A fibra alimentar consiste em um grupo extremamente heterogêneo de compostos. Entre os principais componentes estão os polissacarídeos não amiláceos, os oligossacarídeos, os carboidratos análogos, a lignina, os compostos associados às fibras alimentares e as fibras de origem animal.

Os polissacarídeos não amiláceos compõem grande parte das fibras alimentares. São os principais componentes da parede celular de vegetais e incluem celuloses, hemiceluloses, substâncias pécticas ou pectinas, gomas e mucilagens.

As celuloses são polissacarídeos lineares compostos por até 10 mil unidades de glicose/molécula. São polímeros naturais de cadeias carbônicas extensas, contendo inúmeras moléculas de glicose sobrepostas, tornando-se impermeáveis à água, o que origina fibras compactas, que constituem a parede celular dos vegetais. Devido a sua estrutura cristalina, são insolúveis em meio alcalino e em água. Uma de suas principais propriedades é a capacidade de retenção de água; cada grama de celulose pode reter 0,4g de água no intestino grosso. Embora essa quantidade seja considerada modesta em relação a outros componentes mais viscosos, contribui para tornar o bolo fecal mais pastoso, facilitando a evacuação.

As hemiceluloses são moléculas lineares ou ramificadas com 50 a 200 unidades de pentose, além de unidades de glicose. Existem mais de 250 tipos desses polissacarídeos, os quais podem apresentar frações solúveis ou insolúveis e, assim como as celuloses, apresentam a capacidade de retenção de água. Entre as hemiceluloses mais importantes presentes na alimentação humana estão as betaglucanas, que consistem em polímeros lineares de glicose com tipos variáveis de ligações químicas entre suas unidades. São solúveis em água e bases diluídas e formam soluções viscosas e géis. O aquecimento diminui a sua viscosidade, o que pode ser revertido com o resfriamento. Devido as suas propriedades físico-químicas, são amplamente utilizadas pela indústria alimentícia na elaboração de produtos industrializados, como espessantes em bebidas lácteas, sopas, molhos, sorvetes e como substitutos de gordura. As betaglucanas são componentes estruturais da parede celular de fungos, leveduras, de alguns cereais e gramíneas, sendo encontrados principalmente em grãos de cereais, como aveia, centeio, cevada e seus derivados.

As pectinas são polissacarídeos estruturais de cadeias de ácido galacturônico e unidades de ramnose, pentose e hexose. Sua principal característica é a capacidade de formar géis espessos e, por isso, são muito utilizadas pela indústria alimentícia como espessantes, emulsificantes e conservantes. Por "sequestrarem" moléculas de gordura e de glicose, de poluentes e de metais pesados nos alimentos, retardam o tempo de esvaziamento gástrico, melhorando a tolerância a glicose e prevenindo a ocorrência de picos de insulina.

As gomas são compostos complexos com longas cadeias e alto peso molecular, parcial ou totalmente dispersíveis em água e insolúveis em solventes orgânicos. São amplamente utilizadas pela indústria alimentícia devido as suas propriedades de aumentar a viscosidade e formar gel, além de estabilizar emulsões. As principais gomas utilizadas industrialmente são a arábica ou acácia, karaya, ghatti, adraganta, locusta ou jataí, guar, psyllium, carragena, agar, xantana e gelana. Também fazem parte desse grupo os alginatos e as gomas celulósicas.

As mucilagens estão presentes nas células externas de alguns tipos de sementes. Apresentam alto potencial de uso devido as suas amplas propriedades estruturais, físico-químicas e funcionais de elasticidade, viscosidade e plasticidade. Em geral, contêm quantidades variáveis de L-arabinose, D-galactose, L-ramnose, D-xilose e ácido D-galacturônico, possuindo frações solúveis e insolúveis em água. Estão associadas a vários efeitos fisiológicos no organismo humano, como redução dos níveis de colesterol no sangue, controle de glicose, redução de alguns tipos de câncer, diminuição dos sintomas da constipação crônica e hemorroidas.

