Acido Fitico o Fitato è veramente un antinutriente?

Un adeguato apporto giornaliero di minerali e oligoelementi nei cibi che consumiamo, la loro successiva esposizione agli enzimi digestivi (bioaccessibilità) e l’assorbimento quantitativo e la fornitura alle cellule e agli organi (bio-disponibilità) sono cruciali per il nostro stato di micronutrienti. Uno scarso stato di minerali, soprattutto di calcio, potassio, magnesio, zinco, ferro e manganese, è associato a un’alterata funzione immunitaria e a un aumento del rischio di malattie croniche. Ad esempio, la carenza di ferro che porta all’anemia è correlata a un cattivo funzionamento del corpo e a un aumento di morbilità e mortalità in tutte le fasce d’età. I primi mesi di vita sono particolarmente cruciali a causa degli effetti duraturi in età adulta, anche dopo il ripristino delle riserve di ferro. Uno scarso stato di magnesio è associato a un aumento del rischio di diabete e osteoporosi, mentre le carenze di minerali e oligoelementi sono legate a un deficit di competenza immunitaria, soprattutto negli anziani, e a una crescita rallentata nei bambini.

A seconda del paese, della cultura alimentare, della disponibilità di cibo e degli acquisti alimentari correlati, l’assunzione giornaliera di fitati è nota per differire tra paesi occidentalizzati e a basso reddito come quelli dell’Asia meridionale e sudorientale e dell’Africa centrale, nonché tra le comunità urbane (grandi città) e rurali cinesi, dove risiedono molte famiglie a basso reddito.

Queste famiglie si affidano principalmente al consumo “monotono”, un modello alimentare in cui si consuma regolarmente o in modo predominante gli stessi alimenti, principalmente di un particolare raccolto ricco di fitati, come il riso o il mais, spesso con conseguente carenza di minerali e problemi correlati di crescita e salute. Il motivo di ciò è che la quantità di minerali legati ai fitati, escreta nelle feci, spesso supera la quantità totale di minerali ingerita, portando a un bilancio netto negativo. Il fatto che la presenza di fitato durante tutto il transito intestinale cheli minerali e oligoelementi che fanno parte dei flussi tra sangue e intestino è influente. Il riconoscimento della carenza di minerali in vaste popolazioni e delle cause-effetti correlate ha portato allo sviluppo di diverse strategie per ridurre il contenuto di fitati nei cibi durante la lavorazione alimentare, con l’obiettivo di aumentare la biodisponibilità dei minerali. Le sezioni seguenti forniranno una breve introduzione agli aspetti molecolari dei fitati, della fitasi e della presenza di fitati in vari cereali e nel pane.

Per questo articolo, sono stati cercati dati disponibili dal 1990 ad oggi nelle comuni banche dati elettroniche come PubMed, ScienceDirect, Web of Science e altre banche dati. Le ricerche sono state effettuate utilizzando le parole chiave acido fitico, fitato, fitasi, in combinazione con digestione, bioaccessibilità, bio-disponibilità di minerali, oligoelementi, lievito, produzione di pane, lavorazione degli alimenti, fermentazione, metabolismo microbico, effetti sulla salute, carenze di micronutrienti, immunità, malattie croniche, fame nascosta e ritardo della crescita. Inoltre, sono state esaminate le liste di riferimenti delle pubblicazioni selezionate per ulteriori fonti di dati originali. I criteri di inclusione erano i seguenti: articoli sottoposti a revisione paritaria in lingua inglese: ricerca originale, revisioni critiche e commenti.

Acido fitico e fitato

L’acido fitico (AF) funge da molecola di accumulo di fosfato (Ins P6) nei cereali, che, a causa della sua affinità per gli ioni metallici, chela fortemente i cationi Zn2+ e Fe2+, così come Mg2+, Ca2+, K+, Mn2+ e Cu2+. Durante lo sviluppo del seme, l’AF si accumula come sali misti contenenti P, Mg e K e in misura minore Ca, Zn e Mn. Studi su esseri umani e animali, utilizzando vari raccolti con diversi contenuti di AF, mostrano un aumento più o meno lineare della biodisponibilità di ferro e zinco con la diminuzione dell’AF, dovuto alla diminuzione lineare dei siti di legame complessivo con la diminuzione del contenuto di AF.

