חומצה פיטית

חומצה פיטית (באנגלית: Phytic acid) היא תרכובת מחזורית שמהווה את צורת האחסון והאגירה הנפוצה ביותר של זרחן בזרעים. תרכובת זו נוצרת על ידי זרחון הדרגתי של מיו-אינוזיטול (אנ'), שמתרחש בציטוזול של תאי זרעים שונים. החומצה ידועה בתור היותה אנטי-נוטריינט שכן היא מעכבת ופוגעת בספיגת יסודות חשובים במערכת העיכול כמו אבץ, ומגנזיום. חומצה פיטית התגלתה בשנת 1903, והיא מצויה באופן טבעי במגוון צמחים עשירים בסיבים כגון דגנים, קטניות ואגוזים, בהם היא משמשת כמאגר זרחן. ירקות עליים ופירות לרוב יכילו כמות מזערית, אם בכלל, של חומצה פיטית. חומצה פיטית לרוב מיוצרת ונאגרת בצמח כחלק משלב התפתחותו. החומצה מיוצרת בציטוזול של תאי הצמח, בשני מסלולים מטבוליים אפשריים: במסלול תלוי ליפידים (חומצות שומן), שמתקיים בנוכחות של הליפידים פוספטידילאינוזיטול ופוספואינוזיטידים, ובמסלול שאינו תלוי ליפידים, במהלכו נדרשת נוכחות של אינוסיטול פוספטים מסיסים (soluble inositol phosphate). דגנים, קטניות, אגוזים ושמנים המופקים מזרעים הם המקור העיקרי לצריכת חומצה פיטית ממקור טבעי בתזונת האדם. חומצה פיטית אחראית בין היתר על מרקם של מוצרי מזון שונים. חומצה פיטית גורמת להאטת התגבשות החלבונים בטופו, לשימור מוצרי מאפה ולייצוב חלבונים מסיסים בחלב סויה. מאז שנת 1997, בה הוכרה החומצה הפיטית כתוסף בטוח באופן כללי, חומצה פיטית מוספת באופן נרחב לבשר, ממרחי דגים, מאכלי ים משומרים, פירות, ירקות, גבינות, אטריות, רוטב סויה, מיצים, לחמים ומשקאות אלכוהוליים, על מנת למנוע איבוד צבע ובכך תורמת להארכת חיי המדף. בתהליך המיצוי של חלבון מן הצומח החומצה הפיטית שנמצאת בחומר הגלם הטבעי גם כן עוברת מיצוי. ישנה התייחסות בתעשיית המזון על שמירת רמות נמוכות של חומצה פיטית ברכיבים של חלבון מן הצומח על מנת לצמצם השלכות בריאותיות. חיידקים פתוגניים, מחוללי מחלות, שמקורם במזון משפיעים בכל שנה על כשליש מאוכלוסיית העולם. בין היתר, חיידקים אלו מסוגלים לרוב לייצר ביופילם על גבי מוצרי מזון ועשויים בשל כך לשרוד לזמן רב יותר בסביבת עיבוד וייצור המזון. אף על פי שישנם כימיקלים שמשמשים לפתרון בעיה זו ברמה תעשייתית, ישנם מחקרים שמצאו השפעה שלילית של חומרים אלו. גם שימוש בתחליפים טבעיים אחרים לחומרים אלו כמו חומצה ציטרית לא מומלץ שכן הוא אינו מצליח לגרום לחיטוי מוצרי המזון. חומצה פיטית נחשבת בטוחה לשימוש ובעלת אפקט הרסני לביופילם, ולכן נעשה בה שימוש יחד עם נתרן כלוריד כחומר מחטא לטובת פירוק ביופילם בסביבת עיבוד מזון. שיטות עיבוד מזון מסורתיות כמו השרייה, הנבטה, בישול והתססה, בין אם לבד או משולבות בטכניקות נוספות, משפיעות על אחוז החומצה הפיטית במזון. השרייה של דגנים ושעועית יכולה להפחית את החומצה הפיטית (כמו גם אנטי-נוטריינטים נוספים). מאחר שחומצה פיטית מסיסה במים, כמות משמעותית ממנה תימצא במי ההשרייה לאחר מספיק זמן, ובכך הזמינות הביולוגית של המינרלים במזונות אלו יכולה לעלות. הנבטה נמצאה אף היא כמפחיתה את אחוז החומצה הפיטית בקטניות וזרעי דגנים, למעט בשיפון, בחיטה ובשעורה. בתהליך הבישול, חשיפה של חומצה פיטית ממקור צמחי לטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב גורמת לירידה בכמות החומצה במזון. תהליך משולב של השרייה ולאחריה בישול נמצא כיעיל יותר בהפחתת חומצה פיטית, מאשר השרייה בלבד. התפחת והתססת לחמים