Fibras Alimentares: Definição, Classificação e Fontes

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Fibras alimentares totais: Definição, classificação, componentes, funções e fontes 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE NUTRIÇÃO PROFª ARIANA APARECIDA CAMPOS SOUZA
AULA CEDIDA PELA PROF. CRISTIANE GONÇALVES DE OLIVEIRA FIALHO
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Definição
“Fibra alimentar pode ser definida como a classe de compostos de origem vegetal constituída sobretudo de polissacarídeos e substâncias associadas que, quando ingeridos, não sofrem hidrólise, digestão e absorção no intestino delgado de humanos”. 
“Fibra alimentar é a parte comestível de plantas ou carboidratos que são resistentes à digestão e absorção no intestino delgado com completa ou parcial fermentação no intestino grosso. Inclui polissacarídeos, oligossacarídeos, lignina e substâncias associadas às plantas. A fibra alimentar promove efeitos fisiológicos benéficos incluindo melhora da função intestinal, e/ou atenuação do colesterol sanguíneo, e/ou atenuação da glicose plasmática” (American Association of Cereal Chemists).
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Definição
“A fibra dietética consiste em carboidratos não digeríveis e lignina que são intrínsecos e íntegros nas plantas. A fibra adicionada consiste em um isolado de carboidratos não digeríveis que tem efeitos fisiológicos benéficos em humanos. A fibra total seria a soma dos tipos de fibras citados acima” (Food and Nutrition Board).
Anvisa (Resolução RDC n.40 de 21/03/2001), define fibra como “qualquer material comestível que não seja hidrolisado pelas enzimas endógenas do trato digestivo e determinado segundo os métodos publicados pela AOAC (Association of Official Analytical Chemists) em sua edição mais recente”. 
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Definição
FIBRA FUNCIONAL
Carboidratos não digeríveis, ISOLADOS que exercem efeitos fisiológicos benéficos ao indivíduo. Fazem parte da fibra funcional as frações isoladas ou extraídas usando-se processos quimícos, enzimáticos ou aquosos de celulose, lignina, hemicelulose, pectina, β- glucanos, gomas, etc. Amido resistente manufaturado e polissacarídios como polidextrose, bem como produtos de origem animal como quitina e quitosana
FIBRA ALIMENTAR TOTAL
É a soma da fibra alimentar e da fibra funcional
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Classificação
Classificada conforme sua característica química, botânica e fisiológica.
Química: carboidratos complexos (polissacarídeos), com exceção da lignina, que é um polifenol. Diferem pelos resíduos de açúcar (glicose, galactose, manose e algumas pentoses) que compõem e pelo arranjo destes.
Botânica: classificação de suas funções nas plantas. Principais categorias botânicas: celulose, hemicelulose, substâncias pécticas, gomas, mucilagens, polissacarídeos de algas e lignina.
Fisiológica: solúveis e insolúveis, viscosas ou não-viscosas, fermentáveis e não-fermentáveis.
 
 
Viscosidade afeta as funções do TGI superior
Fermentação afeta as funções da porção inferior do IG
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Classificação
Insolúveis, não viscosas e não fermentáveis  FAT estruturais (celulose, lignina e a maior parte das hemiceluloses) 
Solúveis, viscosas e fermentáveis  pectinas, β-glicanos, gomas, mucilagens, frutanos (inulina e frutoligossacarídeos) e uma fração das hemiceluloses 
Exceção: goma-arábica  solúvel, porém não viscosa
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Componentes das fibras presentes em alimento
Celulose
Hemicelulose
Pectinas
Ligninas
Gomas
Quitina e quitosana
Mucilagens
Β-glicanas
Inulina, oligofrutose e frutooligossacarídeo
Polissacarídeos de algas
Oligossacarídeos
Polidextrose e polióis
Amido resistente
Dextrinas resistentes
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Componentes das fibras presentes em alimento
 Celulose 
 Polissacarídeo estrutural das plantas (rigidez)
Ligação β 1 → 4, resistente a força mecânica ou ao ato químico 
Insolúvel em água
“Massa não digerível” Estimula o peristaltismo
Presente: polpa e casca de frutas, caule e folha de hortaliças, revestimento de grãos, sementes e nozes
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Componentes das fibras presentes em alimento
Hemicelulose
Vários polímeros complexos 
Também compõem a parede das células vegetais
Não digeríveis 
Algumas são solúveis em água, outras insolúveis
São encontradas nos grãos de cereais e vegetais
Aumentam o bolo fecal
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Componentes das fibras presentes em alimento
Pectinas
Encontrado no material intercelular cimentado dos tecidos vegetais, mas ocorre em menor quantidade na parede celular
Solúveis 
Grande capacidade para formar gel - utilizada na produção de geléia, na indústria como espessante 
Encontrada em frutas e vegetais (5-10%); frutas cítricas e maças (15-30%)
Fermentável pela flora intestinal
Reduz a absorção de gordura e colesterol