A causa dell’assenza di fitasi, enzima in grado di scomporre l’acido fitico o fitato, il corpo umano non è in grado di assorbire fitato nell’intestino tenue. Di conseguenza, i minerali chelati nell’AF non sono bio-disponibili. Tuttavia, i legami minerali dell’AF possono essere invertiti dalla degradazione indotta dalla fitasi dell’AF durante la lavorazione degli alimenti (mediante fitasi presenti nella pianta/farina) così come durante la digestione mediante l’attività della fitasi espressa nei microbi residenti nell’intero tratto intestinale. Oltre a essere una molecola che chela i minerali, l’AF può anche influenzare il metabolismo degli aminoacidi e dei carboidrati (mediante il legame di aminoacidi, peptidi e enzimi digestivi), agire come forte antiossidante (ad esempio, riducendo la perossidazione lipidica indotta dal ferro) ed esprimere proprietà anticancro (ad esempio, legando il ferro libero fortemente pro-ossidante e rinforzando l’apoptosi nelle cellule cancerose). Il fitato di sodio è registrato come sostanza generalmente riconosciuta come sicura che può essere utilizzata per la stabilità degli alimenti in una vasta gamma di applicazioni.

Nel complesso, è stata segnalata una vasta gamma di proprietà favorevoli e meno desiderate. Anche se spesso i meccanismi precisi sono poco chiari. Molte delle presunte proprietà benefiche dell’AF si basano su studi in vitro, che espongono direttamente le cellule all’AF, mentre nell’AF in vivo non può essere assorbito quando è completamente integro e deve essere degradato dalle fitasi, dopo di che solo i fosfati di inositolo inferiori o lo scheletro di inositolo possono passare nella circolazione ed esprimere attività biologica.

Acido fitico e fitati, Buoni o Cattivi per la Salute?

Attualmente c’è una crescente promozione di alimenti fermentati, come il pane prodotto con lavorazione a lievitazione naturale, che porta a bassi livelli di fitati nell’impasto e nel pane. Visto l’incremento delle raccomandazioni internazionali di consumare più cibi integrali (potenzialmente ricchi di fitati) per una migliore salute, e le voci che affermano “non consumatelo, contiene fitato”, c’è bisogno di mettere questa potenziale controversia in prospettiva rispetto alle condizioni alimentari e alla popolazione nel complesso.

Nel chicco di cereale, il crusca è ricco di fitato. Le condizioni ambientali di crescita, soprattutto il contenuto minerale del suolo, svolgono un ruolo significativo nel contenuto minerale del raccolto, che interagisce anche con il contenuto di fitati. I contenuti di questi minerali dipendono significativamente dal tipo di cereale (in ordine di diminuzione dei valori ‘più elevati nella gamma’: sorgo > riso selvatico > mais > segale, grano > avena, orzo . Anche i contenuti endogeni di fitasi differiscono tra i raccolti. Per quanto riguarda la dieta complessiva, va notato che vari legumi e semi, come il sesamo, il lino, i fagioli rossi, il mais e la soia, hanno in generale maggiori quantità di fitato, rispetto all’alimento più comunemente consumato che è il pane di grano duro.

Attaverso gli studi di Schlemmer et al. 2009 si può trovare una panoramica dettagliata dei contenuti di folato negli alimenti. Quindi, anche se il consumo di cereali integrali fornisce fitati al nostro corpo, è solo una delle molte fonti. Durante la molitura, crusca e germe possono essere separati dall’endosperma e la farina bianca risultante è di conseguenza molto bassa in fitato e minerali, come lo sono tutti gli altri prodotti cerealicoli “raffinati”.

