SOBRE ILSI / ILSI EUROPE

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2 SOBRE ILSI / ILSI EUROPE O International Life Sciences Institute (ILSI) é uma fundação de âmbito mundial sem fins lucrativos, estabelecida em 1978 para o avanço do entendimento dos aspectos científicos relacionados à nutrição, segurança alimentar, toxicologia, avaliação de risco e ambiente. Mediante a reunião de cientistas do meio acadêmico, governo, indústria e setor público, ILSI busca uma abordagem equilibrada para a solução de problemas de importância comum para o bem estar do público em geral. ILSI estabeleceu sua base em Washington, DC, EUA, contando com sucursais na Argentina, Brasil, Europa, Índia, Japão, Coréia, México, Norte da África e Região do Golfo, América do Norte, Região Norte-andina, África do Sul, Região Sul-andina, Região Sudeste da Ásia, com ponto focal na China e o ILSI Health and Environmental Sciences Institute (HESI). ILSI está filiado à Organização Mundial da Saúde como organização não-governamental (ONG), detendo status de consultor especializado junto à FAO/Organização das Nações Unidas para Alimentos e Agricultura. ILSI Europe foi estabelecido em 1986, com a finalidade de identificar e avaliar aspectos científicos relacionados aos tópicos descritos acima, por meio de simpósios, workshops, grupos de especialistas e publicações de resultados. Seu objetivo é ampliar o conhecimento e a resolução de determinados aspectos científicos nestas áreas. ILSI Europe é patrocinado principalmente por seus membros da indústria. Esta publicação tornou-se possível graças ao apoio da ILSI Europe Task Force on Dietary Carbohydrates (Força-tarefa para Carboidratos na Alimentação/ILSI Europe), que está subordinada ao Conselho de Diretores do ILSI Europe. A estrutura do ILSI obriga que os Conselhos Diretores do ILSI e de suas sucursais sejam compostos de pelo menos 50% de cientistas do setor público; os diretores restantes representam as empresas membros do ILSI. A seguir, está relacionado o Conselho de diretores do ILSI Europe e os membros da Força-tarefa para Carboidratos na Alimentação/ILSI Europe. Conselho de Diretores do ILSI Europe Membros da área acadêmica Prof. G. Eisenbrand, University of Kaiserslautern (DE) Prof. A. Flynn, University College Cork (IE) Prof. A. Grynberg, National Institute for Agronomical Research (FR) Dr. I. Knudsen, Danish Institute for Food and Veterinary Research (DK) Dr. M. Kovac, Food Research Institute (SK) Prof. em. G. Pascal, INRA (FR) Dr. J. Schlatter, Swiss Federal Office of Public Health (CH) Prof. L. Serra Majem, University of Las Palmas de Gran Canaria (ES) Prof. V. Tutelyan, National Nutrition Institute (RU) Prof. em. P. Walter, University of Basel (CH) Membros da área industrial Ms. K. Duffin-Maxwell, Kraft Foods (DE) Mr. R. Fletcher, Kellogg (IE) Dr. M.E. Knowles, Coca-Cola European Union Group (BE) Dr. G. Kozianowski, Südzucker (DE) Prof. T. Mattila-Sandholm, Valio (FI) Dr. D.J.G. Müller, Procter & Gamble (DE) Dr. G. Thompson, Groupe Danone (FR) Prof. P. van Bladeren, Nestlé (CH) Prof. W.M.J. van Gelder, Numico (NL) Indústrias Membros da Força-tarefa para Carboidratos na Alimentação/ILSI Europe Cerestar National Starch Coca-Cola European Union Group Nestlé Danisco RHM Technology Groupe Danone Royal Cosun Kellogg Südzucker Kraft Foods Unilever

3 FIBRA ALIMENTAR DEFINIÇÃO E ANÁLISE, FISIOLOGIA E SAÚDE Juliet Gray ILSI Europe

4 2006 ILSI Europe A versão em língua portuguesa foi patrocinada por ILSI Brasil ILSI Europe Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, armazenada em sistema de recuperação, ou transmitida, em qualquer forma ou por qualquer meio, eletrônico, mecânico, por fotocópia, gravação, ou outro, sem permissão prévia por escrito do detentor dos direitos de publicação. ILSI Europe autoriza a fotocópia de itens para uso interno, para bibliotecas, ou uso pessoal. ILSI, A Global Partnership for a Safer, Healthier World. e a imagem do logo do International Life Sciences Institute (ILSI), do microscópio sobre o globo são marcas registradas do International Life Sciences Institute, estando licenciadas para uso por ILSI Europe. O uso de nomes de marca e fontes comerciais neste documento tem a finalidade apenas de identificação, não implicando em endosso por ILSI Europe. Além disso, as opiniões expressas no presente documento são dos próprios autores individualmente e/ou de suas organizações, não refletindo necessariamente o ponto de vista de ILSI Europe. Para mais informação sobre ILSI Europe, contatar ILSI Europe a.i.s.b.l. Avenue E. Mounier 83, Box 6 B-1200 Brussels Belgium Tel.: (+32) Fax: (+32) info@ilsieurope.be Website: ISBN X D/2006/10.996/2 ISBN Brasil:

5 SUMÁRIO PREFÁCIO RESUMO Definições e composição Análise Ingestão Recomendações Benefícios para a saúde Efeitos adversos DEFINIÇÕES História Definição fisiológica Definições mais recentes Fibra alimentar solúvel e insolúvel COMPOSIÇÃO E TIPOS DE FIBRA ALIMENTAR Introdução Celulose Hemiceluloses Pectinas Glicanos Amido resistente Oligossacarídeos não-digeríveis Outros compostos de carboidratos sintéticos Gomas e mucilagens Lignina Outros componentes associados FONTES ALIMENTARES ANÁLISE INGESTÃO RECOMENDAÇÕES PARA INGESTÃO Adultos Crianças

