A importância das fibras alimentares tem levado ao desenvolvimento de um grande e potencial mercado para produtos e ingredientes ricos em fibras, ampliando o seu uso em biscoitos, bolachas e outros produtos à base de cereais, bem como em salgadinhos, bebidas, especiarias, queijos de imitação, molhos, alimentos congelados, carnes enlatadas, análogos de carne e outros alimentos.
Entre os alimentos enriquecidos com fibras, os mais conhecidos e consumidos são os cereais matinais e produtos de panificação, como pães e biscoitos integrais, além de leite e derivados de carne.
A fibra dietética tem uma longa história. O seu termo originou-se do médico britânico Eben Hipsley (1953), que cunhou a fibra dietética como um constituinte não digerível que compõe a parede celular da planta. Posteriormente, a fibra alimentar foi definida como um componente ubíquo dos alimentos vegetais e inclui materiais de diversas estruturas químicas e morfológicas, resistentes à ação das enzimas alimentares humanas. A definição mais consistente e aceita é de que a fibra alimentar consiste em restos de células vegetais resistentes à hidrólise (digestão) pelas enzimas alimentares do homem, cujos componentes são hemicelulose, celulose, lignina, oligossacarídeos, pectinas, gomas e ceras. Em 2020, a American Association of Cereal Chemists (AACC) definiu fibra dietética como as partes comestíveis de plantas ou carboidratos análogos que são resistentes à digestão e absorção no intestino delgado humano com fermentação completa ou parcial no intestino grosso.
A fibra alimentar, embora nem sempre definida como tal, é consumida há séculos e reconhecida por ter benefícios para a saúde. As fibras solúveis e insolúveis constituem as duas categorias básicas de fibra alimentar. As fibras solúveis incluem inulinas, gomas, pectinas e frutooligossacarídeos, que podem ser facilmente dissolvidos em meio aquoso e possuem a capacidade de formar géis. Estão presentes em algumas frutas, cereais e leguminosas. As fibras insolúveis são celuloses, hemiceluloses, ligninas e amidos. Não se dissolvem em meio aquoso e estão presentes no farelo de trigo, grãos integrais e vegetais. Sua principal função é acelerar a passagem de alimentos pelo sistema digestivo.
Resumidamente, a fibra alimentar ou dietética é um termo genérico que engloba uma ampla variedade de substâncias que não são digeridas pela parte superior do trato digestivo humano. Do ponto de vista físico-químico, é um grupo muito heterogêneo que, com exceção da lignina, são polissacarídeos, ou seja, polímeros complexos de grande tamanho.
As fibras alimentares pertencem ao grupo dos carboidratos. São polissacarídeos não amiláceos compostos por moléculas de açúcar: pentoses (arabinose, xilose), hexoses (manose, glicose, galactose, frutose), 6-Deoxyhexoses (L-manopiranose/fucopiranose) ou ácidos urônicos (D-glicônico; 4-O-Metil-D-glicurônico, D-galacturônico). Por definição, são polímeros com mais de 11 unidades desses açúcares, unidas por ligações glicosídicas.
A fibra dietética é uma mistura complexa de polissacarídeos com muitas funções e atividades diferentes à medida que passa pelo trato gastrointestinal. Muitas dessas funções e atividades dependem das suas propriedades físico-químicas, como tamanho de partícula e volume a granel; características da área de superfície; propriedades de hidratação; solubilidade e viscosidade; e adsorção/ligação de íons e moléculas orgânicas.
O tamanho da partícula desempenha papel importante no controle de uma série de eventos que ocorrem no trato digestivo, ou seja, tempo de trânsito, fermentação, excreção fecal. A faixa de tamanho das partículas depende do tipo de parede celular presente nos alimentos e do seu grau de processamento. Pode variar durante o trânsito no trato digestivo como resultado da mastigação, trituração e degradação bacteriana no intestino grosso.
A porosidade e a superfície disponível podem influenciar a fermentação da fibra alimentar, ou seja, a disponibilidade para degradação microbiana no cólon, enquanto a regioquímica da camada superficial pode desempenhar papel em algumas propriedades físico-químicas, como adsorção ou ligação de algumas moléculas, sendo responsáveis por alguns efeitos fisiológicos da fibra dietética. A porosidade e a superfície disponíveis para bactérias ou sondas moleculares, como enzimas, dependerão da estrutura da fibra, que está relacionada à sua origem e história de processamento.
As propriedades de hidratação determinam parcialmente o destino da fibra alimentar no trato digestivo e são responsáveis por alguns dos seus efeitos fisiológicos. O inchaço e a capacidade de retenção de água fornecem uma visão geral da hidratação das fibras, bem como informações úteis para alimentos suplementados com fibras. Processos, como moagem, secagem, aquecimento ou cozimento por extrusão, por exemplo, modificam as propriedades físicas da matriz da fibra e também afetam as propriedades de hidratação. As condições ambientais, como temperatura, pH, força iônica, constante dielétrica da solução circundante e natureza dos íons também podem influenciar as características de hidratação da fibra contendo polieletrólitos, que são grupos carregados, como carboxila em fibras ricas em pectina, carboxila e sulfato em fibras de algas.
A solubilidade tem efeitos profundos na funcionalidade da fibra. Os polissacarídeos viscosos solúveis podem impedir a digestão e a absorção de nutrientes do intestino. Se a estrutura do polissacarídeo é tal que as moléculas se encaixam em uma matriz cristalina, o polímero provavelmente será energeticamente mais estável no estado sólido do que em solução. Mais ramificação, presença de grupos iônicos e o potencial para ligação posicional entre unidades, aumenta a solubilidade. As alterações das unidades monossacarídicas ou da sua forma molecular aumentam ainda mais a solubilidade.
