LA FIBRA ALIMENTARE. Cerati Carlo GVS. Moretta 14 dicembre 2007

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1 LA FIBRA ALIMENTARE Cerati Carlo GVS Moretta 14 dicembre 2007

2 OBIETTIVO DESCRIVERE E CAPIRE MEGLIO LA FIBRA STUDIARE IL SIGNIFICATO DELLA FIBRA NELL ALIMENTAZIONE DEL SUINO INFLUENZA SULLA DIGESTIONE E SULLA FERMENTAZIONE DELL ALIMENTO EFFETTO SUL TRANSITO INTESTINALE E SULLA QUALITA DELLE FECI WHC ED EFFETTI PROBIOTICI DELLA FIBRA INVESTIGARE SULLA FRAZIONE FIBROSA DELLE POLPE DI BIETOLA, CRUSCA DI FRUMENTO, F.E. DI SOIA E GIRASOLE.

3 DEFINIZIONE DI FIBRA PARTE MENO DIGERIBILE DELL ALIMENTO MATERIALE FIBROSO DAI VEGETALI PROVIENE DALLA PARETE CELLULARE

4 ORGANIZZAZIONE DELLA FIBRA NELLA PARETE CELLULARE VEGETALE CELLULOSA FORMAZIONE DI LIGNINA FIBRILLE DI CELLULOSA ED EMICELLULOSA PECTINE

5 Funzioni della parete cellulare dei vegetali Conferimento e mantenimento della forza meccanica Controllo espansione cellulare Controllo trasporto intercellulare Protezione da microrganismi nocivi Accumulo di sostanze di riserva Produzione di molecole segnale, specie in relazione ad attacchi di patogeni

6 I vegetali depongono la loro parete a strati Lamella mediana Parete primaria Parete secondaria Con un piano organizzativo comune Componente fibrillare polisaccaridica immersa in una matrice glicidica e proteica Acqua (fino al 60% del totale)

7 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: CELLULOSA MAGGIOR POLISACCARIDE STRUTTURALE DELLA PARETE CELLULARE VEGETALE RIGIDITA ALLA PARETE OMOPOLIMERO DI UNITA DI BETA (1-4) D- GLUCOPIRANOSILE IN FORME DIVERSE A SECONDA DEL TIPO DI VEGETALE INSOLUBILE RESISTENTE ALLA DEGRADAZIONE ENZIMATICA FERMENTABILE

8 Il grado di polimerizzazione è variabile ( in parete primaria, in parete secondaria)

9 Le singole catene si aggregano allineandosi parallelamente e formando microfibrille

10 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: EMICELLULOSA PRINCIPALE COMPONENTE DELLA PARETE CELLULARE VEGETALE (40 45% parete primaria; 30 33% parete secondaria) LEGAMI BETA- (1-4) DI XILOSIO MANNOSIO GALATTOSIO, E GLUCOSIO (ES XILOGLUCANI) LEGATA ALLA FRAZIONE PECTINICA DELLA PARETE CELLULARE E ALLE MICROFIBRILLE DI CELLULOSA SOLIDITA ALLA PARETE CELLULARE SVOLGONO UN RUOLO DI ACCUMULO DI SOSTANZE DI RISERVA O TRATTENIMENTO DI ACQUA

11 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: PECTINE COMPLESSO GRUPPO DI ETEROPOLISACCARIDI SI RILEVANO NEGLI SPAZI TRA LE PARETI CELLULARI (LAMELLA INTERMEDIA) ELEVATE PROPRIETA DI IDRATAZIONE BEN FERMENTABILI IN COLON CON FORMAZIONE DI SCFA CATTURANO IONI CALCIO. QUANDO IL ph DIMINUISCE NEL COLON CON PRODUZIONE DI SCFA, IL CALCIO SI RENDE LIBERO.

12 Formano catene più o meno ramificate. Componente principale è l acido galatturonico che può formare omopolimeri o avere catene laterali costituite da altri saccaridi (ramnoso, arabinoso, galattoso)

13 La presenza di gruppi carbossilici conferisce alcune proprietà: - legando Ca ++ ed acqua possono formare graticciati stabili a nido d ape - possono funzionare come scambiatori ionici

14 LA PARETE SECONDARIA E tipica delle cellule che hanno terminato il processo di distensione e differenziamento. Si distingue dalla primaria: Per la natura dei componenti Per le caratteristiche chimico-fisiche Per il momento in cui viene deposta Le variazioni di composizione dipendono: Dalla comparsa di nuove sostanze (lignina, cere e cutine, suberina) Dalle variazioni di percentuale di quelle precedentemente presenti

