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植物毒素(一)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-05-14

一、硫代葡萄糖苷

(一)硫代葡萄糖苷的分布与性质

目前已鉴定出的天然硫代葡萄糖苷至少有100多种,主要分布在油菜、甘蓝、芥菜、萝卜等十字花科植物中。黑介子硫苷是芥属中最具代表性的一种。通常黑介子硫苷与一种酶或多种酶共存。当植物组织被破坏时,如压碎、烧熟等,黑介子硫苷在这些酶的作用下可发生分子重排,产生吲哚-3-甲醇、异硫氰酸酯、二甲基二硫醚和5-乙烯基嘿唑硫酮(OZT)等。据估计,一般人每天通过食用蔬菜可摄入约200mg的这类化合物。

(二)硫代葡萄糖苷的毒性与危害

1、硫代葡萄糖苷的毒性

硫代葡萄糖苷的降解产物可抑制甲状腺素的合成和对碘的吸收。5-乙烯基嘿唑硫酮(OZT)是一种致甲状腺肿素,可使实验动物的甲状腺肿大和碘吸收水平下降。据报道单剂量口服25mg的OZT可降低人体对碘的吸收。欧洲一些山区的奶牛以甘蓝属蔬菜为饲料,牛奶中含有高达100μg/L的OZT,该地区居民甲状腺肿大症也较为普遍。致甲状腺肿素的活性随物种的不同而有所不同,对人而言,其活性约为抗甲状腺素药物——丙基硫尿嘧啶的1.33倍;但该物质对老鼠的抗甲状腺活性不高,实验表明用含O.23%致甲状腺肿素(OZT)的饲料长期喂养老鼠,其甲状腺只有轻微肿大。甲状腺激素的释放及浓度的变化对氧的消耗、心血管功能、胆固醇代谢、神经肌肉运动和大脑功能具有很重要的影响。甲状腺素缺乏会严重影响生长和发育。

硫氰酸盐也是硫代葡萄糖苷的裂解产物。硫氰酸盐可抑制甲状腺对碘的吸收,降低甲状腺素过氧化物酶(将碘氧化的酶类)的活性,并阻碍需要游离碘的反应。碘缺乏反过来又会增强硫氰酸盐对甲状腺肿大的作用,从而造成甲状腺肿大。当组织中的碘源耗尽时,甲状腺素的分泌会因为缺乏再合成物质而减慢。这时,甲状腺释放激素的分泌水平增高,刺激垂体合成、分泌促甲状腺素,引起甲状腺增生。

油菜和甘蓝在全世界广泛栽培。除作为人类食用外,相当部分作为牲畜的饲料。近年来,国内外有关以菜籽饼作饲料引起家畜油菜、甘蓝中毒的事故时有报道。榨油后的菜籽饼,其蛋白质含量高达26%~38%,营养价值与大豆饼相近。但由于菜籽饼中含有硫代葡萄糖苷及其裂解产物异硫氰酸盐和嘿唑烷硫酮等,可使牲畜甲状腺肿大,导致代谢作用紊乱,出现各种中毒症状,甚至死亡。

2、硫代葡萄糖苷的抗癌作用

硫代葡萄糖苷的裂解产物如异硫氰酸酯、吲哚甲醇(ICZ)和致甲状腺肿素(OZT)可激活人体微粒体氧化酶的活性,并能明显提高大鼠肝细胞的谷胱甘肽S转移酶(GST)的活性,故有预防癌变的作用。

目前的研究发现硫代葡萄糖苷的各种有机硫衍生物均具有防癌作用。研究资料显示硫代葡萄糖苷的水解产物或衍生物吲哚-3-甲醇、异硫氰酸酯、二甲基二硫醚及二硫酚硫酮均有较强的防癌能力,可以抑制由多种致癌物诱发的小鼠肺癌、乳腺癌、食管癌、肝癌及胃癌的发生,特别是对激素依赖性的癌(如乳腺癌)及子宫癌有显著的抑制作用。

