Hablemos Claro

Fibra y alimentos funcionales

M en C María Lorena Cassís Nosthas
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad La Salle.

En la última década del siglo XX, la fibra ha ocupado un lugar preferente en la literatura científica. Diversos estudios epidemiológicos han resaltado que las dietas con un ingesta reducida de fibra están relacionadas con la aparición de ciertas patologías denominadas “occidentales”, como el cáncer de colon, la enfermedad cardiovascular, alteraciones en el ritmo y el tránsito intestinal, etc.

Desde un punto de vista químico, la fibra se puede definir como la suma de lignina y polisacáridos no almidón. Biológicamente, se define como fibra dietética y son aquellos polisacáridos componentes de los vegetales resistentes a la hidrólisis de las enzimas digestivas humanas. Y de manera fisiológica, Roberfroid la define, como diversos hidratos de carbono y a la lignina, que resisten la hidrólisis de las enzimas digestivas humanas, pero que pueden ser fermentadas por la microbiota del colon dando lugar a hidrógeno, metano, dióxido de carbono, agua y ácidos grasos de cadena corta1

Desde el punto de vista práctico, las fibras se clasifican según su grado de fermentación, lo que da lugar a dos grupos, el de las fibras totalmente fermentables y el de las parcialmente fermentables. En la actualidad los dos conceptos más aceptados en torno a la fibra son; fibra fermentable, soluble y viscosa; y fibra escasamente fermentable, insoluble y no viscosa.

Las fibras parcialmente fermentables comprenden aquellas fibras en las que la celulosa es un componente esencial y la lignina se combina de forma variable. Se incluyen también algunas hemicelulosas. En la dieta humana existen fuentes importantes de este tipo de fibra, como son los cereales integrales, el centeno y los productos derivados del arroz. Son escasamente degradadas por la acción de las bacterias del colon, por lo que se excretan prácticamente íntegras por las heces. Por este motivo y por su capacidad para retener agua, aumentan la masa fecal, que es más blanda, la motilidad gastrointestinal y el peso de las heces.

Hasta hace unos años, dentro del concepto de fibras fermentables, se incluían exclusivamente las gomas, los mucílagos, las sustancias pécticas y algunas hemicelulosas. Sin embargo en la actualidad dentro de este apartado se han incluido otras fibras, como son los almidones resistentes, la inulina, los fructooligosacáridos (FOS) y los galactooligosacáridos (GOS). Este tipo de fibras se encuentran en frutas, legumbres y cereales como la cebada y la avena, la cebolla etc. Su solubilidad en agua condiciona la formación de geles viscosos en el intestino. Su alta viscosidad es importante para explicar algunas de sus propiedades y desde el punto de vista de funcionalidad intestinal, estas fibras retrasan el vaciamiento gástrico y retrasan el tránsito intestinal.2

Es por ello que la inclusión o adición a los alimentos, confiere 3 beneficios: 1) Su valor nutricional motiva a los consumidores a incrementar su ingestión de fibra dietética; 2) Sus propiedades tecnológicas son de gran interés para la industria de alimentos y finalmente 3) estas fibras pueden ser utilizadas como ingrediente en el desarrollo de nuevos alimentos.  Por tanto, la fibra dietética es un ingrediente importante en el desarrollo de una variedad de alimentos enriquecidos con fibra como por ejemplo, productos de panadería, botanas, salsas, bebidas, cereales, galletas, productos lácteos, productos cárnicos, entre otros 3..

Ingesta Recomendada de Fibra

Diferentes organizaciones internacionales, han elaborado recomendaciones nutricionales para fibra dietética. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda una ingestión diaria de 27 a 40 gramos de fibra dietética mientras que la Food and Drugs Administration (FDA) propone a individuos adultos, un consumo de 25 gramos de fibra por día para 2000 kcal/día.

La American Dietetic Association (ADA) recomienda a los adultos, consumir una dieta que contenga de 20-30 g/día de fibra dietética, de la cual 3-10 g deben ser de fibra soluble procedente de diversas fuentes vegetales. En el año 2002, la Academia Nacional de Ciencias (NAS) estableció las nuevas recomendaciones de fibra dietética para los diferentes grupos biológicos, donde se propone en la Ingesta Adecuada (AI - Adequate Intake) una ingestión de fibra dietética de 25-38 g/día para hombres y mujeres respectivamente, (a partir de los 4 años), basándose en la observación de los niveles de ingestión, que ejercen una protección a las enfermedades coronarias. Para los niños de 1 a 3 años, la AI se situó en 19g/ día. Por otra parte, la American Health Foundation (AHF) aconseja para niños y adolescentes, entre 3 y 20 años, una ingestión diaria de fibra de 5 a 10 gramos por día (4, 5)

El Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (INCMNSZ) recomienda una ingesta diaria de fibra de 15g/1000 kcal, de la cual 7g/1000 kcal debe de ser de fibra soluble (6).