15 LA PARETE SECONDARIA Il contenuto in acqua e pectine cala drasticamente Aumenta la cellulosa e le zone a struttura cristallina I polimeri di cellulosa sono più lunghi Le microfibrille tendono ad associarsi a formare macrofibrille

16 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: GOMME VEGETALI FLUIDI VISCOSI, DIVENGONO DURI QUANDO DISIDRATATI SI FORMANO NEL LUOGO OVE I VEGETALI SUBISCONO INGIURIE

17 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: BETA-GLUCANI ABBONDANTI NEI SEMI DI CEREALI AUMENTANO LA VISCOSITA DELL INTESTINO

18 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: AMIDI - RESISTENTI L AMIDO CHE NON E ACCESSIBILE ALLA DEGRADAZIONE ENZIMATICA PER L ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DELL AMIDO PER IL SUO AMBIENTE (EFFICIENZA DI MASTICAZIONE, TEMPO DI TRANSITO, SECREZIONE ENZIMATICA) 4 TIPI: AMIDO FISICAMENTE INTRAPPOLATO (SEMI E GRANI MACINATI) GRANULI DI AMIDI RESISTENTI (PATATA, BANANA) AMIDO RETROGRADO (IN ALIMENTI AMIDACEI PRIMA COTTI E POI RAFFREDDATI) AMIDO MODIFICATO CHIMICAMENTE L AMIDO RESISTENTE E FERMENTATO NEL COLON

19 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: FRUTTANI ED INULINA POLIMERI DEL FRUTTOSIO SINTETIZZATI DAL SACCAROSIO DA PIANTE O BATTERI GLUCOSIO LEGATO A UNITA MULTIPLE DI FRUTTOSIO VEGETALI CIRCA 200 UNITA DI FRUTTOSIO BATTERI CIRCA UNITA I FRUTTOSIO L INULINA E UN FRUTTANO LINEARE

20 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: POLIDESTROSIO E GALATTO-OLIGOSACCARIDI POLIDESTROSIO: ADDITIVO APPROVATO IN OLTRE 40 PAESI GALATTO-OLIGOSACCARIDI: PROMUOVONO LA PROLIFERAZIONE DEI BIFIDOBATTERI DELLA MICROFLORA INTESTINALE DELL UOMO

21 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: LIGNINE NON SONO CARBOIDRATI MA POLIMERI FENOLICI SI TROVANO NELLA PARTE LEGNOSA DELLE PIANTE. FORNISCONO SUPPORTO STRUTTURALE FORMANO UNA RETE TRIDIMENSIONALE MOLTO COMPLESSA E RAMIFICATA DI ELEVATO PM NON DEGRADABILI DA ENZIMI O MICRORGANISMI POSSONO LEGARSI A CELLULOSA O EMICELLULOSE E RIDURRE LA LORO DIGERIBILITA

22 lignine Polimeri di natura fenolica molto complessi. Non tutti i passaggi della loro sintesi sono chiari. 3 alcoli vengono secreti nella parete come monomeri che poi polimerizzano sostituendo l acqua

23 lignine Il processo avviene lungo le fibrille di cellulosa, coinvolge tutta la parete e conduce alla morte cellulare. La parete cellulare lignificata è idrofoba, resistente e non plastica Esempio di lignina

24 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: CERE E CUTINE La superficie esterna degli organi epigei delle piante superiori è rivestita da uno strato lipofilo, la cuticola, con diverse funzioni: Controllo della temperatura Protezione da aggressioni chimiche, fisiche e da patogeni La cuticola è costituita da cere (catene di idrocarburi a lunga catena ed esteri di acidi grassi) e cutina (poliestere a maglia tridimensionale di ossiacidi, acidi grassi ed acidi epossidici) UNITI AD ALTRI COMPONENTI FIBROSI NE RIDUCONO LA DIGERIBILITA

25 COMPONENTI DELLA FIBRA ALIMENTARE: SUBERINA Impermeabilizza totalmente la cellulosa. Poliestere di acidi grassi, alcoli ed ossiacidi con componenti fenoliche lignino simili UNITA AD ALTRI COMPONENTI FIBROSI NE RIDUCE LA DIGERIBILITA

26 CLASSIFICAZIONE CARBOIDRATI: CHIMICA ZUCCHERI CARBOIDRATI OLIGOSACCARIDI POLISACCARIDI MONOSACCARI DI DISACCARIDI AMIDI NSP GLUCOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO SACCAROSIO LATTOSIO TREALOSIO POLIOSI MALTO OLIGOSACCARIDI FRUTTANI POLIDESTROSI GALATTO OLIGOSACCARIDI ALTRI AMIDO SOLUBILI AMIDO RESISTENTI CELLULOSA EMICELLULOSE GOMME PECTINE BETA GLUCANI MONO-DISACCARIDI 3 9 MONOMERI 10 MONOMERI O PIU