Fitati nel Pane

Negli ultimi dieci anni, l’industria della panificazione ha intensificato gli sforzi per ridurre il contenuto di fitati nel pane di cereali integrali, utilizzando due approcci potenziali:

  1. l’induzione di acidità durante la fermentazione dell’impasto nella produzione del pane, che aumenta l’attività di fitasi endogene.
  2. l’aggiunta di fitasi esogene durante il processo di preparazione dell’impasto.

Studi dimostrano che il tipo di cereale (grano, segale, avena, mais, ecc., con diversi contenuti di PA e fitasi endogene), il tipo di farina utilizzata (integrale, farina bianca) e le condizioni di fermentazione (lievito o pasta madre, la loro composizione specifica del microbiota, la durata e la temperatura della fermentazione, il livello di riduzione del pH) sono determinanti reciproci dell’attività della fitasi e della degradazione del fitato nell’impasto. A causa dell’alto contenuto di PA e fitati nella frazione del crusca dei cereali integrali, rispetto alla farina bianca isolata, le fermentazioni a base di pasta madre di farine integrali, che portano a significative riduzioni di fitato e all’aumento correlato di Ca2+, Zn2+, Fe2+, Mg2+ . La fermentazione a lungo termine con pasta madre, con un effetto congiunto di acidificazione (che stimola le fitasi endogene della farina) e la presenza di microbiota che esprimono fitati, porta a una degradazione significativamente maggiore del PA, rispetto a una breve fermentazione con lievito. Quest’ultima è dovuta alla minore formazione di acido e alla bassa attività di fitasi del lievito. Sono stati condotti studi per valutare l’effetto di ceppi specifici di Lactobacillus, Bifidobacterium e ceppi selezionati di lievito per il pane sull’estensione della degradazione del acido fitico durante la preparazione dell’impasto.

Tuttavia, il vantaggio della necessità dell’uso di Lactobacilli selezionati per questo scopo è messo in discussione dai dati di Leenhardt et al. , che hanno mostrato che solo una leggera acidificazione dell’impasto con acido lattico (non inferiore a pH 5,5), in assenza di batteri lattici, ha portato a una degradazione di fitati simile all’uso esclusivo della fermentazione a base di pasta madre. Questi dati indicano che è richiesto solo un contenuto moderato di acido per aumentare l’attività delle fitasi endogene e la bio-accessibilità minerale dell’impasto e del pane risultante.

L’aggiunta di fitasi esogene durante la preparazione dell’impasto, come l’Aspergillus Niger, ha il potenziale di degradare il PA al 100%.

Limitazioni degli approcci e dei dati

In generale, gli studi di digestione in vitro confermano che l’acidificazione indotta dalla fermentazione (fermentazione con pasta madre > fermentazione con lievito) dell’impasto riduce il contenuto di fitato e aumenta il contenuto di minerali ionizzati liberi, favorendo una migliore bio-accessibilità.

Tuttavia, una migliore bio-accessibilità, che potenzialmente facilita la bio-disponibilità nello stomaco di Zn2+, Fe2+, Mg2+, Ca2+, non si traduce necessariamente in un miglior stato minerale del corpo umano. Quest’ultimo è l’effetto a lungo termine della digestione e dell’assorbimento di multiple compresse che passano per tutto il tratto gastrointestinale, e la successiva distribuzione ed escrezione di minerali assorbiti/non assorbiti. Questo comprende molto di più della digestione di un singolo pasto di prova in vitro in un compartimento intestinale simulato, dove molti fattori in vivo (regolazione neurale, flusso sanguigno, risposte ormonali, fattori associati all’epitelio intestinale, metabolismo del microbiota, ecc.) sono assenti. La reciproca presenza di molti fattori che inibiscono e promuovono la bio-accessibilità e la bio-disponibilità dei minerali nella dieta e in tutto il tratto intestinale gioca un ruolo cruciale nell’assorbimento generale dei minerali. In questo contesto, Cook et al. hanno mostrato che gli studi su un singolo pasto possono enfatizzare eccessivamente l’influenza degli agenti potenziatori e inibitori sull’assorbimento del ferro, rispetto agli studi su più pasti, a causa di altri fattori non presenti nelle condizioni di prova.