6 BENEFÍCIOS PARA A SAÚDE Introdução Ácidos graxos de cadeia curta Hábito intestinal Constipação Diverticulose Doença intestinal inflamatória Câncer colorretal e fatores relacionados Outros tipos de câncer além do câncer colorretal Cardiopatia coronariana e distúrbios relacionados Diabetes melito tipo 2 e fatores relacionados Saciedade e peso corporal Aumento da disponibilidade dos minerais FIBRA DE OCORRÊNCIA NATURAL, FIBRA ISOLADA OU SINTÉTICA EFEITOS ADVERSOS Comprometimento da ingestão energética Desconforto gastrintestinal Diminuição da biodisponibilidade de minerais GLOSSÁRIO REFERÊNCIAS E LEITURA COMPLEMENTAR Autor: Juliet Gray (UK) Editor científico: Martine Champ, INRA (FR) Avaliadores científicos: Nils-Georg Asp, Swedish Nutrition Foundation (SE), Joanne Slavin, University of Minnesota (USA) Editor da Série de Monografias Concisas: John Howlett (UK) Coordenador: Loek Pijls, ILSI Europe (BE) Do original: Dietary Fibre Definition & Analysis, Physiology & Health 2006 ILSI Europe Todos os direitos reservados e protegidos pela lei de 19/02/98. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida sem autorização prévia por escrito, do ILSI Europe, sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravação ou quaisquer outros. Créditos da edição em língua portuguesa: Projeto editorial: Elsevier Editora Ltda. Coordenação editorial: Jane Muniz / Assistente editorial: Irene Cavaliere Estagiária editorial: Elisa Duque / Tradução: Fernando Nascimento Revisão Técnica: Dra. Elizabete Wenzel de Menezes Depto. Alimentos e Nutrição Experimental, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo Coordenadora da TBCA-USP/BRASILFOODS Copidesque: Maria Rouch / Revisão tipográfica: Tathy Viana / Capa e Diagramação: Estúdio Castellani EM 2369

7 Fibra Alimentar 5 PREFÁCIO Na última década, foi possível presenciar o desenvolvimento significativo do conhecimento sobre a fibra alimentar e seu papel na preservação da saúde e na redução do risco de doenças. O conceito de fibra alimentar foi amplamente difundido, mas continua a busca por uma definição universalmente reconhecida. Ao definir fibra, a ênfase que antes focava a metodologia analítica passou a focar o efeito fisiológico e não é mais possível aplicar um único método analítico para quantificar a fibra alimentar nos alimentos, em função da diversidade de seus constituintes. Embora a ciência permaneça complexa, atualmente os consumidores parecem estar mais conscientes sobre o conceito de fibra alimentar. Não obstante, ficou claro que o consumo de fibra na maioria das nações desenvolvidas se encontra muito abaixo do ideal, e estratégias para incentivar o aumento da ingestão de fibra alimentar pelo consumidor ficaram evidentes. Primeiramente, em 1996, o ILSI Europe resumiu e disponibilizou na série Monografia Concisa, intitulada Fibra Alimentar, as evidências disponíveis na época sobre fibra alimentar. O propósito da presente Monografia Concisa, elaborada sob os auspícios da Força-tarefa para Carboidratos na Alimentação/ ILSI Europe, é divulgar as atualizações sobre o assunto, enfatizando o atual status das deliberações concernentes a uma definição apropriada de fibra alimentar, aos possíveis métodos de análise e aos aspectos fisiológicos e de saúde. A monografia inclui dados sobre a ingestão de fibra em vários países e também uma visão geral das recomendações para sua ingestão. Em novembro de 2005, o Codex Committee on Nutrition and Foods for Special Dietary Uses (Comitê Codex para Nutrição e Alimentos para Usos Alimentares Especiais) da FAO/OMS chegou a um consenso sobre a definição de fibra alimentar. Espera-se que tal feito venha pavimentar o caminho para a harmonização da definição de fibra alimentar na legislação pertinente à rotulagem de alimentos. Julian Stowell Danisco (UK)

8 6 ILSI Europe Concise Monograph Series RESUMO Definições e composição O conceito de fibra alimentar mudou consideravelmente nos últimos anos. Atualmente, sabe-se que fibra alimentar abrange uma gama muito mais ampla de substâncias do que se acreditava anteriormente, e que a fibra tem maior significado fisiológico do que se pensava. Não existe uma definição universalmente aceita de fibra alimentar na Europa, ou no resto do mundo. Entretanto, existe consenso de que há necessidade de uma definição com bases fisiológicas. A não-digestibilidade de fibra alimentar no intestino delgado é uma característica fisiológica de fundamental importância para esse componente. Por isso, definições recentes de fibra alimentar englobam além dos polissacarídeos não-amido outros carboidratos não-digeríveis, como o amido resistente e oligossacarídeos não-digeríveis. Pesquisas realizadas ao longo das últimas décadas identificaram diversos efeitos fisiológicos da fibra alimentar, sendo os principais: melhoria no funcionamento do intestino grosso, redução do colesterol sangüíneo e atenuação dos níveis plasmáticos pós-prandiais de insulina e de glicose. Essas características fisiológicas foram incorporadas às recentes definições de fibra alimentar. De acordo com com as definições mais recentes, fibra alimentar consiste em polímeros de carboidratos e em polissacarídeos não-amido que são basicamente componentes da parede celular das plantas. Estes incluem a celulose, hemiceluloses, hemiglicanos e pectinas, além de outros polissacarídeos de origem vegetal e de algas, como as gomas e mucilagens. Outros componentes inclusos são os polissacarídeos de armazenamento não-digeríveis, como a inulina e o amido resistente. As definições recentes consideram, também, os carboidratos análogos que atravessam o intestino delgado sem sofrer qualquer tipo de alteração. Exemplos de tais substâncias são o amido resistente, maltodextrinas resistentes, frutooligossacarídeos e galactooligossacarídeos, e também celuloses modificadas e polímeros de carboidratos sintetizados como a polidextrose. Além disso, as definições incluem também substâncias associadas como a lignina e outras substâncias extraídas juntamente com os polissacarídeos e oligossacarídeos quando da aplicação dos métodos analíticos de fibra alimentar (por exemplo, ceras, cutina, polifenóis e fitosteróis). A mais recente definição proposta pelo Codex Alimentarius inclui polímeros de carboidratos com um grau de polimerização não inferior a 3. Essas substâncias podem estar naturalmente presentes ou podem ser extraídas de material alimentar bruto ou podem ser sintetizadas. O debate continua, e algu-

