Antinutritional and toxic effects in rats of individual glucosinolates (± myrosinases) added to a standard diet

Abstract

Zusammenfassung Antinutritive und toxische Wirkungen von Glucosinolaten (± Myrosinasen) bei Ratten. 1. Der Einfluß auf die Protein‐Verwertung und die Organgewichte Relativ große Mengen von verschiedenen Glucosinolaten wurden aus unterschiedlichem Pflanzenmaterial isoliert. Die Methoden zur Isolierung und Separation der Glucosinolate basierten auf der Säulenchromatographietechnik. Die Glucosinolate wurden abschließend in Kaliumsalze übergeführt und aus dem Wasser rekristallisiert. Myrosinasen (Thioglucosid Glucohydrolase EC 3.2.3.1.), von Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewichten befreit, wurden aus Samen von Sinapis alba L. in Pulverform isoliert, und deren Enzymaktivitäten mit Allylglucosinolat (Sinigrin) als Substrat bestimmt. Stickstoffbilanzversuche wurden mit wachsenden Ratten vorgenommen, die mit einem standardisierten Futter, aus autoklavierter Kartoffelstarke, Kasein + Methionin, Sojaöl, Mineralstoffen und Vitaminen bestehend, gefuttert wurden. Die isolierten Glucosinolate wurden einzeln in verschiedenen Mengen dem Standardfutter beigemischt. Bei einer Diät wurden ebenfalls Myrosinasen zugefügt (0,2, 1,0, 5,0 und 1,0 mg/g Trockensubstanz + Myrosinasen). Ansonsten enthielt dieses Futter keine anderen Bestandteile mit niedrigen Molekulargewichten von Kreuzblütlern. Die Futterverwertung, die Proteinausnutzung und die Organgewichte der Ratten wurden bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, daß besonders die höchsten Konzentrationen (5 mg/g Trockensubstanz) der intakten Glucosinolate und der Glucosinolate + Myrosinasen Probleme in bezug auf die Schmackhaftigkeit des Futters verursachen konnten, außerdem die Proteinausnutzung reduzieren und die Größe der verschiedenen inneren Organe beeinflussen konnten. Es soll betont werden, daß intakte Glucosinolate (ohne Myrosinasen) signifikante negative Ernährungs‐ sowie Giftwirkungen verursachen können. Des weiteren können die unterschiedlichen Glucosinolate verschiedene Wirkungen zeigen, wenn auch die Beobachtungen teilweise einheitlich waren. Die deutlichste Wirkung wurde dort festgestellt, wo 2‐Hydroxybut‐3‐enylgluco‐sinolat (Progoitrin) im Futter vorhanden war. Bei den niedrigen Glucosinolatniveaus ließ sich kaum ein Einfluß auf die Proteinausnutzung feststellen, wogegen die Gewichte der Organe sogar bei den niedrigsten Niveaus beeinflußt werden konnten. Glucosinolatkonzentrationen im Futter, die dem Niveau in den glucosinolatarmen Rapssorten entsprachen (0,2‐1,0 mg/g Trockensubstanz), in denen Raps als einzige Proteinquelle benutzt wurde, hatten nur geringen oder gar keinen physiologischen Einfluß bei wachsenden Ratten innerhalb der betreffenden Versuchsperiode. Die Ergebnisse demonstrieren, daß es möglich ist, glucosinolatarme Rapssorten anzubauen, bei denen sowohl die totale Menge als das relative Verhältnis der verschiedenen Glucosinolate, sich auf einem ernährungsphysiologisch akzeptablen Niveau befinden. Die Ergebnisse zeigen, daß die Myrosinasen den Gift‐ und den negativen Ernährungseffekt von einigen Glucosinolaten verschärfen. Um die Probleme zu verhindern, di...

Piglet performance and physiological effects linked to reduced glucosinolate transformations in feed products based on rapeseed pressed cakes

“…In the present study, no effect was seen on F:G, indicating that the major effect was on feed intake. Other studies have shown that the cold‐pressed RPCs have a lower nutritional value compared with that of warm‐pressed RPCs (Seneviratne, Beltranena, Newkirk, Goonewardene, & Zijlstra, ), and stronger biologic effects have also been found in N‐balance studies, when active myrosinase was added to glc‐rich diets (Bille et al, ; Bjerg, Eggum, Jacobsen, Otte, & Sørensen, ). In the present study, the N‐balance trials with rats only showed reduction in biological value for group.…”

“…Heat treatment in the oil mill can affect the quality of rapeseed cakes, where prolonged temperature treatment or increase in temperature lower the digestibility as a consequence of complex formation between proteins and oxidised phenols, condensed tannins or dietary fibres (Bille, Eggum, Jacobsen, Olsen, & Sørensen, ; Jensen, Liu, & Eggum, ; Kroll, Rawel, & Rohn, ). In the present study, relative low conditioning temperatures were used in the warm pressing process, which is reflected in the performance results.…”

Glucosinolate hydrolysis products in the crucifer Barbarea vulgaris include a thiazolidine-2-one from a specific phenolic isomer as well as oxazolidine-2-thiones

“…A general effect of OATs can be disturbance of certain redox reactions, similar to the known OAT disturbance of iodine metabolism in the mammalian thyroid gland (Bille et al, 1983;Vanderpas, 2006). Interference with a specific enzyme reaction in melanin biosynthesis, tyrosinase (EC 1.14.18.1), has also been reported (Seo et al, 1999), but has not been linked to toxic effects.…”

Lepidium cake as a feedstuff for pigs

“…However, the types of glucosinolates found in the rapeseed and L. campestre are totally different (Andersson et al, 1999). As a result Lepidium could have less tendency of toxicity than rapeseed, but a study conducted in rat revealed that the sinalbin which is the main glucosinolates in Lepidium lead to decrease palatablity, biological value and protein utilization (Bille, 1983). Besisde this, Andersson et al (1999) reported that the whole seed of L. campestre contais about 40% fiber, which could reduce production performance such as feed intake and growth rate.…”