Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Что такое фитиновая кислота, в чем и сколько ее содержится, надо ли вымачивать зерновые, чтобы избавиться от фитиновой кислоты? Мы совместили в один большой пост статьи популяризатора здорового научного подхода, врача, к.м.н. Андрея Беловешкина.

Все растения мы можем условно разделить на две группы:

Одни растения хотят, чтобы их съели, им это нужно для размножения. Они яркие, легко усваиваются, вкусные. И они как правило не содержат токсичных веществ, препятствующих усвоению. Это ягоды, фрукты, овощи.

Вторая группа растений не хочет, чтобы ее ели. И она защищается, пряча плоды в скорлупу, защищая колосья остьями и колючками. А само семя накапливает особые вещества, которые делают его малосъедобным для животных и нарушают процесс пищеварения. Такие соединения называются антинутриенты. (Да, растениям тоже не нравится, когда едят их деток и они защищаются).

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Фитиновая кислота — антинутриент и содержится в злаках, бобовых, семенах, орехах.

В злаковых, бобовых, орехах, семенах и некоторых корнеплодах притаилась фитиновая кислотаантинутриент, который не только блокирует связанный в нём фосфор, но и «ворует» у нас такие важные микроэлементы, как кальций, магний, железо и цинк. В семенах большинства злаков фитин сосредоточен в алейроновом слое, а в семенах двудольных растений (класс растений, зародыши которых — с двумя семядолями, то есть семечка как бы делится на 2 части), включая масличные и бобовые, он равномерно распределен по всему объему зерен. Поэтому его много как в цельнозерновых, так и в рафинированных продуктах.

Вред фитиновой кислоты

Фосфор — минерал, необходимый для здоровья костей и зубов. Фитиновая кислота — главное хранилище фосфора в растительных тканях, в особенности в оболочке злаковых и других семян. Но фосфор встроен в молекулу фитиновой кислоту так крепко, что для большинства животных (кроме жвачных) и человека этот микроэлемент не является биодоступным. Кроме того, что фитиновая кислота «зажимает» фосфор, «лучи» этой, похожей на снежинку, молекулы с радостью связывают другие необходимые нам минералы — кальций, магний, железо и цинк, препятствуя тем самым и их усвоению.

В 2003 году исследования рассмотрели изменения абсорбции железа после удаления фитиновой кислоты из различных продуктов. Обратите внимание на график, который отображает результаты:

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

На сколько вырастает количество всасываемого из продуктов железа, если предварительно удалить из них фитиновую кислоту: из пшеницы — в 11,6 раза, из овса — в 8,36 раза, из кукурузы — в 4,96 раз, из риса — в 3,09 раза.

То есть, например, в пшенице без фитиновой кислоты всасывание железа на 1160% больше, чем обычно. Иначе говоря, усваиваемость железа была улучшена примерно в 12 раз! Поэтому все цифры содержания неорганических веществ не имеют смысла, если эти продукты содержат много фитиновой кислоты.

Когда в диете присутствует существенное количество фитиновой кислоты, в организме фитиновая кислота связывается кальцием, образуя нерастворимые комплексы — хелаты. Иными словами, мы не получаем фтор и теряем кальций. Более того, исследования показывают, что мы усваиваем на 20% больше цинка и на 60% больше магния при отсутствии фитиновой кислоты.

Но и это еще не всё: фитиновая кислота тормозит работу ферментов, необходимых для переваривания пищи, таких как пепсин и трипсин (расщепляют белки), а также амилазу (расщепляет крахмал до сахаров).

Понятно, что время от времени побаловать себя горстью орехов или коричневым рисом — не криминал. Но для людей, питающихся по большей части цельными зерновыми и бобовыми (из необходимости или по диетическим соображениям), фитиновая кислота становится причиной очень жесткой минеральной недостаточности.

Тарелка овсянки на завтрак, порция коричневого риса на обед и хумус с хлебцами на ужин — способ заполучить испорченные зубы, остеопороз и проблемы с пищеварением. Особенно эта проблема касается веганов, которые могут вызывать таким образом жесткую витаминно- микроэлементную недостаточность.

