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Con il termine generico di fibra alimentare, si definisce una frazione di alimenti priva di interesse nutrizionale, non classificabili in modo omogeneo da un punto di vista chimico, e costituente in maniera predominante dalla parete cellulare delle piante o nel parenchima o in alcune secrezioni dei tessuti vegetali. La fibra alimentare così definita consiste in polisaccaridi di origine non amidacea, insieme a lignina, proteine, acidi grassi, cere, ecc. La fibra alimentare è un importante componente della dieta umana e, pur non potendo essere considerato un nutriente, esercita effetti di tipo funzionale e metabolico. Oltre all’aumento del senso di sazietà e al miglioramento della funzionalità intestinale, la fibra viene messa in relazione alla riduzione del rischio di importanti malattie cronico-degenerative.
È importante fare subito riferimento alla definizione ambigua di fibre alimentari, che è una delle sfide delle comunità scientifiche e normative. Inizialmente, la fibra alimentare è stata considerata solo come una sostanza ottenuta dal materiale della parete cellulare; tuttavia, questa considerazione si è ora ampliata per includere tutti i polisaccaridi indigeribili (ad esempio, gomme, cellulosa modificata, oligosaccaridi e pectine), questo perchè non si considerano più solo le origini dei materiali, ma soprattutto il loro comportamento fisiologico (cioè che sono commestibili, che non vengono ne digerite ne assorbite nell’intestino tenue).
Storicamente fu Hipsley (1953) che introdusse il termine di fibra dietetica come sinonimo di costitenti non digeribili facenti parte della parete cellulare delle piante edibili. Negli anni 70′ questo termine venne messo in correlazione alle funzionalità della fibra sulla salute umana, ma siccome la definizione originaria di fibra era: “lo scheletro rimanente della parete cellulare delle piante, resistente agli enzimi digestivi del corredo umano”, di fatto escludeva i polisaccaridi come gli idrocolloidi per esempio la cellulosa modificata, la gomma di guar, la farina dei semi di carruba ecc.). Fu solo successivamente che la definizione fu ampliata ed incluse tutti i polisaccaridi e la lignina entrambi non digeriti dalle secrezioni endogene del tratto digestivo umano. Sebbene siano state compiute molte ricerche sulle fibre, la definizione di fibra dietetica è stata oggetto di continui dibattiti, e ancora oggi non è stato trovato un accordo che si possa considerare unanime. In ogni modo, ci sono due definizioni che si tende ad usare per le fibre, una fisiologica e una più chimica.
La prima definisce la fibra alimentare come la componente dietetica resistente alla degradazione da parte degli enzimi del corredo enzimatico umano, mentre la seconda mette in risalto come la fibra sia la classe dei polisaccaridi di origine non amidacea e della lignina.
In altre parole, sono considerate fibre, tutti i carboidrati di origine vegetale che non vengono digeriti dal nostro organismo, cioè che creano resistenza agli enzimi digestivi e che non sono assorbiti dall’intestino, mentre chimicamente le fibre (ad eccezione della lignina), sono classificate come polisaccaridi.
Le fibre sono divise in due gruppi in base alla loro solubilità:
⊃ insolubili, cellulosa, e lignina ;
⊃ solubili, emicellulosa*, gomme, mucillagini e pectine.
Le prime, sono in grado di assorbire acqua, la cellulosa purificata per esempio può assorbirne da 5 a 10 volte il suo peso, mentre la crusca ne assorbe circa 25 volte; entrambe hanno un effetto volumetrico e meccanico, la loro funzione è più che altro di aumentare il volume, ma hanno influenze poco o nulle sulla viscosità e sono scarsamente fermentabili. Le fibre solubili invece, sono costituite da oligo e polisaccaridi che si differenziano per:
⊃ tipo di zucchero/i e dai gruppi funzionali presenti nella catena,
⊃ dal loro grado di polimerizzazione, cioè da quante unità di zucchero sono presenti nella catena, e
⊃ da come sono legati questi zuccheri tra loro, quindi dalla loro ramificazione.
*sono saccaridi a basso peso molecolare di composizione irregolare presenti insieme alla cellulosa nella parete che circonda le cellule vegetali. Al contrario della cellulosa, la cui molecola lineare è formata da unità di solo glucosio, le emicellulose sono costituite da zuccheri differenti, (oltre al glucosio anche mannosio e galattosio). Inoltre hanno una struttura ramificata e non fibrosa. La caratteristica principale delle emicellulose è la loro facile idratabilità, quando vengono in contatto con l’acqua; inoltre sono responsabili di numerose proprietà delle fibre, proprietà derivanti dalla loro struttura chimica.
