Fibra dietetică: compoziție, funcție și analiză

Fibrele dietetice: compoziție, funcție și analiză Sándor Tömösközi, Kitti Török, Renáta Németh Free Stok Photos

Semnificația dovedită sau percepută a aportului de fibre Proprietăți senzoriale (textură, masticare, efectiv) Alimentație mai lentă Densitate mai mică de energie Absorbție mai lentă a CHO Modificări ale acizilor biliari/săruri Modificări ale absorbției acizilor grași Relația conținutului de fibre intestinale între alimente și micro-componente (antioxidanți, polifenoli, componente alimentare funcționale) Senzație de plin. Consum redus de energie, Controlul greutății Controlul glicemiei, GI Sensibilitate la insulină Lipide mai mici din sânge, risc redus de boli vasculare Detoxifiere? Inhibarea absorbției benefice a mineralelor (?) Efecte metabolice benefice? Consolidarea sistemului imunitar? Creșterea volumului scaunului, Reglarea mișcărilor intestinale Îmbunătățirea bunăstării, starea de sănătate, Reducerea probabilității de a dezvolta boli

Importanța dovedită sau percepută a consumului de fibre John F Howlet și colab: Definiția discuțiilor despre fibrele dietetice la al nouălea simpozion asupra fibrelor Vahouny: construirea unui acord științific, (2010, Food Nutrition and Research, Taylor & Francis) Simpozion organizat de ILSI Europe și Comitetele ILSI din America de Nord 1. Efecte benefice bine stabilite 2. Efecte benefice probabile 3. Efecte benefice posibile 1. Reducerea nivelului total de colesterol din sânge și/sau LDL 2. Atenuarea glicemiei/insulinemiei postprandiale 3. Reducerea tensiunii arteriale 4. Creșterea fecalului vrac/laxare 5. Timp de tranzit scăzut 6. Fermentare colonică crescută/producție de acizi grași cu lanț scurt 7. Modularea pozitivă a microflorei colonice 8. Pierderea în greutate/reducerea adipozității 9. Creșterea sațietății

Model de perete celular.) Sursă: ILSI

Dar ce este fibra? Definiții și realitatea chimică subiacentă

Dar ce este fibra? Definiție și realitate chimică subiacentă Definiția fibrei astăzi: (Codex Alimentarius 2009, AACC 2008, EFSA 2010, ILSI, 1169/2011/UE) Polimeri carbohidrați cu cel puțin trei unități monomerice * care nu sunt digerate sau absorbite de intestinul subțire uman și care se încadrează în următoarele categorii: - polimeri de carbohidrați comestibili prezenți în mod natural în alimente ca consumați; polimeri de carbohidrați sintetici comestibili care, conform dovezilor științifice general acceptate, au un efect fiziologic benefic; * Fracțiunile de lignină care leagă carbohidrații și alte componente (lignină, componente fenolice, ceruri, saponine, fitați, cutină, fitosteroli) din celule pot fi numărate aici în stare legată, dar nu liber. * Codex se referă la decizia privind carbohidrații cu un număr de monomeri de 3-10 la nivel național (oligozaharide fructo sau galacto, FOS, GOS).

Dar ce este fibra? Definiții și realitatea chimică subiacentă Conform definiției moderne, următorii polimeri pot fi considerați ca componente care formează fibre: carbohidrați fără amidon (NSP): celuloză, hemiceluloză, pectine, hidrocoloizi (adică gingii, mucus, glucani). Oligozaharide rezistente: fructooligozaharide (FOS), galactooligozaharide (GOS), alte oligozaharide. Amidon rezistent: amidon închis fizic, granule de amidon brut, amiloză retrogradă, amidon modificat chimic sau fizic. Lignina: Fibre dietetice sub formă legată de polizaharide.