27 CLASSIFICAZIONE CARBOIDRATI: STRUTTURALE ZUCCHERI CARBOIDRATI OLIGOSACCARIDI POLISACCARIDI MONOSACCARI DI DISACCARIDI AMIDI NSP GLUCOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO SACCAROSIO LATTOSIO TREALOSIO POLIOSI MALTO OLIGOSACCARIDI FRUTTANI POLIDESTROSI GALATTO OLIGOSACCARIDI ALTRI AMIDO SOLUBILI AMIDO RESISTENTI CELLULOSA EMICELLULOSE GOMME PECTINE BETA GLUCANI CARBOIDRATI STRUTTURALI CARBOIDRATI NON STRUTTURALI PARETE CELLULARE VEGETALE ALL INTERNO DELLA CELLULA VEGETALE

28 CLASSIFICAZIONE CARBOIDRATI: FISIOLOGICA ZUCCHERI CARBOIDRATI OLIGOSACCARIDI POLISACCARIDI MONOSACCARI DI DISACCARIDI AMIDI NSP GLUCOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO SACCAROSIO LATTOSIO TREALOSIO POLIOSI MALTO OLIGOSACCARIDI FRUTTANI POLIDESTROSI GALATTO OLIGOSACCARIDI ALTRI AMIDO SOLUBILI AMIDO RESISTENTI CELLULOSA EMICELLULOSE GOMME PECTINE BETA GLUCANI CARBOIDRATI DIGERIBILI CARBOIDRATI INDIGERIBILI PER IDROLISI ACIDA PARZIALMENTE O COMPLETAMENTE FERMENTATI

29 CARBOIDRATI ENZIMATICAMENTE NON DIGERIBILI CATEGORIE POLISACCARIDI (DF) AMIDO RESISTENTE. AMIDO FISICAMENTE INACESSIBILE. GRANULI RESISTENTI DI AMIDO. AMIDO RETROGRADO NSP NSP DI PARETE. CELLULOSA. BETA GLUCANI. ARABINOXILANI. ARABINOGALATTANI. XILOGLUCANI. RAMNOGLUCANI. GALATTANI NSP NON DI PARETE. FRUTTANI. MANNANI. PECTINE. GALATTOMANNANI OLIGOSACCARIDI (PREBIOTICI) ALFA GALATTO OLIGOSACCARIDI FRUTTO OLIGOSACCARIDI TRANS GALATTO OLIGOSACCARIDI MONOMERI GLUCOSIO GLUCOSIO GLUCOSIO GLUCOSIO GLUCOSIO XILOSIO ARABINOSIO ARABINOSIO GALATTOSIO GLUCOSIO XILOSIO AC URONICO RAMNOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO MANNOSIO AC URONICO RAMNOSIO GALATTOSIO MANNOSIO GLUCOSIO GALATTOSIO FRUTTOSIO GLUCOSIO FRUTTOSIO GLUCOSIO GALATTOSIO FONTI SEMI CEREALI PATATA BANANA PRODOTTI TRATTATI A CALORE CEREALI LEGUMI ORZO RISO AVENA RISO FRUMENTO ORZO CEREALI CEREALI BUCCE DI PISELLO SEMI SOIA POLPE BIETOLA RISO PALMA COCCO MELE POLPE BIETOLA GOMMA DI GUAR COLZA PISELLO SEMI SOIA CEREALI ADDITIVI CARCIOFO ADDITIVI DERIVATI DEL LATTE

30 ANALISI DELLA FIBRA

31 DEFINIZIONE DI FIBRA 19 SECOLO: WENDE 1967: VAN SOEST FIBRA ALIMENTARE

32 FIBRA GREZZA DI WEENDE CARBOIDRATI FIBRA GREZZA ESTRATTIVI INAZOTATI CELLULOSA PARTE DI EMICELLULOSE PARTI DI LIGNINA UMIDITA - PROTEINA GREZZA - FIBRA GREZZA - GRASSO GREZZO - CENERI

33 FIBRA VAN SOEST CAMPIONE FIBRA NEUTRO DETERGENTE (NDF) SOLUBILI NEUTRO DETERGENTI (NDS) (PARETE CELLULARE) EMICELLULOSE, CELLULOSA. LIGNINA, SILICE, ALCUNE PROTEINE DI PARETE (CONTENUTO CELLULARE + PECTINE) CARBOIDRATI SOLUBILI, AMIDO, ACIDI ORGANICI, PROTEINE, LIPIDI, PECTINE FIBRA ACIDO DETERGENTE (ADF) SOLUBILI ACIDO DETERGENTI (ADS) CELLULOSA, LIGNINA,SILICE EMICELLULOSE CELLULOSA LIGNINA + SILICE LIGNINA ACIDO DETERGENTE (ADL) SILICE