Población Fibra recomendada diaria (g)
Niños de 1- 3 años 19
Niños de 4-8 años 25
Jóvenes de 9-13 años Niños 31
Niñas 26
Adolescentes de 14-18 años Niños 38
Niñas 26
Jóvenes y adultos de 14-50 años Hombres 38
Mujeres 25
Adultos mayores de 50 años y más Hombres 30
Mujeres 21

Fuente: Consumo de fibra recomendada por edad y sexo (7).

Beneficios del consumo de Fibra

Los diferentes tipos de fibra dietética, presentan estructuras y composiciones diferentes lo que le confiere propiedades nutricionales y tecnológicas interesantes. Aunque muchos estudios han confirmado que previene el desarrollo de enfermedades como la diabetes mellitus, enfermedad cardiovascular, varios tipos de cáncer y mejora de la función inmunológica, los resultados dependen del tipo de fibra estudiada o de las condiciones experimentales utilizadas (8).

Los efectos fisiológicos de la fibra dietética,  derivan de sus características fisicoquímicas como su capacidad de retención de agua, viscosidad, sensibilidad a la fermentación, capacidad de intercambio catiónico, capacidad de adsorción de sustancias e inhibición enzimática. Estas, pueden modificarse en función de diversos factores como es la madurez del alimento, el tipo de cocción, la presencia de otros tipos de fibra o diversos nutrientes, el pH, las secreciones digestivas o el tipo de microbiota intestinal (9)

La ingestión de fibra dietética puede tener influencia en la absorción de nutrientes (10). Con respecto a la glucosa, un incremento en el contenido total de fibra puede retrasar la respuesta glucémica. (11) Sin embargo, existe evidencia consistente que el tipo de fibra soluble, reduce la glucosa en sangre y las fibras insolubles presentan un pequeño o no efecto en la glucosa posprandial (12). Por otro lado, la glucosa, el calcio y el hierro han ganado un interés en el campo de la nutrición, ya que la glucosa es la clave en el metabolismo de los hidratos de carbono y de lípidos y su relación en el manejo del control de peso; por lo que respecta al calcio, este está involucrado en muchos de los procesos metabólicos y las sales de fosfato que proporciona rigidez mecánica a los huesos y dientes, por lo que la ingesta de calcio está relacionada con la prevención de osteoporosis (13,14).

Alimentos Funcionales

Como sabemos, la principal función de la dieta es aportar los nutrientes necesarios para satisfacer las necesidades nutricionales de las personas. Existen cada vez más pruebas científicas que apoyan la hipótesis de que ciertos alimentos, así como algunos de sus componentes tienen efectos fisiológicos benéficos, gracias al aporte de los nutrientes básicos.

Actualmente, el interés en mejorar la dieta de los individuos, ha hecho que se favorezca el área de Investigación en Tecnología de Alimentos y en el área de Desarrollo de Nuevos Productos; dentro de esta área, han surgido los denominados “alimentos funcionales”, término quefue introducido por primera vez en Japón a mediados de la década de los 80`s.

En México, estos alimentos han sido definidoscomo “alimentos o componentes o ingredientes de alimentos o bien productos elaborados a los que se les atribuye alguna acción curativa o preventiva más allá de sus propiedades alimentarias”.  (15)

Algunos de estos nuevos productos “funcionales” conocidos como prebióticos y probióticos, existen en el mercado particularmente europeo, norteamericano y japonés, con el objeto de cubrir las necesidades de los consumidores orientadas a la salud y al bienestar.

Prebióticos como fibra soluble

Los prebióticos se definen como ingredientes alimenticios no digeribles en el intestino al ser resistentes a las enzimas digestivas, y que afectan benéficamente al huésped mediante la estimulación del crecimiento o la actividad de un número limitado de bacterias en el colon. (16)

Son una mezcla de hidratos de carbono (HC) no digeribles de cadena corta y cadena media extraídos de fuentes naturales. (17)  Son metabolizados por el intestino grueso mediante fermentación anaeróbica del sustrato, de tal forma que provocan cambios en la estructura y en la biota intestinal (aumento en el número de bifidobacterias y lactobacilos). (18,19)

El producto de dicha fermentación son los ácidos grasos de cadena corta (acetato, propionato y butirato), ácido láctico, dióxido de carbono e hidrógeno, que interactúan directa o indirectamente con las células intestinales modificando el pH, la proliferación de la mucosa y la disminución de la inflamación de la misma.

