Животные и растительные белки таблица: Сравниваем животные и растительные белки

Содержание

Животный и растительный белок: происхождение и отличия

© firstblood — depositphotos.com

Белок, он же протеин (от англ. protein) – сложное органическое соединение, цепь последовательно соединенных между собой аминокислот, закрученная вокруг своей оси и образующая трехмерную структуру. Белок – структурная основа большинства тканей тела. Он участвует почти во всех физиологических процессах.

Для полноценного функционирования человек должен получать с пищей определенное количество белка, а именно от 1 до 1,5 г белка на 1 кг массы тела. Получать это количество белка желательно из натуральной пищи (по крайней мере, большую часть). Типы белка зависят от его источников. Протеины делятся на белки растительного и животного происхождения. В чем отличие животного белка от растительного, рассмотрим ниже.

Виды белка

Организм получает белок из продуктов животного и растительного происхождения, что и обуславливает разделение протеинов на виды.

В процессе сгорания 1 грамма белка образуется 4 ккал энергии.

Для правильной оценки рациона питания необходимо учитывать следующие параметры:

  1. Общее количество протеина в пище.
  2. Представленность аминокислот, что формирует биологическую ценность питания. Обусловлено этом типом поступающих полипептидов в организм – животными и/или растительными.
  3. Полноценность всасывания белков в желудочно-кишечном тракте.

О различиях этих двух видов протеина мы поговорим чуть ниже, в этом разделе приведем наиболее ценные источники белка, как растительного, так и животного происхождения:

  1. Источники животного белка: молоко, яйца, творог, мясо, птица, рыба, субпродукты животноводства (почки, сердца, печень и пр.).

    © marina_ua — depositphotos.com

  2. Источники растительного белка: бобовые, горох, пшеница, рожь, киноа, гречневая крупа, некоторые сорта орехов (миндаль, грецкие).

    © marina_ua — depositphotos. com

Как рассчитать потребность в белке

Чтобы разобраться, сколько именно нужно белка для стабильного роста, стоит учитывать несколько факторов, которые часто игнорируются:

  1. Чистый вес без жировой прослойки. Так фантастические цифры превратятся во вполне реальные и приемлемые. Чистый вес рассчитывается по формуле: общий вес -% жировой прослойки. И уже от него рассчитывается суммарное поступление белка.
  2. Скорость метаболизма. Людям с замедленным метаболизмом нужно в среднем на 30% меньше белковых структур, чем индивидам с быстрыми обменными процессами.
  3. Аминокислотный состав белка. Если вы питаетесь комплексным белком, рассчитывайте данные по таблице. Но если вы придерживаетесь вегетарианской диеты и работаете с растительным белком, старайтесь заполнять полный аминокислотный профиль. Для этого считайте только половину входящего белка от каждого аминокислотного профиля.

Таблица отражает потребность белка в зависимости от физических нагрузок:

Средняя дозировка белка в день

Интенсивность физических нагрузок

0. 3-0.5 г белка на кг собственного веса. Для поддержания нормального функционирования без физических нагрузок
0.7- 1 г Для поддержания стабильного уровня мышечной ткани на начальных этапах тренировок с железом
1- 1.2 г Для постепенного набора мышечной массы в условиях стабильных физических нагрузок и избыточности калорийности не более 10% от расхода
1.5-2 г Для постепенного набора мышечной массы в условиях стабильных физических нагрузок, в условиях небольшого дефицита калорийности (до 10% от общего расхода)
2-2.5 г Для сохранения мышечной ткани в условиях жесткой сушки

Сразу же оговоримся, что употребление белка свыше 2 г на кг массы тела, требует дополнительного употребления воды – по 30 мл на каждый грамм белка.

Рекомендуем интересный материал о белковой диете!

В чем разница между растительными и животными белками

Чтобы ответить на вопрос, в чем же отличие животного белка от растительного, вернемся к определению протеинов. Белок состоит из аминокислот. Именно последовательность аминокислот определяет свойства белка (источник – Википедия).

Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Это свойство они имеют исключительно по отношению к организму человека. Заменимые могут быть синтезированы нашим телом, незаменимые – нет, получить их можно только с помощью различных продуктов питания.

К первой группе относятся аргинин, аланин, аспарагин, тирозин, глицин, пролин, глютамин, глютаминовая кислота, аспарагиновая кислота, цистеин, серин. К незаменимым относятся валин, лейцин, изолейцин, лизин, триптофан, треонин, метионин, фенилаланин, гистидин.