A viscosidade do fluido pode ser descrita como a sua resistência ao fluxo. Geralmente, conforme o peso molecular ou comprimento da cadeia da fibra aumenta, a viscosidade da fibra em solução aumenta. No entanto, a concentração da fibra em solução, a temperatura, o pH, as condições de cisalhamento do processamento e a força iônica dependem substancialmente da fibra usada. Por exemplo, os polímeros de cadeia longa, como as gomas, ligam-se significativamente a água e exibem alta viscosidade de solução. No entanto, em geral, as fibras altamente solúveis, que são altamente ramificadas ou são polímeros de cadeia relativamente curta, como a goma arábica, têm viscosidades baixas.
Pesquisas relatam que a fibra prejudica a absorção de minerais porque os polissacarídeos carregados e substâncias associadas, como fitatos nas fibras de cereais, mostraram in vitro ligar íons metálicos. Os polissacarídeos carregados não têm efeito sobre a absorção de minerais e oligoelementos, enquanto as substâncias associadas, como os fitatos, podem ter efeito negativo. A capacidade de várias fibras para sequestrar e, até mesmo, ligar quimicamente os ácidos biliares foi sugerida como um mecanismo potencial pelo qual certas fibras dietéticas ricas em ácidos urônicos e compostos fenólicos podem ter uma ação hipocolesterolêmica. As condições ambientais, as formas físicas e químicas das fibras e a natureza dos ácidos biliares podem influenciar a capacidade de adsorção da fibra.
Quanto ao processamento da fibra, no geral, a extração de fibra alimentar pode incluir processamento a seco, processamento à vácuo, métodos químicos, gravimétricos, enzimáticos, físicos e microbianos ou, ainda, uma combinação destes.
Após a extração, ocorre a modificação das fibras, cujos métodos são usados para transformar a fibra dietética insolúvel em fibra dietética solúvel para melhorar as suas propriedades físico-químicas e fisiológicas. Tais métodos de modificação incluem degradação mecânica, tratamento químico, fermentação enzimática e microbiológica. Normalmente, a combinação desses métodos pode apresentar melhores efeitos do que uma abordagem única, como por exemplo, métodos químicos enzimáticos, de ultrassom enzimático e de modificação enzimática de micro-ondas.
Efeitos na saúde e aplicação industrial
Desde meados da década de 1970, o interesse pelo papel das fibras alimentares na saúde e na nutrição levou a uma ampla gama de pesquisas e recebeu considerável atenção. Nos últimos anos, muitas pesquisas se concentraram caracterizando os efeitos fisiológicos resultantes do consumo humano de uma ampla variedade de fontes de fibras alimentares. Esses efeitos incluem a modulação dos perfis sanguíneos de lipídios, diminuição da resposta pós-prandial à glicose no sangue, laxação e uma série de outros efeitos benéficos.
As mais recentes pesquisas mostram que a ingestão de quantidades adequadas de fibras alimentares produzem muitos efeitos benéficos sobre o trato digestivo, como a regulação da função intestinal, melhora da tolerância a glicose em diabéticos e a prevenção de doenças crônicas, como câncer de cólon e anti efeitos carcinogênicos.
Quando incorporadas em sistemas alimentícios, além de fornecer efeitos benéficos à saúde, a fibra pode desempenhar inúmeras funções nos alimentos, contribuindo para a modificação e melhoria da textura, das características sensoriais e shelf life dos alimentos, devido a sua capacidade de retenção de água, de formação de gel, antiaderência, texturização e efeitos espessantes.
Do ponto de vista funcional, as fibras dietéticas podem ser incorporadas nos setores de panificação, bebidas, confeitaria, laticínios, carnes, massas e sopas.
São incorporadas em produtos de panificação para prolongar a frescura, graças a sua capacidade de retenção de água, reduzindo, assim, as perdas econômicas. Podem modificar o volume e a firmeza do pão, a sua elasticidade e a suavidade das migalhas. As fibras dietéticas de diferentes fontes, como celulose, farelo de trigo e de aveia, têm sido usadas para substituir a farinha de trigo no preparo de produtos de panificação.
Além disso, também melhora a qualidade nutricional dos produtos panificados, uma vez que possibilita diminuir o teor de gordura, sendo utilizada como substituto de gordura, sem perda de qualidade. Componentes isolados de fibras, como o amido resistente e a betaglucana, também são usados para aumentar o teor de fibras em bolos, cereais matinais, etc.
As fibras dietéticas também podem ser usadas para melhorar a textura de produtos cárneos, como salsichas e salame, sendo, ao mesmo tempo, adequadas para o preparo de produtos com baixo teor de gordura, como os hambúrgueres dietéticos. Além disso, uma vez que possuem a capacidade de aumentar a retenção de água, sua inclusão na matriz de carnes contribui para manter a sua suculência.
No setor de bebidas, a adição de fibra dietética aumenta a viscosidade e a estabilidade, sendo a fibra solúvel a mais utilizada por ser mais dispersível em água do que a fibra insolúvel. A fibra de aveia, por exemplo, pode ser incorporada em produtos lácteos, bebidas instantâneas, suco de frutas e vegetais, chá gelado, bebidas esportivas, cappuccino e vinho. Outras bebidas que podem se beneficiar da adição de fibras são as bebidas de dieta líquida, tanto as destinadas para pessoas com necessidades dietéticas especiais, quanto para perda de peso ou substitutas de refeições.
Em sorvetes e iogurtes, a adição de componentes da fibra, como alginatos, goma guar e géis de celulose, não apenas substitui a gordura, mas também fornece viscosidade, melhora a emulsão, a espuma, o congelamento/descongelamento, controla as propriedades de fusão, reduz a sinérese, promove a formação de cristais de gelo menores e facilita a extrusão.
Márcia Fani
Editora
