Фитиновая кислота

КАК УПОТРЕБЛЯТЬ ЦЕЛЬНЫЕ ЗЛАКИ, ОРЕХИ, БОБОВЫЕ С ПОЛЬЗОЙ И БЕЗ ВРЕДА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ 

Некоторые продукты питания содержат антинутриенты — вещества, оказывающие негативное влияние на переваривание пищи и усвоение питательных веществ. Наиболее часто встречающимися антинутриентами являются лектины и фитиновая кислота. Тему лектинов мы затрагивали в одной из наших предыдущих публикаций.

В данной статье мы рассмотрим основные негативные эффекты фитиновой кислоты в продуктах питания и как их избежать.

Если материал был полезен, вы можете оставить в благодарность любую сумму, которая будет направлена на развитие ONLINE KITCHEN и разработку мобильного приложения с рецептами и полезной информацией для здоровья. Спасибо!

Поблагодарить можно здесь

ЧТО ТАКОЕ ФИТИНОВАЯ КИСЛОТА

Зерновые и бобовые являются одним из основных источников питательных микроэлементов, однако биодоступность минералов, входящих в их состав, достаточно низкая.

Железо, цинк, кальций, магний присутствуют в злаках, бобах, орехах и семечках в виде нерастворимых комплексов с другими компонентами, такими как, например, фитиновая кислота.


Фитиновая кислота (C6H18O24P6) — сложный эфир циклического шестиатомного полиспирта мио-инозитола и шести остатков ортофосфорной кислоты (рис. 1).

Рис. 1. Структурная формула фитиновой кислоты

Фитиновая кислота содержится в растениях, преимущественно в бобовых, злаковых, орехах и семенах. В растениях фитиновая кислота присутствует в форме фитата, т. е. солей фитиновой кислоты, которая быстро накапливается семенами в период созревания. Местонахождение фитатов в семенах варьирует. В зернах небольшого размера (пшеница, рожь) они находятся главным образом в шелухе, у кукурузы — в зародыше, у бобовых — в семядолях.

Для растений фитаты выполняют роль антиоксидантов, а также являются запасом около 2/3 фосфора в их клетках.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Молекула фитиновой кислоты имеет высокий хелатообразовательный потенциал и формирует нерастворимые соли (фитаты) с двух- и трехвалентными катионами в нейтральной среде. Фитиновая кислота может связывать Ca, Zn, Cu, Co, Mn, Fe и Mg, что делает эти микроэлементы недоступными для усвоения. В «ловушку» фитата могут попасть и макромолекулы, такие как белок, крахмал или соединения, образующие липиды.

Как это происходит?

Шесть остатков фосфорной кислоты, связанных с инозитолом, могут принимать или отдавать до 12 протонов (ионов водорода). Установлено, что в среде с рН ниже 1,1 фитиновая кислота имеет нейтральный заряд, то есть не отдает положительно заряженные ионы водорода. Приближение среды к рН 2 приведёт к ионизации 3-х фосфатных групп, дальнейшее повышение рН приводит к потере последующих протонов.
Таким образом, в среде с нейтральным рН, присущей растениям, фосфатные группы фитиновой кислоты частично диссоциируют, приобретая по одному или два отрицательных заряда, благодаря чему катионы (положительно заряженные ионы металлов, протонированные аминогруппы и т. п.) могут прочно хелатироваться остатками фосфорной кислоты, то есть связываться с молекулой фитата (Рис.2).

Рис.2. Структурная формула фитата

АНТИПИТАТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ФИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Растение запасает фосфор и другие микроэлементы в форме фитата для дальнейшего их использования в момент прорастания семени. В этой фазе фермент фитаза, который естественным образом образуется в растениях, разрушает эфирные связи фитата, высвобождая фосфор и другие питательные вещества, делая их доступными для питания и роста растений.

Фитат, присутствуя естественным путем в бобовых, орехах и злаках, делает недоступными микроэлементы, которые были связаны с ионизированными ортофосфорными остатками фитата. Успешно переварить фитат могут только жвачные животные, в организме которых производится достаточное количество фитазы для разрушения фитатного комплекса.

Организм человека не производит необходимое количество фитазы, чтобы расщепить фитат и высвободить минералы и фосфор, обеспечив их биодоступность для дальнейшего усвоения.

Если рацион человека состоит преимущественно из калорий, получаемых из злаков, бобовых и орехов, это может негативно сказаться на количестве доступного из пищи кальция, цинка, железа и других микроэлементов, т.к. они будут заключены в нерастворимый фитатный комплекс.

