La fibra alimentare.

Presentazione sul tema: "La fibra alimentare."— Transcript della presentazione:

1 La fibra alimentare

2

3 TABLE 1 Definitions of Dietary Fiber

4

5

6 Principali ruoli della fibra nei monogastrici
In genere riducono l’ utilizzazione digestiva degli alimenti (< digeribilità), il contenuto calorico delle diete, la disponibilità dei minerali; Aumentano il senso di sazietà; Modificano, migliorandola, la composizione microbica dell’eco- sistema intestinale (migliore igiene intestinale); Regolano la velocità di transito e la consistenza delle feci Prevengono i fenomeni di stipsi “nutrono” la mucosa intestinale per i prodotti della fermentazione che inducono si riducono le alterazioni comportamentali

7

8 PARETE CELLULARE POLISACCARIDI FIBROSI POLISACCARIDI DELLA MATRICE CELLULOSA EMICELLULOSE PECTINE ß xilani ß galattani ß arabinoxilani ß gluco/ galattomannoni

9 Dell’Orto V.

10 NSP Non-Starch Polysaccharides
NSP solubili in acqua NSP insolubili sono legati a PROTEINE e LIGNINA nessuna attivita ANTINUTRIZIONALE HANNO ATTIVITA ANTINUTRIZIONALE

11 Gli enzimi digestivi non hanno accesso ai substrati
NSP IDROSOLUBILI HANNO ATTIVITA ANTINUTRIZIONALE Assorbono acqua. Danno origine a una massa gelatinosa La gelatina riveste gli elementi nutritivi creando “effetto gabbia” Gli enzimi digestivi non hanno accesso ai substrati

12 CREANO LE CONDIZIONI PER DISMICROBISMI
NSP IDROSOLUBILI HANNO ATTIVITA ANTINUTRIZIONALE RIDUCONO LA DIGESTIONE AMIDO PROTEINE GRASSI CREANO LE CONDIZIONI PER DISMICROBISMI INTESTINALI A FAVORE DEI PATOGENI

13 Gli NSP solubili Aumento della viscosità delle digesta
Diminuzione dell’efficacia alimentare Proliferazione della flora batterica Depressione degli indici zootecnici

14 Dell’Orto V.

15 Dell’Orto V.

16 Dell’Orto V.

17 Gli NSP nei monogastrici
In elevate quantità possono creare problemi digestivi feci collose e/o diarree alterazioni assorbimento minerali, ecc. alterazioni fermentazioni intestinali Utilità dell’impiego di trattamenti tecnologici e enzimi specifici

18 Rapporto fra contenuto in NSP e valore energetico di alcuni alimenti
Dell’Orto V.

19 Efficacia dell’ impiego di enzimi a diete ricche di NSP
Dell’Orto V.

20 STIMOLANO LA CRESCITA DEI CLOSTRIDI
ZUCCHERI DELLA FLATULENZA RAFFINOSIO STACHIOSIO VERBASCOSIO STIMOLANO LA CRESCITA DEI CLOSTRIDI E LA PRODUZIONE DI TOSSINE Dierick 1989

21 ZUCCHERI DELLA FLATULENZA

22 Utilizzazione dell’amido nei monogastrici
Gli amidi vengono digeriti per l’azione delle amilasi salivari e pancreatiche La digeribilità degli amidi dipende: funzionalità digestiva e velocità di transito degli alimenti nel digerente dalle caratteristiche native dell’amido dai sistemi di conservazione dai trattamenti tecnologici adottati molitura, cottura, estrusione, espansione, ecc. dalla specie animale e dal momento fisiologico

23

24

25

26 Utilizzazione dei CHO nei ruminanti
Gran parte dei carboidrati assunti vengono degradati nel rumine per fornire energia ai batteri e AGV all’animale;

27 Schema utilizzazione della fibra
nel ruminante La degradazione biologica della cellulosa avviene esclusivamente ad opera di sistemi enzimatici espressi da BATTERI, PROTOZOI e FUNGHI. 3 gruppi di enzimi capaci di depolimerizzare la cellulosa: CELLULASI: attacco iniziale del polimero con riduzione della resistenza meccanica della molecola (idrocellulosa o carbossimetilcellulosa); CELLULASI propriamente detta: rompe le catene in modo casuale formando frammenti di basso peso molecolare solubili in H2O fino a cellobiosio; -GLUCOSIDASI o CELLOBIASI: liberano dal cellobiosio 2 molecole di glucosio.

