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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 * 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). * 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”. * 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 * 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 * 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 * 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 * 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 * 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 * 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 * 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) * 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 * 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 * 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 * 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 * 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 * Fontes de fibra dos alimentos * Fontes de fibra dos alimentos * Fontes de fibra alimentar produzidas industrialmente e seus principais componentes químicos * 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 * 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 * Teor de fibra solúvel e insolúvel em leguminosas (g/100g de alimento). Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 * Teor de fibra solúvel e insolúvel em frutas (g/100g de alimento). Fonte: Mendez et al. Tabela de Composição de Alimentos. Niterói: EDUFF, 1995 * 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 * Efeitos fisiológicos das fibras alimentares Retardar o esvaziamento gástrico Fibra solúvel Absorção de água Gel Saciedade Glicose pós-prandial Absorção de lipídios * 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. * Efeitos fisiológicos das fibras alimentares Efeito laxativo Pectinas, gomas e mucilagens: 100% fermentação Celulose: 30% Lignina: 0% * 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 * Efeitos fisiológicos das fibras alimentares Produção de AGCC Fibra solúvel Fermentação bacteriana Produção de AGCC Butirato Energia enterócitos * 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 * 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. * 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 * 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 * 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 * 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. * 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 * Nutrição e Metabolismo