Dentro de los prebióticos encontramos a la inulina y la oligofructosa, ambas fibras son fibras solubles que se fermentan de manera rápida y completa por la microbiota intestinal principalmente por las bifidobacterias.

Ambas muestran efectos fisiológicos característicos de las fibras alimentarias; aumentan el volumen de deposición, mejora la relación HDL/LDL, aumenta la acidez fecal así como la frecuencia de las deposiciones. Se encuentran en una variedad de plantas como: alcachofas, poro, plátanos, cebolla, espárragos, maguey, ajos y raíz de chicoria. (20)

La inulina y la oligofructuosa,  obtenida de la raíz de achicoria, es de color blanco, de sabor y olor neutro, no cariogénico y se utiliza para una mejora en el sabor y textura de los alimentos como sustituo de grasa y/o azúcar, reduciendo así el contenido energético del producto final. La oligofructosa  se obtiene por hidrólisis enzimática parcial de la inulina; posee un sabor neutro y es utilizada para preparar productos lácteos bajos en calorías, postres congelados y productos de panificación, como un sustituto de azúcar y fibra que además mejora las propiedades de retención de agua.

Entre los atributos que presentan ambas fibras, está el comportamiento fisiológico semejante a la fibra soluble y un valor calórico bajo de 1.5 Kcal/g (21) Los efectos del consumo de ambas fibras dan como resultado un aumento significativo de bifidobacterias, al mismo tiempo que la biota bacteriana no deseable se reduce significativamente. También posee un efecto sobre la absorción de calcio, en el metabolismo de lípidos y glucosa  así como también un efecto con relación al cáncer de colon. (20)

Tabla 1. Beneficios y Funcionalidad al incluir Inulina en los productos

Beneficios Funcionalidad
Sabor Neutro Fuente de Fibra
Bajo en calorías (1.5 kcal/g) Reducción de calorías
Mejora la salud digestiva Mejora textura y palatabilidad de los productos
Efecto prebiótico Sustituto de grasa
Reduce niveles de colesterol y triacilgliceroles Incrementa la vida de anaquel
Mejora la absorción de minerales, particularmente el Calcio Sustituto de azúcar
Soluble  

Otro prebiótico de interés: Inulina de Agave y sus beneficios

La Inulina proveniente del Agave Tequilana Weber variedad Azul, es una de las plantas más importantes de México desde el punto de vista económico y tradicionalmente es cultivado como materia prima para la producción de productos destilados como es el tequila. La fibra soluble natural obtenida de los Fructanos (inulina) de la piña del Agave Azul Tequilana Weber, es de alta solubilidad, de estructura ramificada, y es utilizada como ingrediente en la fabricación de alimentos por sus propiedades físico-químicas y como prebiótico para la salud intestinal. Ayuda a prevenir el sobrepeso, enfermedades cardiovasculares, mantener saludable el sistema digestivo, ayuda a prevenir el estreñimiento, entre otros.



Los fructanos de agave tienen una mayor solubilidad, equivalente a la de los fructooligosacáridos (FOS) , por lo tanto pueden aplicarse mas facilmente en bebidas. La inulina es menos soluble y tiene la propiedad de formar microcristales cuando se usa en agua o leche. Los FOS de agave poseen cualidades funcionales similares a los jarabes de azucar o glucosa; son mas solubles que la sacarosa y pueden proveer entre un  30-50% del dulzor de esta, conservando sus propiedades funcionales. Para tener un efecto prebiótico se debe considerar un consumo diario de 4 a 6 g.

