2025-03-25, Żywienie
Substancje antyodżywcze (antinutritional substances) to związki występujące w żywności, które ograniczają bądź uniemożliwiają wykorzystanie składników odżywczych lub wywierające szkodliwy wpływ na organizm ludzki.
Przed miesiącem pisaliśmy o kwasie szczawiowym, dzisiaj będzie o kwasie fitynowym.
Kwas fitynowy (heksafosforan inozytolu IP6) zawiera sześć grup fosforowych oraz jego pochodne, które zawierają od 3 do 5 grup (IP3, IP4, IP5). Kwas ten występuje naturalnie jako forma magazynowania fosforu w:
Prawie 70% całkowitego fosforu występującego w ziarnach zbóż jest w postaci kwasu fitynowego (IP6). Jego rozłożenie w ziarnach nie jest równomierne, gdyż jest on zlokalizowany głównie w warstwie aleuronowej (zewnętrznej). Wyjątek stanowi kukurydza, w której kwas fitynowy w 95% występuje w zarodku ziarna.
Kwas fitynowy oraz jego izomery znajdujące się w produktach spożywczych np.: w chlebie pieczonym na drożdżach, tworzą nierozpuszczalne połączenia ze składnikami mineralnymi występującymi w mące, takimi jak: Fe, Zn, Ca, Na, P, Mg i Mn tworząc sole tzw. fityniany. Mąki z wysokiego przemiału, pełnoziarniste pieczywo oraz grube kasze zawierają więcej tych związków antyodżywczych niż mąki z niskiego przemiału, drobne kasze i jasne pieczywo, jednak te charakteryzują się wyższym indeksem i ładunkiem glikemicznym (podnoszącym stężenie glukozy we krwi). Szczególnie dużo antyodżywczych fitynianów występuje w otrębach.
Tabela 1. Zawartość kwasu fitynowego w żywności pochodzenia roślinnego (mg/100g).
Nazwa produktu |
Zawartość: |
Bataty |
310 |
Bób |
523 |
Ciecierzyca |
280-1160 |
Fasola czerwona |
1990 |
Fasola |
600 |
Fasola szparagowa |
610-2380 |
Groszek |
220-1220 |
Jęczmień |
220-290 |
Kukurydza |
210 |
Mąka jęczmienna |
632 |
Mąka owsiana i ryżowa |
744 |
Mączka słonecznikowa |
390–430 |
Mąka żytnia |
452 |
Migdały |
350-942 |
Otręby pszenne |
720-920 |
Otręby gryczane |
350-380 |
Otręby owsiane |
2000-2150 |
Otręby ryżowe |
580 |
Orzechy nerkowca |
190-498 |
Orzechy włoskie |
200-669 |
Orzechy ziemne |
170-447 |
Owies |
560-870 |
Proso |
180–1670 |
Pszenica |
220-290 |
Ryż |
500 |
Sezam (nasiona) |
1440–5360 |
Siemię lniane |
2150–3690 |
Soczewica |
270-1510 |
Soja |
1000-2220 |
Sorgo |
570–3350 |
Żyto |
250 |
Monotonne i długotrwałe spożywanie produktów bogatych w kwas fitynowy może doprowadzić do niedoborów w organizmie żelaza, wapnia, cynku, magnezu, manganu i być przyczyną anemii, demineralizacji, krzywicy, osteoporozy, zaburzeń mineralizacji szkliwa uzębienia, osłabienia odporności organizmu, problemów z cerą, niedoczynności tarczycy czy też zaburzeń hormonalnych. Przyczyną tego jest fakt, że w przewodzie pokarmowym człowieka brakuje enzymu fitazy, która rozkłada fityniany. Występowanie w posiłku już 2 mg kwasu fitynowego ogranicza wchłanianie składników mineralnych. Obecność kwasu fitynowego w posiłku w ilości 5-10 mg ogranicza przyswajalność żelaza nawet o 50%. Na niedobory ww. składników mineralnych narażone są przede wszystkim dzieci, kobiety ciężarne, osoby starsze lub z chorobami autoimmunologicznymi.
