Micronization and extrusion processing on the physicochemical properties of dietary fiber

Abstract

portuguesDietary fiber plays an important physiological role, which is directly linked to its physicochemical properties, water-holding, oil-binding, and cation-exchange capacities. These properties can be altered by employing enzymatic, mechanical, and physical processes. Enzymatic and chemical processes require solvents and special conditions that make it unfeasible to use. Thus, the use of physical methods, such as micronization and extrusion, make promising options to change the physicochemical properties of dietary fiber. In this way, this review aimed to approach relevant information about the use of physical processes, specifically micronization and extrusion, for this purpose. Furthermore, conceptual aspects, such as definition, classification, and properties of dietary fiber and mainly characteristics about the micronization and extrusion processes, are reported. Micronization and extrusion are based on the decrease of the particle size to a micro scale and on the combination of high temperature, mechanical shearing and pressure, respectively. Applying these methods, modifications on the food matrix occurred by increasing the surface area and disruption of the glycosidic bonds. Consequently, there is a change in physicochemical properties of dietary fiber, which predict the physiological effect associated with dietary fiber consumption, such as decrease in blood cholesterol and glucose levels and improvement of intestinal transit. Moreover, these changes increase the bio accessibility of bioactive compounds present in the food matrix and improve the antioxidant capacity of products. portuguesA fibra alimentar desempenha importante papel fisiologico, o qual esta diretamente ligado as suas propriedades fisico-quimicas de capacidade de retencao de agua, ligacao ao oleo e a cations. Estas propriedades podem ser alteradas empregando-se metodos enzimaticos, quimicos e fisicos. Metodos enzimaticos e quimicos requerem solventes e condicoes especificas que inviabilizam sua utilizacao. Assim, o emprego dos metodos fisicos, tais como micronizacao e extrusao, tornam-se alternativas promissoras para alterar as propriedades fisicoquimicas da fibra alimentar. Desta forma, este trabalho visa abordar informacoes relevantes sobre o uso dos processos fisicos, especificamente micronizacao e extrusao para essa finalidade. Alem disso, aspectos conceituais como definicao, classificacao e propriedades da fibra alimentar e as principais caracteristicas dos processos de micronizacao e extrusao sao relatados. Micronizacao e extrusao baseiam-se na diminuicao do tamanho de particula para microescala e na combinacao de alta temperatura, pressao e forca de cisalhamento, respectivamente. Aplicandose estes metodos, modificacoes na matriz alimenticia ocorrem pelo aumento da area superficial e rompimento das ligacoes glicosidicas da matriz alimentar. Consequentemente, sao observadas alteracoes nas propriedades fisico-quimicas da fibra alimentar, as quais predizem o efeito fisiologico associado ao seu consumo, como diminuicao dos niveis de colesterol e glicose sanguineos e a melhora do trânsito intestinal. Ademais, essas alteracoes aumentam a bioacessibilidade dos compostos bioativos presentes na materia-prima alimenticia e melhoram a capacidade antioxidante dos produtos obtidos.