Inoltre, dopo l’assunzione iniziale di pane, i fitati ancora presenti (non degradati durante la fermentazione dell’impasto come misurato in un test in vitro) possono essere parzialmente decomposti a causa dell’attività delle fitasi indotta dall’esposizione acida nello stomaco.

Inoltre, nel colon, dove può avvenire una riduzione del pH a causa della fermentazione delle fibre alimentari e dove sono presenti specifiche specie di microbiota con un’alta attività di fitasi, può verificarsi una significativa degradazione dei fitati, con conseguente solubilizzazione di complessi minerali, aumento dei minerali ionizzati liberi e la loro assorbimento nel colon.

La presenza di materia fecale nel colon per un lungo periodo, combinata con l’alta attività di fitasi microbica, rende il colon la principale area di degradazione dei fitati nel corpo umano.

Di conseguenza, il fitato rimanente nelle feci è estremamente basso. Pertanto, un quadro completo della bio-disponibilità e del suo impatto sullo stato minerale di cellule, organi e ossa, risultante dall’intero tratto gastrointestinale nell’uomo, può essere ottenuto solo attraverso complessi studi di bilancio netto e misure di densità minerale in vivo, che sono laboriosi e costosi.

Test in Vitro

Tuttavia, a causa dei costi e della praticità, i test di digestione-assorbimento in vitro vengono utilizzati sempre di più per prevedere ciò che potrebbe potenzialmente accadere in vivo, e, negli ultimi dieci anni, numerosi studi sono stati condotti per affrontare gli effetti della fermentazione dell’impasto sulla digeribilità e sulla bio-accessibilità in vitro, che non è una misura di bio-disponibilità. Per identificare se l’osservato aumento di minerali liberi misurato durante la digestione in vitro migliora l’assorbimento intestinale, viene utilizzato un ulteriore test, in cui l’effluente di digestione ottenuto viene esposto a cellule intestinali coltivate in vitro (di solito cellule Caco-2), seguito dalla misurazione dell’assorbimento di minerali selezionati da parte di queste cellule. Rodriguez Ramiro et al. hanno mostrato che la diminuzione indotta dalla fermentazione del fitato e l’aumento dei minerali ionizzati (bio-accessibilità) non possono essere direttamente generalizzati per quanto riguarda un miglior assorbimento/bio-disponibilità. Hanno confermato che il pane integrale con pasta madre aveva una maggiore degradazione del fitato rispetto al pane lievitato (rispettivamente pasta madre 100% contro lievito 75%).

Tuttavia, né il pane con lievito né il pane con pasta madre hanno portato a livelli aumentati di ferritina (una misura dell’assorbimento del ferro) nelle cellule Caco-2. Questi risultati erano in accordo con altri che hanno anche riportato un significativo aumento del ferro bio-accessibile come risultato della fermentazione ma un effetto trascurabile sull’assorbimento del ferro nelle cellule Caco-2. Pertanto, nel test con le cellule Caco-2, sembra che altri fattori influenzino il passaggio tra la bio-accessibilità e la bio-disponibilità e l’acido ferulico.

Gli studi in Vivo Possono Differire da Quelli in Vitro

I risultati in vivo possono differire da quelli ottenuti in vitro. Un aumento dei minerali solubili in vitro non si traduce necessariamente in un aumento della bio-disponibilità in vivo perché possono entrare in gioco altri fattori ambientali/alimentari. Ad esempio, Hoppe et al. hanno osservato che il consumo di pane integrale a basso contenuto di fitato in un contesto di dieta totale, rispetto a un pane integrale ad alto contenuto di fitato, non ha migliorato lo stato di ferro negli esseri umani. Altri non hanno osservato effetti significativi sull’assorbimento del ferro dai pasti preparati con mais geneticamente modificato contenente il 30-50% in meno di acido fitico, rispetto al mais normale.