באמצעות שמרים יכולים לעזור לשבירת חומצה פיטית. בנוסף, חומצות מסוימות שמיוצרות בתהליך התססת הלחם עשויות לשפר את הספיגה של מינרלים מסוימים על ידי פירוק חומצה פיטית. אחת מהדרכים להארכת חיי המדף במזון הוא החמצה על ידי התססה, כאשר דגנים וקטניות משמשים באופן נרחב בהכנת מגוון רחב של מזונות מותססים. תסיסה לקטית היא השיטה המועדפת להתססת קטניות, דגנים, סויה ותירס. בתהליך זה מיוצרות חומצות שונות, ערך ה-pH הכללי של המוצר יורד, וגורם לפירוק טבעי של חומצה פיטית. מאז שנת 1920 חומצה פיטית נחשבת כאנטינוטריינט. תכונה זו נחקרה רבות לאורך השנים ונמצא כי חומצה פיטית מעכבת את הספיגה של יסודות הכרחיים לגוף האדם כמו מגנזיום ואבץ (הנחשבים למיקרו-מינרלים) במערכת העיכול ובמעי הדק. חומצה פיטית מסוגלת לקשור מינרלים שונים בתהליך כלציה ובכך לעכב ואף למנוע את הספיגה שלהם במעי הדק בעת תהליך העיכול. בנוסף, החומצה הפיטית מעכבת פעילות ביולוגית של חלבונים ושל אנזימי עיכול על ידי יצירת קומפלקס עם יוני סידן וחלבון, ובכך מקטינה את המסיסות של החלבון. כתוצאה מכך עלולות להיווצר בעיות עיכול בבע"ח שלא מפרקים את החומצה ועיקר תזונתם מסתמכת על צמחים. ככלל, בני אדם ובעלי חיים שאינם מעלי גירה לא מפרקים את החומצה, אולם בעלי חיים מעלי גירה כן מסוגלים לכך בשל נוכחת האנזים פיטאז שמבצע הידרוליזה לחומצה פיטית. מקור האנזים הוא במיקרואורגניזמים שמאכלסים את מערכת העיכול של מעלי הגירה. לבד מההשפעות השליליות של חומצה פיטית כאנטי-נוטריינט, יותר ויותר מחקרים מכירים בפעילותה נוגדת החמצון. בנוסף, החומצה הפיטית משתתפת בתהליך בקרת רמת הסוכר בדם וכן רמת הכולסטרול בגוף. עקב פעילות נוגדת החמצון של החומצה הפיטית, משוער כי היא מסוגלת לתרום במניעה של סוגי סרטן שונים, בעלת פוטנציאל לעזור על חולי אלצהיימר, פרקינסון, מחלות לב ומחלות אחרות. השפעות אלו טרם הוכחו באופן נרחב מספיק ועדיין לא קיים טיפול תרופתי המתבסס על מולקולה זו. כמו כן, מחקרים ראשוניים מצאו כי ניתן להיעזר בחומצה פיטית על מנת להוביל לירידה ברמות הסוכר בדם בקרב עכברים חולי סכרת. משערים כי מנגנון הפעילות הביולוגית של חומצה פיטית וסכרת קשור להאטה בעיכול ובפירוק עמילן במערכת העיכול באופן שמונע עלייה חדה ברמות הסוכר בדם לאחר צריכת מזונות פחמימתיים. בנוסף, נמצא כי חומצה פיטית מסייעת במניעת היווצרות אבנים בכליות. אבנים בכליות הן משקעים קטנים וקשים של מינרלים וחומצה על פני השטח הפנימיים של הכליות, שהיווצרותם גורמת לעיכוב במתן שתן. נוכחות חומצה פיטית במזון גורמת להשפעה היפוכולסטרולמית אשר מסייעת במניעת היווצרות אבנים בכליות. מקובל כי צמצום ומניעה אקטיבית של צריכת חומצה פיטית אינם הכרחיים, למעט במקרים בהם יש פוטנציאל למחסור מינרלים בתזונה. בנוסף, על אף שדגנים מלאים וקטניות נחשבים לעשירים יחסית בחומצה פיטית, היתרונות הבריאותיים בצריכתם עולים על החסרונות של צריכת חומצה פיטית, בטח כשמדובר בתזונה מערבית. מדיה וקבצים בנושא חומצה פיטית בוויקישיתוף Ruican Wang, Shuntang Guo, Phytic acid and its interactions: Contributions to protein functionality, food processing, and safety, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 20, 2021-03, עמ' 2081–2105 doi: 10.1111/1541-4337.12714 Awadhesh Kumar, Brajesh Singh, Pinky Raigond, Chandrasekhar Sahu, Phytic acid: Blessing in disguise, a prime compound required for both plant and human nutrition, Food Research International (Ottawa, Ont.) 142, 2021-04, עמ' 110193 doi: 10.1016/j.foodres.2021.110193 B. Feil, Phytic Acid, Journal of New Seeds 3, 2001-07-01, עמ' 1–35 doi: 10.1300/J153v03n03_01 Vinicius Martins Silva, Fernando Ferrari Putti, Philip J. White, André Rodrigues Dos Reis, Phytic acid accumulation in plants: Biosynthesis pathway regulation and role in human diet, Plant physiology and biochemistry: PPB 164, 2021-07, עמ' 132–146 doi: 10.1016/j.plaphy.2021.04.035 Awadhesh Kumar, Chandrasekhar Sahu, Puja A. Panda, Monalisa Biswal, Phytic acid content may affect starch digestibility and glycemic index value of rice (Oryza sativa L.), Journal of the Science of Food and Agriculture 100, 2020-03-15, עמ' 1598–1607 doi: 10.1002/jsfa.10168 Masashi Higuchi, Chapter 15 - Antioxidant Properties of Wheat Bran against Oxidative Stress, San Diego: Academic Press, 2014-01-01, עמ' 181–199, ISBN 978-0-12-401716-0. (באנגלית) Awadhesh Kumar, Brajesh Singh, Pinky Raigond, Chandrasekhar Sahu, Phytic acid: Blessing in disguise, a prime compound required for both plant and human nutrition, Food Research International 142, 2021-04-01, עמ' 110193 doi: 10.1016/j.foodres.2021.110193 Ibrahim Abdulwaliyu, Shefiat Olayemi Arekemase, Judy Atabat Adudu, Musa Latayo Batari, Investigation of the medicinal significance of phytic acid as an indispensable anti-nutrient in diseases, Clinical Nutrition Experimental 28, 2019-12-01, עמ' 42–61 doi: 10.1016/j.yclnex.2019.10.002 Sung-Hyen Lee, Hong-Ju Park, Hye-Kyung Chun, So-Young Cho, Dietary phytic acid lowers the blood glucose level in diabetic KK mice, Nutrition Research 26, 2006-09-01, עמ' 474–479 doi: 10.1016/j.nutres.2006.06.017 .Grases et al, Urinary Phytate in Calcium Oxalate Stone Formers and Healthy People: Dietary Effects on Phytate Excretion, Scandinavian Journal of Urology and Nephrology, 2009 Ulrich Schlemmer, Wenche Frølich, Rafel M. Prieto, Felix Grases, Phytate in foods and significance for humans: food sources, intake, processing, bioavailability, protective role and analysis, Molecular Nutrition & Food Research 53 Suppl 2, 2009-09, עמ' S330–375 doi: 10.1002/mnfr.200900099 A. S. Sandberg, H. Andersson, B. Kivistö, B. Sandström, Extrusion cooking of a high-fibre cereal product. 1. Effects on digestibility and absorption of protein, fat, starch, dietary fibre and phytate in the small intestine, The British Journal of Nutrition 55, 1986-03, עמ' 245–254 doi: 10.1079/bjn19860031 G. Urbano, M. López-Jurado, P. Aranda, C. Vidal-Valverde, The role of phytic acid in legumes: antinutrient or beneficial function?, Journal of Physiology and Biochemistry 56, 2000-09, עמ' 283–294 doi: 10.1007/BF03179796 Fred Brouns, Phytic Acid and Whole Grains for Health Controversy, Nutrients 14, 2021-12-22, עמ' 25 doi: 10.3390/nu14010025