Tài liệu Phần II: Phenolic & Tannin Acid amin & Protein độc hại ppt

NHỮNG CHẤT ĐỘC HẠI
NHỮNG CHẤT ĐỘC HẠI
TRONG CÂY THỰC PHẨM VÀ
TRONG CÂY THỰC PHẨM VÀ
CÂY THỨC ĂN GIA SÚC
CÂY THỨC ĂN GIA SÚC
PGS.TS. Dương Thanh Liêm
PGS.TS. Dương Thanh Liêm
Bộ môn Thức ăn & Dinh dưỡng động vật
Bộ môn Thức ăn & Dinh dưỡng động vật
Khoa Chăn nuôi – Thú y
Khoa Chăn nuôi – Thú y
Trường Đại học Nông Lâm
Trường Đại học Nông Lâm
TP. Hồ Chí Minh
TP. Hồ Chí Minh
Phần II: Phenolic & Tannin
Phần II: Phenolic & Tannin
Acid amin & Protein độc hại
Acid amin & Protein độc hại

Những acid Phenolic đơn giản
Những acid Phenolic đơn giản
Đây là những hợp chất chống lại côn trùng và nấm
–
Một số phenolic (furanocoumarins) không gây ngộ,
nhưng khi tiếp xúc với nhiệt cao, dưới ánh sáng có bước
sống gần với tia tử ngoại (near UV-A) thì nó trở nên rất
độc hại.
–

Một dạng hoạt động khác của phenol đơn giản là
furanocoumarins, nó có thể gắn với DNA ở vị trí gốc
kiềm pyrimidine - ức chế sự sao chép (transcription) và
cuối cùng dẫn đến cái chết của tế bào hoặc đột biến gen.
–
Những hợp chất này có rất dồi giàu trong cây Apiaceae
–
Hợp chất Urushiol có nhiều trong cây “ivy” độc.
Hợp chất Allelopathic
Hợp chất Allelopathic

Các hợp chất phenolic đơn giản
Các hợp chất phenolic đơn giản
trong thực vật
trong thực vật
OH
COOH
P-hydroxybenzoic acid
OH
OH
OH
COOH
H
3
CO
OH
COOH
Gallic acid
Vanillic acid
OH

OH
CH CH COOH
Caffeic acid
H
3
CO
OH
H
3
CO
CH CH COOH
Sinapic acid
OH
OH
OH
COOH
COO
OH
OH
OH
OH
OH
HOOC OH
OH
OH
COOH
OH
OH
OH
HOOC

Gallic acid
m-Digallic acid
Hexahydroxydiphenic acid
OH
COOH
P-hydroxybenzoic acid
OH
OH
OH
COOH
H
3
CO
OH
COOH
Gallic acid
Vanillic acid
OH
OH
CH CH COOH
Caffeic acid
H
3
CO
OH
H
3
CO
CH CH COOH
Sinapic acid

OH
OH
OH
COOH
COO
OH
OH
OH
OH
OH
HOOC OH
OH
OH
COOH
OH
OH
OH
HOOC
Gallic acid
m-Digallic acid
Hexahydroxydiphenic acid

Coumarins
Coumarins
•
Nhóm chất có phân bố
rộng – đến nay người ta
đã xác định được trên
1.300 loại coumarins
•

Coumarin cơ bản có cấu
trúc 2 vòng 6 cạnh,
phenol và pyrone
•
Nhiều loại thuốc chống
đông tụ “anticoagulants”
có chứa Warfarin

Lignin là “complex phenolic”
Lignin là “complex phenolic”
•
Polymer của 3 phenolic alochol
•
Những loài thực vật khác nhau có tỷ lệ monomers khác
nhau.
•
Lignin trong cây sồi có tỷ lệ monomers là 100:70:7
(coniferyl: sinapyl: para-coumaryl).
Lignin monomers
Lignin monomers

Phản ứng trùng hợp các phenolic để tạo
Phản ứng trùng hợp các phenolic để tạo
thành tannin trong thực vật
thành tannin trong thực vật
O
O C
O
O
R

