Cellulosa Grezza e Fibra Alimentare: Componenti, Funzioni e Metodi di Determinazione

Definizione di Cellulosa Grezza e Fibra Alimentare

La Cellulosa Grezza è una misura analitica ed empirica dei residui organici secchi e lavati che rimangono dopo l'ebollizione del campione sgrassato in acido solforico diluito e successivamente in soluzione alcalina. La Fibra Alimentare è la frazione non digerita che attraversa l'organismo, in parte solubile ma non digeribile nella dieta, come la pectina.

Composizione e Ruolo della Fibra Grezza

La Fibra Grezza (anche chiamata fibra cruda) è una stima della struttura dei carboidrati (CH). Dopo l'estrazione con etere (necessaria per composti altamente grassi), essa rappresenta tutte le sostanze organiche non azotate che non si dissolvono dopo idrolisi successive, prima in ambiente acido (simulando lo stomaco) e poi in ambiente alcalino (simulando l'intestino tenue). Il suo valore finale è sottratto dal peso delle ceneri, rappresentando la frazione di carboidrati che è insolubile nelle digestioni acido-base successive.

Componenti Principali della Fibra Grezza

Il componente principale di fibra grezza è la cellulosa (circa il 90%), seguita da emicellulosa e lignina.

La quantità di lignina influisce sulla disponibilità biologica di cellulosa ed emicellulosa per i microrganismi e pertanto influenza il valore nutritivo delle sostanze vegetali per gli animali. Questi sono considerati alimenti ingombranti o rozzi, il cui scopo principale è quello di dare volume alla razione per garantire il corretto funzionamento dell'apparato digerente, soprattutto nei ruminanti che richiedono molta fibra di cellulosa grezza.

La fibra grezza è il secondo componente di ciò che viene definito come la parte minerale del cibo. Quando vengono estratti grassi, acqua, proteine, zuccheri solubili e amido, ciò che rimane è lignina, cellulosa e altri carboidrati complessi.

Cellulosa e Lignina: Ruolo e Caratteristiche

È stato dimostrato che la cellulosa è una componente molto importante della fibra alimentare, non essendo attaccata da nessuno degli enzimi secreti dai tessuti dei mammiferi. La lignina è un'altra porzione dei cibi ricchi di fibre grezze. Quando presente in alta percentuale nel cibo, provoca una diminuzione della digeribilità della cellulosa. Sebbene non sia un vero carboidrato, è strettamente legata alla cellulosa nel regno vegetale. La percentuale di lignina aumenta man mano che le piante maturano, e la sua funzione principale è quella di fornire rigidità a fusti e rami delle piante.

Classificazione della Fibra Alimentare

Le Fibre Alimentari sono definite come carboidrati zavorra o elemento inassimilabile, la cui funzione è quella di facilitare la peristalsi e agevolare l'evacuazione delle feci. La fibra è la parte degli alimenti vegetali che conferisce loro rigidità e la sensazione di legnosità.

Tipi di Fibra Alimentare

Esistono due tipi principali di fibra: fibra solubile e fibra insolubile.

Fibra Solubile

Esempi di fibra solubile includono pectine, gomme e mucillagini, presenti in frutta, avena, orzo e fagioli.

Fibra Insolubile

Esempi di fibra insolubile includono cellulosa, emicellulosa e lignina, presenti in cereali integrali, legumi e semi.

Caratteristiche e Funzioni della Fibra Solubile

La fibra solubile, a contatto con l'acqua, forma un reticolo in cui l'acqua viene intrappolata, gelificando la miscela. Viene fermentata in misura maggiore nel colon. Ha la capacità di assorbire acqua, aumentando il volume delle feci. Sequestra sostanze nell'intestino (come il colesterolo), impedendone l'assorbimento.

Effetti Fisiologici della Fibra Solubile

• Rallenta l'assorbimento del glucosio.
• Prolunga il tempo di svuotamento gastrico.

Fonti di Fibra Solubile

Si trova in verdura, nella maggior parte della frutta, noci o semi oleosi e alghe. Negli agrumi (arancio, limone, pompelmo), è abbondante nella parte bianca, tra la scorza e la polpa commestibile.

Caratteristiche e Funzioni della Fibra Insolubile

La fibra insolubile si mescola con l'acqua formando miscele a bassa viscosità. È scarsamente fermentata. È lassativa e regolatrice intestinale, grazie alla sua capacità di aumentare la velocità di transito intestinale.

Fonti di Fibra Insolubile

Alimenti ricchi di questo tipo di fibra sono cereali integrali, legumi e, in misura minore, verdure come carciofi, spinaci, bietole, fagiolini, lattuga, carote e pomodoro.

Impatto sul Senso di Sazietà

Gli alimenti ricchi di fibra, in generale, aumentano il valore di sazietà, vale a dire, fanno sentire la persona "piena" e che il tempo di svuotamento gastrico è maggiore, ritardando così la comparsa della fame dopo i pasti.

