¿Qué es la fibra? – Una guía para entender y cuantificar su valor

El concepto de fibra y su cuantificación tienen una gran relevancia en la alimentación de los animales herbívoros, pero también en la de omnívoros y granívoros, ya que se trata de un componente esencial para todos ellos.

Por ello, sería muy útil disponer de una unidad que reflejara los efectos fisiológicos de la fibra presente en los ingredientes, es decir, que evaluara su “fibrosidad” y permitiera establecer de forma sencilla las necesidades de fibra de los animales.

DE LA FIBRA BRUTA A LA FIBRA DIETÉTICA: UN LARGO CAMINO HACIA UNA DEFINICIÓN FUNCIONAL

Fibra bruta

Durante mucho tiempo, la fibra ha sido objeto de debate, tanto por la falta de una definición que la identificara de forma inequívoca como por los métodos empleados para su determinación.

El concepto de fibra ha estado históricamente condicionado por la técnica utilizada para su cuantificación.

A principios del siglo XIX se desarrolló y estandarizó el método de la fibra bruta, que fue ampliamente utilizado hasta finales del siglo pasado.

Este método intentaba aislar la fracción indigestible del alimento, considerada mayoritariamente como celulosa y, desde sus inicios, se empleó para estimar el valor nutritivo de los ingredientes.

Su principal inconveniente es que no retiene una parte importante de las hemicelulosas y la lignina, e incluso puede perder parte de la celulosa. Esto provoca que:

La fracción solubilizada pueda ser menos digestible que la fracción retenida.

Los compuestos que sí se retienen varíen según el ingrediente, lo que da lugar a un residuo químicamente muy heterogéneo.

No obstante, a pesar de estas limitaciones, la determinación de la fibra bruta ha resultado muy útil para evaluar el valor nutritivo de alimentos con bajo contenido en fibra, especialmente en animales no rumiantes.

En la actualidad, en la Unión Europea, la fibra bruta continúa siendo el método oficial para declarar el contenido en fibra en el etiquetado de los piensos y materias primas (Reglamento (CE) Nº 767/2009). Asimismo, es la medida de referencia recogida en el catálogo de materias primas para piensos (Reglamento (UE) 2022/1104), con la única excepción de la celulosa purificada en polvo.

La dificultad para encontrar una definición y una metodología adecuadas que sirvieran como alternativa a la fibra bruta radica en la heterogeneidad de los compuestos químicos a cuantificar. No existen “sustancias patrón” con las que establecer comparaciones y, además, estos compuestos se localizan mayoritariamente en la pared celular vegetal.

En una planta —ya sea la planta entera, las hojas, el fruto o la cáscara del fruto— existen numerosos tejidos, formados por tipos de células muy distintos que, a su vez, están protegidos por paredes celulares con composiciones químicas, estructuras y características físicas muy variables. 

Estas diferencias responden a la función fisiológica que desempeña cada tipo celular dentro del tejido y, en conjunto, en la planta.

La interacción entre la composición química y la estructura física de las paredes celulares vegetales determina las propiedades físicas de cada ingrediente, que pueden tener tanta o incluso más relevancia que su composición química, aunque también resultan difíciles de evaluar y cuantificar.

Fibra dietética

Hasta hace unos 50 años no se alcanzó un consenso sobre la definición del concepto de fibra, que se consolidó con la introducción del término fibra dietética o alimentaria, formulado por investigadores británicos. Este concepto integra:

La evolución de este concepto culminó en la primera definición oficial de fibra en la Unión Europea, cuando en 2010 la EFSA publicó un informe (Scientific opinion on dietary reference values for carbohydrates and dietary fibre) que adoptaba la definición de fibra dietética propuesta por el Codex Alimentarius en 2009. Esta definición fue posteriormente incorporada al Reglamento (UE) nº 1169/2011. Además de identificar los compuestos químicos que incluye, esta definición amplió los efectos fisiológicos que debe ejercer la fibra, yendo más allá de su indigestibilidad, incorporando también sus posibles beneficios para la salud humana, un aspecto que sigue siendo objeto de debate.