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Componentes das fibras presentes em alimento
Lignina
Componentes das paredes celulares das plantas, não sendo carboidratos (polímeros de fenil-propanóides)
Não fermentável 
Pequena capacidade de reter água – apolar
Encontrada em vegetais formados por raízes, cenoura, trigo e frutas consumidas com sementes (morango)
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Componentes das fibras presentes em alimento
Gomas (goma arábica, guar, tracante e outras)
Usada como agente espessante e geleificante na indústria de alimentos
Goma-arábica muito usada como aditivo dos alimentos  elevada solubilidade, estabilidade em pH e característica gelificada
Encontrada na farinha de aveia, cevada e leguminosas 
Gomas xantanas – bactérias
Mucilagens
Presentes na camada externa de sementes da familia plantain
Alta capacitada de reter água, sendo usadas como laxativos
*Psilium mucilagem muito viscosa originária da casca da semente
 do psilium
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Componentes das fibras presentes em alimento
Quitina e Quitosana
Quitina  aminopolissacarídeo contendo ligações β (1-4)
Quitosana  produto desacetilado da quitina
Quitina é encontrada na natureza em maior quantidade que a quitosana
Fontes: carapaças de crustáceos (caranguejo, camarão e lagosta), algas verdes, leveduras, fungos, esporos e algas marrons
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Componentes das fibras presentes em alimento
Inulina, Oligofrutose e frutooligossacarídeo
Inulina e oligofrutose – encontradas em várias plantas. Podem ser extraídas da sacarose ou purificadas das raízes da chicória
Composta por 2 a 60 unidades de frutose com ligação β (2,1)
É fermentada no cólon
Frutooligossacarídeos (FOS) – encontrados no trigo, centeio, aspargos, cebola, chicória, alcachofra, raiz do yacon e hidrólise enzimática da raiz do almeirão
Efeitos prebióticos
 Classificadas como fibras alimentares e funcionais 
Possuem efeitos benéficos na saúde humana, como proliferação de bifidobactérias, redução de bactérias patogênicas, prevenção da diarréia, constipação e redução do colesterol sérico. 
 yacon
 alcachofra
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Componentes das fibras presentes em alimento
β-Glicanas
Polímeros de glicose semelhante a celulose, porém de menor tamanho
Formam soluções viscosas
Encontrada na aveia, cevada, fungos e algas
Quando isolada é classificada como fibra funcional
Polissacarídeos de algas
Alginatos, caragenanas e ágar 
Usados como aditivos na indústria de alimentos
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Componentes das fibras presentes em alimento
Amido Resistente (AR)
Ocorre naturalmente nos alimentos ou podem ser produzidos da modificação do amido durante o processamento deste
AR tipo I – é fisicamente inacessível à enzima na matriz do alimento, como em grão inteiros ou parcialmente moído de cereais, leguminosas e sementes
AR tipo II – encontrado nos alimentos crus, como bananas e batatas, durante a geleificação podem ser degradados pela amilase
AR tipo III – é formado durante o processamento, quando o amido sofre retrogradação, como nas batatas cozidas, pães e cereais matinais.
AR tipo IV- ocorre quando o amido é modificado quimicamente
AR tipo III e IV – fibras funcionais 
AR tipo I e II – fibra alimentar
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Fontes de fibra dos alimentos
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Fontes de fibra dos alimentos 
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Fontes de fibra alimentar produzidas industrialmente e seus principais componentes químicos 
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Teor de fibra solúvel e insolúvel
em 
amiláceos, cereais e derivados (g/100 g de alimento).
Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 
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Teor de fibra solúvel e insolúvel em
 hortaliças e tubérculos (g/100g de alimento). 
Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 
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Teor de fibra solúvel e insolúvel em 
leguminosas (g/100g de alimento). 
Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 
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Teor de fibra solúvel e insolúvel 
em frutas (g/100g de alimento). 
Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
FAT  tempo de mastigação 
Induz  do fluxo do suco gástrico 
Fibra hidratada pela saliva, formação de géis 
 Conteúdo estomacal e retardo do esvaziamento gástrico
Maior saciedade
Importante na Obesidade
Importante no Diabetes
Retardo na absorção de glicose
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
 Retardar o esvaziamento gástrico
 Fibra solúvel
 Absorção de água
 Gel
Saciedade  Glicose pós-prandial  Absorção de lipídios
 
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
Fibras no IG
Presença de resíduos não digeridos,  teor de água nas fezes e a massa microbiana
 volume fecal
 As fibras insolúveis são mais eficazes nesses efeitos sobre a função intestinal. 