Despre carbohidrații cu un număr monomer de 3-10. John F Howlet și colab.: Definiția discuțiilor despre fibrele dietetice la al nouălea simpozion asupra fibrei Vahouny: construirea unui acord științific, (2010, Food Nutrition and Research, Taylor & Francis) Simpozion organizat de ILSI Europe și ILSI America America s

Despre carbohidrații cu un număr monomer de 3-10.

Importanța dovedită sau percepută a consumului de fibre Sursa: Caloria Control Council

Conceptul de abordare analitică a fibrelor 1. Concepte și domeniu de aplicare - Fibre brute - în principal furaje - Fibre detergente - optimizarea aportului de energie la rumegătoare - Fibre dietetice - Nutriție umană, sănătate

Dezvoltarea metodelor de modelare a sistemului digestiv 1. Aproximare chimică: fibre brute Totalul componentelor reziduale ale materialelor vegetale după extracția acidă și alcalină Hemiceluloză EȘANTION 1.25% H 2 SO 4 1.25% NaOH CF Celuloză Pectine Lignin Tecator AB, Sveden

Dezvoltarea metodelor de modelare a sistemului digestiv 1. Aproximare chimică: fibre brute Degresarea cu acetonă În mod normal când mai mult de 10% grăsime Se cântărește proba (w1) 1. Descompunerea amidonului și a zaharurilor libere, a carbohidraților prin hidroliza acidă 2. Descompunerea proteinelor și a altor substanțe prin hidroliză alcalină carbohidrați (+ parte din hemiceluloză și lignină) Hidroliză acidă cu 150ml. Spălare cu acid sulfuric 1,25% cu 3 x 30 ml apă Hidroliză alcalină cu 1,25% hidroxid de sodiu spălare cu 3 x 30 ml apă Degresare și uscare cu acetonă Uscat în cuptor 105 C timp de 5 ore. % Fibre brute W2-W3 x 100 W1 Cântărire reziduu (w2) Cenușare la 525 C Cântărire reziduu (W3) (Tecator AB, Sveden)

Dezvoltarea metodelor de modelare a sistemului digestiv 1. Aproximare chimică: fibră brută Prepararea probelor Extracția fibrelor Cenușă W1 W2 W3 = CH = Fibre = Proteine W2-W3% Fibre brute = x 100 W1 FTEC015A (Tecator AB, Sveden)

Dezvoltarea metodelor pentru modelarea sistemului digestiv 1. Aproximare chimică: determinarea fibrelor brute (Tecator AB, Sveden)

Dezvoltarea metodelor de modelare a sistemului digestiv 2. Aproximare fizico-chimică: fibre detergente Total componente rămase după extracția proteinelor și amidonului cu soluții detergente Hemiceluloză SAMPLE Neutr. Deterg. (NDS) NDF Pectine de celuloză Lignină Hemiceluloză PROBĂ Detergent acid. (ADS) ADF Pectine de celuloză Lignină Hemiceluloză Tecator AB, Sveden 72% H 2 SO 4 ADL Pectine de celuloză Lignină

Dezvoltarea metodelor pentru modelarea sistemului digestiv Fibre brute Celuloză 50-80% Hemiceluloză

20% Lignin 10-50% Fibra detergentă Fibra detergentă neutră (NDF) Celuloză 100% Hemiceluloză 100% Lignină 100% Fibra detergentă acidă (ADF) - Celuloză 100% Lignină 100% Acid Detergent Lignină (ADL) - Lignină 100% Fibra dietetică Celuloză, hemiceluloză, lignină, pectină, nedigerabile, proteine etc. (indigest pentru omenire)

Dezvoltarea metodelor de modelare a sistemului digestiv 3. Aproximare biochimică: fibre dietetice Materialele non-fibroase sunt digerate cu enzime specifice de degradare a proteinelor și carbohidraților, iar apoi componentele solubile sunt precipitate cu alcool. 3. amiloglucozidază Precipitarea alcoolului Filtrare Spălare Uscare Toate fibrele dietetice * Supernatant de filtrare Precipitare alcool Filtrare Spălare Uscare Fibre solubile * AOAC 985.29 * Este necesară corectarea proteinelor și a cenușei! Spălare Uscare Fibre insolubile *