© VectorMine — depositphotos.com

Эта информация поможет понять, что собой представляет полноценный белок. Таковым считается только протеин, который содержит полный набор аминокислот. Зачем человеку именно полный набор? Дело в том, что белок как таковой нужен нам именно как источник аминокислот. Только расщепленный до аминокислот белок используется организмом в качестве структурного материала.

Усвоившиеся аминокислоты, образовавшиеся в ходе распада «чужеродного» белка, пойдут на синтез собственных белков тела – тканей, гормонов, ферментов, клеточных органелл и пр.

Так вот, растительный белок – неполноценный протеин. Он обеднен незаменимыми аминокислотами, содержит не полный спектр необходимых человеку соединений. Именно поэтому спортсменам – вегетарианцам необходимо четко представлять, какие продукты содержат те или иные аминокислоты, чтобы путем «микса» различных растительных источников белка составить полноценный белковый рацион (источник – NCBI – Национальный центр биотехнологической информации).

Содержание белка в разных продуктах

Часто можно услышать от представителей фитнес-сообщества мнение, что из достойных внимания продуктов, в большом количестве содержащих белок, есть только индейка и куриная грудка. На самом деле это далеко не так.

Большое количество белка содержится также в субпродуктах – в частности, в куриных желудках (17 г на 100 г продукта), в говяжьей печени (18-20 г на 100 г продукта).

Людям без предрассудков отлично подойдут бычьи семенники – содержание белка в них составляет 13 грамм на 100 грамм продукта. Упоминания заслуживают говяжьи почки – 15,2 г белка на 100 г продукта. С учетом сложной экономической ситуации в стране такие доступные источники белка было бы глупо оставлять без внимания.

Не стоит забывать и о том, что куриная тушка состоит не только из грудки – ножки и бедра мало уступают этой части по содержанию белка – около 16 и 20 г против 23-27 в грудках соответственно.

Мясо

Наконец, перейдем непосредственно к мясу. Наиболее распространенные виды последнего на территории Российской Федерации – это свинина и говядина.

Говоря о свинине, многие фитнес-эксперты гневливо морщат нос, советуя убрать это мясо из рациона. И совершенно напрасно! Содержание белка в нежирной свинине – 19,4 г белка на 100 г продукта, при невысоком содержании жира – всего 7-9 г. Не забудем, что выбирать и готовить свинину гораздо проще, чем говядину. Кроме того, постное свиное мясо поможет спортсменам:

  • легче усваивать протеины и углеводы, улучшать доставку кислорода к мышцам благодаря содержанию в нем витамина В1 и В6;
  • оптимизировать обмен веществ и поступление энергии, повышая выносливость во время тренировок, чему способствует витамин В3;
  • улучшить белковый обмен, возбудимость мышечной ткани и ускорить рост мускулов за счет витамина В2.

Не менее важно, что свиной жир, в отличие от говяжьего, более полезен для сердечно-сосудистой системы.

Перейдём к говядине. Наиболее предпочтительным источником белка считается вырезка из этого вида мяса. В ней содержится около 19 г белка на 100 г продукта. Как видите, ничего фантастического – однако, считается, что говядина более предпочтительный источник белка, чем свинина. Объективно такое утверждение не соответствует действительности (источник – книга “Диетология: Руководство для врачей”, Под ред. А. Ю. Барановского. — СПб.: Питер, 2008 год).

© marina_ua — depositphotos.com

Нельзя не упомянуть о таком высококачественном виде белка, как рыбный белок. Красная рыба или белая – не так уж важно. Хек (16 г белка на 100 г), окунь (18,5 г) или треска (17,5 г) содержат столь же качественный белок, что и горбуша (21) или семга (21,6).

© marina_ua — depositphotos.com

Яйца

Не забудем упомянуть яичный белок – легко усвояемый, он содержит полный спектр аминокислот, богат аминокислотами с разветвленной боковой цепочкой (ВСАА). Одно куриное яйцо в среднем держит 3-7 г белка в зависимости от категории.

Выше перечислены источники белка, как не трудно догадаться, это животные белки.

Их особенность – практически полное отсутствие углеводов в 100 г продукта – проще говоря, они состоят из жира, воды и белка.

