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Determinación HCN de los glucósidos cianogénicos en la Yuca (mandioca)

La yuca (Manihot esculenta Crantz) es un cultivo de tubérculos ampliamente cultivado y un alimento básico para millones de personas en las regiones tropicales de África, América Latina y Asia; es el cuarto cultivo principal después del arroz, el trigo y el maíz. La productividad de la yuca en términos de calorías por unidad de superficie terrestre por unidad de tiempo es significativamente más alta que los otros cultivos de alimentos básicos; igualmente, la planta tiene un enorme potencial de acumulación de almidón, capacidad para producir rendimientos moderados en tierras marginales, y es tolerante a enfermedades y plagas.
Los tubérculos y hojas de yuca (en menor proporción), se utilizan como alimento humano, animal y materia prima industrial. Aunque ricos en almidón, los tubérculos poseen un bajo contenido de proteínas (<2%) y tienen una vida útil pobre. El factor principal que limita el valor alimenticio de la yuca es la presencia de glucósidos cianogénicos (linamarina y lotaustralina) que liberan acetonecianhidrina y cianuro de hidrógeno por hidrólisis por la enzima endógena linamarasa.

¿Qué son los glucósidos cianogénicos y cuales se encuentran en la yuca?

Los glucósidos cianogénicos son de polaridad intermedia, siendo compuestos solubles en agua que son típicamente-β-glucósidos de α-hidroxinitrilos (cianohidrinas), y son en sí mismos relativamente no tóxicos para la mayoría de los organismos.
La presencia de los glucósidos cianogénicos en la planta de yuca produce cianuro de hidrógeno, la cual, este compuesto se sintetiza en la hoja y se transporta a las raíces, donde se divide entre la cáscara y el parénquima. Aproximadamente el 85% del cianuro se produce como cianoglucósidos principalmente linamarina pero también lotaustralina; asimismo, la linamarina es degradada por la enzima linamarasa, que también se encuentra en los tejidos de la yuca. En raíces intactas, la compartimentación de linamarasa en paredes celulares y linamarina en vacuolas celulares previene la formación de cianuro libre.
En los tejidos del parénquima de la raíz, el cianuro libre (cianuro de hidrógeno (HCN) más cianhidrina) normalmente representa el 15% del cianuro total; el resto está ligado como linamarin o lotaustralin. Todas las variedades de yuca caracterizadas hasta la fecha contienen estos cianógenos.

¿Cuánto es el contenido total de cianógeno que posee la yuca?

Las variedades de yuca difieren en su contenido total de cianógeno, y aunque la variación en el contenido es continua, se pueden distinguir dos tipos distintos en muchas regiones del mundo: variedades con bajo y alto contenido de cianógeno. Las variedades de yuca la amarga y la dulce que tienen un contenido alto (≥ 100/mg/kg) y bajo (≤ 50 mg/kg) de HCN, respectivamente. Además, el nivel de cianuro liberados de los tubérculos de yuca de diferentes cultivares oscila entre 15 y 200 mg por kg de tubérculo, calculado sobre la base del peso fresco de la médula del tubérculo; la piel tiene un potencial de cianuro mucho mayor.

¿Por qué este contaminante representa un riesgo?


El cianuro de hidrógeno (HCN) es altamente tóxico para animales o microorganismos debido a su inhibición de enzimas de la cadena respiratoria (es decir, citocromo oxidasas) y su unión a otras enzimas que contienen iones de metales pesados; asimismo, el cianuro se absorbe fácilmente por el tracto gastrointestinal y se distribuye rápidamente a todos los órganos; las concentraciones máximas de cianuro en sangre y tejidos dependen de la cantidad de glucósidos cianogénicos en los alimentos consumidos y de la tasa de liberación de cianuro, que a su vez depende de la presencia y actividad de las enzimas degradantes. Además, el consumo de huesos de albaricoque y yuca produce niveles más altos de cianuro en sangre comparados con la ingesta de semillas de lino, indicando una liberación rápida de cianuro, pudiendo explicarse esta diferencia en la mayor o menor actividad de las enzimas degradantes, en particular de la β- glucosidasa.

¿Qué análisis ofrecemos?

A través de una prueba se digiere la muestra con beta-glucosidasa para liberar el cianuro presente en la matriz, luego de la etapa de hidrólisis, se sigue una destilación y, por último, se determina el cianuro de hidrógeno total por medio de la técnica analítica cromatografía de gases acoplada a un detector NPD. Por lo que, así se obtendrá el cianuro de hidrógeno total de los glucósidos cianogénicos. Por lo tanto, al lado de nuestro Socio comercial TSI-eurofins, podemos analizar el cianuro de hidrógeno total o libre los siguientes productos yuca, albaricoque, cereales, semillas oleaginosas, almendras picadas, cereales para lactantes y entre otros productos, para que así puedas solventar las necesidades analíticas y garantizar la seguridad alimentaria para los consumidores.

Referencias

Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN). (2020). Ácido cianhídrico (HCN).https://www.aesan.gob.es/AECOSAN/docs/documentos/seguridad_alimentaria/gestion_riesgos/HCN.pdf (accesado el 19 de mayo del 2021)  
Hughes, M. A. (1999). Biosynthesis and Degradation of Cyanogenic Glycosides. Comprehensive Natural Products Chemistry, 881–895. doi:10.1016/b978-0-08-091283-7.00033-3
Nambisan, B. (2011). Strategies for elimination of cyanogens from cassava for reducing toxicity and improving food safety. Food and Chemical Toxicology, 49(3), 690–693. doi:10.1016/j.fct.2010.10.035
Wheatley, C. C., Chuzel, G., & Zakhia, N. (2003). CASSAVA | The Nature of the Tuber. Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition, 964–969. doi:10.1016/b0-12-227055-x/00181-4
Wink, M. (1997). Special Nitrogen Metabolism. Plant Biochemistry, 439–486. doi:10.1016/b978-012214674-9/50013-8

Eurofins, Control de Calidad, Análisis de Laboratorio, Alimentos, Yuca

  • Creado el
Autor: Adeliza Vargas