9 Fibra Alimentar 7 mas opiniões recentes têm favorecido o retorno à definição original de fibra, dentro de uma linha propondo que fibra alimentar consiste em polissacarídeos intrínsecos da parede celular vegetal. Análise A base tanto para definições legais como para a análise da fibra alimentar é constituída, em muitos casos, pelos métodos enzímicos-gravimétricos aprovados pela Association of the Official Analytical Chemists (AOAC). Entretanto, segundo a atual definição, fibra alimentar não pode ser quantificada por um único método de análise por causa da diversidade de seus constituintes. Exemplificando, o método padrão ou qualquer outro método para análise da fibra alimentar ou de polissacarídeos não-amido não quantifica os oligossacarídeos solúveis em álcool. Além disso, em alguns casos, por exemplo, na Inglaterra, os fabricantes de alimentos tendem a utilizar os métodos da AOAC, enquanto que as tabelas de composição e recomendações de ingestão de alimentos estão baseadas na sua maioria em dados obtidos com o método de Englyst. Ingestão Os métodos de coleta de dados e de análise influenciam as estimativas de ingestão de fibra alimentar. Isso limita a comparação de informação entre diferentes países e populações. Presentemente, as informações sobre a ingestão de componentes da fibra alimentar (por exemplo, amido resistente e oligossacarídeos não-digeríveis) são ainda mais limitadas. Recomendações Existem também diferenças consideráveis entre as recomendações para ingestão de fibra alimentar em todo o mundo. Essas diferenças refletem as variações no modo de definição dos valores de referência dos nutrientes, além das diferenças mencionadas anteriormente na análise e definição de fibra alimentar. Mesmo com essas limitações em mente, ainda fica claro que, entre adultos nos países ocidentais, a ingestão média de fibra alimentar não atinge as recomendações para manutenção da saúde e prevenção de doenças. Poucos dados estão disponíveis sobre o efeito da fibra alimentar em crianças. Com exceção da Inglaterra, Holanda e EUA, quase todos os países não dispõem de recomendações sobre ingestão de fibra alimentar durante a infância. Benefícios para a saúde A microbiota do colo fermenta parcial ou totalmente os carboidratos que resistem à digestão e absorção no intestino delgado. Os produtos da fermentação, principalmente os ácidos graxos de cadeia curta, desempenham um papel fisiológico fundamental, tanto em nível local como sistêmico. O carboidrato não-digerido

10 8 ILSI Europe Concise Monograph Series que chega ao intestino grosso altera a consistência das fezes (tornando-as mais pastosas) e aumenta o peso das fezes e a freqüência da defecação. Em elevada ingestão de fibra alimentar, o peso das fezes tende a ser elevado e o tempo de trânsito intestinal reduzido. Estes dois fatores podem contribuir para a prevenção de distúrbios do intestino grosso, por exemplo, constipação, diverticulite e câncer do intestino grosso. Muitos carboidratos não-absorvidos têm efeito laxante, tanto pelo aumento da massa bacteriana ou da capacidade osmótica quanto pela ligação da água à fibra não-fermentada remanescente. A etiologia do câncer envolve tanto fatores hereditários como ambientais (alimentação). Muitos estudos de grande porte, principalmente observacionais, avaliaram a relação entre a ingestão de fibra alimentar e o risco de câncer no colo ou reto. Estudos intervencionais pesquisaram os efeitos da fibra alimentar na recorrência de adenoma que, em geral, é considerado como marcador precoce para câncer colorretal. A evidência geral para o efeito da ingestão total de fibra no risco desse tipo de câncer não é considerada suficiente para servir como base para elaboração de guias de orientação sobre a ingestão de fibra alimentar. Entretanto, indivíduos com ingestão muito baixa de fibra alimentar podem estar em maior risco. Consistentes e recentes estudos observacionais demonstram uma associação inversa entre a ingestão de fibra alimentar e o risco de cardiopatia coronariana. Em estudos intervencionais, o aumento da ingestão de fibra alimentar diminuiu os níveis dos fatores de risco para cardiopatia coronariana, por exemplo, colesterol e triacilgliceróis circulantes. Portanto, diversas orientações recentes para ingestão de fibra baseiam-se no seu efeito em reduzir o risco de doença cardiovascular. Os mecanismos postulados para os baixos níveis de colesterol total e de lipoproteína de baixa densidade (LDL-c) incluem alterações na absorção do colesterol e na reabsorção dos ácidos biliares, e alterações no metabolismo hepático e no clearance plasmático de lipoproteínas. Fibras viscosas (como os ß-glicanos da aveia, pectinas, goma de guar) influenciam os níveis dos lipídios sangüíneos, enquanto geralmente isso não ocorre com as fibras insolúveis, como a fibra do trigo e a celulose. Em alguns países, considera-se que a evidência em favor das propriedades de certas fibras viscosas em reduzir o colesterol plasmático, especialmente os ß-glicanos da aveia, seja suficiente para a alegação de redução do risco de cardiopatia coronariana. Alguns estudos de coorte demonstram associação inversa entre ingestão de fibra alimentar e risco de ocorrência de diabetes tipo 2. Algumas fibras alimentares reduzem a resposta glicêmica. Foi demonstrado que fibras viscosas exercem tal efeito, tanto em alimentos intactos como na forma de suplemento isolado. Paradoxalmente, dados observacionais prospectivos demonstram que a ingestão de fibra alimentar não-viscosa, por exemplo, como a existente em cereais integrais, é o melhor prognosticador do risco de resistência à insulina e