Funzioni Cruciali della Fibra Alimentare

Le fibre svolgono diverse funzioni essenziali per la salute:

Regolazione del Transito Intestinale

Le fibre riducono il tempo di transito nel tratto digestivo, con conseguente aumento della frequenza dei movimenti intestinali (utile nel contrastare la stipsi). Nelle malattie intestinali come la diverticolosi, la diverticolite e in particolare il cancro del colon, la riduzione del contenuto di fibre nella dieta è spesso correlata alla crescente sofisticazione e raffinazione degli alimenti.

Controllo del Colesterolo

Esistono due modi per abbassare il colesterolo: ridurne l'ingestione e aumentarne l'escrezione. Il secondo metodo si ottiene con una dieta ricca di fibre. Una certa quantità di colesterolo prodotta dal fegato viene convertita in acidi biliari che, legandosi alla fibra, vengono escreti dal corpo. I tipi di fibre che agiscono contro il colesterolo sono pectina, gomme e agar-agar, oltre a una dieta mista di verdure e legumi.

Gestione del Diabete Mellito

L'inserimento di fibra nella dieta per il diabete mellito ha ridotto l'elevazione dei livelli di glucosio e insulina nel sangue dopo i pasti, influenzato, senza dubbio, dall'effetto di variazione dello svuotamento gastrico. Nei trattamenti del diabete insulino-dipendente sono state utilizzate diete ricche di fibre e carboidrati (dal 60 al 70% di carboidrati e da 60 a 80 grammi di fibre al giorno).

Prevenzione e Attenuazione dell'Obesità

La fibra alimentare può prevenire o attenuare l'obesità riducendo l'ingestione o l'assorbimento di altri nutrienti. L'utilizzo di agenti espandenti è una tecnica ampiamente utilizzata nei trattamenti per il sovrappeso. Tuttavia, ciò deve essere accompagnato da una riduzione dell'apporto calorico. Si osserva un effetto sulla sazietà e una maggiore perdita di grasso nelle feci.

Disturbi Legati al Deficit di Fibre

Il ritardato transito intestinale, causato da un deficit di fibre, può portare alle seguenti situazioni:

• Aumento della Pressione Intraluminale: Può causare appendicite e disturbi intestinali.
• Diverticolosi: L'aumento della pressione intra-addominale favorisce la formazione di ernia iatale e l'aumento delle emorroidi.
• Rischio Oncologico: Aumenta la quantità e l'attività degli agenti cancerogeni fecali, rappresentando un fattore di rischio per la formazione di polipi e tumori intestinali, oltre alla stitichezza cronica.

Conseguenze Metaboliche

• Aumento dell'Assorbimento Nutritivo: L'aumento dell'apporto calorico comporta il probabile verificarsi di obesità e, successivamente, cardiopatia ischemica.
• Alterazione del Metabolismo degli Acidi Biliari: La ridotta escrezione di colesterolo ne provoca l'aumento nel plasma, diventando un fattore di rischio per la formazione di calcoli biliari e malattie coronariche.

Attenzione e Raccomandazioni sull'Assunzione di Fibre

Un eccessivo consumo di fibre può avere effetti indesiderati:

• Aumenta l'escrezione di azoto, potenzialmente ostacolando la digestione e l'assorbimento delle proteine.
• Può rallentare l'assorbimento della Vitamina B12 e di minerali essenziali, in particolare calcio, magnesio, ferro e zinco. Questi minerali possono legarsi alla lignina e all'acido fitico, formando complessi che inibiscono l'assorbimento intestinale, causando carenze anche se ingeriti in quantità sufficiente.
• In caso di assunzione di grandi quantità, può causare il ridimensionamento (desquamazione) delle cellule epiteliali della mucosa intestinale.

Dose Giornaliera Raccomandata

Si raccomanda un'assunzione giornaliera di fibra pari a 15-20 grammi. Il prodotto ideale sarebbe una miscela di crusca (50% avena e 50% grano).

Alimenti Particolarmente Ricchi di Fibra

Gli alimenti con un alto contenuto di fibra includono:

• Crusca
• Carciofi
• Fagioli
• Asparagi
• Spinaci
• Fagiolini
• Melanzane
• Bietole
• Cavolo rosso
• Pomodoro
• Cereali integrali
• Lattuga

Metodi di Determinazione della Fibra

Determinazione della Fibra Grezza (Fibra Lorda)

Il metodo si basa su una digestione acida (con H₂SO₄ all'1,25%) seguita da una digestione alcalina (con NaOH all'1,25%). Il campione viene filtrato, asciugato e successivamente incenerito. Il risultato si ottiene per differenza di peso.

Determinazione della Fibra Alimentare (Dietary Fiber)

Questo metodo si basa su una digestione enzimatica:

1. Digestione con alfa amilasi per gelatinizzare l'alimento (necessario per estrarre facilmente l'amido).
2. Digestione successiva con proteasi e amiloglucosidasi per rimuovere proteine e amidi.
3. Solubilizzazione con 4 volumi di alcol al 78% e una miscela di alcol al 95% e acetone.
4. Asciugatura e pesatura del residuo.

Un campione del residuo viene analizzato per le proteine e un altro viene incenerito a 525 °C per determinarne il peso.

Formula di Calcolo

La Fibra Alimentare si calcola come segue:

Fibra Alimentare = Peso del Residuo - (Peso delle Ceneri + Peso delle Proteine)