34 FRAZIONI FIBRA VAN SOEST NDF: EMICELLULOSE, CELLULOSA, LIGNINA, SILICE, ALCUNE PROTEINE DI PARETE ADF: CELLULOSA, LIGNINA ADL: LIGNINA CELLULOSA = ADF ADL EMICELLULOSE = NDF - ADF LIGNINA = ADL

35 REMAINING ORGANIC MATTER (ROM) PORZIONE DI ALIMENTO CHE E POTENZIALMENTE FERMENTABILE NEL GROSSO INTESTINO FRAZIONE DI CARBOIDRATI CHE NON E NE AMIDO NE ZUCCHERO NSP + LIGNINA ROM = 1000 UMIDITA PROTEINA GREZZA GRASSO GREZZO CENERI AMIDO -

36 DEFINIZIONE DI FIBRA ALIMENTARE TUTTI I POLISACCARIDI E LA LIGNINA CHE NON SONO DIGERITI DALLE SECREZIONI ENDOGENE DEL TRATTO DIGESTIVO

37 FIBRA ALIMENTARE FIBRA ALIMENTARE (DF) FIBRA ALIMENTARE SOLUBILE (SDF) FIBRA ALIMENTARE INSOLUBILE (IDF) FIBRA ALIMENTARE TOTALE (TDF) DETERMINAZIONE DELLA FIBRA ALIMENTARE METODO GRAVIMETRICO-ENZIMATICO AOAC , AOAC , AOAC METODO CHIMICO-ENZIMATICO AOAC

38 CARBOI DRATI ALTRI COMPONENTI DELLA PARETE CELLULARE ZUCCHERI OLI GOSACCARI DI POLI SACCARI DI AMI DI NSP NON CARBOIDRATI COMPOSTI FENOLICI MONOSACCARIDI DISACCARIDI POLIOSI MALTOPOLISACCARIDI OLIGOFRUTTOSACCARIDI E INULINA POLIDESTROSIO GALATTO-OLIGOSACCARIDI ALTRI AMIDI SOLUBILE AMIDO RESISTENTE CELLULOSA EMICELLULOSA ASSOCIATA ALLA LIGNINA EMICELLULOSA GOMME PECTINE BETA GLUCANI CUTINA SUBERINA CERE LIGNINA MENO RESISTENTE LIGNINA PROTEINE STRUTTURALI SILICE CARBOI DRATI DI GERI BI LI CARBOI DRATI I NDI GERI BI LI FI BRA GREZZA NDF ADF ADL ROM FI BRA ALI MENTARE TOTALE FI BRA ALI MENTARE SOLUBI LE FI BRA ALI MENTARE I NSOLUBI LE

39 IL RUOLO DELLA FIBRA ALIMENTARE NELLA DIGESTIONE DEL SUINO

40 PROPRIETA FISICO- CHIMICHE: VISCOSITA LA VISCOSITA DIPENDE DAL PESO MOLECOLARE DEI POLIMERI E DALLA LORO CONCENTRAZIONE PECTINE, FRUTTANI E BETA GLUCANI

41 PROPRIETA FISICO- CHIMICHE: CAPACITA DI RIGONFIAMENTO CAPACITA DEI MATERIALI DI INCORPORARE ACQUA ALL INTERNO DELLA LORO STRUTTURA DIPENDE DA: GRANULOMETRIA POROSITA DEI GRANULI TIPO DI FIBRA ALIMENTARE

42 PROPRIETA FISICO-CHIMICHE: SOLUBILITA LE MACROMOLECOLE A CONTATTO CON L ACQUA SI ESPANDONO E POI SI SOLUBILIZZANO NON E POSSIBILE NEL CASO DEI POLISACCARIDI CHE PRESENTANO UNA STRUTTURA ORDINATA E REGOLARE (ES. CELLULOSA) IN QUESTO CASO AVVIENE SOLO IL RIGONFIAMENTO

43 PROPRIETA FISICO-CHIMICHE: WHC / WBC TALI TERMINI SONO INTERSCAMBIABILI (WATER HOLDING E WATER BINDING CAPACITY) DETERMINATI DA: STRUTTURA FISICO-CHIMICA DELLE MOLECOLE PH E CONCENTRAZIONE ELETTROLITICA DEL FLUIDO DILUENTE RELAZIONE TRA TDF E WHC

44 PROPRIETA FISICO- CHIMICHE: DEGRADABILITA MICROBICA LE PECTINE SONO FACILMENTE DISPONIBILI PER L UTILIZZO DA PARTE DEI BATTERI NEL GROSSO INTESTINO SOLUBILE LA LIGNINA NON E DEGRADABILE DAI BATTERI DEL COLON INSOLUBILE STRUTTURA LINEARE