 Contato de carcinógenos com a mucosa
Estimulo da motilidade da parede do cólon  Redução no tempo de trânsito intestinal
Diluição de carcinógenos
Celulose e algumas hemiceluloses tem esse efeito. Pectinas e gomas não.
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
Efeito laxativo
Pectinas, gomas e mucilagens: 100% fermentação
Celulose: 30% 
Lignina: 0%
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
 Ligação com ácidos biliares
Fibras
Adsorção com sais biliares
Redução da absorção de sais biliares 
Circulação êntero-hepática
Colesterol sanguíneo
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
 Produção de AGCC
 Fibra solúvel
 Fermentação bacteriana
 Produção de AGCC 
 Butirato
 Energia enterócitos
 
 
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares
Fibras solúveis
 Câncer colorretal
 pH intestinal   atividade de enzimas bacterianas 
São fermentadas pelas bactérias da microbiota, produzindo AGCC
 Produção de ácidos biliares secundários especialmente o ác. Litocólico que é carcinogênico 
A quantidade produzida de AGCC pode variar dependendo da espécie e número da microbiota intestinal, além da fonte pela qual a fibra foi ingerida, o tipo de fibra, sua solubilidade, tempo de trânsito intestinal e extensão do intestino grosso do indivíduo
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
 Fibras e Intestino Grosso
Aumentam o volume fecal e a frequência das defecações, reduz o tempo do trânsito intestinal dos alimentos no trato gastrointestinal e alteram a microflora;
Baixa ingestão de fibras está correlacionada ao aparecimento de divertículos e consequentemente diverticulites.
Hemorróidas são conseqüências da constipação intestinal.
Fibras insolúveis promovem melhor efeito na aceleração do trânsito intestinal quando comparada as fibras solúveis. 
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 Fibras e Câncer de Cólon
-Efeito anticarcinogênico das fibras: 
Redução do tempo de trânsito da massa alimentar através do cólon. 
Aumento da massa, volume e maciez das fezes diluem os carcinógenos. 
Redução do pH intestinal promovido pela fermentação reduz a atividade das enzimas microbianas, reduzindo a produção de ácidos biliares secundários, especialmente o ácido litocólico 
Ação mitogênica – Produção de ácidos graxos de cadeia curta (butirato) por fibras solúveis – deixa de exercer o efeito de diluição dos carcinógenos
Fibras insolúveis são menos fermentadas, mais protetoras
Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
 Fibras e Diabetes Melito
Redução do esvaziamento gástrico
Redução na acessibilidade da α- amilase ao amido e na absorção de glicose, devido à difusão lenta da glicose e a da camada de água na superfície do intestino delgado
Melhora a sensibilidade à insulina, visto que ácidos graxos de cadeia curta, como o acetato, provêem uma fonte alternativa de energia para substituir a glicose, sem requerer insulina. 
O consumo crônico de dietas pobres em fibra pode também ser importante na precipitação do aparecimento de diabetes em indivíduos geneticamente predispostos
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
 Fibras e Obesidade
Aumenta a saciedade (estudos inconclusivos)
Reduz a densidade calórica da dieta - reduz a digestibilidade de carboidratos, lipídios e proteínas (esse efeito é questionado, uma vez que a produção de ACGC também gera energia) 
Aumenta o esforço na mastigação
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
Fibras e Doenças Cardiovasculares 
Redução dos lipídios plasmáticos, especialmente do
 nível de colesterol;
Efeito é restrito ao consumo de fibras solúveis.
Principais mecanismos que podem está envolvidos na redução de colesterol sanguíneo pelas fibras :
	a) menor digestão e absorção de lipídios, devido ao esvaziamento gástrico mais lento e à maior viscosidade do meio, que dificultam a ação de enzimas digestivas.
	b) maior eliminação de ácidos biliares, que se complexam com pectina, interferindo na formação de micelas e reduzindo a absorção de colesterol, ácidos biliares e lipídios.
	c) a fermentação produz ácidos graxos de cadeia curta, especialmente propionato, que absorvido na veia porta vai até o fígado, reduz a síntese de colesterol hepático, reduzindo os níveis sanguíneos. 
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Efeitos fisiológicos das fibras alimentares 
Fibras e Doenças Cardiovasculares 
Redução da secreção de VLDL
Aumento da remoção de VLDL do plasma
Diminuição na conversão de VLDL para LDL
Aumento da taxa catabólica da fração do LDL- colesterol
Redução do LDL- colesterol
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Nutrição e Metabolismo