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83-86-3 / 植酸存在形式及去除與利用

一、植物體中植酸存在形式

植物體中,天然植酸(phyti cacid) 幾乎不以游離形式,而是以植酸鹽形式存在。這就是植物的高明之處--植酸以其分子中的六個磷酸基團來貯存磷元素,為了不讓它隨水流失,水溶性的植酸轉變成水不溶性的植酸鹽形式,才能將其中的各類營養元素保存下來,留待來年發芽激活后釋放為芽苗的營養。

因此,談到植物體中的植酸一般都不僅僅是指游離的植酸本身,它還包括植酸鹽(phytate)。這些植酸鹽是植酸與鈣、鎂、鉀、鈉、鐵等金屬離子結合而形成的復合鹽(與若干金屬離子)或單鹽(與一個金屬離子),其中的植酸鹽復鹽多以鈣鎂復鹽形式為主,即肌醇六磷酸鈣鎂, 俗稱菲汀。

對于豆類種子,植酸鹽還會與蛋白質結合成“植酸-金屬-蛋白質”復合物形式,這也是不溶于水的復合物。

植酸存在形式及去除與利用

二、植物體中植酸存在部位

植酸在植物源食物中含量較多,且主要儲存于種子中。這些種子包括谷物、豆類、堅果等。以谷物為例,幾乎所有沒有經過精制的全谷物種子都含有植酸,只是在種子中的分配是不均勻的,植酸主要集中在谷物種子外殼及其胚芽部分。其谷皮和谷胚部分的植酸含量最高,而胚乳部分含量最低。這就是為什么粗糧比細糧的植酸含量高的原因。

大豆中的植酸分布就不像谷物那樣集中在外殼。大豆種皮中幾乎不含植酸,僅1%分布于胚芽,而99%的植酸都遍布于子葉,并存在于亞細胞結構蛋白體中。

植酸存在形式及去除與利用

大豆種子結構

三、植物體中植酸含量

植物體中廣泛存在植酸,但不同食物植酸含量有高低。蕎麥、麥類(麥片、麩皮等)、小米和大米中的植酸約為10 g/kg,高粱、花生約為30~40 g/kg,亞麻籽、葵花籽和芝麻約為30~50 g/kg,可可豆、核桃、開心果、腰果、榛子等堅果要大些約為60 g/kg,大杏仁高達90 g/kg左右。在植物的根和塊莖中也含有一定量的植酸。

除了堅果,大豆的植酸含量屬于較高范疇,依據品種不同有所差異,約為15 g/kg。豆制品中也會保留不少植酸,特別是各種大豆蛋白質濃縮物。

各種含植酸的谷物、豆類和堅果

四、植物體中植酸的去除

如前所述,植酸具有抗營養性,為了解決這一問題,最簡單粗暴的方法就是將其去除。去除的方法有如下幾種:

1、 脫殼去除法

脫殼是最簡單的去處植酸的方法,像小麥和大米,大部分植酸存在于種子的胚芽中和糊粉層, 再像玉米,大部分植酸只是存在于其種子的胚芽中,這類籽粒的植酸就可以通過脫殼來去除。顯然,豆類不能通過脫殼來除去植酸。因為豆類植酸主要分布在子葉蛋白質體內。如果磨粉后再進行蛋白質的分離來去除植酸又會導致蛋白質的損失。

2、 水焯去除法

目前,蔬菜中的植酸對人類而言是難以被利用的。再考慮到植酸對礦物質以及蛋白質的抵抗吸收性,特別是對于那些正在補鈣、補鋅等營養缺乏者,食用高植酸蔬菜前去除其中的植酸是相當有必要的。對于春筍、菠菜等葉類蔬菜,烹飪前先用水焯,除去大部分植酸、草酸等,再炒、拌、做湯等是比較合理的吃法。

順便指出,春筍、菠菜中含有的大量草酸,主要以草酸鈣和草酸鉀形式存在。草酸鈣不溶于水和胃腸液,不會被吸收,對人體不造成傷害,但是草酸鉀溶解度很大,進入體內血液循環后,遇鈣離子則形成草酸鈣沉淀,從而隨血液循環遍布全身,造成對腦、心臟、腎臟等組織部位的傷害。所以春筍、菠菜等烹飪時應當先用水焯一下,以除去大部分草酸,

