SOLANIN
advertisement
Topik 6.2 METODE EVALUASI EFEK NEGATIF KOMPONEN NON GIZI: Komponen alami pangan yang dapat bersifat sebagai toksikan Nurheni Sri Palupi DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR - 2007 PPt e-Learning ENBP SENYAWA TOKSIK DALAM BAHAN PANGAN Nurheni Sri Palupi DEPARTEMEN TEKNOLOGI PANGAN DAN GIZI FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2007 SOLANIN kentang, tomat, cabe mengandandung glikoalkoloid racun thd hewan & manusia -kentang hijau (≠ muda) -tomat muda berarna hijau Kasus keracunan - α –solanin - α - cakonin R1 *) HO R2 1 Struktur kimia: -mengand.ggs.gula & alkoloid (aglikon) terpenoid dg. 1grup amin -Ggs.aglikon: Spirostanol Ia Solasodin : R1 (=) ; R2 (-H) Ia1Leptidin : R1 (=) ; R2 (-OCOCH3) Ib Demissidin : R1 (-) ; R2 (-H) -Ggs.karbohidrat D-Glu (1-3) A (Beta-Solatriosa) : L-Rham (1-2) R1 D-Gal (1-3) *) *) HO L-Rham (1-4) B (Beta-cakotriosa) : L-Rham (1-2) D-Gal (1-3) *) R2 B1Beta-cakotriosa) : L-Rham (1-4) -D-Gal (1-3) *) D-Xyl(1-3) C (Beta-likotetraosa) : D-Glu (1-2) D-Gal (1-4)-D-Gal (1-3)- *) Kadar Glikoalkaloid kentang: -Kand > 200 μg/g bhn bahaya u/ dikomsumsi -Ross (’78) - batas yang dapat diterima harus >rendah (60-70 μg/g) - km adanya variasi jenis, musim, lokasi -Konsentrasi tertingi pd kulit. (100-400 μg/g ) • kdr.awal.pd.umbi • kematangan umbi dipengaruhi • kultivar • intensitas penyinaran • mutu sinar • T ruangan 2 Toksisitas - Dipelajari secara in vivo - Dosis intraperitonial (lamb.) : - LD 50: 1000 mg/kg tomatin u/kelinci - LD 50: 1 mg/kg α-cakonin u/ ayam melalui kantung telur ayam - Dosis oral: umumnya 10X > dosis intraperitonial - Dosis intraperiotonial : bbrp X > dosis intravena (urat drh) - Glikoalkaloid yg telah dipelajari toksisitasnya: - α-solanin - tomatin - α-cakonin - solasodin ( S.aviculare) - solanidin Gejala keracunan - gangguan alat pencernaan: muntah, diare (disertai darah) gangg. syaraf : ngantuk, apatis, bingung, lemah, depresi, pingsan timbul stl. 8-12 jam konsumsi Mekanisme toksisitas Mempunyai 2 aksi toksik: 1. Terhadap kolinesterase sistem syaraf solanin inhibitor kuat thd.kolinosterase plasma 2. Terhadap membran gangguan sal penc/met tbh solanin berikatan dg sterol membran bocor Pengaruh secara teknologis Tidak dapat dihancurkan o/ pemanasan sedikit rusak ( <10%) dengan perebusan/pengukusan Produksi glikoalkoloid pada kentang dilukai & disimpan pada T ruang setelah diiris cpt diolah/disimpan pada T dingin Indikator prod. kentang ≠ aman untuk dikonsumsi - rasa pahit slm. 1 mnt - rasa terbakar slm 5 mnt setelah dikonsumsi 3 SIANOGENIK GLUKOSIDA Sianida tersebar luas dlm tnm dalam bentuk sianogenik glukosida biji2an, kacang2an, umbi2an Yang toksik thd manusia: 1. Amigladin : glukosida dr. benzaldehid sianohidrin hidrolisis - glukosa - benzaldehid - hidrogen sianida (HCN) 2. Dhurrin : p-hidroksibenzaldehid sianohidrin hidrolisis - p-hidroksibenzaldehid - glukosa - HCN 3. Linamarin : aseton sianihidrin aseton & HCN 4. Lotaustralin : etil keton Pelepasan HCN dr tnm tgt aktv enzim glukosidase (+air) enzim ekstraseluler (diluar sel) bertemu substrat bila sel rusak fisik enzim: aktif pd T inaktif bila dipnskan otolisis meningkat bila tnm direndam air setelah dihancurkan umbi ketela pohon terluka tidak baik dikonsumsi HCN + tiosulfat tiosianat ANALISA HCN DALAM BAHAN PANGAN Hidrolisis asam Hidrolisis enzimatis - hidrolisis (HCL 5%) dlm.alat tertutup T 100OC, t 3 jam - Destilat ditamp.mengg.lart.NaOH 2,5% - Titrasi HCN dg Iodin (Horwitz, 60’) Endapan perak Iod Guignard Test kualitatif - kertas Na-pikrat as.pikrat 1% - kertas Na-pikrat dicelupkan lar.NaCO3 10% - kertas dikeringkan Bhn dihanc. + air ditutup rapat kloroform Warna merah bata/orange uji + 4 METABOLISME HCN & KERACUNAN Yang bersifat racun bukan SG tapi HCN Contoh: SG termakan tdk.beracun (≠ terbentuk HCN) ~ Pada pH cairan lambung enz.glukosidase inaktif ~ bila keasaman lamb. me ↓ (pH : kelaparan) pembebasan HCN Reactions to form cyanide: cyanogenic compounds HO OH R3 - C - C - CN Hydroxynitrile lyase or OH- R2 R2 = HO - C - CN R2 R 1 R3 Cyanohydrin Cyanohydrin C = O + HCN R3 Hydrogencyanide OH- H+ + H 3O + R1 - OH CN- +H2O Cyanide Hydrolases O R3 - C - C - CN R2 R 1 2,3-Epoxynitrile H 2O R2 R 1 - O - C - CN R3 Cyanogenic glycoside/lipid L. BRIMER Dlm.tubuh: HCN diserap usus Ikatan sitokrom vs. HCN reversibel darah dosis HCN akan dilepas ↓ dosis letal enzim normal lagi berikatan dg respirasi dihambat sitokrom oksidase transpor elektron dihambat respirasi seluler ≠ terjadi sitokrom a3 O2 5 KATABOLISME 1. Kombinasi dg. tiosulfat tiosianat + sulfit 2. Bereaksi dg. 3-merkaptopiruvat tiosionat + piruvat 1 Sistin 1-sistein tiosulfat + piruvat +CN rodanase SO3 + tiosianat ↓ (sulfur transferase) rodanase +SO3- 3-merkapto piruvat darah urin +CN rodanase tiosianat darah urin 2 KATABOLISME (lanjutan) 3. Sistin bereaksi langsung dg.HCN sistin + HCN 2-amino – 4 tiozolin-karboksilat urin 4. Metabolisme Vit. B12 Vit. B12 mengikat HCN sianokobalamin ↓ darah ginjal urin kead.defisisensi B12 reaksi 1&2 tiosianat urin Pencegahan keracunan: 1. Pengolahan - Menurunkan kdr HCN dlm bhn (pencucian,perendaman, perebusan, pengukusan) - Mencegah terbentuknya HCN dalam bahan (inaktivasi enzim, SG HCN) β-glukosidase - HCN mudah menguap merebus daun singk.dibuka ↓ agar HCN menguap 6 2. Menghindarkan konsumsi Diversifikasi pangan masalah tepung singkong - keracunan HCN - tiosianat Usaha ! HCN di Θ, shg.menjadi tiosianat 1. tiosianat dsbt. Goitrogen ? 2. menstimulir tbtnya nitrosamin ? 1. Tiosianat sebagai senyawa Goitrogen (goiter/gondok) - gondok : pembesaran kel. Tiroid - fungsi tiroid: membentuk hormon tiroksin untuk metabolisme sel tbh (membantu kerja enzim) bahan utamanya I2 - tiosianat : 1. mencegah pengikatan I2 o/ tiroid 2. melepaskan kembali I2 yg sdh. diikat tiroid Makanan (Iodium) defisien dikomsumsi Kompensasi (membsrkan diri) I2 banyak diserap) dicerna sdkt I2 sdkt diserap darah kel. tiroid (diikat I-nya) produksi tiroksin tetap 2. Menstimulir terbentuknya nitrosamin seny.karsinogen kanker usus/lamb. Nitrosamin : nitrit +amin ikan, daging, bumbu2 - bhn.pengawet (Na/K-nitrat) pemerah daging - air minum - sayuran HCN ~ akut tiosianat ~ kronis 7 GOSIPOL Pigmen pd tnm kapas (akar, batang, daun, biji) - kulit sekam, linters:kabu2 - kernel minyak biji kapas bungkil konsent.prot pemanfaatan (salad oil, margarin) kendala toksik : GOSIPOL Biji kapas : ~ gosipol bbs: ggs karbonil bbs MASALAH !! ~ gosipol terikat: ggs. karbonil terikat pd.ggs.amino prot (lisin) Ditinjau dr.segi gizi: yg bbs. DC.prot Ketersed.lisin ξ. Amino (bbs) Ex. aa —— aa —— aa —— aa hidrolisis proteolitik Lys + aa —— aa —— aa aa —— Gosipol Lys Enz. ≠ mampu DC Toksisitas: - mempengaruhi permeabilitas membran - me Θ aktivitas suksinat dehidrogenase & sitokrom oksidase fosforilasi oksidatif respirasi - tidak menunjukkan efek racun pada manusia bila dikonsumsitidak berlebihan ASAM JENGKOLAT Suku polong-polongan dikenal dg.nama •Pithecolobium jiringa (jack), Prain •Pithecolobium lobatum, Benth Buah muda & tua dapat dimakan mentah, direbus, dibuat