Az alternatív étrendi fehérjék megértése

ÉLELMISZER, ORVOSI ÉS EGÉSZSÉGÜGY

Peter Pressman, orvos

Számos publikáció szerint a növényi táplálkozási szokások betartása csökkentheti a nem fertőző betegségek, például a cukorbetegség (Satija, Bhupathiraju, Rimm és mtsai 2016), a magas vérnyomás és a szív- és érrendszeri betegségek (Satija és Hu 2018) kockázatát. A növényi étrendet a bél egészségi állapotának javulásával (Albenberg és Wu 2014), esetleg a mentális egészséggel (bár a bizonyítékok ellentmondásosak és következetlenek) (Lavallee, Zhang, Michalak és mtsai 2019) és talán a látásélességgel (London) is társították. és Beezhold 2015). Környezetvédelmi szempontból egyesek azt gondolják, hogy a növényi étrend betartása fokozza az élelmiszer-termelés fenntarthatóságát (Sabaté és Soret 2014).

Míg az Egyesült Államok szabályozó ügynökségei nem vezették tovább a „növényi” étrendi szokások meghatározását, ez a 2015–2020-as étrendi irányelvek témája volt, és a 2010–2015 közötti tanácsadó bizottság foglalkozott vele. A hivatalos meghatározás és a specifikus ajánlások hiánya ellenére számos olyan növényi termék jelent meg az Egyesült Államok piacán, amely megkérdőjelezte a termékek azonosságának szabványos elnevezését (83 FR 49103). Például mit nevez növényi eredetű „tejnek”, „tenyésztett tejnek”, „joghurtnak” és „sajtnak”?

A növényi eredetű élelmiszerek egyre inkább mainstreamek, és a fogyasztókat az alternatív táplálékfehérje-források érdeklik, például a növényekből (például hüvelyesek, szemek, diófélék), algákból, sőt rovarokból származó források. A Lux Research és a Mintel marketing adatai azt mutatják, hogy sok fogyasztó az észlelt egészségügyi, környezeti, fenntarthatósági, etikai és költségproblémák miatt ma kerüli az állati fehérjét.

Míg az ehető növényfajok száma 7 000 és 30 000 között mozog, az emberek ezekből kevesebb, mint 200-at fogyasztanak (Kuhnlein, Erasmus és Spigelski 2009; Shelef, Weisberg és Provenza 2017). Ezeknek a növényeknek a fehérje mennyisége és minősége meglehetősen változó. Az Orvostudományi Intézet (IOM) szerint egy teljes fehérje mind a kilenc nélkülözhetetlen aminosavat tartalmazza, az emberi növekedés és fejlődés szempontjából megfelelő aminosav-arányok vagy emészthetőség említése nélkül (IOM 2005). Ezen túlmenően az IOM megjegyzi, hogy a növényekből, hüvelyesekből, szemekből, diófélékből, magvakból és zöldségekből származó fehérjék általában nem elegendő forrásai az ember számára szükséges egy vagy több aminosavnak, ezért „hiányosaknak” tekinthetők.

A növények aminosavainak ezeket a variációit megjegyezték (Gardner, Hartle, Garrett és mtsai, 2019). Míg gyakorlatilag az összes növény 20 aminosavat tartalmaz, ezeknek az aminosavaknak az aránya meglehetősen változó, és ezek a fehérjeforrások jellemzően korlátozottak az aminosavakban, amelyek az emberek normális növekedéséhez és fejlődéséhez szükségesek. Vagyis a növényi eredetű fehérjék jellemzően aránytalanul tartalmazzák az esszenciális vagy nélkülözhetetlen aminosavakat az állati eredetű fehérjékhez viszonyítva. Például a legelterjedtebb korlátozó aminosavak a lizin és a metionin, amelyekben kevés a szemek, ill. A hüvelyesek. Ezenkívül a növényi eredetű fehérjék alacsonyabb emészthetőségűek, mint az állati eredetű fehérjék (Arentson-Lantz, Clairmont, Paddon-Jones és mtsai 2015). Az Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezet (FAO) referenciájához képest még a ma is népszerű hámozott kendermag-fehérje is alacsony lizintartalommal, marginális a triptofánban és a leucinban.