Automatizarea determinării fibrelor alimentare + baie de apă + analizor de proteine + cuptor

Automatizarea determinării fibrelor alimentare

Conținut de fibre dietetice în alimente cereale (pâine) cantitate totală de fibre fibre solubile (g) fibre insolubile (g) pâine albă o felie 0,53 0,03 0,5 pâine de orez o felie 2,7 0,8 0,1,9 pâine franceză o felie 1,0 0,4 0,6 pâine Graham o felie 1,4 0,04 1,36 orez alb jumătate cană 0,5 0,5 0,0 orez brun jumătate cană 1,3 1,3 0,0 tărâțe de grâu jumătate cană 10,0 0,3 9,7 ovăz jumătate cană 1,6 0,5 1,1 porumb jumătate cană 1,9 0,6 1,3 popcorn trei căni 2,8 0,8 2,0

Dezvoltarea metodelor Metodă Principiu Ce constituenți din fibre măsurăm? AOAC 985.29 Determinarea enzimatic-gravimetrică a fibrelor dietetice totale Celuloză, beta-glucan, galactomannan, arabinoxilani și diverși polimeri (DP> 3) AOAC 991.43 conținutul este> 10% și conținutul de amidon 3) Fibre alimentare totale: celuloză, beta-glucan, galactomanan, arabinoxilan, pectină, arabinogalacan, polidextroză, fibrolol2, galactooligozaharide, rafinoză/stachiloză, amidon, fructame (DP> 3)

Dezvoltarea metodelor 4. Abordare complexă: fibre dietetice și funcționale BARRY V. MCCLEARY și colab

Dezvoltarea metodelor 4. Abordare complexă: fibre dietetice și funcționale: SEMPLU AOAC 2001.03 Digestie enzimatică 1. α-amilază 2. Protează. 3. Amiloglucozidază Problemă de rezolvat: Supernatant de precipitare a alcoolului AOAC 2001.03 Filtrare Spălare Uscare Fibre alimentare totale * AOAC 985.29 După precipitarea alcoolului, precipită doar o parte din maltodextrinele rezistente. Concentrație Desalinizare HPLC Mol mic. fibre de dimensiuni

Dezvoltarea metodelor 4. Abordare complexă: Cromatogramă caracteristică (AOAC 2001.03) Centrul de siguranță alimentară

Dezvoltarea metodelor este de 4 + 1. Abordare complexă: fibre dietetice și funcționale: AOAC 2009.01 EȘANTION Digestie enzimatică 1. α-amilază 2. Protează. 3. Amiloglucozidază rece de 16 ore Problemă de rezolvat: Supernatant cu precipitații de alcool Filtrare Spălare Uscare Toate fibrele dietetice * În timpul tratamentului enzimatic cu transfer de căldură cu amiloglucozidază, o parte din amidonul rezistent la dimensiuni moleculare ridicate este degradat. Concentrație Desalinizare HPLC Mol mic. fibre de dimensiuni

Dezvoltarea metodelor modelează sistemul digestiv 4 + 2. Abordare complexă: fibre dietetice și funcționale Cea mai recentă metodă: AOAC 2011.25 Funcționează cu kit enzimatic și suport HPLC Componente măsurabile: -Fibre dietetice de dimensiuni moleculare ridicate și amidon rezistent -Fibre dietetice solubile de dimensiuni moleculare ridicate -Fibre dietetice de dimensiuni moleculare mici (prebiotice)

Stacey Fuller și colab., New Horizons for the Study of Dietary Fiber and Health: A Review article in Plant Foods for Human Nutrition februarie 2016