Эта проблема может встать достаточно остро для вегетарианцев, а также детей младшего возраста, беременных женщин и пожилых людей.

Очень часто рацион детей при отлучении от груди и вводе прикорма начинает содержать большое количество злаков в виде каш. Младенцы после 4-месячного возраста подвержены риску развития дефицита железа, т.к. сокращаются его органические запасы и увеличивается потребность, вызванные более высокой скоростью роста. Злаковые каши являются распространенным прикормом и часто являются основным источником пищевого железа, поскольку содержание железа в грудном молоке невелико. Однако такое железо имеет низкую биодоступность.

У пожилых людей очень часто встречается дефицит кальция из-за мобилизации кальция из костей и уменьшения его депонирования, что является высоким риском развития остеопороза. Большая часть кальция в злаках и бобовых связывается с фитиновой кислотой, образуя неперевариваемый комплекс фитат-кальций, что делает кальций недоступным.

Помимо того, что фитиновая кислота является хелатором важных минералов, она также ингибирует ферменты, необходимые нам для переваривания пищи, а именно пепсин, амилазу и трипсин, которые необходимы для расщепления белков и крахмала (ссылка на исследование, ссылка на исследование). 


Антипитатльные эффекты фитиновой кислоты:

• не дает усваиваться минералам Ca, Zn, Cu, Co, Mn, Fe и Mg, белкам, крахмалу, которые содержатся в злаках, бобовых, орехах и семенах

• ингибирует пепсин, амилазу, трипсин, необходимые для расщепления белков и крахмала

В КАКИХ ПРОДУКТАХ СОДЕРЖИТСЯ ФИТИНОВАЯ КИСЛОТА

Фитиновая кислота содержится в злаках, бобовых, семенах, орехах, ее количество
колеблется от 0,5 до 5% и может сильно различается даже в пределах одного и того же продукта в зависимости от типа семян, условий окружающей среды, климата и качества почвы.

Таблица 1. Содержание фитиновой кислоты в различных продуктах (источник)

СПОСОБЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ФИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Снизить негативное влияние фитиновой кислоты в питании можно за счет предварительной обработки содержащих ее продуктов.

Фитиновую кислоту расщепляет фермент фитаза. Фитаза естественным путем образуется в растениях, но остается неактивной до момента прорастания семян. Активированная фитаза гидролизует фитат до инозитола и свободного ортофосфата и высвобождает минералы и белок, заключенные в фитатный комплекс.

Таким образом, чтобы снизить количество фитиновой кислоты в пищевых продуктах, нужно активировать фитазу, это можно сделать при помощи:

• замачивания
• проращивания
• ферментации.

Также фитиновую кислоту можно элиминировать из злаков при помощи механического воздействия — помола.

Помол
Помол является наиболее часто используемым методом удаления фитиновой кислоты из зерна, но он имеет серьезный недостаток. При помоле происходит отделение грубого внешнего слоя зерна путем просеивания. Именно во внешнем слое зерен злаковых культур находится фитат и встроенные в его молекулу минералы. Таким образом этот метод удаляет фитиновую кислоту и, одновременно с этим, удаляет большую часть минералов и пищевых волокон. Данным фактом объясняется большее содержание фитиновой кислоты в цельнозерновой пшенице и отрубях по сравнению с пшеничной мукой (см. Таблицу 1.)

Замачивание
Фитаза неактивна в сухом состоянии, для ее активации нужна влага.

Во влажной среде активность фитазы может увеличиться в 4 раза уже через полтора часа, а количество фитата за это время может снизиться, например, в замоченной пшенице, на 70% (ссылка на исследование).

Замачивание широко применяется как в бытовых, так и в промышленных масштабах. Данный метод обработки достаточно эффективен для снижения содержания фитиновой кислоты, а также для последующего повышения биодоступности минералов (Perlas and Gibson 2002; Coulibaly et al. 2011).

При замачивании нута на 2 часа количество фитиновой кислоты снизилось на 47,4%, а при замачивании на 12 часов — на 55,71% (Эртас и Туркер, 2012).

Замачивание дробленой кукурузы в течение 1 ч при комнатной температуре приводило к снижению содержания фитиновой кислоты на 51% (Hotz et al., 2001).

Замачивание бурого риса снижало содержание фитиновой кислоты на 42−59% (ссылка на исследование). После замачивания и варки содержание фитиновой кислоты снизилось в чечевице на 76%, в горохе на 82% (ссылка на исследование).


