado efecto sobre el metabolismo de calcio.

8.- SUSTANCIAS QUE IMPIDEN LA ABSORCIÓN DE VITAMINAS

Antivitaminas

Se debe de considerar las siguientes características:

- Estructura química similar a la vitamina asociada

- Similitud entre los efectos producidos por la deficiencia de la vitamina y por la antivitamina

Antivitaminas De la Vitamina A

- LIPOXIDASAS (Ejemplo: En soya cruda, no se puede disminuir su acción hasta con 100 °C por 30 minutos)

- CITRAL (En aceite esencial de limón, naranja). Se puede añadir hasta 1 mg/Kg de Citral a los alimentos

De la Vitamina K

- DI-HIDROXICUMARINA

Presente en fresa, zarzamoras, albaricoques, melocotones, Favorece hemorragias

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Antivitamina E

En la semilla de soya y alfalfa:

- Se ha encontrado a-tocoferol-oxidasa (termolábil), que destruye la vitamina E

- Sus proteínas inhiben la vitamina E

De la Vitamina B1

- TIAMINASA (Ejemplo: En especies acuáticas, por lo que la harina de pescado debe calentarse para consumo animal)

- MOLUSCOS, COLES, ESPINACAS CRUDAS: Por consumo frecuente se ha observado que provocan perdida de tiamina.

9.- Inhibidores de amilasas

Son un tipo de proteínas que se encuentran en el endospermo del trigo, arroz, mijo o cebada. Son lábiles al calor y pueden afectar las α-amilasas salivales, pancreáticas, así como a las bacterianas.

10.- BEBIDAS ESTIMULANTES

El café, té y chocolate poseen compuestos estimulantes del sistema nervioso central, los cuales pertenecen a las xantinas: cafeína, teofilina y teobromina, considerándose relativamente no tóxicos.

XANTINAS ESTIMULANTES

O

N

R3

O N

N

R2

N R1

Cafeina (R1, R2, R3), Teobromina (R2, R3),

Teofilina (R1, R2), Paraxantina (R1, R3)

BEBIDAS ESTIMULANTES

Cafeína

El mayor uso de cafeína es como parte de la formulación de las bebidas carbonatadas de “cola”, así como en panificación, derivados lácteos, pudines y confitería.

Una taza de café instantáneo contiene aproximadamente 74 mg de cafeína, con un rango de 39 – 168 mg

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Cafeína

La toxicidad aguda se observa a niveles de 150 a 200 μM en el plasma, con síntomas de inquietud, excitación, delirios ligeros, tensión muscular, temblores y taquicardia. Concentraciones letales son de 0,5 a 1 mM.

Teofilina

Químicamente es 1,3-dimetilxantina, es un relajante del músculo liso y posee propiedades diuréticas.

Teobromina

Se utiliza como diurético y relajante del músculo liso, prácticamente no es estimulante del sistema nervioso.

INVESTIGAR

Cuales son los procesos y/o operaciones que se deben de realizar para disminuir los afectos antinutricionales de algunos alimentos

Describe un alimento de origen vegetal (procedencia, nombre científico, cualidades fisicoquímicas y otros), además indique los efectos tóxicos que puedan acarrear durante su ingesta (Relacione lo mencionado con la clase)