但是,水焯法去除植酸,只能除去水溶性植酸, 而對植酸的主要存在形式植酸鹽幾乎無效, 因為植酸鹽不溶于水。因此,富含植酸的蔬菜即使是焯水后食用仍要注意控制攝入量。

3、 浸泡去除法

對于堅硬的干豆類,浸泡可以軟化種皮、漲發豆體,一方面,浸入的水分使其中游離的植酸可被水介質溶出。另一方面,浸泡溫度如果在45~60攝氏度,豆中的內源性植酸酶(phytases)和酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)會被激活,這些酶可催化植酸水解。

浸泡法除去植酸簡單方便,但是對不溶性植酸鹽及其復合物的去除卻很有限,因為它受浸泡時間和浸泡溫度的影響。只有使用40攝氏度~60攝氏度的溫水浸泡15分鐘以上,才可以激活種子中的植酸酶以分解不溶性植酸鹽及其復合物。而大豆結構緊實,水份滲入豆體需要較長時間,在較高溫下長時間浸泡會引起發芽或腐敗,這就決定了浸泡法難以高效分解不溶性植酸鹽及其復合物。

泡豆水除了有植酸外,還有草酸、單寧、花青素、類黃酮等抗營養成份,它們有些澀味,因此泡豆水一般棄之,這樣食用會更安全、口感更好,特別是對于身體瘦弱、缺鋅貧血以及腎結石病人。

五、植物體中植酸的分解與利用

磷是生命的必須元素,而植物中的磷大部分存在于植酸中。如何打開植物體的這一“營養寶庫”,讓其中的磷元素轉變成可以生物利用的形式,同時也釋放其中的其它營養物質如礦物質、蛋白質等,這是值得人們非常關注的問題。營養學家給出了以下方法。

1、蒸煮分解法

濕法蒸煮能破壞細胞膜的完整性, 使得植物組織軟化。而植酸熱穩定性不高,受熱容易分解,特別是在壓力蒸鍋氛圍中,植酸分解更多。干蒸也會使得植酸受熱分解,只是相對于濕法蒸煮效率不高。

2、發芽分解法

發芽是分解植酸、提高谷物和豆類營養價值的常用方法。人們利用大麥、小麥和高粱釀酒時也往往要先進行發芽處理,以提高成酒品質和風味。發芽過程中,各種營養儲備被調動出來,為根莖生長提供營養。其中的植酸也被內源酶水解并將磷元素釋放出來。

對豆類而言,其植酸含量十分可觀,加之分布在大豆本體內,在發芽過程中,其自身所含的植酸酶活性增強,從而將其所含的植酸分解。水解程度與植物自身的內源酶種類和數量有關,也與發芽過程中的溫度及時間有關,大多數植酸酶最適宜的溫度都在40攝氏度以上。從表1可見,在72小時的發芽過程中,三種豆子的植酸都在逐步降低,發芽72小時后降低最多,分別達42%、56%和46%。

發芽過程不僅可以釋放出原來結合的礦物質和蛋白質, 還會產生新的維生素如維生素C、維生素B等, 同時還能除去 “豆腥”味,發成的豆芽用以炒菜、涼拌、煲湯均可。

3、發酵分解法

這里所說的發酵,類似通常的酵母菌“發面”。將大豆磨成粉,再搭配一定的粗糧粉和精白面,和在一起,在酵母菌的作用下發酵成面團后做成的發糕。大量研究表明,發酵過程中植酸的水解大大提高了鈣、鎂、銅、鐵、鋅的生物利用率。這種方法既去除了植酸,提高了蛋白質和礦物質的吸收利用率, 又可以實現了黃豆和小麥粉中的蛋白質氨基酸的互補,營養又美味。

應當指出,發酵過程中,微生物酶的酶效決定了植酸的水解程度和水解速率,同時,發酵條件以及原料中的植酸含量也會影響到植酸的水解程度。相對納豆菌發酵成納豆,此法效率依舊是不高的。

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