Проращивание
Проращивание изменяет не только внешний вид семян, но и их пищевую ценность. При прорастании количество витаминов увеличивается в 6−10 раз по сравнению с их содержанием в непроросших семенах. Белки, жиры и крахмал из пророщенных семян усваиваются лучше. Многочисленные исследования показывают, что проращивание в течение нескольких дней активирует фитазу, начиная уже с первого дня, а пророщенные злаки и бобовые содержат больше минералов и белка (см. Таблицу 2, ссылка на исследование).

Таблица 2. Химический состав, содержание фитата и минеральных веществ в просе

Ферментация
Ферментация — это метаболический процесс, который вызывает химические изменения в органических субстратах под действием ферментов. Ферментация злаков и бобовых улучшает биодоступность минералов. Ферментативное расщепление фитиновой кислоты требует оптимального pH, который может быть обеспечен естественной ферментацией. Такое разложение фитиновой кислоты может увеличить количество растворимого железа, цинка и кальция в несколько раз (Haard et al. 1989). Исследования показывают, что ферментация зерна проса в течение 12 и 24 часов может снизить содержание пищевых ингибиторов, фитиновой кислоты и дубильных веществ (Coulibaly et al. 2011).

Естественная ферментация может привести к значительному снижению содержания фитиновой кислоты в рисовой муке за счет действия как микробных, так и зерновых фитаз. Было зафиксировано снижение содержания фитатов на 88,3%, когда проросшие ростки проса ферментировали при помощи Saccharomyces diasticus, S. cerevisiae, Lacto-bacillus brevis и L. fermentum при 30 °C в течение 72 часов (Kaur et al. 2011).

Ферментация злаков и бобовых является кулинарной традицией многих народов мира.

Процесс ферментации, который происходит при приготовлении хлеба, также разрушает фитат. Длительное брожение на закваске приводит к значительному снижению содержания фитатов. При этом, брожение на закваске более эффективно, чем дрожжевое брожение, в снижении содержания фитатов в цельнозерновом хлебе (-62 и -38% соответственно).

ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ

Во влажной среде, при замачивании, проращивании и ферментации фитаза достаточно быстро активируется и начинает расщеплять молекулу фитата.

Замачивание

Стоит напомнить, что замачивание помогает бороться не только с фитиновой кислотой, но и с таким антинутриентом, как лектин.

Ранее мы уже разбирали тему лектинов и рекомендовали время замачивания злаков, бобовых и орехов, необходимое для элиминации лектинов. Эти рекомендации в полной мере можно применить и для устранения фитиновой кислоты. Скачать таблицу в PDF

Чистая вода и стеклянная посуда
Стоит помнить, что при замачивании семена могут легко поглощать химические вещества из воды или посуды, в которой они замачиваются, и в некоторых случаях такие химические вещества могут быть более вредными, чем фитиновая кислота от который мы стараемся избавиться. Поэтому для замачивания важно использовать стеклянную посуду и фильтрованную воду. 

Теплая вода и кислота
Фитаза оптимально функционирует при слегка кислом pH и при более высоких температурах (до 40 °C). Поэтому полезно использовать теплую воду и подкислять ее лимонным соком или уксусом. 

Самый эффективный способ замачивания - в воде с добавлением лактобактерий: сока ферментированной капусты, хилак-форте, лактофлор или др. пробиотики, которые содержат лактобактерии.

Термическая обработка

Термической обработки недостаточно, чтобы снизить количество фитиновой кислоты. Так как фитаза, которая нейтрализует фитат, сама разрушается при температуре выше 55 °C. Для активизации фитазы требуется предварительное вымачивание в кислой среде. К примеру, для устранения фитиновой кислоты в киноа необходимы ферментация или проращивание плюс термическая обработка. Поэтому, сначала замачиваем, затем производим термическую обработку. 

Проращивание 

Проращивание можно применить для зеленой гречки, киноа, овса, любых бобов (нут, маш, чечевица, фасоль, горох) и семян. Не проращивайте продукты в металлической посуде. Существует несколько простых способов проращивания.

Проращивание в банке

Тщательно промойте семена и поместите в стеклянную банку, налейте воды вдвое больше, чем семян, так как они впитают часть воды во время прорастания. Закройте банку марлей, плотно закрепите резинкой или закройте специальной крышкой с мелкой сеткой.  Поставьте емкость в помещении при комнатной температуре на 2–10 часов в зависимости от типа продукта (бобовые дольше. семена и злаки меньше).