11 Fibra Alimentar 9 de diabetes (o risco é mais baixo em um cenário de ingestões maiores). A ingestão de fibra alimentar está inversamente associada com o índice de massa corporal. Contudo, são inconsistentes os resultados de estudos intervencionais sobre apetite e ingestão total de alimentos e de energia. Há algumas indicações de que fibras viscosas como as pectinas e a goma de guar retardam o esvaziamento gástrico, e que o amido de lenta digestão e o amido resistente aumentam a saciedade. Os chamados ingredientes funcionais (isolados ou sintéticos), adicionados aos alimentos ou tomados separadamente como suplementos, têm efeitos similares aos mesmos componentes ingeridos como parte da estrutura intacta dos alimentos? Existe boa evidência de que os benefícios dos grãos integrais, frutas e hortaliças são superiores aos benefícios dos componentes isolados desses alimentos (utilizados como suplementos ou adicionados aos alimentos). É possível que outras substâncias, ainda não identificadas, em tais alimentos possam explicar esses efeitos; talvez a combinação entre de fibra alimentar, nutrientes e substâncias bioativas e a atuação desses compostos de forma sinérgica, seja o fator fundamental para a saúde. Entretanto, também existem tipos isolados de fibra alimentar, por exemplo, amido resistente, oligossacarídeos não-digeríveis e polidextrose que ajudam na prevenção e minimização dos distúrbios intestinais e diminuem os fatores de risco para cardiopatia coronariana e diabetes tipo 2. Efeitos adversos Dietas contendo grandes quantidades de fibra alimentar podem ser volumosas e conter baixa densidade energética relativa. Isso pode tornar tais dietas inadequadas para pessoas muito jovens ou muito idosas. Foi relatado que determinados tipos isolados ou sintéticos de fibra alimentar, por exemplo, oligossacarídeos não-digeríveis ou amido resistente podem causar sintomas gastrintestinais, como flatulência. Em geral, tais efeitos são apenas observados em casos de elevada ingestão e são de caráter temporário. Também existe alguma evidência de que a elevada ingestão de certos tipos de fibra alimentar, particularmente as associadas com fitato, reduzem a absorção de diversos minerais no intestino delgado: ferro, cálcio, magnésio e zinco. Por outro lado, a fibra alimentar pode melhorar a absorção de minerais no colo durante o processo de fermentação. Entretanto, não se tem certeza acerca do significado fisiológico desta última observação tanto para o status geral dos minerais no organismo quanto sobre a saúde dos ossos, precisando de maiores investigações a respeito. O equilíbrio de cálcio e magnésio não é afetado por grandes quantidades de cereais, hortaliças e frutas. Em geral, o consumo de alimentos naturalmente ricos em fibra é auto-limitante devido ao seu caráter volumoso. Entretanto, isso é pouco aplicado tanto para alimentos enriquecidos com fibra quanto para suplementos.

12 10 ILSI Europe Concise Monograph Series DEFINIÇÕES História A compreensão do significado fisiológico de substâncias definidas como fibra alimentar e, portanto, do conceito de fibra alimentar, progrediu consideravelmente ao longo dos últimos dez anos. Atualmente, sabemos que o conceito de fibra alimentar abrange uma gama muito mais ampla de substâncias do que originalmente se pensava. Entretanto, não existe uma definição universalmente aceita de fibra alimentar na Europa ou em outros países, mas recentemente houve considerável progresso na discussão de como a fibra deve ser definida. Uma definição suficientemente ampla e precisa é de importância global. Tal definição é vital para os fabricantes de alimentos e varejistas; para as autoridades reguladoras, para que se possa fornecer informação válida e precisa para a rotulagem dos produtos; e também para o desenvolvimento de uma estrutura reguladora para as alegações de propriedades nutricionais e de saúde. Essa informação é necessária para os consumidores que utilizam as informações nutricionais declaradas nos rótulos dos alimentos e em materiais associados. A denominação fibra alimentar foi originalmente adotada em 1953 por Hipsley, com o objetivo de descrever os componentes alimentares provenientes da parede celular de vegetais. O significado fisiológico de fibra alimentar ficou em evidência em 1971, quando Burkitt recomendou um aumento da ingestão de fibra alimentar com a finalidade de melhorar a função intestinal e com base em observações comparativas de ingestões e de incidência de doenças na Inglaterra e na África. Desde 1972, quando Trowell definiu pela primeira vez fibra alimentar, como os remanescentes da parede celular vegetal que não são hidrolisados pelas enzimas digestivas do homem, muitas definições foram propostas por diferentes organizações nacionais, internacionais e industriais. Muitas destas definições tomaram por base principalmente os critérios analíticos e foram formuladas tendo em mente a rotulagem nutricional. Na maioria dos países, fibra foi definida com finalidade de rotulagem baseando-se nos diversos métodos analíticos adotados pela Association of Official Analytical Chemists International (inicialmente o método AOAC ; ver também Quadro 1). Os principais métodos de análise de fibra alimentar atualmente em uso estão resumidos na Tabela 1. Na Inglaterra, encontra-se em uso desde 1991, nas tabelas de composição de alimentos, uma definição química de fibra alimentar: polissacarídeos não-amido + lignina, com base na metodologia analítica de Englyst, Cummings e colaboradores. Entretanto, para finalidade de rotulagem é utilizado o método da AOAC.