28 Utilizzazione di zuccheri e amido nei ruminanti
La velocità e la degradazione complessiva dipendono: dalle caratteristiche intrinseche delle fonti avena>grano>orzo>mais>sorgo dai trattamenti tecnologici dalla composizione e dalla abilità fermentativa dei microorganismi dal tempo di soggiorno nel rumine In genere la velocità di degradazione (Kd/h) decresce da: zuccheri amido trattato cottura > molitura fine> molitura grossolana pectine emicellulosa cellulosa

29 Utilizzazione dei CHO nei pesci
In genere gli amidi anche nel pesce subiscono l’azione degli enzimi amilolitici anche se esistono differenze rilevanti fra le diverse speci ittiche: alcune utilizzano meglio di altre gli amidi. In particolare le carpe, il pesce gatto e la trota sono buono utilizzatori di quote abba- stanza consistenti di amido. In ogni caso i cereali (principali apportatori di amidi) debbono essere sottoposti a decorticazione e cottura per essere convenientemente utilizzati come alimenti per i pesci. I trattamenti consentono di migliorare la digeribilità enzimatica dell’amido; la maggiore disponibilità di energia da amido consente di ridurre l’impiego di proteine con benefici economici e con riduzione dell’in- quinamento azotato.

30 Utilizzazione della fibra nei pesci
Il fatto che alcune speci ittiche siano erbivore indicherebbe un ruolo nutrizionale della fibra anche nell’alimentazione del pesce. Alcuni studi in effetti sembrano indicare la presenza di batteri nel tratto intestinale che tuttavia sembrano associati all’alimento ingerito piuttosto che a specifiche strutture anatomiche e/o fisiologiche. Anche la temperatura ambientale è importante nel favorire lo sviluppo microbico tant’è che solo nei pesci tropicali è stata rilevata una certa attività batterica con produzione di AGV. Di fatto comunque il ruolo nutrizionale della fibra nel pesce è sconosciuto; è comunque noto come un aumento dei livelli di fibra nelle diete per pesci comporti un drastico calo delle performances produttive, con forte diminuzione della digeribilità.

31 RUOLO DELLA FIBRA NELL’ALIMENTAZIONE DEGLI ANIMALI MONOGASTRICI

32 F I B R A Materiale presente negli alimenti lentamente digeribile o indigeribile che occupa spazio nel tratto gastrointestinale. (D.R. Mertens)

33

34 Intestinal Microecology
Foods that enter the GI Tract

35 Definitions Dietary Fiber = Nonstarch polysaccharides of plant foods poorly digested by animal enzymes Prebiotics = Nonstarch polysaccharide or other substance supplements poorly digested by animal enzymes but useful for probiotic organisms Probiotics = microorganisms fed as supplements that benefit the host

36 Dietary Fiber By chemical analysis fiber can be
broken into soluble and insoluble components (resistant starch identified by other chemical method) Soluble components are pectic substances, some hemicelluloses, gums and mucilages and are completely fermented by the bacterial flora Insoluble components are cellulose, some hemicelluloses, waxes, and lignin primarily in plant cell walls as well as resistant starch are only slightly fermented Wheat is 90% insoluble and 10% soluble Oats are 50% insoluble and 50% soluble Psyllium 10% insoluble and 90% soluble

37 Principali ruoli della fibra nei monogastrici
In genere riducono l’ utilizzazione digestiva degli alimenti (< digeribilità), il contenuto calorico delle diete, la disponibilità dei minerali; Aumentano il senso di sazietà; Modificano, migliorandola, la composizione microbica dell’eco- sistema intestinale (migliore igiene intestinale); Regolano la velocità di transito e la consistenza delle feci Prevengono i fenomeni di stipsi “nutrono” la mucosa intestinale per i prodotti della fermentazione che inducono si riducono le alterazioni comportamentali

38 LA FIBRA COME PREBIOTICO
Alcuni carboidrati quali alcuni oligosaccaridi (FOS, MOS, GOS) favoriscono la crescita di batteri intestinali come Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp. noti come importanti probiotici. Per questo motivo alcuni tipi di fibra vengono definiti come prebiotici, cioè costituiscono il substrato ideale per lo sviluppo di batteri probiotici, di cui la ricerca scientifica ha dimostrato molte proprietà utili per l’organismo.