流行病学研究表明,经常食用十字花科甘蓝属蔬菜的居民,其胃癌、食管癌及肺癌的发病率较低。从近年来进行的多种蔬菜防癌的实验结果也可以说明,各类蔬菜对结肠癌的发生均有一定的预防能力,而以十字花科甘蓝属蔬菜的防癌能力最强。

油菜、甘蓝、萝卜等植物与人类关系密切。其根、茎、叶是我国人民日常生活的重要蔬菜,其种子是重要的食用油原料。对这类食品的食用已有相当长的历史,但到目前为止引起人类食物中毒的报道并不多。

截至目前,仍没有一个理想的方法去除这些食品中的硫代葡萄糖苷。对作为饲料的菜籽饼,采用高温(140~150oC)破坏其中芥子酶的活性,或采用发酵中和法将已产生的有毒物除去,就可以较安全地使用。选育出不含或仅含微量硫代葡萄糖苷的油菜品种是预防该类物质中毒的理想途径。

(三)油菜籽中硫代葡萄糖苷的快速测定

1、原理

硫代葡萄糖苷在芥子酶作用下水解,产生葡萄糖,用3,5-二硝基水杨酸法测定所产生的葡萄糖量,计算出硫代葡萄糖苷的含量。本法样品不需脱脂处理,方法简便、准确、灵敏度高、试剂简单。

2、试剂配制

3,5-二硝基水杨酸溶液:称取酒石酸钾钠182g及3,5-二硝基水杨酸7g,加热溶解于500mL蒸馏水中,加入15g氢氧化钠,边加边搅拌,再加4g苯酚及lg无水亚硫酸钠,溶解及冷却后加蒸馏水定容至1000mL,放置一星期后使用。

葡萄糖标准溶液:称取0.100g葡萄糖于lOOmL容量瓶中,加蒸馏水溶解,稀释到刻度,混匀。宜用前配制。因是用一分子结晶水的葡萄糖,故此溶液每毫升含葡萄糖为0.9mg。

3、测定

(1)葡萄糖标准曲线的绘制 取6支lOmL刻度试管,依次加入葡萄糖标准液0.0、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL,分别加蒸馏水至1.OmL,再加入3,5-二硝基水杨酸3mL混匀,置沸水浴中准确保温显色lOmin后取出。冷却后,加蒸馏水定容至10.OmL,混匀。于波长530nm,以零管调零,分别测定各管溶液的吸光度值,以葡萄糖量为横坐标,对应各管之吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。

(2)样品酶解准确称取研磨样品0.500g两份,分别置于两支25mL刻度试管中,各加粉状氟化钠0.100g,对于经过热处理的菜籽及菜籽饼等样品,则尚需加少量新鲜菜籽粉作为酶料。在一试管中,加沸蒸馏水约20mL,然后立即加热至沸腾,并继续保持微沸lOmin。在另一试管中则加入35~38℃蒸馏水约20mL,置37℃水浴中或恒温箱中,保温酶解lh(不时振荡),使硫代葡萄糖苷在芥子酶作用下加速水解,完成酶解后再加热至沸,并保持微沸lOmin。

(3)测定在两支试管中,均滴加中性醋酸铅,以沉淀其中蛋白质及色素类物质。每次加1滴,摇匀后静置,观察上部溶液是否澄清,否则继续滴加至上层溶液由浑浊变为澄清为止(一般加6滴)。过量的醋酸铅应沿管壁加入1滴饱和硫酸钠溶液消除之。如不出现白色沉淀,表示醋酸铅未过量,可不必再加入,否则需继续加至无白色沉淀产生为止。最后均加蒸馏水定容至25mL,混匀,经干滤纸过滤到干试管中。

取上面两支试管的滤液各0.50mL,放入lOmL刻度试管中,各加蒸馏水0.50mL及3,5-二硝基水杨酸溶液3.0mL,混匀,置沸水浴中准确保温显色10min后取出。冷却后,加蒸馏水至10mL,混匀,以样品空白液吸光度值为零,分别测定两管溶液吸光度值。

参考资料:环境中有毒有害物质与分析检测


【关键词】植物,毒素,硫代葡萄糖苷,有毒有害,国家标准物质网 

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