13 Fibra Alimentar 11 Os polissacarídeos não-amido (definidos como polissacarídeos com grau de polimerização 10) são freqüentemente considerados específicos para os componentes de parede celular da fibra alimentar, mas os métodos também incluem produtos de ocorrência natural ou produtos extrínsecos adicionados, como gomas e pectinas, e tipos de fibra modificada ou sintética como a celulose modificada. Entretanto, como também ocorre com outros métodos atualmente em uso, componentes como oligossacarídeos e polidextrose não são quantificados, em decorrência de sua solubilidade no álcool aquoso utilizado na precipitação dos componentes hidrossolúveis. Sua principal desvantagem é que o método é baseado em uma descrição limitada que exclui lignina, amido resistente e oligossacarídeos não-digeríveis, mas que pode incluir polissacarídeos não-vegetais (isto é, de bactérias e fungos). Definição fisiológica As propriedades fisiológicas da fibra alimentar determinam sua importância no corpo humano e sua necessidade na dieta humana. Assim, atualmente muitos cientistas concordam que a definição de fibra alimentar deva estar baseada em suas características fisiológicas. Entretanto, historicamente e para finalidade de rotulagem, as características físico-químicas é que diferenciam os tipos de fibra alimentar. A especificação dos efeitos benéficos da fibra alimentar, de acordo com a definição, elimina substâncias que poderiam ser adicionadas aos alimentos por causa de suas propriedades técnico-funcionais, mas que não resultam em benefícios positivos para a saúde. Antes de considerar essas propriedades fisiológicas, é importante enfatizar que fibra alimentar compreende diferentes componentes em proporções variáveis nos diferentes alimentos. Fibras alimentares de fontes diferentes talvez não sejam capazes de produzir a gama completa de efeitos fisiológicos positivos demonstrados pelas pesquisas para as fibras. Alguns efeitos são específicos de determinados tipos de fibra alimentar. A não-digestibilidade é a característica fundamental da fibra alimentar; assim, esse aspecto é fundamental em sua definição. Significa que não é digerida e nem absorvida no intestino delgado humano, e que irá passar para o intestino grosso onde irá produzir diversos efeitos. Dessa forma, as definições recentes foram ampliadas para incluir os carboidratos não-digeríveis como o amido resistente e oligossacarídeos não-digeríveis. Nesse contexto, o conceito de digestibilidade é essencial, sendo considerado como a digestão que ocorre na parte superior do trato digestivo (intestino delgado ou no íleo). Entretanto, devemos compreender que o critério de não-digestibilidade é absoluto somente para polissacarídeos não-amido e para outros componentes da fibra alimentar, para os quais não são produzidas enzimas digestivas no trato gastrintestinal superior do ser humano. Para o amido resistente, há relativa imprecisão, porque a digestibilidade intestinal superior

14 12 ILSI Europe Concise Monograph Series QUADRO 1 Análise da Fibra Alimentar Desde 1985, o principal método oficial de quantificação da fibra total tem sido o método enzímico-gravimétrico da Association of Official Analytical Chemists (AOAC ). Este método está baseado no conceito de resistência à digestão. O método utiliza a digestão enzimática para eliminar componentes não fibrosos e a quantificação dos resíduos por pesagem (portanto, o termo gravimétrico ). Os métodos e enzimas utilizados seguem critérios rígidos de desempenho e pureza. Seu uso foi defendido em parte por causa de sua suposta reprodutibilidade, mas isso não foi confirmado por um estudo de certificação da Comissão Européia em Na Inglaterra, enquanto o método AOAC é utilizado para a quantificação de fibra alimentar para rotulagem de alimentos; o método de Englyst, que quantifica os polissacarídeos não-amido, é utilizado nas tabelas de composição dos alimentos. Esse método engloba extração enzimática e química (por solvente), separação de componentes da fibra dos carboidratos digeríveis e posterior quantificação por colorimetria, GLC, ou HPLC. O amido resistente pode ser quantificado separadamente por outros métodos (ver Tabela 1). O método de Englyst tem a vantagem de identificar claramente componentes classificados como polissacarídeos não-amido e de separar a determinação do amido resistente e dos oligossacarídeos não-digeríveis sem grande interferência entre os diversos métodos. Sua principal desvantagem é sua reprodutibilidade questionável. Foi desenvolvido grande número de outros métodos aprovados pela AOAC e pela American Association of Cereal Chemists (AACC) com o objetivo de quantificar a ampla gama de componentes da fibra alimentar, por exemplo, amido resistente, oligossacarídeos não-digeríveis e polímeros de carboidratos sintéticos não-digeríveis. Esses métodos também devem seguir rígidos critérios de desempenho. Se existe concordância de que: a) a fibra alimentar é o somatório de polissacarídeos não-amido, amido resistente e oligossacarídeos não-digeríveis; e de que b) são necessários três (ou possivelmente mais) métodos para uma análise completa desses componentes, então é importante assegurar que não ocorra superposição na quantificação entre esses métodos. No âmbito internacional, o método originalmente aceito para quantificação da fibra alimentar foi o método AOAC Hoje em dia, ficou clara a possível necessidade de diversos métodos para quantificar os diferentes componentes da fibra alimentar (Tabela 1). Para que as declarações nutricionais e alegações constantes nos rótulos tenham validade, pode haver necessidade da especificação dos diferentes métodos para quantificação do conteúdo de fibra alimentar em diferentes alimentos. Isso pode depender, por exemplo, da presença de carboidratos não-digeríveis não adequadamente quantificados pelo método AOAC ou , como amido resistente ou polidextrose. A definição proposta pela Comissão do Codex Alimentarius para fibra alimentar (Quadro 2) inclui uma lista de métodos analíticos específicos da AOAC, estes foram selecionados por se tratarem de metodologias utilizadas em todo o mundo para análise de rotina. Além dos métodos AOAC e para fibra alimentar total na maioria dos alimentos, os métodos AOAC , , , , , e podem ser utilizados para quantificação complementar dos outros componentes abrangidos pela definição. O Codex também observa que o método de Englyst ou métodos similares podem ser necessários para produtos alimentares de difícil análise com os métodos de rotina citados acima, por exemplo, fórmulas para bebês.