Наяривание отрубей должно, по мнению «диетологов», обогатить рацион клетчаткой и способствовать похудению. Но на деле, если долго придерживаться такой диеты, она может привести к тяжелой потере костной массы и вызвать некоторые серьезные заболевания кишечника (например, синдром раздраженного кишечника или болезнь Крона).

Но не стоит бросаться на кухню и уничтожать все запасы круп, топтать бобовые и злаки. Нужно просто знать, как с фитиновой кислотой бороться — сводить её количество к минимуму или, если это невозможно, хотя бы минимизировать вред, наносимый ею.

В чем находится фитиновая кислота? 

Как уже упоминалось, фитиновая кислота присутствует в бобовых, семенах, орехах и злаках — особенно в отрубях и внешней оболочке. Так, до 80% фосфора злаковых приходится именно на фитиновый фосфор, не подлежащий усвоению.

Количество фитиновой кислоты в продуктах отличается и зависит не только от вида растения, но и от того, как и где оно было выращено. Так, фитиновой кислоты больше в продуктах, выращенных с применением современных высокофосфатных удобрений.

Содержание фитиновой кислоты в различных продуктах:

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Фитиновая кислота: влияние на всасывание других нутриентов

Как мы уже писали выше — диета, богатая фитиновой кислотой, чревата минеральной недостаточностью. Среди людей, у которых злаковые являются основным поставщиком калорий, широко распространены рахит и остеопороз.

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Молекула фитиновой кислоты похожа на снежинку и к ее краям «прилипают» нужные нашим организмам минералы.

Насколько фитиновая кислота блокирует цинк и железо: в одном исследовании обнаружили, что 2 мг фитиновой кислоты из пшеничной булочки уменьшали всасывание цинка на 18%, 25 мг фитиновой кислоты —на 64%, а 250 мг — уже на все 82%. Орехи имеют выраженное ингибиторное действие на всасывание железа.

Вегетарианцы зачастую потребляют больше железа, чем всеядные. Однако они потребляют также больше антинутриентов, включая фитиновую кислоту, что снижает количество железа, доступного для метаболизма. Потребление даже небольшого количества фитиновой кислоты может снизить всасываемость железа вдвое. Поэтому последователи вегетарианской диеты должны потреблять больше железа, чем всеядные.

В долгосрочном периоде диета, бедная минералами и богатая фитиновой кислотой заставляет организм уходить в режим минеральной голодовки — тело настраивается использовать как можно меньше дефицитных веществ.

На диете, богатой фитиновой кислотой, взрослый человек может жить десятилетиями, но растущему организму ребёнка такой рацион несёт серьёзную угрозу. Богатое фитиновой кислотой питание лишает их кальция и фосфора, что приводит к слабому развитию костно системы, низкорослости, рахиту, узким челюстям и нездоровым зубам; недостаток цинка и железа становится причиной анемии и замедленного умственного развития.

Как снизить вред фитиновой кислоты: эксперименты Эдварда Велланби и коллег

Еще в 1949 году исследователь Эдвард Велланби продемонстрировал деминерализирующие действие фитиновой кислоты. В свои экспериментах на собаках он открыл, что потребление высокофитатных злаковых препятствует росту костей и нарушает метаболизм витамина D, что приводит к рахиту и недосформированности костной ткани. Витамин D может смягчать пагубное действие фитиновой кислоты, но, согласно Велланби, «на диете, богатой фитиновой кислотой, идеальное формирование костей может быть достигнуто при достаточном включении кальция в диету, богатую витамином D”.

Фосфор из пищи (по крайней мере из злаковых) требует определённого количества кальция для связывания. Авторы статьи вспоминает традиционную синергетическую комбинацию из хлеба на закваске и сыра. Исторически, выращивание злаковых всегда сопровождало выращивание молочного скота.

