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植酸存在形式及去除與利用

2020/11/25 15:28:54

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(zhuǎn)變成水不溶性的植酸鹽形式,才能將其中的各類營養(yǎng)元素保存下來,留待來年發(fā)芽激活后釋放為芽苗的營養(yǎng)。

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(jié)合而形成的復(fù)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(fù)鹽多以鈣鎂復(fù)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(zhì)結(jié)合成“植酸-金屬-蛋白質(zhì)”復(fù)合物形式,這也是不溶于水的復(fù)合物。

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(jīng)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(jié)構(gòu)蛋白體中。

大豆種子結(jié)構(gòu)

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(jù)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(zhì)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(yǎng)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(zhì)體內(nèi)。如果磨粉后再進行蛋白質(zhì)的分離來去除植酸又會導(dǎo)致蛋白質(zhì)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(zhì)以及蛋白質(zhì)的抵抗吸收性,特別是對于那些正在補鈣、補鋅等營養(yǎng)缺乏者,食用高植酸蔬菜前去除其中的植酸是相當(dāng)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(nèi)血液循環(huán)后,遇鈣離子則形成草酸鈣沉淀,從而隨血液循環(huán)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(yīng)當(dāng)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(fā)豆體,一方面,浸入的水分使其中游離的植酸可被水介質(zhì)溶出。另一方面,浸泡溫度如果在45~60攝氏度,豆中的內(nèi)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(fù)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(fù)合物。而大豆結(jié)構(gòu)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(fā)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(fù)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(yǎng)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(jié)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(yǎng)寶庫”,讓其中的磷元素轉(zhuǎn)變成可以生物利用的形式,同時也釋放其中的其它營養(yǎng)物質(zhì)如礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等,這是值得人們非常關(guān)注的問題。營養(yǎng)學(xué)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(wěn)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(fā)芽分解法

發(fā)芽是分解植酸、提高谷物和豆類營養(yǎng)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(fā)芽處理,以提高成酒品質(zhì)和風(fēng)味。發(fā)芽過程中,各種營養(yǎng)儲備被調(diào)動出來,為根莖生長提供營養(yǎng)。其中的植酸也被內(nèi)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(nèi),在發(fā)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(nèi)源酶種類和數(shù)量有關(guān),也與發(fā)芽過程中的溫度及時間有關(guān),大多數(shù)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(fā)芽過程中,三種豆子的植酸都在逐步降低,發(fā)芽72小時后降低最多,分別達42%、56%和46%。

發(fā)芽過程不僅可以釋放出原來結(jié)合的礦物質(zhì)和蛋白質(zhì), 還會產(chǎn)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(fā)成的豆芽用以炒菜、涼拌、煲湯均可。

3、 發(fā)酵分解法

這里所說的發(fā)酵,類似通常的酵母菌“發(fā)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(fā)酵成面團后做成的發(fā)糕。大量研究表明,發(fā)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(zhì)和礦物質(zhì)的吸收利用率, 又可以實現(xiàn)了黃豆和小麥粉中的蛋白質(zhì)氨基酸的互補,營養(yǎng)又美味。

應(yīng)當(dāng)指出,發(fā)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(fā)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(fā)酵成納豆,此法效率依舊是不高的。

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