Слейте воду через марлю, налейте свежей воды и встряхните, чтобы тщательно промыть зерна. Поставьте банку под углом 45°, чтобы лишняя влага стекала и не вызвала плесневение семян. Таким образом в банке всегда будет поддерживаться оптимальная влажность для проращивания.
Повторяйте этот процесс дважды в день, пока семена не прорастут (на это может уйти около 4-5 дней). Если в комнате жарко, то стоит увеличить количество промываний до 5 раз в день.

Проращивание семян в проращивателе
Проращиватель (или спраутер) -  это широкая емкость с поддоном и крышкой. Проращиватель может быть многоуровневым и быть изготовлен из различных материалов: глины, стекла, пластика, также может быть  автоматическим. 

Замочите и промойте семена, как в предыдущих способах. Засыпьте семена в лотки с отверстиями и накройте крышкой. Поливайте лотки 1-2 раза в сутки. Вода будет стекать в поддоны, но при этом семена будут увлажнены. Отдавайте предпочтение проращиванию в банке, чтобы минимизировать контакт продуктов с пластиком. 

Стоит отметить, что время проращивания при всех трех вышеописанных способах не отличается.

Особенности по видам продуктов

Орехи
Основываясь на накопившихся данных, большую часть фитиновой кислоты можно устранить с помощью замачивания и сушки в духовке при температуре до 80-90 градусов.

Семена тыквы и льна —содержат очень большое количество фитиновой кислоты и требуют тщательной обработки перед употреблением. В этом случае помогает замачивание и обжаривание.

Овёс
Содержит очень мало фитазы, особенно после промышленной тепловой обработки делает удаление фитиновой кислоты из овсянки практически невозможным. Замачивание на ночь овсяных хлопьев приведет к небольшому снижению уровня фитиновой кислоты. Мы не рекомендуем употреблять овсяные хлопья чаще, чем 2 раза в неделю. 

Для проращивания нужно купить неподверженный тепловой обработке овёс.

Бобовые
Лучший способ снизить количество фитиновой кислоты в бобовых —это прорастить их в течение нескольких дней, а затем приготовить. Замачивание бобов при умеренных температурах, например, на 12 часов при 25°С, приводит к устранению фитиновой кислоты на 8-20%. Когда бобовые составляют существенную часть рациона, стоит принимать дополнительные меры безопасности: замачивание, проращивание, затем варка.

ВЫВОДЫ

Фитиновая кислота, содержится в злаках, бобовых, семенах и орехах и ее основным антипитательным свойством является “захват”  минералов, которые содержатся в этих популярных пищевых продуктах. Таким образом фитиновая кислота делает недоступными железо, кальций, цинк, магний и другие элементы, тем самым снижая потенциальную полезность этих продуктов.

Фитиновая кислота не способна захватывать новые минералы из других продуктов питания. Гречневая каша с мясом, овсянка с фруктами, цельнозерновой или безглютеновый хлеб с натуральным куриным паштетом и многие другие пищевые комбинации не потеряют своей питательной ценности  от присутствия в них продукта, содержащего фитат. Но они смогут стать более полезными, если фитиновая кислота будет разрушена. 

Разрушить фитиновую кислоту помогает предварительная подготовка продуктов, а именно, замачивание орехов и семян, круп и бобовых перед приготовлением, использование натуральной закваски и длительная ферментация при приготовления хлеба, проращивание семян для дальнейшего их использования в смузи, салатах или горячих блюдах.

Применение вышеописанных подходов позволяет разрушить растительные фитаты и высвободить зажатые в фитатный комплекс минералы, например, кальций, железо, цинк, магний и др. Для того, чтобы высвободившиеся минералы легче усвоились организмом необходимо достаточное потребление витамина А, С, D, животного белка (прежде всего мяса) и др.

Фитиновая кислота относится к антипитательным факторам, но если ваш рацион разнообразен и богат натуральными продуктами, то отрицательное влияние фитиновой кислоты будет сведено к минимуму. 

Особенно важно придерживаться разнообразного питания, с содержанием животных белков, овощей, фруктов, зелени, тем группам людей,  на которых воздействие высоких концентраций фитатов может оказать большее влияние. Это относится в первую очередь к детям, т.к. они имеют критически важную потребность в минералах для роста. Также беременные женщины часто страдают анемией и должны более внимательно относится к своему рациону. 

Разнообразное питание и диверсификация продуктов позволят увеличить получение микронутриентов с пищей, а вышеуказанные способы обработки орехов и семян, злаков и бобовых максимизируют эффект. 

Если материал был полезен, вы можете оставить в благодарность любую сумму, которая будет направлена на развитие ONLINE KITCHEN и разработку мобильного приложения с рецептами и полезной информацией для здоровья. Спасибо!

Поблагодарить можно здесь