L’acide phytique (ou acide myo-inositol hexaphosphorique, ou hexakisphosphate de myo-inositol) ou IP6, est une molécule de formule brute , dont la formule développée est un phosphate d’inositol, composé d’un cycle myo-inositol dans lequel chacun de ses groupes hydroxyles OH est monophosphorylé (par un phosphate -O-PO(OH)). L’acide phytique est abondant dans les végétaux : il se forme pendant la maturation des graines et dans les graines dormantes.
Au pH physiologique (de 6-7), les phosphates de l’acide phytique sont partiellement ionisés et l’acide phytique se présente alors naturellement sous une forme anionique, appelée phytate.
Avec les saponines et les lectines, l'acide phytique est considéré comme un antinutriment en raison de sa capacité à former des complexes insolubles avec des micronutriments comme le fer, le magnésium, le zinc et le cuivre et ainsi d’en limiter l’absorption intestinale.
Les anions phytates sont largement répandus dans le royaume végétal. Ils constituent la forme de stockage principale du phosphore et des minéraux dans de nombreux tissus végétaux et particulièrement dans la graine. Lors de la germination de la graine, les phytates sont dégradés, le phosphore est libéré et peut être mobilisé par la plantule en croissance.
La source principale d’acide phytique dans l’alimentation humaine est constituée par les céréales (blé, riz), les pseudo-céréales (sarrasin), les graines de légumineuses (haricot, lentille), les graines oléagineuses et leur huile (tournesol, soja, colza) et les fruits à coque (amande, noix). Les populations des pays développés avec une nourriture plus pauvre en fruits, graines et légumes ont un apport quotidien en acide phytique considérablement plus faible que les populations des pays en voie de développement.
En santé humaine, le phytate consommé par l’homme a une double face : dans l'intestin, il est connu depuis longtemps comme un facteur antinutritionnel pouvant inhiber l’absorption des micronutriments (minéraux dont oligo-éléments), ce qui peut éventuellement conduire à des déficiences en calcium, fer, magnésium et zinc ; leur côté bénéfique découvert à la fin du , concerne leur activité hypoglycémiante, antioxydantes, anticancéreuse, de prévention des calculs rénaux.
Avec une nutrition déséquilibrée, sa consommation peut conduire à de graves carences en minéraux. Si tous les besoins nutritionnels sont satisfaits, sa consommation permet de bénéficier de son activité antioxydante, anticancéreuse et de prévention des calculs rénaux.
Historique
Les phytates constituent la forme de stockage principale du phosphore chez de nombreuses plantes où il se localisent dans les enveloppes des graines (notamment celles des céréales qui en sont riches) et dans les racines.. Ces molécules comprennent six groupes phosphates 3− qui permettent la chélation de plusieurs cations (principalement Ca2+ et Zn2+, puis Mg2+ et Fe2+ mais possiblement avec l'ensemble des minéraux dont les oligo-éléments).. La formation de complexes insolubles (chélates) avec des sels de calcium, de fer…, permet aux racines et aux graines d'être les principaux sites de réserve de ces minéraux.. Les complexes servent également de défenses chimiques contre les herbivores et les omnivores : les sources végétales contenant naturellement ces substances anti-nutritionnelles pouvant séquestrer des minéraux, en réduisent considérablement la biodisponibilité et l'absorption intestinale, ce qui peut générer des carences nutritionnelles, donc une chez les animaux dépourvus de phytases (les ruminants et les oiseaux granivores sont capables de les absorber en raison de la présence de bactéries dans leur système digestif qui produisent ces enzymes). Cet effet déminéralisant serait un des facteurs explicatifs rendant compte de la diminution croissante de la taille des hommes du Néolithique, de plus de ... La fermentation par les humains, qui remonterait au Paléolithique pour la conservation des aliments, peut augmenter la biodisponibilité des minéraux, par exemple les formes fermentées du soja (miso, tempe) ou la panification des céréales riches en phytates déminéralisant grâce à la phytase des lactobacilles du levain qui élimine ces phytates lors du processus fermentaire.. La consommation de produits laitiers sous forme de fromage a pu compléter l'alimentation en céréales des premiers agriculteurs, en amenant plus de calcium dont les phytates ralentissent l'absorption. La sélection végétale a depuis permis de réduire la teneur en phytates des sources végétales (d'où la panification sur levure devenue possible alors que le champignon unicellulaire est dépourvu de phytases), de même que l'ajout de phytases microbiennes purifiées aux farines. La supplémentation des régimes alimentaires porcins et avicoles (sous forme solide ou liquide) par des phytases exogènes d'origine bactérienne ou fongique, permet en plus de réduire leurs déjections et les rejets de phosphore dans l'environnement, notamment dans les zones à forte densité d'élevage, qui sont à l'origine du phénomène d'eutrophisation des eaux de surface.