45 CAPACITA DI SCAMBIO CATIONICO DF: SCAMBIO NEGATIVO CATTURA IONI (ES. CALCIO) FORTE ASSOCIAZIONE LIGNINA CALCIO DEBOLE ASSOCIAZIONE CELLULOSA O PECTINE CALCIO GROSSO INTESTINO: PRODUZIONE DI SCFA PH RILASCIO DEL CALCIO SDF: ELEVATA DISPONIBILITA DEL CALCIO SE COMPARATA A IDF

46 EFFETTI DELLA FIBRA ALIMENTARE SULLA DIGESTIONE NELLE DIVERSE PORZIONI DELL APPARATO GASTRO-ENTERICO

47 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE IN BOCCA E STOMACO PROLUNGA IL TEMPO DI MASTICAZIONE MAGGIOR EFFETTO CON IDF COMPARATO A SDF AUMENTO SECREZIONE DI SALIVA E SUCCO GASTRICO > SFORZO METABOLICO PER IL SUINO > DIGESTIONE PER IL SUINO LA FIBRA VISCHIOSA PROLUNGA LA SENSAZIONE DI SAZIETA SDF > LA CAPACITA LEGANTE L ACQUA; > IL VOLUME DELLE INGESTA > SAZIETA E > DEL TEMPO DI TRANSITO DELLE INGESTA SVUOTAMENTO STOMACO DF > VISCHIOSITA ; < SVUOTAMENTO GASTRICO L EFFETTO E MAGGIORE CON IDF CHE CON SDF

48 ALIMENTARE IN BOCCA E STOMACO Effetti della fibra alimentare in bocca e stomaco effetto solubile insolubile totale Secrezione di fluidi *** *** *** Viscosità *** * ** WHC ** *** ** Svuotamento * ( * ) * * Sazietà ** * **

49 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL PICCOLO INTESTINO (I) > LA SECREZIONE DEI FLUIDI DIGESTIVI TEMPO DI TRANSITO SDF: > VISCOSITA ; < LE CONTRAZIONI INTESTINALI; > IL TEMPO DI TRANSITO IDF: > LE CONTRAZIONI INTESTINALI; < IL TEMPO DI TRANSITO Transito intestinale Crusca di (h) mais di alimenti Crusca contenenti di orzo DF diversa Polpa dei bietola Accrescimento Finissaggio scrofe

50 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL PICCOLO INTESTINO (II) MORFOLOGIA EPITELIALE E TURNOVER CELLULARE DF: > LE ABRASIONI ED IL TURNOVER CELLULARE < DEL RAPPORTO ALTEZZA VILLI / PROFONDITA CRIPTE < ASSORBIMENTO INTESTINALE SCFA (BUTIRRATO): > DEL RAPPORTO ALTEZZA VILLI / PROFONDITA CRIPTE > ASSORBIMENTO INTESTINALE

51 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL PICCOLO INTESTINO (III) RIDUCE LA DIGERIBILITA DEI NUTRIENTI E DELL ENERGIA SDF: > VISCOSITA < L ASSORBIMENTO DEI NUTRIENTI LA FIBRA DELLA PARETE CELLULARE RACCHIUDE PROTEINE E GRASSI INTRACELLULARI PREVIENE LA LORO DIGESTIONE NEL PICCOLO INTESTINO (> AZOTO ESOGENO) > DELL AZOTO ENDOGENO PERSO (CELLULE EPITELIALI) IDF: > DELL ESCREZIONE DI MUCINE DF STIMOLA LA CRESCITA MICROBICA; > DELLE SECREZIONI MICROBICHE DI AZOTO SPOSTAMENTO DELL ESCREZIONE URINARIA DELL AZOTO NELLE FECI

52 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL PICCOLO INTESTINO (IV) VISCOSITA WHC TEMPO TRANSITO DIGERIBILITA NUTRIENTI ASSORBIMENTO GLUCOSIO FIBRA ALIMENTARE SOLUBIL E (+) - INSOLUBIL E - TOTAL E

53 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL GROSSO INTESTINO (I) RIDUZIONE DEL TEMPO DI TRANSITO I CONTORNI DELLE PARTICELLE SOLIDE STIMOLANO I MECCANOCETTORI DELLA SOTTOMUCOSA CON AUMENTO DELLA PROPULSIONE DELLE INGESTA LA FIBRA RILASCIA SALI BILIARI E ACIDI GRASSI DURANTE LA FERMENTAZIONE CON STIMOLAZIONE ALLE SECREZIONI INTESTINALI GLI SCFA STIMOLANO LE CONTRAZIONI NELL ILEO TERMINALE DELL UOMO. SVILUPPO MICROBICO DF (PRINCIPALMENTE SDF) > IL NUMERO E L ATTIVITA DEI MICRORGANISMI