Egy korábbi, Franciaországból származó publikációban a szerzők megjegyezték, hogy a jelenlegi fehérjefogyasztási tendencia meghaladja a becsült átlagos követelményt, és hogy az aminosav-elégtelenség vagy a fehérje-elégtelenség valószínűsége az országon belül kevesebb mint körülbelül 0,30% (De Gavelle, Huneau, Bianchi és mtsai., 2017). Számos javasolt fehérjefogyasztási modell azt jelzi, hogy növekszik a hüvelyesek, diófélék és magvak fogyasztása, és az állati fehérje egyidejű csökkentése megoldhatja a látszólagos lizinhiányt, miközben csökkenti az energiafogyasztást anélkül, hogy veszélyeztetné a teljes fehérjebevitelt.

Jelenleg különféle állati és növényi fehérje keverékek vannak a piacon. Ezen keverékek némelyike, például a kazein, a tejsavó és a fava bab fehérje, egyedülálló funkcionális tulajdonságokat kínálhat, és javíthatja a fehérje visszatartást (Berrazaga, Mession, Laleg és mtsai. 2019). Az algából származó fehérjék, amelyekben általában korlátozott a triptofán és a lizin, alacsonyabb emészthetőségűek, mint az állati fehérjék, ugyanakkor emészthetőbbek lehetnek, mint a szemekből, hüvelyesekből, gyümölcsökből és zöldségekből származó fehérjék (Bleakley és Hayes 2017; Tibbetts, Milley és Lall 2016) . A rovarfehérje növekvő népszerűségére vonatkozó adatok azt mutatják, hogy az átlagos emészthetőségi tartomány 62% –98%, a metionin, a triptofán és a lizin pedig korlátozó aminosavak, és ezeket gyakran megzavarja az exoskeleton kitin jelenléte, amely körülbelül 7% nitrogént tartalmaz (Churchward -Venne, Pinckaers, van Loon et al., 2017).

Élelmiszertudományi szempontból sok összetevőváltozót kell figyelembe venni a növényi eredetű fehérjetermékek fejlesztésekor. Gyártási szempontból a költség, a tisztaság, az érzékszervi minőség, sőt az anti-táplálkozási tényezők alapjait is át kell gondolni. Ezekkel a növényi fehérjékkel való munkavégzés során azok felépítése (például aminosav-összetétel, gömbös vagy rostos természet, másodlagos szerkezetek, felületi tulajdonságok, kémiai reaktív helyek); kölcsönhatásuk környezeti tényezőkkel (pl. pH, sók, hőmérséklet, oldószer-dinamika); és a feldolgozási tényezőket (pl. termikus és nem termikus, nyomás, nyírás, enzimek és más összetevőkkel való kölcsönhatások) gondosan és szisztematikusan értékelni kell.

Az ilyen jellegű tulajdonságokkal együtt a termék fejlesztőjének figyelembe kell vennie ezen növényi és potenciálisan fenntartható fehérjék funkcionális tulajdonságait is. Ezek a tulajdonságok magukban foglalják az oldhatóságot, viszkozitást, emulgeálást, habzást, vízmegkötést, hőstabilitást és gélesedést, kohéziót és tapadást, valamint rugalmasságot (Nadathur, Wanasundara és Scanlin 2017).

A fehérje minősége továbbra is nemzetközileg vitatott kérdés. Az Egyesült Államokban 1990 óta, a Nutrition Labeling and Education Act elfogadásával, az összes élelmiszer fehérje minőségét, kivéve az anyatej-helyettesítő tápszereket, a PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score) értékeli. Kanadán belül a fehérje minőségét a klasszikus PER (Protein Efficiency Ratio) segítségével értékelik, még ANRC (Animal Nutrition Research Council) kazein hiányában is, amely az a standard volt, amelyhez viszonyítva az összes fehérje minőségét megmérték. Aztán ott van a FAO, amely most a DIAAS-t (emészthető nélkülözhetetlen aminosav-pontszám) helyezi előtérbe a fehérje minőségének értékelésének legjobb megközelítéseként.