Интересно, что эксперименты Велланби показали меньшее декальцифицирующее действие неотбеленной муки и белого риса по сравнению с цельными зёрнами, содержащими большее количество минеральных веществ, но и большее количество фитиновой кислоты. Другие эксперименты продемонстрировали, что конечная всасываемость минералов из цельных злаков равна или ниже всасываемости минералов из шлифованного риса и белой муки.

Другие исследования показали, что добавление аскорбиновой кислоты может существенно противодействовать торможению усваивания железа фитиновой кислотой. Так, анти-железные свойства фитиновой кислоты были нейтрализиованы витамином С из листовой капусты. Исследование, опубликованное в 2000 году, указывает, что витамин А и бета-каротин формируют комплекс с железом, сохраняя его растворимость и предотвращая негативное действие фитиновой кислоты на его всасывание. Еще один повод добавить к каше морковку с маслом.

Фитаза — это фермент, который нейтрализует фитиновую кислоту и высвобождает фосфор. Фитаза в той или иной мере сосуществует в растениях, содержащих фитиновую кислоту. Жвачные животные (коровы, овцы, козы) не имеют проблем с фитиновой кислотой благодаря фитазе, которую производят микроорганизмы, живущие в рубце — первом из четырёх отделов желудка жвачных.

Травоядные животные с одним желудком также производят фитазу, но в значительно меньшем количестве. Мыши производят в 30 раз больше фитазы, чем человек, поэтому им сходит с лап питание одними злаками. А вот вам не сойдет!

Польза фитиновой кислоты

Справедливо добавить, что умеренное количество фитинововой кислоты полезно и даже к ее избытку наша микрофлора может приспособится. А свойство фитиновой кислоты связывать минералы может быть актуальным при проблемах с кальцинозом сосудов, камнями в почках, избытком железа, хотя есть и лучшие решения.

Фитиновая кислота в небольшом количестве обладает свойствами антиоксиданта и прочими полезными особенностями.

Фитиновая кислота: история сосуществования

Издавна люди ферментировали или замачивали продукты, богатые фитиновой кислотой, что значительно снижало ее содержание в продуктах.

Интересно, что до прихода индустриального сельского хозяйства фермеры обычно замачивали дроблёное зерно в горячей воде перед тем, как скормить его птице и свиньям. Сегодня производители сельскохозяйственных кормов добавляют к зерновой смеси фитазу, что способствует лучшему росту животных. Удивительно, но для человека такого не делают!

Наши предки замачивали или ферментировали зерна перед приготовлением каши, хлеба, пирогов и зерновых блюд. Одного взгляда на рецепты и пищевые традиции народов мира достаточно, чтобы подтвердить эту точку зрения:

  • В Индии рис и чечевицу ферментируют минимум 2 дня, прежде чем из них приготовят idli и dosas.
  • В Африке местные жители замачивают на ночь грубо помолотую кукурузу, прежде чем добавить ее в супы и бульоны, они также ферментируют кукурузу и пшено в течение нескольких дней, чтобы приготовить кашу под названием orgi.
  • Подобное блюдо, но из овса, было традиционно среди уроженцев Уэльса.
  • В некоторых восточных и латино-американских странах принято долго ферментировать рис перед его приготовлением.
  • Эфиопы готовят свой выдающийся хлеб injera, в течение нескольких дней ферментируя зерна под названием тефф.
  • Мексиканские кукурузные лепешки, называемые pozol, ферментируют в банановых листьях иногда и в течение двух недель.
  • До изобретения быстрых дрожжей европейцы делали свой хлеб на ферментированной закваске.
  • Первые поселенцы Америки славились своим хлебом, блинами и выпечкой на закваске.
  • По всей Европе зерна предварительно замачивали на ночь, а иногда и на несколько дней, в воде или скисшем молоке, прежде чем приготовить из них кашу или кашу-размазню. (Многие люди старшего поколения, наверное, помнят, что раньше на упаковке с овсяными хлопьями было написано о предварительном замачивании на ночь).
  • Жители швейцарских Альп не использовали рожь как цельное зерно. Даже не обладая научными знаниями о фитиновой кислоте и лектинах швейцарцы удаляли фитиновую кислоту при помощи брожения, а токсичные лектины — посредством просеивания и, как следствие, механического отделения зародыша и отрубей.