O R
C H
2
O R
O H
O H
O H
O
C
O
O H
O H
OH
R = G a l l i c a c i d
T a n n i c A c i d ( H y d r o l y z a b l e T a n n i n )
O
O H
OH
O H
O H
O H
OH
O H
O
O H
O H
O H
O
OH
O H

O H
O H
O H
5 - 6
C o n d e n s e d t a n n i n f r o m S o r g h u m g r a i n
( C T s )
( H T s )
O
O C
O
O
R
O R
C H
2
O R
O H
O H
O H
O
C
O
O H
O H
OH
R = G a l l i c a c i d
T a n n i c A c i d ( H y d r o l y z a b l e T a n n i n )
O
O H
OH

O H
O H
O H
OH
O H
O
O H
O H
O H
O
OH
O H
O H
O H
O H
5
O
O C
O
O
R
O R
C H
2
O R
O H
O H
O H
O
C

O
O H
O H
OH
R = G a l l i c a c i d
T a n n i c A c i d ( H y d r o l y z a b l e T a n n i n )
O
O H
OH
O H
O H
O H
OH
O H
O
O H
O H
O H
O
OH
O H
O H
O H
O H
5 - 6
C o n d e n s e d t a n n i n f r o m S o r g h u m g r a i n
( C T s )
( H T s )

Những tác hại của phenolic acid
Những tác hại của phenolic acid
Phenolic chiếm 10 - 20 % trọng lượng lá khô trong các loại cây thân
bụi nhiệt đới có thể dao động từ 13 - 50% (Lowry, Thahar. 1983).
Phenolic nó có tính độc vì nó kích thích hoặc bào mòn tổ chức niêm
mạc.
Phenolic có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật thông qua
tác dụng bịt kín các trung tâm hoạt động của enzyme.
Acid phenolic, sản phân giải của tannin có tác dụng ức chế men tiêu
hóa, kết quả cuối cùng làm giảm đáng kể sự tiêu hóa thức ăn .
Sự liên kết, giải độc phenolic với glycin, acid glucoronic hoặc sulfat
làm giảm tác hại của phenolic.
Những giới hạn khi sử dụng nguồn thức ăn có hàm lượng phenolic
cao cũng là những vấn đề được các nhà khoa học rất quan tâm
nghiên cứu để sử dụng tốt nguồn thức ăn tự nhiên có hàm lượng
tannin và phenolic cao.

Những tác hại của tannin
Những tác hại của tannin
Cơ chế tác động của tannin trong dinh dưỡng động vật:
1.
1.
Phản ứng với protein gây kết tủa và biến tính chất đạm làm cho nó trở nên
Phản ứng với protein gây kết tủa và biến tính chất đạm làm cho nó trở nên
khó tiêu
khó tiêu
Tannin có sự liên kết gây biến tính kết tủa chất đạm nên làm cho protein
trở nên rất khó tiêu hóa. Trong các loại cây cao lương, những giống
nguyên thủy, hàm lượng tannin rất cao. Những giống cao lương lai, cải
tiến của Mỹ có hàm lượng protein khá cao (11 - 13%), nhưng vì có chứa

tannin nên khả năng tiêu hóa kém, protein bao bọc xung quanh hạt tinh
bột, dưới tác động của tannin làm cho nó kết tủa, tiêu hóa kém, từ đó tỷ lệ
tiêu hóa tinh bột cũng kém theo. Nếu cao lương được hấp hơi và ép dẹp
làm khô cho thú ăn sẽ tiêu hóa tốt hơn rất nhiều.
2. Tannin còn có ảnh hưởng như là một chất kháng dinh dưỡng:
2. Tannin còn có ảnh hưởng như là một chất kháng dinh dưỡng:
Sự có mặt của tannin trong một vài loại cây cỏ làm thức ăn gia súc có ảnh
hưởng quan trọng, không những làm giảm khả năng tiêu hóa, mà còn làm
giảm tính ngon miệng của thú, làm thay đổi trao đổi chất trong dạ cỏ và
gây độc hại (toxicity) cho động vật.