Pese a que la fibra dietética ya está definida, la Unión Europea no ha reconocido oficialmente qué método debe emplearse para su cuantificación, si bien la metodología descrita por la AOAC (2017.16/2022.01) parece ser la más adecuada.

Esta definición resulta útil en el caso de los animales no rumiantes, pero carece de especial interés en el contexto de los rumiantes.

Fracciones de la fibra dietética insoluble: FND, FAD y LAD

En el caso de los animales herbívoros, especialmente los rumiantes, el Prof. Van Soest consideró que la fibra dietética debía entenderse más como una entidad biológica que como una entidad química, ya que propiedades como el tamaño de partícula o la densidad también influyen de manera significativa en los efectos fisiológicos que ejerce la fibra sobre el animal.

Más recientemente, el Prof. Mertens definió la fibra dietética en herbívoros como aquella materia orgánica indigestible o de digestión lenta que ocupa espacio en el tracto gastrointestinal.

La metodología desarrollada por el Prof. Van Soest se basó en separar las fracciones del alimento según su disponibilidad para el animal, sin descuidar la cuantificación química de los principales compuestos.

Su metodología secuencial (Figura 2 y Gráfica 1) —modificada a lo largo del tiempo— permite:

1. Separar la fracción más digestible del alimento, localizada en el citoplasma de las células vegetales (principalmente proteínas y almidón), para aislar posteriormente la mayor parte de la pared celular vegetal (hemicelulosa, celulosa y lignina) en un residuo denominado fibra neutro detergente (FND).

En este residuo no queda retenida la mayor parte de las pectinas, ya que son solubilizadas. Sin embargo, esto no supone un inconveniente importante, dado que su comportamiento digestivo — altamente fermentable— se asemeja mucho más al del almidón que al de la celulosa.

Dentro de la FND, separar las fracciones de la pared celular parcialmente degradables (hemicelulosa y celulosa) de la fracción totalmente inaccesible (lignina). De este proceso resultan dos residuos:

Fibra ácido detergente (FAD): compuesta principalmente por celulosa y lignina.

Lignina ácido detergente (LAD): cuantifica mayoritariamente la lignina y, en algunos ingredientes, también puede incluir cantidades importantes de cutina, que tampoco es aprovechable por el animal.

Esta metodología se ha consolidado como referencia para la valoración nutricional de los ingredientes y para establecer las necesidades nutricionales de los animales herbívoros.

Existe la percepción de que la cuantificación de la FND presenta una variabilidad mucho mayor que la de la fibra bruta o la FAD, lo que parece deberse a las diferencias en los métodos empleados, por ejemplo, el tipo de molienda de la muestra (Tabla 1), el uso de crisoles o bolsas de filtración (Tabla 2), la modificación de los reactivos utilizados, la corrección —o no— por el contenido en cenizas, etc.

Por este motivo, se está reclamando que el análisis de la FND se realice conforme al método oficial descrito por la AOAC (2002.04) y que, en caso de introducirse alguna modificación, esta sea detalladamente documentada.

En definitiva, tanto la composición y estructura química como las propiedades físicas de las paredes celulares vegetales varían considerablemente incluso entre células de una misma planta.

A pesar de ello, ya existe un consenso sobre qué es la fibra, reconociéndose que la fracción insoluble es la más relevante para los rumiantes y que su cuantificación puede realizarse mediante la determinación de la fibra neutro detergente (FND).

Sin embargo, esta medida sigue presentando una alta variabilidad debido a la falta de estandarización del método y no permite explicar de forma completa todos los efectos fisiológicos que ejerce la fracción fibrosa sobre el animal.

El desarrollo de una metodología que integre tanto las características químicas como físicas de las paredes celulares vegetales sigue siendo un reto pendiente para optimizar la alimentación de los rumiantes.

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