39 PREBIOTICO (Gibson e Roberfroid, 1995)
“Ingredienti alimentari non digeribili che influenzano positivamente l’animale attraverso la stimolazione selettiva della crescita e/o attività di uno o limitati batteri nel colon”

40 DENOMINAZIONE COSTITUZIONE CHIMICA ORIGINE
DIVERSI METODI ANALITICI PER DETERMINARE LA FIBRA DENOMINAZIONE COSTITUZIONE CHIMICA ORIGINE Fibra grezza Cellulosa, emicellulosa, lignina Vegetale Fibra alimentare di Trowell Cellulosa, emicellulosa, lignina, gomme e mucillagini Plantix Fibra di Southgate Lignina + polissacaridi non amilacei Idrati di carbonio non assimilabili Fibra insolubile Cellulosa e lignina Fibra solubile Pectine, gomme, mucillagini, emicellulose Fibra in senso esteso Tutti i costituenti sopra elencati in più: aminopolisaccaridi, chitine, cutina, suberina, oligosaccaridi di sintesi Vegetale, animale e sintesi batteriche 40

41 EFFETTI DIGESTIVI DELLE FIBRE SOLUBILI
E INSOLUBILI FIBRA SOLUBILE FIBRA INSOLUBILE Capacità di idratarsi e formare gel Rallentamento svuotamento gastrico Diminuzione assorbimento alcuni nutrienti Diminuzione colesterolemia Aumento peristalsi intestinale Aumento massa fecale Diminuzione digeribilità alimento Fermentescibilità AGV 41

42 CARATTERISTICHE DELLA FIBRA
TIPO DI FIBRA SOLUBILITA’ FERMENTESCIBILITA’ Polpe di bietola Bassa Moderata Cellulosa Pula di riso Gomma arabica Alta Pectine Metilcellulosa Carruba 42

43 LA FIBRA COME PREBIOTICO
OLIGOSACCARIDI NON DIGERIBILI FRUTTANI FOS (fruttoligosaccaridi) inulina GALATTANI GOS (galattoligosaccaridi) MANNANI MOS (mannanoligosaccaridi) I mammiferi non possiedono enzimi per digerirli Raggiugono inalterati il crasso Idrolizzati ed utilizzati in loco dalla flora batterica 43

44 FRUTTOLIGOSACCARIDI Sono glucidi largamente diffusi in natura.
Polisaccaridi di riserva Composite e Graminacee Sottoprodotti frumento 0,40-0,51% s.s Farina di medica 0,22% s.s. Orzo 0,19% s.s. Frumento 0,14% s.s. Produzione industriale Estrazione Sintesi 44

45 MANNANOLIGOSACCARIDI
Presenti nelle pareti dei lieviti come complessi glucomannanoproteici Presenti anche nel latte GALATTOLIGOSACCARIDI Pareti cellulari vegetali. I galattani nelle leguminose svolgono il ruolo di polisaccaride di riserva al posto dell’amido 45

46 OLIGOSACCARIDI PREBIOTICI PRESENTI SUL MERCATO
LATTULOSIO GALATTO-OLIGOSACCARIDI FRUTTO-OLIGOSACCARIDI INULINA ISOMALTO-OLIGOSACCARIDI OLIGOSACCARIDI DELLA SOIA LATTOSUCROSIO GENTIO-OLIGOSACCARIDI XYLO-OLIGOSACCARIDI 46