Os oligossacarídeos são carboidratos de reserva presentes naturalmente em espécies vegetais. Os mais importantes são os frutanos, polímeros formados por 2 a 70 unidades monoméricas de frutose, que promovem a integridade da mucosa gastrointestinal e influenciam vários aspectos da função intestinal por meio da fermentação ao produzirem ácidos graxos de cadeia curta. Os frutanos mais abundantes são a inulina e os frutooligossacarídeos.

A inulina é uma mistura de oligômeros e polímeros, com grau de polimerização maior que 10, mas variando de 2 a 70. Apresenta moderada solubilidade em água e baixa viscosidade, sendo extraída industrialmente da raiz da chicória (Cichorium untybus). Os frutooligossacarídeos, também conhecidos como oligofrutose, são produzidos por hidrólise enzimática parcial da inulina.

Os carboidratos análogos constituem um grupo de compostos cujas propriedades fisiológicas se assemelham às das fibras, ou seja, se esquivam das enzimas intestinais humanas, sendo fermentados no cólon. Neste grupo, os de maior destaque são o amido resistente e a polidextrose.

O amido resistente é a soma de amido e produtos da degradação do amido que não são absorvidos no intestino delgado de indivíduos saudáveis. O termo amido resistente considera basicamente quatros tipos de amido. O tipo 1 é o amido fisicamente inacessível, presente em grãos e sementes (leguminosas), parcialmente triturado devido a presença de parede celular rígida e intacta; o tipo 2 são os grânulos de amido resistente nativos, presentes na batata crua, banana verde e amido de milho rico em amilose; o tipo 3 é composto por amilose e amilopectina retrogradadas, formadas nos alimentos processados, cozidos e resfriados, sendo que o amido é insolúvel em água fria, porém se gelatiniza em presença de água e calor, ocorrendo durante o resfriamento, a retrogradação, tornando-o resistente a ação da alfa-amilase; e o tipo 4 é o amido quimicamente modificado, incluindo éteres e ésteres de amido, amidos com ligação cruzada e amidos pirodextrinizados. O amido resistente apresenta alta fermentabilidade e efeitos positivos sobre a saciedade, funcionamento intestinal e resposta glicêmica.

Já a polidextrose é um polímero de carboidratos não disponíveis, com grau médio de polimerização, sintetizada a partir da glicose e sorbitol. É parcialmente fermentada pela microbiota colônica (50%), apresenta propriedades prebióticas e reduz o impacto glicêmico.

A lignina é a única fibra estrutural que não pertence ao grupo dos polissacarídeos. É um polímero fenólico que interage com os polissacarídeos estruturais (celulose e hemicelulose) da parede celular dos vegetais, promovendo integridade estrutural, resistência a degradação e impermeabilidade a água. Permanece praticamente intacta por todo o trato gastrointestinal, diminuindo o tempo de trânsito no intestino, estimulando o bom funcionamento intestinal e apresentando ação benéfica sobre algumas doenças, como hemorroidas e diverticulite.

Os compostos associados às fibras alimentares consistem de várias substâncias associadas aos polissacarídeos não amiláceos e/ou a lignina na parede celular dos vegetais. Esses compostos transferem para as fibras alimentares associadas os seus efeitos fisiológicos e, ao serem ingeridas, atuam no organismo aumentando a produção de enzimas anticarcinogênicas e como agentes antioxidantes.

As fibras de origem animal são fibras isoladas industrialmente a partir de fungos, leveduras e invertebrados. As utilizadas na indústria são a quitina, a quitosana, o colágeno e a condroitina.

Considerado um dos primeiros ingredientes funcionais de uso disseminado em todos os alimentos, a fibra alimentar desempenha papel crucial no funcionamento do organismo. Com os consumidores cada vez mais conscientes dessa importância, a indústria de alimentos estabeleceu sinergias com os fabricantes de ingredientes para entender melhor suas características e funcionalidades e, assim, oferecer fibras mais palatáveis, com maior facilidade de uso e em maior número de formulações.