54 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL GROSSO INTESTINO (II) PRODUZIONE DI COMPOSTI VOLATILI SCFA, NH 3 E CH 4 CH 4 E ASSOCIATO A PERDITA DI ENERGIA SCFA SONO UNA FONTE DI ENERGIA (15 24% DELL EN DI MANTENIMENTO) SCFA RIDUCE L ASSUNZIONE DI ALIMENTO SCFA STIMOLA IL RIASSORBIMENTO IDRICO E DI SODIO LIMITANDO IL RISCHIO DI DIARREA SCFA STIMOLA LA CRESCITA DEI BATTERI UTILI ED ELIMINA, PER COMPETIZIONE, I BATTERI DANNOSI IL BUTIRRATO STIMOLA LA PROLIFERAZIONE DELLE CELLULE DELL EPITELIO SCFA RIDUCE LO SVILUPPO DEL CELLULE CANCEROGENE IN COLON E RETTO

55 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL GROSSO INTESTINO (III) AUMENTA IL CONTENUTO DEL COLON ED IL VOLUME FECALE FIBRA NON DEGRADATA ACQUA INTRAPPOLATA NELLA MATRICE FIBROSA SCFA > IL VOLUME INTRALUMINALE E DISTENDONO LA MUSCOLATURA DEL COLON MAGGIOR EFFETTO DI IDF CHE SDF > VOLUME E COMPOSIZIONE FECALE

56 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE SUL PESO DEL COLON E DELLE FECI OLIGOSACCARIDI AMIDO NSP SOLUBILI NSP INSOLUBILI NSP LIGNIFICATI NSP NON LIGNIFICATI MICROFLORA INTESTINALE FERMENTATA SVILUPPO BATTERICO SCARSAMENTE FERMENTATA PROPRIETA FISICHE ASSORBITO DALL OSPITE SCFA PRODUZIONE GAS EFFETTI MECCANICI > DI VOLUME CONTENUTO INTESTINALE > VOLUME FECI ENERGIA PERSA CON LE FECI

57 EFFETTO DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL GROSSO INTESTINO (IV) FIBRA ALIMENTARE SOLUBILE INSOLUBIL E TOTALE FERMENTAZIONE / SCFA VOLUME TEMPO DI TRANSITO

58 EFFETTI DELLA FIBRA ALIMENTARE SULLA DIGERIBILITA DELL ENERGIA FIBRA ALIMENTARE SOLUBIL E INSOLUBIL E TOTALE IN PICCOLO INTESTINO IN GROSSO INTESTINO

59 TDF E COEFFICIENTE DI DIGERIBILITA ENERGETICO CON UN > DI TDF SI HA UNA < DELLA DIGERIBILITA

60 DIGERIBILITA DELLA FIBRA ALIMENTARE NEL SUINO

61 SUINI SVEZZATI SCARSA DIGERIBILITA DELLA FIBRA NON BEN SVILUPPATA LA FLORA MICROBICA DEL GROSSO INTESTINO DIETE ALTE IN FIBRA > IL PESO INTESTINALE E LE FERMENTAZIONI > PROLIFERAZIONE DI E. COLI ENTEROTOSSICI > DIARREA < IP E TESSUTI MAGRI

62 SUINI IN ACCRESCIMENTO E SCROFE LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA AUMENTA CON IL PESO LE SCROFE LATTANTI: ALTE RICHIESTE NUTRITIVE DIETE POVERE IN FIBRA SCROFE GESTANTI: RAZIONI MOLTO FIBROSE ALL INIZIO DELLA GRAVIDANZA AUMENTANO LE DIMENSIONI DELLA NIDIATA <ENERGIA ASSUNTA = PIU SVILUPPO SINCRONO DEGLI EMBRIONI E MINOR MORTALITA EMBRIONALE > SENSIBILITA DEI TESSUTI PERIFERICI ALL INSULINA = > QUOTA DI OVULAZIONE RAZIONI ALTAMENTE FIBROSE RIDUCONO GLI ATTEGGIAMENTI STEREOTIPATI

63 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA : ETA E PESO VIVO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA AUMENTA CON IL PESO VIVO > LE DIMENSIONI DEL GROSSO INTESTINO, < LA VELOCITA DI TRANSITO, > IL TEMPO DI FERMENTAZIONE CAMBIO NELLA COMPOSIZIONE DELLA POPOLAZIONE MICROBICA > L ATTIVITA DELLA FLORA FIBROLITICA