Есть сведения, что вызревание зерна в определенных условиях удаляет фитиновую кислоту, а так же может вызывать дальнейших распад других зерновых токсинов.

Множество рецептов японской и китайской кухни упоминают о ферментировании уже проросших зерновых и особенно бобовых. Т.е. сначала бобовые проращиваются, потом ферментируются, а уже потом (возможно!) будут сварены.

Особенности обработки зерна у традиционных народов:

  • Биодинамическое земледелие
  • Тщательные методы уборки зерновых, включающие медленную сушку на солнце.
  • Состаривание зерна.
  • Тщательные методы хранения зерна, часто вместе с внешней обол кой для сохранения свежести.
  • Перемалывание зерна непосредственно перед приготовлением.
  • Сочетание зерновых с другими продуктами.
  • Чаще всего — удаление отрубей и зародышей.
  • Использование закваски с зерновыми, которые содержат мало фитазы.

Фитаза вам в помощь

Замачивание позволяет энзимам, лактобактериям и другим дружественным микроорганизмам расщепить и нейтрализовать фитиновую кислоту. Всего лишь 7 часов замачивания в теплой, немного кислой среде позволяет нейтрализовать основную часть фитиновой кислоты в зернах. Простое замачивание перемолотой крупы и хлопьев на ночь намного улучшает их питательную ценность.

И хотя ЖКТ человека обычно не производит достаточно фитазы для нейтрализации действия больших доз фитиновой кислоты, молочнокислая бактерия lactobacilli и некоторые другие микроорганизмы эндогенной пищеварительной микрофлоры способны вырабатывать фитазу. Иными словами, человек со здороой микрофлорой кишечника легче справляется с пищей, содержащей фитиновую кислоту.

Фитазу в растениях активизирует проращивание, тем самым уменьшая количество фитиновой кислоты. Также фитазу активизирует замачивание злаков и муки в кислой и теплой среде, как при изготовлении хлеба на закваске.

Но не все зерновые содержат фитазу в количестве, достаточном для устранения фитиновой кислоты. К примеру, фитазы в кукурузе, пшене, овсе и коричневом рисе не хватит для нейтрализации фитиновой кислоты даже в случае правильного их приготовления.

С другой стороны, пшеница и рожь имеют высокий уровень содержания фитазы — в пшенице содержится в 4 раз больше фитазы, чем в коричневом рисе, а во ржи почти в 2 раза больше, чем в пшенице. Замачивание или сквашивание этих зерновых в тёплой кислой среде полностью удаляет фитиноую кислоту. Высокий уровень фитиновой кислоты ржи — одна из причин, по которой ржаную муку предпочтительнее использовать для хлебной закваски.

Фитаза разрушается при 80°С меньше чем за 10 минут. Во влажных условиях фитаза разрушается при 55-65°С. В ряде источников пишут, что 40 градусов достаточно, чтобы разрушить фитазу.

Тепловая обработка, такая как экструзия, полностью уничтожает фитазу. Поэтому экструзионные цельнозерновые хлебцы и гранола — верный способ заполучить проблемы с пищеварением и минеральную недостаточность.

Фитаза присутствует в небольших количествах в овсе, но его нагревание при производстве коммерческих круп приводит её в неактивное состояние. Фитазу разрушает даже измельчение зерна при слишком высоких скоростях и высоких температурах , а также замораживание и длительное хранение. Свежая мука содержит больше фитазы, чем та, что хранилась несколько месяцев. В традиционных культурах принято измельчать зерно непосредственно перед приготовлением.

Сколько фитиновой кислоты можно есть в день

В идеале, количество фитиновой кислоты должно быть не выше 25 мг на 100 г или около 0,03% в пище, содержащей фитиновую кислоту.

Превышение дневного лимита в 800 мг фитиновой кислоты (то есть 0,8 г) — пожалуй, не лучшая идея.