Cấu trúc hóa học của gossypol
(Peter R. Cheeke, 1998)
OH
OH
CHO OH
CH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
CH
3
CH
3
OH CHO
OH

OH
CH
3
Gossypol trong hạt bông vải.
Gossypol trong hạt bông vải.

Giá trị và giới hạn của hạt bông vải
Giá trị và giới hạn của hạt bông vải
Gossypol là hợp chất hữu cơ độc hại được tổng hợp ra bởi cây
bông vải (Gossypium spp.), có rất nhiều giống cây thuộc họ
này. Loại bông vải sử dụng để sản xuất sợi có 2 giống chủ yếu,
đó là Gossypium hirsutum và gossypium barbadense. Hạt bông
vải gây ngộ độc cho gia súc được người ta biết đến rất lâu, đó
cũng chính là yếu tố giới hạn của khô dầu bông vải.
Nếu sử dụng ở mức độ thấp khô dầu bông vải, khoảng 3,5 kg cho
bò sữa trong 1 ngày thì có tác dụng nâng cao sức sản xuất sữa
và tỷ lệ béo trong sữa (theo tài liệu D’Mello, 1997). Khô dầu
bông vải là nguồn cung cấp protein rất có giá trị cho gia súc,
gia cầm.
Nhưng vì hạt bông vải có chứa độc tố gossypol cho nên cần thận
trọng khi sử dụng. Giữa các loài thú thì ở thú nhai lại trường
thành, nhờ có vi sinh vật dạ cỏ mà khả năng giải độc chất
gossypol tốt hơn các loài thú đơn vị.

Tên sản
phẩm
Gossypol
Gossypol isomers
(% tổng số)
Tổng số

(mg/kg)
Tự do
(mg/kg)
(+) (-)
Vỏ hạt
bông vải
1.070 490 58,4 40,6
Nhân hạt
bông vải
12.000 12.400 61,2 38,8
Toàn bộ hạt
bông vải
6.600 6.800 61,2 38,8
Khô dầu
ép cơ học
10.900 600 59,9 40,1
Nguồn tài liệu: Forster, L. A., Calhoun, M. C., M. C., Feedstuffs,
67,16, 1995.
Hàm lượng độc tố gossypol trong hạt bông vải
Hàm lượng độc tố gossypol trong hạt bông vải

Cơ chế và triệu chứng ngộ độc gossypol
Cơ chế và triệu chứng ngộ độc gossypol


Triệu chứng ngộ độc trên heo, cừu, bê là sự đầu độc tim (cardiotoxic). Biểu hiện
lâm sàng là thú khó thở, đau ở vùng bụng, cơ liên hàm sưng tấy lên, tỉnh
mạch cổ căng phòng biểu hiện tình trạng suy tim rất nặng và cuối cùng chết.
Do suy tim mà máu không hút về tim được nên ứ động lại ở tỉnh mạch rất
căng. Bệnh tích ở gan có sự ứ máu và hoại tử, tế bào ở gan, viêm phù nề.

Kiểm tra các chỉ tiêu sinh lý – sinh hóa máu có những biến đổi bất thường như:
Vở tế bào hồng cầu do tăng áp suất thẩm thấu bên trong tế bào. Các chỉ tiêu
huyết học như hemoglobin và hematocrit đều giảm dưới mức bình thường.
Kiểm tra chỉ tiêu sinh hóa máu trên chuột thí nghiệm nhận thấy vitamin E,
vitamin C, enzyme glutathion peroxidase và các hoạt chất chống oxyhóa
khác đều giảm mạnh (Bender et al, 1988). Nguyên nhân của sự giảm súc này
là do gossypol liên kết trực tiếp với màng tế bào, thúc đẩy phản ứng của
màng với oxygen tạo ra nhiều gốc tự do (free radicals) peroxyd làm hư hỏng
các chất chống oxyhóa của máu và tế bào, làm hại ty lạp thể (mitochondrial)
và acid nucleic (DNA). Do phá hủy màng tế bào ở cơ tim nên nồng độ ion K
+

thay đổi gây ra rối loạn hoạt động của cơ tim.