47 INULINA E OLIGOFRUTTOSIO
DP 30-50% < 10 DP 100% < 10

48 GALATTOOLIGOSACCARIDI E TRANSGALATTOLIGOSACCARIDI
TOS

49 LATTULOSIO

50 PRINCIPALI FUNZIONI DELLA FIBRA NEI MONOGASTRICI
 VOLUME DELLA RAZIONE  CAPACITA’ DI IDRATAZIONE  SVUOTAMENTO GASTRICO  VELOCITA’ DI TRANSITO DEGLI ALIMENTI  DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DELLE SOSTANZE NUTRITIVE FUNZIONALITA’ DEL TUBO DIGERENTE REGOLAZIONE DELLA MICROPOPOLAZIONE INTESTINALE 50

51 ALIMENTO FIBRE CEREALI
Cellulosa, arabinoxilani, glucani, lignina, emicellulosa VEGETALI, FRUTTA Cellulosa, pectina, xiloglucani, cutina, cere SEMI (leguminose) Cellulosa, pectine, xiloglucani, galattomannani, ADDITIVI Gomme, polisaccaridi algali, esteri di cellulosa, amidi modificati 51

52 PROPRIETA’ FISICHE DELLA FIBRA
CONSEGUENZE FISIOLOGICHE TIPO DI FIBRE IMPLICAZIONI NUTRIZIONALI Viscosità formazione di gel pectine gomme -glucani emicellulose  transito  glicemia  insulinemia Ritenzione idrica  ritenzione idrica  viscosità  attività microbica emicellulosa alterazione digestione Capacità legante acidi biliari enzimi digestivi pectina lignina  escrezione fecale ac. biliari  processi digestivi Granulometria rottura parete vegetale cruscami  superficie esposta Degradazione microbica idrolisi polisaccaridi produzione AGV sviluppo microbico polisaccaridi  massa fecale  pH colon 52

53 CARATTERISTICHE DELLA FIBRA
TIPO DI FIBRA SOLUBILITA’ FERMENTESCIBILITA’ Polpe di bietola Bassa Moderata Cellulosa Pula di riso Gomma arabica Alta Pectine Metilcellulosa Carruba 53

54 VELOCITÀ DI FERMENTAZIONE DI DIVERSE FONTI DI FIBRA ALIMENTARE
NEL TRATTO GASTROINTESTINALE DEL CANE rapidamente fermentescibile lentamente fermentescibile 54

55 sazietà volumetrica  sazietà biochimica   velocità di transito  
RUOLI DIGESTIVI DELLE FIBRE SOLUBILI ED INSOLUBILI FIBRE SOLUBILI viscosità  svuotamento gastrico  assorbimento nutrienti  colesterolemia  FIBRE INSOLUBILI peristalsi intestinale  massa fecale  digeribilità  sazietà volumetrica  sazietà biochimica   velocità di transito   fermentazioni   SOLUBILI INSOLUBILI 55

56 FUNZIONI DEI PREBIOTICI
Diminuzione pH intestinale Solubilizzazione alcuni nutrienti Aumento numero probiotici Esclusione competitiva Risvolti positivi sul sistema immunitario sistemico

57

58 Principali funzioni positive della flora batterica gastrointestinale
Riduzione metaboliti tossici ammoniaca ammine nitrosammina fenoli, cresoli, indolo, scatolo, acidi biliari secondari, agliconi SCFA miglioramento funzione e morfologia intestinale Alternativa ai promotori di crescita Stimolazione sistema immunitario (solo GALT?)

59 INCLUSIONE DEI FRUTTANI NELLA DIETA
grado di polimerizzazione (DP) stato fisiologico (es. animale anziano) tipo di dieta diete ad elevato tenore proteico flatulenza (> 10-20% s.s.) continuità nell’assunzione degradazione durante la conservazione

60 EFFETTI DIMOSTRATI DEI PREBIOTICI
GASTROINTESTINALI Modulazione flora enterica Controllo patogeni Proliferazione cellule enteriche Catabolismo proteico e composti putrefattivi Caratteristiche fecali Digeribilità dei nutrienti SISTEMICI Metabolismo azoto Metabolismo minerali