Le phytate a été découvert en 1855-56 par un agronome allemand, du nom de T. Hartig, quand il a isolé de petites particules rondes, dans diverses graines de plantes, qu’il distingue des grains d’amidon par le test à l’iode. Le terme de « phytine » fut créé à cette occasion pour bien marquer son origine végétale puisqu’on ne la trouvait pas dans les produits animaux. Presque soixante ans plus tard, en 1914, la structure de la molécule est déterminée par RJ Anderson un agrochimiste de New York. Dans les années 1940, les premières expériences physiologiques décrivaient le phytate comme un antinutriment, car il réduisait l'absorption des oligo-éléments, comme le Zn et le Fe (III). Mais ce n’est que durant la dernière décennie du que les propriétés physiologiques bénéfiques du phytate ont commencé à être étudiées : activité antioxydante, anticancéreuses, de prévention de formation de calculs rénaux, de réduction de l’indice glycémique et de normalisation des niveaux de glucose et de cholestérol.
Sources alimentaires de phytate L'acide phytique est une forme de stockage du phosphore et des minéraux de la plante et compte pour 60 à 90% du phosphore de la plante.
Le tableau ci-dessous donne les contenus en acide phytique des principaux aliments tels que rassemblés par Schlemmer et al, 2009, complétés par quelques autres sources. Les auteurs ont donné pour chaque mesure les références des travaux effectués (plusieurs centaines de références en tout).
Teneur en acide phytique / phytate des végétaux Céréales Nom vulgaire Nom scientifique Ac. phytique/ Phytateg/100g Maïs Zea mays 0,72 - 2,22 Blé Triticum sp. 0,39 - 1,35 Riz Oryza 0,06 - 1,08 Orge com. Hordeum vulgare 0,38 - 1,16 Avoine Avena sativa 0,42 - 1,16 Seigle Secale cereale 0,54 – 1,46 Triticale ×Triticosecale 0,50 – 1,89 Pseudo-céréales Quinoa Chenopodium quinoa 1,04 – 2,06 Sarrasin Fagopyrum esculentum 3,5 – 3,8 Légumineuses Haricot Phaseolus vulgaris 0,61 - 2,38 Fève Vicia faba 0,51 - 1,77 Pois Pisum sativum 0,22 - 1,22 Pois chiche Cicer arietinum 0,28 - 1,60 Lentille Lens culinaris 0,27 - 1,51 Niébé Vigna unguiculata 0,37 - 2,90 Graines oléagineuses Soja Glycine max 1,0 – 2,22 Lin Linum usitatissimum 2,15 – 3,69 Chia Salvia hispanica 0,96 – 1,16 Cacahuète Arachis hypogaea 0,17 – 4,47 Sésame Sesamum indicum 1,44 – 5,36 Colza Brassica napus 2,50 Farine detournesol Helianthus annuus 3,9 – 4,3 Fruits à coque Amande Prunus dulcis 0,35 – 9,42 Noix Juglans regia 0,20 – 6,69 Noix Brésil Bertholletia excelsa 0,29 – 6,34 Cajou Anacardium occidentale 0,19 – 4,98 Pacane Carya illinoinensis 0,18 – 4,52 Pistache Pistacia vera 0,29 – 2,83 Macadamia Macadamia integrifolia 0,15 – 2,62 Noisette Corylus avellana 0,23 – 0,92
Céréales, pseudo-céréales et graines de légumineuses La source principale de phytate dans l’alimentation quotidienne est constituée par les céréales et les graines de légumineuses. thumb|upright=0.78|left|Structure du grain de blé, c’est un fruit au sens botanique (un akène, un caryopse) et non une graine
Dans les grains de céréales, le phytate est localisé dans la couche à aleurone de l’albumen et dans l’embryon (ou germe), alors que pour les graines de légumineuses, l’albumen ne persiste pas, et le phytate est dans les cotylédons.