Dezvoltarea metodelor sau libertatea de alegere În 2011, Comisia Codex Alimentarius a adoptat o listă de metode. Metodele din listă sunt împărțite în patru categorii (DOCUMENT DE ORIENTARE UE, decembrie 2012.) Metoda grupă 1: Potrivită pentru determinarea componentelor de fibre cu greutate moleculară mare și mică (cel puțin parțial, metode suplimentate de HPLC) Metoda grupa 2: Metodele din acest grup pot fi determinate doar componente de dimensiuni moleculare mai mari (DP> 9) (metode gravimetrice enzimatice). Metoda grupa 3: Metode analitice specifice pentru determinarea componentelor individuale ale fibrelor Metoda grupa 4: Alte metode care nu au fost încă testate în testele de laborator

Determinarea conținutului energetic al alimentelor Calculat din compoziție (metoda de bază) 1 g grăsime: 38,94 kj (9,3 kcal) 1 g carbohidrați: 17,16kJ (4,1kcal) 1g proteine: 22,19kJ => 17,16 kj (4,1kcal)))

Calculul conținutului de energie prin corecție pentru componentele din fibră Directiva Comisiei 2008/100/CE din 28 octombrie 2008 (7) Lista factorilor de conversie a energiei trebuie modificată pentru a ține seama de noile evoluții științifice și tehnologice (8) Atelierul tehnic al FAO privind Conținutul energetic al produselor alimentare Conform raportului său privind metodele de testare și factorii de conversie, se poate presupune că 70% din fibrele din alimentele tradiționale sunt capabile de fermentare. Prin urmare, este adecvat să se determine conținutul mediu de energie al fibrelor la 8 kj/g (2 kcal/g)

Exemplu de cercetare 1: Conținutul de AX al liniilor de grâu Metodă: Analiza cromatografică gazoasă a arabinoxilanilor (Gebruers și colab. 2009)

Exemplu de cercetare 2: Dezvoltare de produse fără gluten și AX POX S + O 2 α-1-arabinoză β-d-xiloză H 2 O 2 POX P + H2 O 2 acid ferulic Proces de oxidare non-enzimatică

Exemplul de cercetare 2: Dezvoltarea produselor fără gluten și AX

Vă mulțumim pentru atenție! Lucrarea este legată de noile aspecte în creșterea grâului: îmbunătățirea compoziției componentelor bioactive și efectele sale (OTKA K112179) și îmbunătățirea calității aluatului fără gluten prin înființarea unei rețele de hemiceluloză (OTKA ANN 114554).

Metodele și ingredientele

Etape de determinare a fibrelor alimentare Prepararea probei 3. Aproximare biochimică: fibră dietetică Cântărirea probelor duplicate Incubația 1, gelatinizarea și degradarea amidonului. Incubația 2, degradarea proteinelor. Incubația 3, degradarea finală a amidonului. Fibră dietetică totală precipitată cu alcool Fibra dietetică insolubilă și solubilă Filtrare și spălare cu apă Filtrare și spălare cu alcool Spălare cu acetonă Uscare cenușă și cântărire IDF în reziduu Uscare și cântărire IDF Spălare cu acetonă SDF în filtrat Precipitație cu alcool Filtrare și spălare cu alcool TDF IDF + SDF = TDF SDF Spălare cu acetonă Uscare cenușă și cântărire

Conținut de fibre dietetice în alimente cantitate de fructe fibre totale (g) fibre solubile (g) fibre insolubile (g) mere mici 3,9 2,3 1,6 caise două medii 1,3 0,9 0,4 banane mici 1,3 0, 6 0,7 mure jumătate de cană 3,7 0,7 3,0 cireșe zece boabe 0,9 0,3 0,6 jumătate de grapefruit 1,3 0,9 0,4 mediu piersic 1,0 0,5 0, 5 pere mici 2,5 0,6 1,9 prune două medii 2,3 1,3 1,0 căpșuni într-o ceașcă 2,4 0,9 1,5