Kwasy fitynowe oddziałują także z białkami obniżając tym samym ich rozpuszczalność i biodostępność. Ponadto kwasy te tworzą także połączenia jonowe z enzymami trawiennymi w składzie których np.: znajduje się cynk i przez ten fakt mogą ograniczać ich funkcje fizjologiczne. Już w latach 80-tych wykazano, że kwas fitynowy wyodrębniony z owsa ma zdolność hamowania aktywności enzymów przewodu pokarmowego takich jak: pepsyny, trypsyny, α- amylazy i β-glukozydazy, wpływając na utrudnienia trawienia i zmniejszenia biodostępności białek, tłuszczów (tworzą się lipofityny) oraz skrobi. Utrudnienie trawienia białek może spowodować niedobory aminokwasów egzogennych, których organizm sam nie wytwarza i należy je dostarczyć z dietą (co jest szczególnie ważne u rozwijających się dzieci i młodzieży), czy też jako niestrawione nasilić procesy gnilne w jelicie grubym.
Z punktu widzenia konsumenta istotne znaczenie mają procesy technologiczne modyfikujące stopień wiązania składników mineralnych przez kwasy fitynowe. Jednak znaczne obniżenie zawartości kwasów fitynowych w produktach znajdujących się w diecie, może być przyczyną jednocześnie obniżonej podaży znajdujących się w ziarnach zbóż białek, lipidów, witamin z grupy B, witaminy E oraz substancji mineralnych (Mg, Ca, Zn). Dlatego w piekarnictwie dobrym technologicznym rozwiązaniem jest wykorzystanie zbóż o obniżonej zawartości fitynianów lub wytwarzanie pieczywa i ciast na zakwasie, gdyż bakterie fermentacji mlekowej są źródłem enzymu fitazy, która katalizuje uwalnianie fosforanów z fitynianów, hydrolizuje kompleksy utworzone przez fityniany i jony metali. Wykazano, że po 8 godzinach fermentacji zakwasu w temperaturze 37°C redukcja zawartości kwasu fitynowego wynosiła 65% w zwykłym cieście, a aż 97% w cieście na zakwasie. Trwają badania nad wzbogacaniem żywności zawierającej fityniany w enzym fitazę np. chleb, mleko sojowe, produkty na bazie mąki ryżowej/pszennej/kukurydzianej/owsianej/z sorgo, co powoduje zwiększenie biodostępności żelaza niehemowego. Stosowane metody przetwarzania żywności (słodowanie, przetwarzanie hydrotermalne, fermentacja) pozwalają na obniżenie zawartości fitynianów w produktach.
W gospodarstwie domowym zastosowanie technik kulinarnych takich jak: moczenie (12 godzin) płatków, mielenie ziaren, obróbka termiczna, kiełkowanie nasion i ich fermentacja z udziałem bakterii kwasu mlekowego, przed spożyciem produktów będących źródłem kwasu fitynowego, może zmniejszyć jego negatywne działanie w organizmie. Zastosowanie np. moczenia nasion roślin strączkowych może wpłynąć na obniżenie zawartości kwasu fitynowego od 4-37%. Wykazano, że kiełkowanie w temperaturze 30-37ºC przez 48-72 godziny wpłynęło na obniżenie zawartości kwasu fitynowego z 533 do 380 mg/100 g w nasionach pszenicy oraz z 635 do 482 mg /100 g w fasoli złotej (mung bean). Po 5 dniach kiełkowania ciecierzyca straciła 40% pierwotnej zawartości kwasu, natomiast soczewica 50%. W innych badaniach wykazano, że prażenie surowej soi zmniejszało zawartość fitynianów od 1,6 do 0,25 mg, natomiast pięciodniowa fermentacja z wykorzystaniem bakterii Lactobacillus plantarum obniżyła ich zawartość z 1,16 do 0,04 mg /g. Prażenie pszenicy, jęczmienia lub fasoli mung redukuje kwas fitynowy o około 40%, ale zasadnym jest następnie moczenie tych ziaren z dodatkiem enzymu fitazy, która została zniszczona pod wpływem temperatury w trakcie prażenia. Również wykazano, że naświetlanie (0.5, 1.0, 2.5, 5.0 and 10 kGy) wpływa na obniżenie zawartości fitynianów w fasoli. Wykazano też większy wpływ kiełkowania na zmniejszenie zawartości kwasu fitynowego w ciecierzycy (Cicer arietinum L.) niż obróbki termicznej takiej jak: gotowanie, autoklawowanie i gotowanie w kuchence mikrofalowej.