64 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA: TEMPO DI TRANSITO INTESTINALE > LE DIMENSIONI DEL GROSSO INTESTINO = < VELOCITA DI TRANSITO = > TEMPO DI FERMENTAZIONE LE SCROFE GESTANTI RICEVONO UNA PIU PICCOLA QUANTITA DI ALIMENTO IN RELAZIONE AL LORO PESO CORPOREO PIU LENTO TRANSITO DELLE INGESTA MAGGIOR CONTATTO DELL ALIMENTO CON GLI ENZIMI ENDOGENI E LA MICROFLORA > DIGERIBILITA

65 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA : GRADO DI LIGNIFICAZIONE LA LIGNINA NON E DIGERIBILE LA LIGNINA NON E FERMENTATA NELLA PIANTA MATURA CELLULOSA ED EMICELLULOSE SI INTERSECANO CON LA LIGNINA: < DIGERIBILITA LA DIGERIBILITA E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA CONCENTRAZIONE DI LIGNINA

66 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA : SDF VS IDF SDF E PIU FACILMENTE, RAPIDAMENTE E COMPLETAMENTE FERMENTATA PECTINE: ALTO WHC = > SUPERFICIE DI CONTATTO CON LA MICROFLORA BETA GLUCANI: PARZIALE DEPOLARIZZAZIONE = RAPIDAMENTE DISPONIBILE PER LA MICROFLORA IDF E IMPORTANTE LA PRESENZA ED IL LIVELLO DI LIGNINA L EMICELLULOSA TENDE AD ESSERE PIU DIGERIBILE DELLA CELLULOSA, COMUNQUE ENTRAMBE SONO PARZIALMENTE DIGERIBILI ALCUNI TIPI DI IDF SONO TRASFORMATI A SDF

67 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA: PROCESSO DI LAVORAZIONE SBUCCIATURA RIMUOVE LA FIBRA DEGLI STRATI ESTERNI: < TDF (SPECIALMENTE IDF) MACINATURA HA EFFETTO SULLE PROPRIETA DI IDRATAZIONE DELLA FIBRA POLPE DI BIETOLA MACINATE = < WHC E > L ASSUNZIONE IDRICA TRATTAMENTI A CALDO ROTTURA DEI LEGAMI DEBOLI TRA LE CATENE DI POLISACCARIDI CON DEPOLARIZZAZIONE E SOLUBILIZZAZIONE PERDITA DI COMPONENTI FIBROSI NEI TRATTAMENTI CON ACQUA FORMAZIONE DI PRODOTTI DI REAZIONE DI MAILLARD = > CONTENUTO IN LIGNINA FORMAZIONE DI FRAZIONI AMIDO RESISTENTI ALTERAZIONI STRUTTURALI NELL ARCHITETTURA DELLA PARETE CELLLARE

68 FATTORI CHE INFLUENZANO LA DIGERIBILITA DELLA FIBRA: SUPPLEMENTAZIONE CON ENZIMI ENZIMI DEGRADANTI GLI NSP BETA XILANASI, XILANASI, ARABINOXILANASI < VISCOSITA INTESTINALE > INTERAZIONE DEI NUTRIENTI NEL LUME INTESTINALE > DIGERIBILITA

69 endo-nsp-asi Le endo-glicanasi idrolizzano gli NSP in una zona a caso, riducendo rapidamente la viscosità della soluzione NSP ENZYTECHPIGLET-III.A.2. k\alg\eng\vark\big\prog\wet\

70 Idrolisi degli NSP con eso-nsp-asi Le eso-glicanasi idrolizzano gli NSP con formazione di mono o disaccaridi ENZYTECHPIGLET-III.A.3. k\alg\eng\vark\big\prog\wet\

71 Idrolisi di un polisaccaride ramificato: arabinogalattano endo-xylanasi Attività di s accarificazione arabinosidasi eso-xylanasi β-xylosidasi ENZYTECHPIGLET-III.A.4. k\alg\eng\vark\big\prog\wet\

72 FIBRA ALIMENTARI IN ALCUNI INGREDIENTI (I) ingrediente SS FG NDF ADF ADL CELLU- LOSA EMICEL- LULOSA TDF SDF IDF G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg Orzo Frumento tenero Avena corticata Avena decorticata Mais F.soia bassa prot f. soia alta prot Buccette soia f. girasole non decor f. girasole parz. deco f. girasole decorticat

73 FIBRA ALIMENTARI IN ALCUNI INGREDIENTI (II) ingrediente SS FG NDF ADF ADL CELLU- LOSA EMICEL- LULOSA TDF SDF IDF G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg G/kg Polpa di bietola Polpa di limone Polpa di pomodoro Crusca di frumento Crusca di riso Erba medica Lupino Farina di colza Farina di cocco Risulta di birra Stocchi di mais Paglia di frumento Paglia di avena