sayur atau keripik Toksisitas: penyumbatan saluran air seni o/ endapan kristal as. jengkolat 8 NH2 I S - CH2 – CH – COOH H2C ASAM JENGKOLAT as. jengkolat S - CH2 – CH – COOH I NH2 C-S-liase buah jengkol (flora intestinal) ko-enz: piridoksal fosfat SH H2C tiol (bau) SH + 2CH3COCOOH + amonia 2NH3 as.piruvat ASAM JENGKOLAT As. jengkolat: diserap usus darah jaringan asam alkali mengendap (kristal) larut Tergantung pada: -Kdr.as.jengkolat dlm.buah penyumbatan -Jml.yg dikonsumsi -Makanan lain yg dikonsumsi (as./basa) -Sensitivitas orang yg bersangkutan ASAM JENGKOLAT Tingkat keracunan : ~ rendah ~ ginjal (sakit pinggang) ~ sedang ~ sulit buang air seni ~ berat ~ dp.buang air seni Pengobatan : ~ krn larut dlm suasana alkali - dg. Na-bikarbonat (oral) - dg. Larutan glukosa (intervenous/infus) as. jengkolat larut 9 ASAM JENGKOLAT Preventif : - menurunkan makanan buah jengkol - menurunkan kdr. as. jengkolat scr fisik – pembuatan keripik jengkol (pemukulan as. jengkol keluar) enzimatis – penghambat. aktv. C-S-liase perkecambahan ex. jengkol sepi disimpan dlm.tanah 14 hari tunas 2-6 cm as. jengkolat MIMOSIN - Aa.bbs dlm.lamtoro (Leucaena Leucocephala) toksik - Kand biji > daun 763 mg/g N : 343 mg/g N O OH OH N I CH2 I H2N – CH I COOH I CH2 I H2N – CH I COOH MIMOSIN L-TIROSIN Akibat toksik: 1. Kerontokan rambut 2. Pertumbuhan terhambat 3. Katarak 4. Gondok 5. Fertilitas MIMOSIN Mekanisme: 1. Mimosin antagonis tyrosin sintesa protein terhambat 2. Mampu mengkelat loham efektifitas enzim (ko-enzim) terganggu 3. Menghambat aktivitas: alkalin fosfatase & glutamat-oksalaasetat dekarboksilase met.sel.terhambat 4. Menurunkan penyerapan I2 oleh tiroksin gondok 5. Menghambat sintesis OH-prolin sintesis kologen Def. OH-prolin protokolagen mdh.terhdrolisis o/ kolagenase strukt.sel ≠ kuat pendarahan kapiler 10 MIMOSIN Pengurangan/penghilangan sifat toksik 1. Pada ransum ternak + ferosulfat 1-2% Fe ++ Fe +++ mimosin – Fe – mimosin I mimosin 2. Pemanasan basah (kukus) T > 70OC 3. Perendaman/pencucian (lrt.dlm. air) GLUKOSINOLAT/ TIOGLUKOSIDA -banyak dlm tnm cruciterae (kubis,slada,lobak) -struktur: S – C6H11O5 glukosa R–C NOSO3 sulfat aglukon R=metil alil 3-butenil 4-pentenil - 3-metiltiopropil - 4-metiltiobutil - 2–fenil etil - benzil/m.metoksi benzil Enzim pemecah: myrosin/myrosinase/glukosinolase nama resmi International Union Biochem: thioglukosidase seny. volatil berbau khas: isotiosianat GLUKOSINOLAT/ TIOGLUKOSIDA 1. S- C6H11O5 R–C NOSO3 H2O D-Glukosa + H2SO4 Tioglukosidase + SR-C Tanpa pengaturan intramol. ≠ stabil Naglukon org Pengaturan intramolekuler R–C=N+S R – S - C =N R–N=C–S nitril tiosionat isotiosianat 11 GLUKOSINOLAT/ TIOGLUKOSIDA 2. Beberapa glukosinolat hidrolisis ≠ isotiosianat ttp.siklisasi oxazolidin toksik S-C6H11O5 CH2=CH-CH-CH2-C tnm.’rapeseed’ I NOSO3 OH CH2 – NH I I CH2=CH-CH C-S CH2 - N I II CH2=CH-CH C I II OH S O goitrin (5 vinil-oxazolidin 2-thion) GLUKOSINOLAT/ TIOGLUKOSIDA 3. Glokosinolat dg R (aglukon) ≠ jenuh membentuk epitionitril CH2=CH-CH-CH2-C SCH2=CH-CH-CH2-C I N OH S S-C6H11O5 NOSO3 S CH2-CH-CH-CH2-C=N I OH Eritro-1-cyano-2-hidroksi-3,4-epithiobuton (epitionitril) CH2-CH2-CH-CH2-C=N I S OH Threo - ---- Produk Toksik Glukosinolat Goitrin (Oksazolidin(Oksazolidin-2-tion) Bersifat antitiroid pada tikus (me(me- penyerapan iod oleh kelenjar gondok) Menghambat penggabungan iod ke dalam prekursor tiroid dan mengganggu sekresi tiroksin Tiosianat dan Isotiosianat Nitril Mencegah pengambilan iod oleh kelenjar tiroid Kerusakan hati dan ginjal tikus 12 13