La teneur en acide phytique des céréales est d’environ 1 % du poids sec, dans un intervalle allant de 0,06 jusqu’à 2,2 %. Toutefois les céréales germées et les sons de céréales ont des taux très supérieurs : blé germé et son de blé .
Sont ajoutées au tableau de Schlemmer et al, deux pseudo-céréales : le quinoa et le sarrasin. Bien qu’elles soient moins étudiées que les céréales, quelques études indiquent que la graine de quinoa a une teneur en acide phytique semblable ou légèrement supérieure à celle des céréales (1,04 à ) alors que la graine de sarrasin a une teneur bien supérieure (de 3,5 à 3,8 %).
La teneur en acide phytique des graines de légumineuses va de 0,2 jusqu’à 2,9 % du poids sec.
Graines oléagineuses, fruits à coque Les graines oléagineuses (soja, lin, chia, etc.), ont une teneur en acide phytique qui va de 1 à 5,4 %. Les oléagineux qui par définition regroupent les plantes dont les graines ou les fruits sont riches en matières grasses peuvent appartenir à la famille des Fabaceae (ou légumineuses, comme le soja, l’arachide, le chia) sans être classées dans la classe précédente des légumineuses tel que le haricot ou le pois dont aucune huile végétale n’est extraite. Les graines de lin et de chia qui sont toutes les deux utilisées pour leurs propriétés laxatives ont des teneurs en acide phytique très différentes : la teneur du lin est deux à trois fois supérieure à celle du chia.
Dans les fruits à coque, la teneur en acide phytique va de 0,1 à 9,4 %. Les fruits à coque les plus riches sont les amandes, les noix communes et les noix du Brésil.
Les sources les plus concentrées d'acide phytique sont les huiles végétales, les grains completsLes graines accumulent en effet plus de phosphore qu'elles n'en ont besoin, aussi l'excès est incorporé dans cette molécule.., les spores, et le pollen.
Les teneurs en acide phytique sont données dans un intervalle de variation important. C’est un phénomène commun pour les produits agricoles dont les caractéristiques peuvent varier considérablement selon les cultivars, les conditions de culture, d’environnement et de climat mais aussi la maturité des graines et les variations météorologiques saisonnières. Suivant les sources, les teneurs peuvent être données en acide phytique ou en phytate. Une confusion peut survenir si les teneurs en acide phytique et en phytate sont mélangées dans les tableaux alimentaires.
Apport quotidien en acide phytique ou phytate alimentaires Peu d’études ont porté sur l’apport quotidien moyen en acide phytique ou phytate alimentaires de divers pays. Voici quelques évaluations rassemblées par Schlemmer et al. : Apport quotidien moyen en acide phytique ou phytate Pays Sexe, âge, régime Apport moyenmg/jour Intervallemg/jour SuèdeNourrisson, 6-8 mois, préparation pour nourrisson, bouillie 26 8 - 44 Homme & femme, 35-76 ans, régime occid. 369 230 – 532 Homme & femme, 35-76 ans, régime végétarien 1146 500-2927 Inde Homme & femme, 20-45 ans 1560 - 2500 Nigeria Homme & femme 2200 Les faibles apports en phytate (200 à ) sont liés à l’alimentation occidentale pauvre en fruits, graines et légumes. Les apports en phytate sont plus importants chez les végétariens européens () ou les Africains (1000 à ). Une différence importante s’observe en Chine entre les habitants des zones urbaines () et rurales () qui ont gardé leur mode d’alimentation traditionnel.
Hydrolyse du phytate dans le tube gastro-intestinal