15 Fibra Alimentar 13 TABELA 1 Principais métodos de análise da fibra alimentar Nome Tipo Componentes medidos Comentários Fibra alimentar total Enzímico-gravimétrico AOAC Polissacarídeos solúveis + insolúveis (inclusive RS3) + Quantifica apenas parte da fração RS3 do amido resistente total, AOAC lignina inulina, polidextrose, frutooligossacarídeos e maltodextrinas resistentes Método de Englyst para NSP Enzímico-químico ou GLC ou HPLC Polissacarídeos não-amido Consistente com dados in vivo; A reprodutibilidade pode ser baixa Método de Uppsala AOAC AOAC ; AACC32-33 Método de Englyst para amido resistente AOAC ; AACC Enzímico-químico Polissacarídeos solúveis + insolúveis (inclusive RS3) + lignina Enzimático Beta-glicanos Poucos usuários Enzimático Amido resistente Consistente com dados in vivo; A reprodutibilidade pode ser baixa Enzimático Amido resistente e fibra de algas Consistente com dados in vivo AOAC Enzimático e colorimétrico Frutanos (oligofrutanos, derivados da inulina, frutooligossacarídeos) AOAC Enzimático e cromatografia de troca iônica Cromatografia de troca iônica Frutanos (oligofrutanos, derivados da inulina, frutooligossacarídeos) Frutanos (oligofrutanos, derivados da inulina, frutooligossacarídeos) AOAC HPAEC Polidextrose AOAC HPAEC-PAD Transgalactooligossacarídeos AOAC Enzimático, gravimétrico e cromatografia líquida Fibra alimentar total em alimentos contendo maltodextrinas resistentes Adaptado de AFSSA, 2002.

16 14 ILSI Europe Concise Monograph Series pode variar entre indivíduos e pode depender de fatores como eficiência de mastigação e tempo de trânsito gastrintestinal. Em certas situações, é utilizado o termo carboidrato não-disponível como alternativa para carboidratos não-digeríveis, diferentemente de carboidrato disponível ou glicêmico, ou seja, carboidrato que é digerido e absorvido ficando disponível para o organismo. Grande parte dos carboidratos não-digeríveis e compostos afins que escapam à digestão no intestino delgado é parcial ou totalmente fermentada pela microbiota do intestino grosso. O processo de fermentação é essencial para o funcionamento do intestino grosso, mas também tem conseqüências fisiológicas de alcance mais longo. A estimulação da fermentação no intestino grosso é mais uma característica fisiológica fundamental, embora não universal, assim existe concordância que tal característica deva ser englobada na definição de fibra alimentar. Os componentes alimentares não-digeríveis que estimulam seletivamente o crescimento e/ou atividade de alguma bactéria benéfica (ou de um número limitado de bactérias, basicamente bactérias lácticas como as bifidobactérias) no colo são denominados prebióticos. Prebióticos também podem ser fibras, e as fibras podem ter efeitos prebióticos, mas os dois termos não são intercambiáveis. Pesquisas publicadas ao longo das últimas cinco décadas identificaram os seguintes efeitos fundamentais da fibra alimentar: melhoria no funcionamento do intestino grosso (volume fecal, efeito laxante, fermentação), redução do colesterol sangüíneo e atenuação dos níveis plasmáticos pós-prandiais de insulina e glicose. Definições recentes englobam estas características fisiológicas. Indubitavelmente, as definições irão evoluir, à medida que forem surgindo novas evidências científicas sobre os efeitos da fibra alimentar. Definições mais recentes As definições mais recentes de fibra alimentar são procedentes da American Association of Cereal Chemists,doUSInstitute of Medicine,daAgence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments, da Comissão do Codex Alimentarius e do Health Council of The Netherlands (Quadro 2). Todas estas definições levam em conta as características fisiológicas de fibra alimentar, mas com ênfase variável. Em 1999, a American Association of Cereal Chemists propôs uma definição que ficava restrita a fontes vegetais e não levava em consideração aspectos fisiológicos. Essa definição foi atualizada em 2001, tendo a importante vantagem de ser simples e direta. A definição não se refere à origem da fibra alimentar e engloba as várias características fisiológicas de diferentes fibras. A definição da AACC é mais precisa do que as definições precedentes, que faziam referência apenas em termos muito gerais às propriedades fisiológicas da fibra alimentar.