Kwas fitynowy ma też pozytywne działanie na organizm, dzięki właściwościom chelatującym jony metali ogranicza on wchłanianie z przewodu pokarmowego metali ciężkich, takich jak rtęć, aluminium, kadm, arsen, ołów, nikiel, które kumulując się w organizmie mogą powodować wiele zaburzeń. Wykazano też, że kwas fitynowy dzięki nasileniu aktywność komórek układu odpornościowego (NK natural killer), naprawie DNA i apoptozie (zaprogramowanej śmierci komórek) hamuje wzrost komórek nowotworowych jelita grubego, przełyku, wątroby oraz trzustki. Jako przeciwutleniacz (antyoksydant) neutralizuje wolne rodniki i zmniejsza ryzyko rozwoju nowotworu piersi i prostaty, obniża stężenie we krwi cholesterolu LDL i jego formy utlenionej oxLDL, co zapobiega tworzeniu blaszki miażdżycowej. Opóźniając proces trawienia węglowodanów, obniżając glikemię poposiłkową kwas fitynowy daje dłuższe uczucie sytości i wykazuje działanie przeciwcukrzycowe. Ponadto kwas ten zapobiegając krystalizacji soli wapnia w płynach komórkowych zmniejsza ryzyko rozwoju kamicy nerkowej.
Biorąc pod uwagę fakt propagowania, w ramach profilaktyki chorób cywilizacyjnych, diet opartych w dużej mierze na produktach pochodzenia roślinnego (np.: śródziemnomorska, DASH) lub jako diet alternatywnych wyłącznie z tymi produktami (weganizm) warto uwzględnić w nich obecność i działanie kwasu fitynowego oraz doposażyć dietę w składniki mineralne, aby nie doprowadzić do ich niedoborów w organizmie. Typowa urozmaicona wszystkimi grupami produktów spożywczych dieta tradycyjna, tzw. mieszana, zawiera mniej tego kwasu od 100 do 400 mg, w zależności od stanu mikorbioty jelit, w porównaniu do diety typowo roślinnej zawierającej nawet 600-800 mg. Przygotowując posiłki z produktami zawierającymi kwas fitynowy warto pamiętać o ich wcześniejszym moczeniu, o spożywaniu pieczywa na zakwasie (poza osobami z refluksem żołądkowo-przełykowym) lub łączeniu z witaminą C. Dla przykładu spożywając mięso z kaszą gryczaną oraz warzywami zawierającymi witaminę C (surówki), można ograniczyć ilość fitynianów.
Badania naukowe nad pozytywnymi działaniami kwasu fitynowego, jako związku bioaktywnego, nadal trwają i być może wkrótce określenie jego jako „antyodżywczy” będzie należało do przeszłości.
dr hab. inż. Zuzanna Goluch, prof. UEW
Katedra Technologii Żywności i Żywienia
Wydział Inżynierii Produkcji
Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu
Święta Wielkanocne przypadają na czas budzącej się do życia przyrody i wiosny. Dla chrześcijan to czas najważniejszych w roku liturgicznym świąt obchodzonych na pamiątkę Zmartwychwstania Chrystusa.