Среднее содержание фитиновой кислоты в стандартной американской и британской диете составляет 631 и 764 мг соответственно. Средний показатель по Финляндии — 370 мг, в Швеции — всего лишь 180 мг.

В контексте диеты, богатой кальцием, витаминами D, A и С, качественными жирами и лакто-ферментированными овощами (такими, как квашенная капуста, помидоры и огурцы), большинство будет чувствовать себя отлично при 400-800 мг фитиновой кислоты в день.

Для тех, кто страдает от разрушения зубов, потери костной массы или минеральной недостаточности, рекомендуется употребление фитиновой кислоты на уровне 150-400 мг/день. Для детей до 6 лет, беременных женщин и серьёзно больных лучше всего держать количество фитиновой кислоты на максимально низком уровне.

С практической точки зрения это означает, что для устранения хотя бы части фитиновой кислоты из нашей диеты имеет смысл правильно готовить крупы, бобовые и орехи, а также ограничивать их количество до 2-3 порций в день.

Ежедневное употребление куска настоящего цельнозернового хлеба, горсти замоченных орехов и порции правильно приготовленной каши, блинов или фасоли не подвергнет риску наше здоровье.

Проблемы начинаются в случае, когда злаки и бобовые становятся главным источником калорий — когда каждый приём пищи включает больше одного цельнозернового продукта и когда большую часть рациона составляют орехи и бобовые.

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Неферментированных соевых продуктов, экструзированных зерновых, гранолы, мюслей, воздушных хлебцов и другой пищи, богатой фитиновой кислотой, стоит избегать.

Как избавляться от фитиновой кислоты

К счастью, антинутриентого эффекта фитиновой кислоты можно избежать, при этом сохранив все преимущества диеты, основанной на растительной пище. Вот несколько стратегий для разных продуктов и случаев.

Вот основные принципы уменьшения содержания фитиновой кислоты в продуктах:

  • замачивание,
  • проращивание,
  • ферментация,
  • обжаривание,
  • кислое вымачивание,
  • замачивание в среде, богатой фитазой.

Еще лучше — сочетать несколько способов.

Еще одно важное уточнение: высокая температура в сотни градусов (выпечка) действительно снижает содержание фитиновой кислоты (научная статья).

А вот при варке содержание фитатов в крупах существенно  снижаться не будет.

Но замачивание может помочь – для этого есть как минимум три причины:

  1. Снижение количества фитиновой кислоты при замачивании (научная статья)
  2. Снижение времени готовки. Чем дольше мы варим, тем выше гликемическая нагрузка. Замоченные крупы требуют меньшего времени варки и дают меньшую гликемическую нагрузку. Замоченную гречку и вовсе лишь довести до кипения и все.
  3. Биологическая безопасность. Замачивая, а затем сливая воду, мы добиваемся снижения концентрации возможных загрязнителей. Замачивание со сменой воды позволяет как минимум уменьшить их концентрацию и снизить опасность для себя.

Все известные традиционные культуры от индейцев майя с их кукурузой, азиатов с соей, европейцев с пшеницей не использовали прямую варку злаков, а всегда «улучшали» их замачиванием, проращиванием или ферментацией. Все просто и вкусно.

Фитиновая кислота: антинутриент из злаков, бобов и семечек

Замачивание и проращивание — хорошие стратегии, но и они не устраняют фитиновую кислоту полностью. В одном эксперименте в пшене уменьшилось количество фитиновой кислоты на 23,9% после 72 часов соложения и на 45,3% после 96 часов соложения.

Для бобовых проращивание является наиболее эффективным способом снизить количество фитиновой кислоты — но всё равно не дает избавиться от неё полностью. Так, после 5 дней проращивания в нуте остаётся порядка 60% фитиновой кислоты, в чечевице около — 50%, а в черноглазой фасоли — 25%. Проращивание и варка голубиного гороха (каяна) снижали содержание фитиновой кислоты на 56%.