17 Fibra Alimentar 15 QUADRO 2 Definições recentes de fibra alimentar American Association of Cereal Chemists (AACC, 2001) As partes comestíveis das 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 inclui polissacarídeos, oligossacarídeos, lignina e substâncias vegetais associadas. As fibras alimentares promovem efeitos fisiológicos benéficos, como ação laxante, e/ou atenuação dos níveis sangüíneos de colesterol, e/ou atenuação da glicemia. Ingestões de Referência Nutricional para Energia, Carboidratos, Fibra, Gordura, Proteína e Aminoácidos (Macronutrientes), Institute of Medicine (2002) Fibra Alimentar consiste em carboidratos não-digeríveis e lignina que sejam intrínsecos e intactos em vegetais. Fibra Funcional consiste em carboidratos não-digeríveis isolados, com efeitos fisiológicos benéficos no ser humano. Fibra Total é o somatório de Fibra Alimentar e Fibra Funcional. Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFSSA, 2002) Fibra alimentar consiste em: polímeros de carboidratos (grau de polimerização 3) de origem vegetal, com lignina ou outros componentes não-carboidratos (por exemplo, polifenóis, ceras, saponinas, cutina, fitatos, fitosteróis); polímeros de carboidratos (grau de polimerização 3), processados (por método físico, enzimático, ou químico) ou sintéticos. ALÉM DISSO, a fibra alimentar não é digerida e nem absorvida no intestino delgado. Possui pelo menos uma das seguintes propriedades: aumenta a produção de fezes; estimula a fermentação colônica; reduz os níveis pré-prandiais de colesterol; reduz os níveis sangüíneos pós-prandiais da glicose e/ou insulina. Comissão do Codex Alimentarius (CAC, 2006) Fibra alimentar significa polímeros de carboidratos* com grau de polimerização não inferior a 3, que não são digeridos e nem absorvidos no intestino delgado. Com um grau de polimerização não inferior a 3 pretende excluir monossacarídeos e dissacarídeos. Não pretende refletir o grau médio de polimerização de uma mistura. Fibra alimentar consiste em um ou mais dos seguintes: polímeros de carboidratos comestíveis de ocorrência natural no alimento consumido; polímeros de carboidratos, que foram obtidos de material alimentar bruto por método físico, enzimático, ou químico; polímeros de carboidratos sintéticos; Em geral, a fibra alimentar tem propriedades como: diminuição do tempo de trânsito intestinal e aumento do volume fecal; fermentável pela microbiota colônica; reduz os níveis sangüíneos de colesterol total ou de LDL-colesterol; reduz os níveis sangüíneos pós-prandiais da glicose e/ou insulina. Health Council of The Netherlands (2006) Fibra alimentar é a denominação coletiva para substâncias que não são digeridas ou absorvidas no intestino delgado humano e que têm a estrutura química de carboidratos, compostos análogos a carboidratos, lignina e substâncias correlatas. *Quando de origem vegetal, a fibra alimentar pode incluir frações de lignina e/ou outros compostos, quando associados com polissacarídeos da parede celular vegetal e se estes compostos são quantificados pelo método analítico enzímico-gravimétrico da AOAC para análise de fibra alimentar. Freqüentemente, frações de lignina e/ou outros compostos (por exemplo, frações protéicas, compostos fenólicos, ceras, saponinas, fitatos, cutina, fitosteróis) intimamente associados aos polissacarídeos vegetais são extraídos com os polissacarídeos no método AOAC Essas substâncias estão incluídas na definição de fibra, tendo em vista que realmente estão associadas com a fração poli- ou oligossacarídica da fibra. Entretanto, quando extraídas ou mesmo reintroduzidas em um alimento contendo polissacarídeos não-digeríveis, essas substâncias não podem ser definidas como fibra alimentar. Quando combinadas com polissacarídeos, essas substâncias associadas podem proporcionar efeitos benéficos adicionais.

18 16 ILSI Europe Concise Monograph Series TABELA 2 Elementos das definições de fibra alimentar Origem biológica ou sintética da fibra. Natureza química das substâncias incluídas. Mínimo grau de polimerização dos polímeros de carboidratos. Resistência à hidrólise (digestão) pelas enzimas do trato gastrintestinal. Referência a um método de análise. Referência à fermentabilidade no colo, incluindo produção de ácidos graxos de cadeia curta e efeitos fisiológicos associados, como redução de componentes fecais tóxicos, absorção de minerais, propriedades prebióticas. Referência a outras propriedades fisiológicas mensuráveis, como efeitos laxantes ou metabólicos (por exemplo, redução nos níveis sanguíneos de colesterol ou glicose ou insulina). Adaptado de AFSSA, 2002 OUSInstitute of Medicine (2001) utilizou uma nova abordagem na diferenciação entre componentes intrínsecos e intactos de alimentos de origem vegetais, fibra alimentar e fibra adicionada, com sua soma resultando em fibra total. Essa definição foi modificada mais tarde (2002) durante o desenvolvimento das ingestões de referência sobre fibra alimentar. Fibra adicionada foi substituída por fibra funcional, para indicar a necessidade de benefícios fisiológicos e de funcionalidade dos carboidratos não-digeríveis isolados adicionados aos alimentos. Entretanto, a definição não inclui nenhuma descrição precisa das características fisiológicas da fibra. Também cria uma distinção artificial, analiticamente impossível e, portanto, inexistente na prática entre fibras naturalmente presentes nas células vegetais e fibras extraídas de fontes vegetais ou produzidas sinteticamente. A denominação fibra funcional também pode implicar que, exceto este tipo de fibra, as demais fibras não são funcionais, ou são menos funcionais o que não é o caso. A denominação alimentos funcionais tem a mesma desvantagem. Mais recentemente, a Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (2002) revisou as definições existentes de fibra alimentar, tendo identificado utilitariamente os critérios adotados nessas definições (Tabela 2). Foi observado que, antes de 2002, nenhuma definição foi suficientemente abrangente a ponto de englobar todos esses critérios. Assim, a instituição francesa propôs uma definição mais abrangente, porém muito mais complexa, embora esteja principalmente confiada às fibras de origem vegetal ou às fibras sintéticas, excluindo fibras de origem animal ou microbiana. Atualmente, a definição da Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments é uma das mais abrangentes. De forma semelhante da definição da American Association of Cereal Chemists, a definição da instituição francesa engloba fibras que são polímeros de carboidratos naturalmente presentes em alimentos vegetais (mas não em alimentos de origem animal), bem como materiais não-carboidratos associados (por exemplo, lignina, polifenóis e ceras). Em comum com as definições