Le fibre solubili, interagiscono maggiormente mediante meccanismi osmotici, e a seconda del peso molecolare e della loro struttura chimica aumentano la viscosità e sono fermentiscibili ad opera della microflora batterica dell’intestino crasso. Da questo è evidente che le fibre alimentari solubili presenta spiccate caratteristiche prebiotiche, cioè possono essere considerate “ingredienti alimentari non digeribili in grado di stimolare selettivamente la crescita e/o l’attività metabolica di microorganismi importanti per il buon funzionamento dell’organismo”. Grazie alla loro capacità di assorbire molta acqua libera, le fibre vegetali possono essere aggiunte agli alimenti, per ottenere strutture più stabili, tanto che alcune fibre, possono essere utilizzate in sostituzione parziale o totale degli stabilizzanti (additivi E.Number).
Le fibre, sono sempre più utilizzate per tre principali motivi: sono percepite come salutari, hanno uno scarso apporto calorico e sono “clean label” (non hanno nessun E.Number). Le fibre nonostante siano chimicamente simili a molti idrocolloidi (polisaccaridi) e per questo presentano funzionalità simili, sono considerate ingredienti e non additivi. Alcune sono già note da anni, come l’inulina, altre sono meno conosciute, ma stanno conoscendo un vero e proprio boom. Tra queste ci sono la fibra di bambù, la fibra di agrumi e quella di baobab. Proprio per quest’ultima si sta assistendo a un grande successo, grazie anche alla fama del frutto da cui proviene, un concentrato di proprietà salutari da taluni definito addirittura “albero medicina”.
β-glucani e psillio sono riconosciuti come ingredienti funzionali e bioattivi e sono inclusi nel complesso gruppo delle fibre alimentari. Al giorno d’oggi, i ß-glucani e lo psillio sono impiegati dall’industria alimentare e sono studiati dalla comunità di ricerca mondiale in diversi campi della scienza (chimica, scienze alimentari, nutrizione, medicina, scienza dei materiali, microbiologia, ecc.). Le strutture di base dei ß-glucani e dello psillio sono note dai decenni passati. Tuttavia, piccole variazioni, continuano ad essere segnalate anno dopo anno.
ß-glucani e psillio sono fibre solubili viscose con la capacità di formare gel; differiscono nel fatto che il primo è una singola sostanza chimica, mentre lo psillio è una miscela di sostanze. ß-glucano e psillio sono stati utilizzati nell’industria alimentare grazie ai loro benefici per la salute e proprietà tecnologiche, coerentemente con la tendenza globale di sviluppo di alimenti sani, chiamati anche alimenti funzionali, da incorporare nella dieta dei consumatori che si preoccupano di ridurre le malattie e/o migliorare la loro qualità di vita. ß-glucani e psillio promuovono la salute perché regolano la glicemia, la colesterolemia, la lipidemia, il peso corporeo e per ridurre il rischio di malattie cardiovascolari e tumorali. Questi effetti sono stati ben documentati e continuano ad essere studiati per entrambi i polisaccaridi.
I ß-glucani si trovano in batteri, funghi commestibili, lieviti e cereali, come avena, orzo, segale e grano; sono omopolimeri lineari del glucosio legati da legami glucosidici ß-(1→4) e ß-(1→3) con blocchi ripetuti di tri e tetrasaccaridi.
Psyllium è un termine usato per designare sia le piante di plantago che un materiale mucillaginoso preparato da gusci di semi del genere Plantago tra cui Plantago ovata, Plantago psyllium, Plantago indica, ecc., che crescono in alcune regioni temperate e subtropicali. Ha una lunga storia di utilizzo come integratore alimentare di fibre per promuovere la regolazione della funzione dell’intestino crasso e la riduzione dei livelli di colesterolo nel sangue. L’emicellulosa dello psillio è un eteroxilano altamente ramificato costituito da una spina dorsale xiliana con collegamenti sia (1→4) che (1→3) e catene attaccate lateralmente.
Una vasta gamma di prodotti alimentari con ß-glucani e psillio sono stati sviluppati e studiati per soddisfare la domanda di alimenti funzionali da parte dei consumatori e raggiungere le assunzioni raccomandate. In questo processo, per alcuni alimenti sussistono alcuni svantaggi sensoriali e rappresentano la sfida futura con l’obiettivo di raggiungere i massimi livelli di accettabilità da parte dei consumatori.