Проращивание эффективнее при более высоких температурах: проращивание проса при 33°С разрушает 92% фитиновой кислоты, а при 27°С, даже после 60 часов проращивания, удаляется только 50% фитиновой кислоты. Таким образом, проращивание — это лишь подготовительный этап в приготовлении злаков и бобовых. Регулярное потребление термически необработанных проростков приводит к повышенной загрузке фитиновой кислотой.

Проращивание — важный этап при приготовлении зерновых культур. Он высвобождает витамины и делает зерновые, бобовые и семена легче перевариваемыми. Тем не менее, его можно рассматривать лишь как предварительный этап при нейтрализации фитиновой кислоты.

Фитиновая кислота и обжаривание. Обжаривание пшеницы, ячменя и маша снижает содержание фитиновой кислоты до 40%.

Фитиновая кислота и кислое вымачивание. Источник кислоты: уксус, бальзамический уксус, лимон, лайм, закваски и другие. Замачивание пшена, сои, кукурузы, сорго и маша при 33°С на 24 часа уменьшает содержание фитиновой кислоты на 4-51%. В тех же самых крупах и бобовых, замоченных на сутки при комнатной температуре содержание фитиновой кислоты уменьшалось на 16-21%. В то же время замачивание толченой кукурузы при комнатной температуре всего на час снижает количество фитиновой кислоты уже на 51%. Несколько слов о кукурузе: традиционные рецепты говорят о замачивании кукурузы и кукурузной муки в лаймовой воде, что позволяет высвободить никотинамид (витамин В3, PP), который иначе остается связанным в зерне. Замачивание также улучшает состав аминокислот в зародыше.

Замачивание в среде, богатой фитазой:

  • С использованием ржаной муки,
  • Добавление дрожжей или других эффективных микроорганизмов (молочнокислых бактерий или плесневых грибов коджи, которые используют для производства сакэ и мисо),
  • Добавление при варке водорослей комбу,
  • Добавить в раствор квашеной капусты или закваски.

Ферментация круп с помощью закваски, содержащей высокое большое количество фитазы (такой, как пшеничная и ржаная) — процесс, удаляющий фитиновую кислоту эффективнее всего. Ферментация цельнозеновой пшеничной муки с закваской всего на 4 часа при 33°С приводит к удалению 60% фитиновой кислоты. То же заквашивание образцов отрубей на 8 часов снижает количество фитиновой кислоты до 45%. Добавление соложенных зерновых и пекарских дрожжей увеличивало снижение содержания антинутриента на 92-98%.

Еще одно исследование показало практически полное уничтожение фитиновой кислоты в цельнозерновом хлебе на закваске после 8 часов ферментации. Для сравнения: цельнозерновой дрожжевой хлеб теряет только 22-58% от содержания фитиновой кислоты от начала производства хлеба до конечной буханки.

Цельнозерновой хлеб в принципе есть можно, но с одной оговоркой – он должен быть правильно приготовлен, т.е. при его производстве не должен быть сокращен срок ферментации. Максимально полезный будет цельнозерновой хлеб на закваске. Он практически не содержит фитатов, но зато содержит большое количество витаминов группы В — такой хлеб предлагают небольшие пекарни. Еще вы всегда сможете испечь цельнозерновой хлеб дома. Ферментированный хлеб на закваске является наилучшим способом употребления неотбеленной муки.

Комбинированные способы. Для активизации фитазы требуется вымачивание в кислой среде: к примеру, для устранения фитиновой кислоты в киноа необходимы ферментация или проращивание плюс термическая обработка. В общем, комбинация длительного кислотного вымачивания и приготовления устранит существенную часть фитатов в злаковых и бобовых.

Цель этой статьи — не заставить бояться продуктов, содержащих фитиновую кислоту (в небольших количествах фитиновая кислота — полезна), а пробудить осторожность и сознательность относительно зерновых, бобовых, орехов и семян в нашей диете.

Нет необходимости полностью избавляться от фитиновой кислоты, достаточно лишь держать её на допустимом уровне.

От редакции Зожника добавим, что эта статья — еще одно доказательство универсального принципа ЗОЖ: «Умеренность и разнообразие«.

Турфирма Алматы