Végül van egy standard Kjeldahl-módszer a fehérje mennyiségi meghatározására (AOAC 991.20). Ebben az esetben a teljes fehérje kiszámításához a teljes nitrogént egy konverziós tényezővel megszorozzuk, a hibák ellenére a nem fehérje nitrogén-komponensek, például kitin, amino-cukrok, kreatinin és karbamid elkerülésével (Jones 1931; Mariotti, Tomé és Mirand 2008) . Közel egy évtizeddel ezelőtt a Kjeldahl számos alternatíváját javasolta egy fehérje-szakértői csoport az amerikai Pharmacopeia-val (Moore, DeVries, Lipp és mtsai 2010). Ezek a módszerek legalább 10 korabeli analitikai megközelítést tartalmaztak, amelyek reálisabb értékelést nyújtanának a teljes fehérjéről. Egy nemrégiben megjelent publikációban több kutató javasolta az étkezési fehérje minőségének korszerűsítését (Katz, Doughty, Geagan és mtsai 2019). Ez a csoport egy fehérje minőségi mátrixot javasolt, amely tartalmazza a PDCAAS-t, az étrendi ajánlásokat és a környezeti tényezőket.

A szakértők az IOM 2005-ös és az étrendi fehérjével kapcsolatos jelentéseiben nem fogalmaztak meg semmilyen egészségügyi problémát a fehérjefogyasztással kapcsolatban (IOM 2005). Például számos tanulmány azt javasolta, hogy „normális vesefunkciójú nőknél nincs szignifikáns összefüggés a fehérjebevitel és a glomeruláris szűrési sebesség változása között” (Knight, Stampfer, Hankinson és mtsai 2003; Martin, Armstrong és Rodriguez 2005). Néhány évvel később a többszörös fehérje- és egészségügyi vizsgálatok elemzése nem támasztotta alá az állati vagy növényi fehérje bevitelének mennyisége és a normális veseműködés változása közötti hosszú távú összefüggést (Bernstein, Treyzon és Li 2007). Jelenleg az a konszenzus látszik, hogy a fehérje korlátozása megfelelő étrendi beavatkozás lehet a meglévő vesebetegségben szenvedők számára, de nincs jelentős bizonyíték arra, hogy a magas fehérjebevitel káros hatással lenne egészséges emberek veseműködésére évszázadok óta tartó magas fehérje nyugati étrend (Martin, Armstrong és Rodriguez 2005; Devries, Sithamparapillai, Brimble és mtsai, 2018).

Három friss tanulmány szerint a magas fehérjetartalmú étrend (≥1,2 g/kg/nap) javíthatja a testösszetételt (Morales, Tinsley és Gordon 2017), modulálhatja az étkezés utáni mitokondriális fehérjeszintézist az elhízott egyének körében (Beals, Mackenzie, van Vliet et al. 2017), és közvetíti az áthallást a bél mikroflóra és a gazda immunrendszere között (Zhao, Zhang, Liu és mtsai 2019).

Összefoglalva: a növényi alapú kezelések köré épülő egészséget elősegítő étrend-módosítások iránti fogyasztói lelkesedés nem egyszerű az optimális fehérjetartalom szempontjából, és nem is feltétlenül költséghatékony a kívánt egészségügyi eredmények eléréséhez. Talán a legnagyobb kihívást azok az élelmiszer-tudósok jelentik, akiknek feladata az ilyen típusú, fehérjével terhelt termékek kifejlesztése, amelyek biztonságosak, táplálóak, funkcionálisak, hozzáférhetőek, megfizethetőek és valóban jó ízűek.