L’inulina è una fibra vegetale anidra, solubile in acqua, con un potere dolcificante molto basso (il 10% rispetto al saccarosio), un potere crioscopico debole, dal gusto del tutto neutro, inodore e per giunta con un valore calorico al di sotto della metà rispetto a quello degli zuccheri. Si trova in abbondanza in molti vegetali: dalla cipolla, al porro, al grano, al carciofo, al topinambur, fino alla radice di cicoria e a tantissime altre verdure, ma tra le fonti che hanno un maggior contenuto si segnala la cicoria, il tarassaco, il carciofo di Gerusalemme e l’aglio. Tecnicamente l’inulina è un fruttano, ovvero una lunga catena di molecole di fruttosio con una di glucosio terminale, è della stessa famiglia dell’oligofruttosio (FOS), solo che quest’ultimo ha catene più corte. L’estrazione dell’inulina dai vegetali (soprattutto dalla radice della cicoria) avviene mediante metodi naturali utilizzando acqua calda: dopo il processo di filtrazione e purificazione si procede alla sua essiccazione e si presenta come una polvere bianca molto fine. Si tratta quindi di un prodotto assolutamente naturale che viene da tempo usato quale coadiuvante in molteplici preparazioni alimentari: come sostituto del grasso in creme da spalmare, nelle tavolette di cioccolato a basso indice calorico, in prodotti caseari, nel gelato, ma anche nei prodotti da forno, nei grassi in polvere, ecc. Nel settore dei gelati ha trovato utile impiego soprattutto nei sorbetti di frutta quale apportatore di solidi, permettendo la riduzione dell’abituale percentuale di zuccheri e donando al sorbetto una consistenza più setosa e meno fredda al palato.
L’inulina è considerata una fibra dietetica in quanto non venendo idrolizzata dai nostri succhi digestivi, attraversa indenne il tratto digestivo e non viene attaccata dai normali processi enzimatici. Sviluppa anzi un effetto prebiotico alimentando quei ceppi della flora batterica denominati probiotici. L’assunzione di determinate quantità di inulina abbinata a questi ceppi probiotici favorisce i meccanismi della motilità e la prevenzione delle infezioni intestinali. Un’altro aspetto positivo dell’inulina è che la sua presenza contribuisce ad abbassare i livelli di colesterolo “cattivo” e trigliceridi nel sangue. L’unica controindicazione nel suo utilizzo è la necessità di non essere impiegata in quantità eccessive (di solito non più del 4%), poiché a seconda delle sensibilità individuali, potrebbe causare eccessiva motilità intestinale.
L’inulina commerciale viene estratta dalla cicoria, ed è disponibile sul mercato come:
⇒ (FOS) FRUTTO OLIGO SACCARIDI (DP 5-6)
⇒ INULINA STANDARD (DP 10-20)
⇒ INULINA A CATENA LUNGA (DP 20-60)
Il bamboo è un prodotto ancora poco conosciuto in ambito food, ma ha delle proprietà nutritive eccellenti, infatti molti ritengono che rappresenti uno dei cibi del futuro. La fibra di bambù commerciale è un prodotto in polvere molto versatile ha un’alta percentuale di fibre, ed è utilizzata sia come integratore che come addensante. È molto utilizzata anche nei prodotti da forno come sostituto della farina soprattutto per i prodotti “low carb” o per celiaci. Non contiene glutine né altri allergeni e ha un basso contenuto di grassi, mentre è ricca di fibre, proteine e amminoacidi. Se introdotta nell’alimentazione abituale, offre un buon apporto di potassio, zinco, calcio e vitamine del gruppo A, B6 ed E. Come anticipato, è un ingrediente molto versatile perchè è insapore e si presta a vari tipi di cottura. La fibra di bambù assorbe elevate quantità di acqua e trattiene l’umidità, rappresenta una fonte di fibre insolubili ad alta percentuale di cellulosa, utilizzate per dare consistenza e viscosità, rappresenta quindi un ingrediente ad azione strutturante perché migliora volume, stabilizza e addensa.
La fibra di agrumi ha caratteristiche addensanti ed emulsionanti; anche se gli agrumi non sono i frutti con la maggior concentrazione di fibre, contengono un’ottima percentuale di protopectina (fibra solubile nota come pectina). La pectina è un polimero strutturale contenuto nelle pareti cellulari delle piante. Grazie alla sua capacità gelificante, la pectina aumenta il senso di sazietà, rallenta la digestione, modula l’assorbimento, tende a ridurre la captazione del colesterolo e regolarizza la motilità intestinale. La fibra di agrumi è usata anche in sostituzione dei tradizionali addensanti ed emulsionanti. Di solito, in commercio si trova quella di limone.
La Fibra di baobab si ricava dal frutto dell’”albero della vita” (Adansonia digitata L.), che giunto a maturazione si presenta disidratato (l’unico in natura). Il baobab viene chiamato anche “albero farmacista” grazie alle sue numerose proprietà curative contenute in ogni sua parte: dalle radici, al tronco fino al frutto e alle foglie. Ricchissimo di acido ascorbico (vitamina C) e tartarico, di antiossidanti, calcio e sostanze antinfiammatorie, analgesiche e antipiretiche. Oltre a numerose caratteristiche nutrizionali di altissimo livello, per le quali è considerato un superfood, il suo frutto contiene fino al 45% di fibre (per metà solubili e per metà non solubili). La fibra di Baobab grazie al suo contenuto di pectine è un ottimo strutturante.