I porridge a basso contenuto di fitato preparati in acqua, spesso consumati nei paesi a basso reddito, contengono livelli più elevati di Fe2+ e promuovono l’assorbimento del ferro, ma questo effetto sembra essere assente quando i porridge sono preparati con latte, molto probabilmente a causa della presenza di calcio e caseina. La presenza di vitamina C può aumentare significativamente l’assorbimento del ferro, anche se questo non accade sempre, e un’assunzione significativa di fibre alimentari fermentabili può ridurre il pH colonico a causa della fermentazione microbica, portando alla solubilizzazione dei complessi minerali non assorbiti e all’assorbimento successivo dei minerali liberi. Studi sugli effetti dell’aggiunta di fitato, fitasi e fibre sulla digestibilità dell’intero tratto intestinale apparente di Ca e P nei suini hanno dimostrato che la presenza di fibre aumenta la bio-disponibilità. D’altro canto, l’uso di medicamenti come gli inibitori di pompa protonica per ridurre la produzione di acido gastrico e il reflusso è noto per essere associato a carenze di calcio, ferro e magnesio, probabilmente a causa degli effetti sulla riduzione della degradazione del PA e della solubilizzazione dei minerali.

Pertanto, il fitato è solo uno dei molti fattori che influenzano l’assorbimento complessivo dei minerali da parte del corpo umano e la riduzione dei livelli di PA nei cibi da sola, senza tener conto di altri fattori, potrebbe aumentare leggermente la bio-accessibilità totale ma potrebbe non essere efficace nel ridurre la prevalenza delle carenze di minerali.

In linea con questo ragionamento, gli studi hanno dimostrato che le strategie per ridurre il contenuto di PA nei cibi durante la preparazione dei cibi nei paesi a basso reddito possono essere insufficienti per bilanciare significativamente i bassi livelli di ferro e zinco nei bambini. È stato dimostrato che è necessario un aumento parallelo del consumo di carne e di altre fonti alimentari prive di fitato, relativamente ricche di ferro e zinco, per superare completamente questo problema. In alternativa, l’arricchimento alimentare con minerali potrebbe avere un valore aggiunto. L’aumento del contenuto totale di ferro nel pane mediante l’arricchimento con ferro esogeno ha comportato un aumento significativo dell’assorbimento di Fe2+ nelle cellule Caco-2  e il consumo di pane integrale arricchito di ferro, ma non di pane integrale semplice, ha migliorato lo stato di ferro. Una recente meta-analisi degli studi ha concluso che l’arricchimento della farina con ferro sembra essere una strategia di salute pubblica molto efficace per il miglioramento dello stato di ferro/minerali a livello globale.

Conclusioni

Uno stato di micronutrizione adeguato ha un impatto significativo sulla salute, ma purtroppo oggi è compromesso nella dieta moderna a causa della povertà sempre crescente dei terreni e, di conseguenza, delle materie prime.

Nonostante ciò, nei paesi occidentali è sempre più consigliato consumare una dieta ricca di cereali integrali, legumi, verdure, semi e noci, anche se la maggior parte di questi alimenti è relativamente ricca di acido fitico, il che può sembrare controverso. Tuttavia, non vi è alcun dubbio che questa scelta dietetica sia associata a miglioramenti delle condizioni di salute.

Le evidenze disponibili indicano chiaramente che è più efficace potenziare l’alimentazione attraverso l’integrazione di micronutrienti rispetto a cercare di ridurre l’acido fitico negli alimenti mediante metodi di fermentazione o, peggio ancora, eliminando alimenti integrali.

In ogni caso, una combinazione di fermentazione e arricchimento potrebbe aumentare ulteriormente gli effetti positivi sulla salute.

Riferimenti scientifici: Nutrients. 2022 Jan; 14(1): 25.doi: 10.3390/nu14010025, Phytic Acid and Whole Grains for Health Controversy

Autore dell'articolo:

Derry Procaccini

Derry Procaccini

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