19 Fibra Alimentar 17 TABELA 3 Polímeros de carboidratos processados (por método físico, enzimático, ou químico), ou sintéticos com probabilidade de aceitação no corpo da definição de fibra alimentar Substância Modo de obtenção Propriedades fisiológicas reconhecidas OLIGOSACARÍDEOS Frutooligossacarídeos* Síntese enzimática a partir da sacarose* Inclusão na categoria de fibra alimentar Ingrediente bifidogênico Oligofrutose* -galactooligossacarídeos ou transgalactooligossacarídeos (TOS) Glicooligossacarídeos Xilooligossacarídeos (XOS) eta-ciclodextrinas Maltodextrinas resistentes Outras dextrinas POLISSACARÍDEOS Amido resistente Polidextrose (E1200)* Hidrólise enzimática de inulina na raiz de chicória* Transgalactosilação enzimática da lactose Transglicosidação enzimática da glicose Hidrólise enzimática de polixilano da Trichoderma sp. Tratamento térmico e enzimático aplicado ao amido de milho Dextrinização seguida por uma etapa cromatográfica Tratamento hidrotérmico das maltodextrinas da mandioca e desramificação enzimática Polimerização térmica da glicose em presença de sorbitol e ácido (permitido) como catalisador Idem * Proposto pela AFSSA para inclusão imediata os demais dependem de novo exame pela AFSSA. Adaptado de AFSSA, 2002 Efeito prebiótico Efeito prebiótico (poucos estudos, nenhum no ser humano) Pouquíssimos estudos Efeito prebiótico Estimula a fermentação colônica Estimula a fermentação colônica Validação(ões) por organismos públicos CEDAP (13/09/95 Comitê Científico para Alimentos) (DGXXIV, Bruxelas) (julho de 1997) Idem Fonte de butirato C*ActiStar deve ser considerado como ingrediente pela União Européia Endossado como fibra pela AFSSA

20 18 ILSI Europe Concise Monograph Series do US Institute of Medicine definitions, a Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments também inclui fibras processadas e sintéticas por causa das importantes propriedades fisiológicas destes materiais. Entretanto, a definição é mais específica por incluir, em forma de anexo, uma lista positiva desses compostos para finalidades de rotulagem (Tabela 3). Ficando estipulado que os compostos podem ser aceitos nessa categoria apenas com base na evidência. Finalmente, a Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments inclui uma definição fisiológica de fibra alimentar ou seja, que não é digerida e nem absorvida no intestino delgado. A definição especifica também que, para ser definida como fibra alimentar, uma substância deve ter pelo menos uma das seguintes propriedades fisiológicas: aumentar a produção de fezes, estimular a fermentação colônica, reduzir os níveis sanguíneos de colesterol em jejum ou reduzir os níveis sanguíneos pósprandial de glicose ou insulina. A Comissão do Codex Alimentarius desenvolveu um pouco mais sua definição em A nova definição especifica que fibra alimentar significa polímeros de carboidratos com grau de polimerização não inferior a 3, e que não são digeridos e nem absorvidos no intestino delgado. A definição inclui polímeros comestíveis de ocorrência natural no alimento (de origem vegetal ou animal) e polímeros de carboidratos que sejam extraídos de material alimentar bruto ou sintetizados. A definição cita ainda que as fibras de origem vegetal podem abranger materiais associados, como lignina ou outros compostos, se esses compostos forem quantificados pelo método AOAC para fibra alimentar total. A definição proposta pelo Codex inclui o importante critério de não-digestibilidade no intestino delgado humano, e especifica uma série de benefícios fisiológicos dos diferentes componentes da fibra. Em comparação com definições de base analítica precedentes, a principal vantagem da definição do Codex leva em conta o fato de haver maiores semelhanças em termos de características físico-químicas ou fisiológicas entre, por exemplo, amido resistente, oligossacarídeos não-digeríveis e polissacarídeos não-amido fermentáveis do que entre a categoria de polissacarídeos não-amido como um todo. Por isso, a definição proposta pelo Codex é mais significativa em termos fisiológicos. O Health Council of The Netherlands (2006) definiu fibra alimentar como substâncias que não são digeridas ou absorvidas no intestino delgado humano, e que têm estrutura química de carboidratos, compostos análogos a carboidratos, e lignina e substâncias correlatas. O debate continua e algumas opiniões recentes defendem o retorno da definição original de fibra, mais ou menos dentro do contexto de que Fibra alimentar consiste em polissacarídeos intrínsecos da parede celular vegetal.

21 Fibra Alimentar 19 Fibra alimentar solúvel e insolúvel Os primeiros processos químicos para quantificação de polissacarídeos não-amido extraíam diferentes frações de fibra mediante o controle do ph das soluções; nesse contexto, surgiram os termos solúvel e insolúvel. Essas denominações proporcionavam uma classificação simples e útil para a fibra alimentar, com diferentes propriedades fisiológicas conforme o entendimento na época. Por outro lado, existem fibras que afetam principalmente a absorção de glicose e gordura. Historicamente, essas fibras eram chamadas solúveis porque muitas delas eram viscosas e formavam um gel no intestino delgado (por exemplo, pectinas e -glicanos). Em contraste, tipos de fibra alimentar com maior influência no funcionamento intestinal eram chamados de insolúveis (por exemplo, celulose e lignina). Atualmente, ficou evidente que essa distinção fisiológica de forma simplificada é inadequada, porque determinados tipos de fibra insolúvel são rapidamente fermentadas, e alguns tipos de fibra solúvel não afetam a absorção de glicose e gordura. Tendo em vista que as denominações solúvel e insolúvel podem induzir a erros de interpretação, já em 1998 a Organização Mundial da Saúde eafao/organização das Nações Unidas para Alimentos e Agricultura recomendaram que tais termos não deveriam mais ser empregados.