Phương pháp giảm tác hại của gossypol
Phương pháp giảm tác hại của gossypol


Khử độc bằng xử lý công nghiệp khô dầu bông vải,
phương pháp khử độc gossypol gồm 2 bước :
- Sử dụng acetol để chiết rút béo,
- Nâng cao nhiệt độ khô dầu bông vải.
Sau khi xử lý như vậy gossypol trong khô dầu sẽ trở
nên mất tác dụng độc hại. Nhược điểm của phương
pháp này là làm cho protein bị biến tính trở nên khó
tiêu và giảm giá trị sinh vật học.
Giảm tác hại của gossypol: Bổ sung vào thức ăn muối
Fe để kết tủa gossypol thải ra theo phân.

Các acid amin bất thường NPAA

Các acid amin bất thường NPAA
(Non Protein Amino Acid)
(Non Protein Amino Acid)
145
Leucaena
leucocephala
Aromatic:
Mimosine
51
40
98
9
29
20
12
Canavalia
ensiformis
Gliricidia sepium
Robinia
pseudoacacia
Indigofera spicata
Vicia villosa
Indigofera spicata
Lathyrus cicera
Arginine analogues:
Canavanine
Indospicine
Homoarginine
1,5
25

16
Vicina Sativa
Lathyrus sativa
Lathyrus latifolius
Neurolathyrogens:
ß-cyanoalanine
ß-(N-oxalylamino)alanine
α,γ-diaminobutyric acid
Hàm lượng
(g kg
-1
chất khô)
Các giống
cây họ đậu
Acid amin bất thường

O H
H
2
C C H C O O H
N H
2
O H
O H
H
2
C C H C H
3
N H
2

T h y r o s i n e
d i h y d r o x y p h e n y l a l a n y l e ( D O P A )
3 ,
4 -
O H
O H
H
2
C C H
2
N H
2
O H
O H
H C C H
2
N H
2
O H
N o r a d r e n a l i n e
D o p a m i n e
N
O
O H
H
2
C C H C O O H
N H
2
M i m o s i n e

CH
3
J J J
C H
3
J J J J
O H O H O O
JJJ
O H O H
M I T
D I T
T
3
T
4
O H
H
2
C C H C O O H
N H
2
O H
O H
H
2
C C H C H
3
N H
2
T h y r o s i n e

d i h y d r o x y p h e n y l a l a n y l e ( D O P A )
3 ,
4 -
O H
O H
H
2
C C H
2
N H
2
O H
O H
H C C H
2
N H
2
O H
N o r a d r e n a l i n e
D o p a m i n e
N
O
O H
H
2
C C H C O O H
N H
2
M i m o s i n e
CH

3
J J J
C H
3
J J J J
O H O H O O
JJJ
O H O H
M I T
D I T
T
3
T
4
Mimosin và Thyrosin
Mimosin và Thyrosin

Cây Bình linh Leucaena
Cây Bình linh Leucaena


Scientific Name: Leucaena Leucocephala
Common Name: Ipin - ipin
Species Most Often Affected: Cattle, goats, sheep
Poisonous Parts: leaves, seed
Primary Poisons: Mimosin

Hàm lượng mimosin trong lá bình linh (%) trạng thái khô
Hàm lượng mimosin trong lá bình linh (%) trạng thái khô
(IDRC, Devendra, C - 1989)

3,94,94,34,02,57,17,67,27,46,3Trung bình
4,2
4,3
3,9
4,5
3,4
4,0
3,0
3,7
4,1
4,8
6,7
4,4
4,5
4,3
5,8
4,5
4,8
4,3
3,8
4,2
4,1
4,6
4,0
3,8
5,1
4,8
4,4
6,2
3,8