74 DIGERIBILITA DEGLI ALIMENTI (I) ingrediente WHC COEFFIC. DIG. ENERGIA G/kg suini scrofe COEFFIC. DIG. ROM Orzo % 83% 42% Frumento tenero % 89% 41% Avena corticata % 68% 29% Avena decorticata 84% 85% 47% Mais % 91% 54% F.soia bassa prot % 90% 85% f. soia alta prot % 92% 87% Buccette soia % 71% 51% f. girasole non decor % 60% 30% f. girasole parz. deco % 65% 35% f. girasole decorticat %

75 DIGERIBILITA DEGLI ALIMENTI (II) ingrediente WHC COEFFIC. DIG. ENERGIA COEFFIC. DIG. ROM G/kg suini scrofe Polpa di bietola % 81% 85% Polpa di limone % 82% 78% Polpa di pomodoro 71% 77% 78% Crusca di frumento % 63% 36% Crusca di riso 58% 65% 25% Erba medica % 51% 51% Lupino 77% 85% 87% Farina di colza 67% 73% 58% Farina di cocco 54% 60% 79% Risulta di birra 52% 58% 34% Stocchi di mais Paglia di frumento 12% 18% Paglia di avena

76 BUCCE E DIGERIBILITA DF DIGERIBILITA G/KG SS NSP Cellulosa Arabinoxilani frumento Farina 35 83% 60% 85% Farina + aleurone 55 67% 47% 68% Farina + pericarpo 62 50% 24% 50% riso Farina 94 87% 84% 83% Farina + aleurone % 35% 73% Farina + pericarpo % 10% 0% > LE BUCCE = < LA DIGERIBILITA LA CRUSCHE HANNO UNA ELEVATA PERCENTUALE DI FIBRA LIGNIFICATA INSOLUBILE

77 DIGERIBILITA DELLA FIBRA IN SUINI IN ACCRESCIMENTO (P) E NELLE SCROFE (S) Crusca di frumento Fibra di mais Polpa di bietola P S P S P S FG 35% 38% 45% 79% 78% 82% NDF 48% 51% 39% 81% 84% 89% ADF 26% 33% 38% 82% 89% 92% Cellulosa 25% 32% 38% 82% 87% 91% Emicellulosa 62% 80% 38% 82% 88% 93% NSP insolub 43% 50% 34% 81% 87% 91% DF 38% 46% 32% 74% 82% 86%

78 DIGERIBILITA DI FARINA DI GIRASOLE E BUCCETTE DI SOIA FARINA DI GIRASOLE: SCARSAMENTE DIGERIBILE ALTA IN LIGNINA, SPECIE QUANDO CONTIENE PARTI DI BUCCIA ALTA IN CELLULOSA BUCCETTE DI SOIA: BASSA DIGERIBILITA NEI SUINI IN ACCRESCIMENTO RELATIVAMENTE POVERA IN LIGNINA MOLTO ALTA IN DF, SPECIALMENTE CELLULOSA QUANDO LE CAPACITA FERMENTATIVE DELL ANIMALE AUMENTANO PUO ESSERE MEGLIO DIGERITA ED IL COEFFICIENTE DI DIGERIBILITA SALE NOTEVOLMENTE

79 DIGERIBILITA DI POLPE DI BIETOLA ED ORZO POLPE DI BIETOLA ELEVATA PERCENTUALE DI PECTINE. PRONTAMENTE DIGERIBILI L EMICELLULOSA E MEGLIO DIGERITA DELLA CELLULOSA WHC = STRUTTURA POROSA = > LA SUPERFICIE DI ATTACCO DEI BATTERI DELLA FERMENTAZIONE NESSUN ELEVATO AUMENTO DI DIGERIBILITA NELLE SCROFE ORZO POICHE HA PIU ELEVATA FRAZIONE FIBROSA IL VALORE ENERGETICO PUO ESSERE PIU BASSO DEL FRUMENTO

80 CONCLUSIONI LA PERCENTUALE DI DEGRADAZIONE DELLA FIBRA DIPENDE DA: COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA FIBRA GRADO DI LIGNIFICAZIONE SOLUBILITA DELLA FIBRA EFFETTI DEI PROCESSI DI LAVORAZIONE O SUPPLEMENTAZIONE ENZIMATICA FATTORI RELATIVI ALL OSPIITE ETA E PESO CORPOREO GRADO DI SVILUPPO DELLA MICROFLORA DEL GROSSO INTESTINO TEMPO DI TRANSITO INTESTINALE

81 GRAZIE PER L ATTENZIONE