Los estudios sobre el efecto prebiótico de la inulina han sido realizados en su gran mayoría utilizando fructanos provenientes de la achicoria, tubérculo de origen Europeo del cual se extraen y comercializan diferentes productos bajo la denominación de inulina. (22,23,24)

La presencia de fructanos ha sido demostrada y cuantificada en diferentes especies de agave, así mismo su efecto como prebiótico ha sido probado in vitro recientemente, mostrando resultados superiores a las muestras comerciales provenientes de la achicoria contra las que han sido evaluados. (25,26)

Referencias:

1. Roberfroid M. Dietary fibre, inulin and oligofructose: a review comparing their physiological effects. Crit Rev Food Sci Nutr 1993; 33(2):103-148.
2. Cummings JH. Dietary fibre. Br Med Bull 1981; 37:65-70.
3. Thebaudin JY., Lefebvre AC.,Harrington M., Bourgeois CM. Dietary fibres: Nutritional and technological interest. Trends in Food Science & Technology 1997;81 41-48.
4. Davy B, Melby C. The effect of fiber-rich carbohydrates on features of Syndrome X. J Am Diet Assoc 2003;103 (1):86-96.
5. Panel on the Definition of Dietary Fiber, Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes, Food and Nutrition Board, Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academy of Science. Dietary Reference Intakes: Proposed Definition of Dietary Fiber. National Academy Press, Washington, D.C. 2001.
6. Tablas de Composición de Alimentos del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán.
7. International Food Council Foundation. Fiber Fact Sheet,, 2008.
8. Thebaudin JY., Lefebvre AC.,Harrington M., Bourgeois CM. Dietary fibres: Nutritional and technological interest. Trends in Food Science & Technology 1997;81 41-48.
9. Mataix Verdú, J. (2005) Nutrición y Alimentación Humana. Océano, Editorial Ergon, Barcelona
10. Tungland BC., Meyer D. Nondigestible oligo and polysaccharides (dietary fibre): their physiology and role in human health and food. Comprenhensive Reviews in Food Science and Food Safety 2002;1(3) 90-109.
11. Trout D., Behall K., Osilesi O. Prediction of glycaemic index for starchy foods. American Journal of Clinical Nutrition 1993;58 873-878.
12. Jenkins DJA., Kendall CWC., Axelsen M., Augustin LSA., Vuksan V. Viscous and nonviscous fibres, nonabsorbable and low glycaemic index carbohydrates, blood lipids and coronary heart disease. Current Opinion in Lipidology 2000;11(1) 49-56.
13. Nordin BEC. Calcium and Osteoporosis. Nutrition 1997;13 664-686.
14.  Fardellonea P., Cottéb F-E., Rouxc C., Lespessaillesd E., Merciere F., Gaudinf A-F. Calcium intake and the risk of osteoporosis and fractures in French women. Joint Bone Spine 2010;77 154-158.
15. Bourges RH.Orientación alimentaria: Glosario de términos. Cuadernos de Nutrición:1 ;24 pp 9-14 INCMNSZ. México.
16. Delzenne N, Williams Mc. Prebiotics and lipid metabolism. Curr Opinion In Lipidol 2002; 13:61-67.
17. The Top Ten Functional Food Trends. Food Tech 2000; 54:4(33-63).
18. Loo JV, Cummings J, Delzenne, et al. Functional food properties of non-digestible oligosaccharides: a consensus report from the Endo project (Dgxii Airii-Ct94-1095). Br J Nut  1999; 81:121-132.
19. Nyman M. Fermentation and bulking capacity of indigestible carbohydrates: The case of inulin and oligofructose. Br J  Nutr 2002; 87(Suppl. 2): S163-S168.
20. Van Loo J, Coussement P, et al. The presence of inulin and oligofructose as natural ingredients in the western diet. Crit Rev Food Sci Nutr. 1995; 35 (6):525-52.
21. Robertfroid M. Chicory fructooligosaccharides: a colonic food with prebiotic activity. The World of Ingredients 1995; Marzo-Abril.
22. Urias-Silvas J.M., López, M.G. Prebiótic effect of agave fructans. Fifth Int. Fructan symp. Havana, Cuba. 2004.
23. Gómez E, Tuohy K M, Gibson G R, Klinder A y Costabile A. In vitro evaluation of the fermetation properties and potential prebiotic activity of Agave fructans. J Appl Microbiol, 2010; 108:2214-2121.
24. Chacón-Villalobos, A. Perspectivas agroindustriales actuales de los oligofructosacáridos (FOS). Agronomía Mesoamericana 17(2): 265-286. 2006 ISSN: 1021-7444 1998;352:1257–63.
25. Vanderhoof JA. Probiotics: future directions. Am J Clin Nutr 2001; 73(suppl):1152S–5S.
26. Moro G, Minoli I, Fanaro S, et al. Dosage related effect of oligosaccharides on faecal flora and stool characteristics in term infants. J Clin Nutr 2002;75(suppl):418S (abstr).