5,6
4,0
3,5
3,4
1,3
3,3
4,4
2,0
2,6
1,6
4,9
1,9
3,0
1,3
1,8
3,5
7,8
9,2
6,9
7,6
5,2
6,6
6,8
6,9
7,2
8,7
9,1
7,7
6,7
6,7

7,2
8,0
7,7
6,4
5,8
7,8
7,0
8,0
5,8
7,0
8,7
7,8
6,9
9,6
8,7
9,3
6,3
5,0
5,7
7,8
6,8
7,5
6,9
11,2
3,7
9,3
3,4
6,4
2,5
5,5

7,8
Các giống bình linh
Leucaena type:
K
8
. (Úc)
K
8
. (Hawaiian)
K
28
.
K
67
.
K
156
.
Cv Peru
Cv Cunningham
Peruvian
Côte d’voire
Trung
bình
8642
Trung
bình
8642
Lá giàLá nonTrạng thái lá

Tháng

Dê con bị bướu cổ do ăn thức ăn có
Dê con bị bướu cổ do ăn thức ăn có
chất kháng giáp trong thực vật
chất kháng giáp trong thực vật

Hai tuyến giáp trạng hai bên cổ phình to
Hai tuyến giáp trạng hai bên cổ phình to

Canavanine và những hợp chất đối kháng với Arginine
Canavanine và những hợp chất đối kháng với Arginine
Arginine
CNH
2
NH O CH
2
CH
2
CH COOH
NH NH
2
CNH
2
NH CH
2
CH
2
CH
2

CH COOH
NH NH
2
Canavanine
CNH
2
CH
2
NH
CH
2
CH
2
CH
2
CH COOH
NH
2
Indospicine
CNH
2
NH CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH COOH

NH NH
2
Homoarginine
CH
2
NH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH COOH
NH
2
Lysine

Cây so đũa Sesbania grandiflora
Cây so đũa Sesbania grandiflora


Scientific Name: Sebania grandiflora
Common Name:
Species Most Often Affected: cattle, chickens, humans, sheep
Poisonous Parts: all
Primary Poisons: canavanine

Cỏ Linh lăng (Cỏ Alfalfa
Cỏ Linh lăng (Cỏ Alfalfa

, Lucerna)
, Lucerna)
Scientific Name: Medicago sativa
Common Name: Alfalfa or Lucerne
Species Most Often Affected: cattle, chickens, humans, sheep
Poisonous Parts: all
Primary Poisons: canavanine, saponins


Nhóm chất acid amin bất thường
Nhóm chất acid amin bất thường
gây triệu chứng ngộ độc thần kinh Neurolathyrogen
gây triệu chứng ngộ độc thần kinh Neurolathyrogen
C
O
CH
2
HC
COOH
NH
2
NH
2
CH
2
NH
2
HC
COOH
NH

2
CH
2
NH
C
COOH
O
HC
COOH
NH
2
Asparagine
Alfa, Beta-Diamino
Propionic Acid
Beta-N-Oxalyl, Alfa, Beta-Diamino
Propionic Acid, ODAP
(Neurolathyrogen)
C
CH
2
HC
COOH
N
NH
2
NH
2
CH
2
CH

2
HC
COOH
NH
2
CH
3
C
NH
CH
2
CH
2
HC
COOH
O
NH
2
Gama-N-Diaminobutyric Acid
(Neurolathyrogen)
Alfa, Gama-Diaminobutyric Acid
BCNA (Neurolathyrogen)
Beta-Cyanoalanine
BCNA (Neurolathyrogen)
C
CH
2
CH
2
NH

2
N
Beta-Aminopropionitrile, BAPN
(Osteolathyrogen)
Gama-Glutamyl-Beta-Cyanoalanine
(Neurolathyrogen)
Gama-Glutamyl-aminopropionitrile
(Osteolathyrogen)
1
2
3
4
5