С одной стороны, это плюс для тех, кто придерживается высокобелкового питания с ограничением углеводов в рационе. С другой, никто не отменял потребность человека в клетчатке. По крайней мере, люди проживающие на территории европейской части России, в ней нуждаются. И тут нам на помощь приходят растительные источники белка, в особенности крупы.

© kulyk — depositphotos.com. Состав на 100 г яиц

Крупы

В разговоре о сбалансированном спортивном питании всегда фигурируют гречка и овсянка. И это не случайно – первая содержит 12,6 г белка на 100 г продукта, вторая- 11 г, и там и там примерно по 60 г углеводов при невысоком содержании жиров (менее 5 г). И хотя белок в этих крупах относится к неполноценному по аминокислотному составу, при параллельном употреблении животных источников белка, крупы отлично дополняют рацион, становясь источниками клетчатки и энергии.

Справедливости ради сделаем ремарку. Клетчатки в крупах не так уж и много. Лучший ее источник – волокнистые сырые овощи. Не забывайте, что потребление больших количеств животного белка требует обязательного включения в рацион дополнительных источников клетчатки.

© macrovector — depositphotos.com. Содержание белка в крупах

Польза и вред каждого вида

Странно говорить о вреде или пользе какого либо вида белка, но некоторые нюансы упомянуть следует. Дело в том, что наш организм в результате эволюции приспособился к употреблению только определенных протеиновых структур.

Непривычные нам источники белка в различном количестве вырабатывают метаболиты, которые могут навредить либо замедлить прогресс в достижении той или иной степени.

В первую очередь это касается растительных белков и, в частности, соевых продуктов. Соевый белок имеет в своем составе аминокислоты, которые организм превращает в фитоэстрогены. Эти соединения приводят к замедлению роста силовых показателей, появлению жировых отложений по женскому типу, а при длительном употреблении могут вызвать гинекомастию.

Примечание: другой продукт, содержащий фитоэстрогены, – пивные дрожжи, которые тоже иногда используются спортсменами из-за высокого содержания белка.

Но это не значит, что не нужно есть растительные белки – достаточно правильно подбирать источники и ограничивать общее потребление 15-20% от общего белка.

С животным белком, к сожалению, тоже не все в порядке. Белок, содержащийся в красном мясе, имеет в своей структуре Д-карнитин и другие транспортные аминокислоты. При попадании их в организм вместе с жировыми тканями, они экстрагируют из них вредный и полезный холестерин. Первый быстро метаболизируется в холестериновые бляшки, которые крайне отрицательно влияют на здоровье артериальных сосудов. Такие отложения особенно опасны для атлетов старше 35 лет.

Заключение

Для полноценного синтеза белка нам нужен полный спектр аминокислот. Мы получаем его из животных источников белка либо путем чередования различных источников растительного протеина. Какой путь вы выбираете, зависит только от вас. Результат грамотного употребления протеина – здоровый цвет лица, крепкие ногти, здоровые кожа и волосы, низкий процент жира на теле, хорошее самочувствие. Относитесь ответственно к своему рациону! Будьте здоровы!

Оцените материал

Эксперт проекта.
диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы;
дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем;
рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Редакция cross.expert

Раздельное питание для похудения — таблица совместимости продуктов и принципы


Совсем скоро исполнится 100 лет с того дня, когда мир впервые узнал об идее раздельного питания. Ее автор, американский натуропат Герберт Шелтон помог по-новому взглянуть на составление здорового рациона, сочетаемость продуктов в меню и физиологию пищеварительных процессов, объединив все это под девизом «Здоровье и долголетие!». Но сто лет — это огромный срок для науки, которая не останавливается ни на день. И возможно, у современных диетологов есть что добавить к идеям основателя этой системы?

Раздельное питание по Шелтону


По убеждению натуропата, одновременное присутствие в желудке белков, жиров, углеводов — по сути, традиционного для большинства блюд сочетания — негативно отражается на здоровье. Он основывал свои идеи на том, что еда, относящаяся к разным категориям (белковая, углеводная, крахмалистая и т. д.) требует для своего расщепления отдельных ферментов. И если совместить в одном приеме пищи несколько продуктов из разных категорий, ферментная система неспособна полноценно расщепить эти вещества. Как результат, недостаточно обработанная пища поступает в кишечник, где нерасщепленные протеины или углеводы становятся питательной средой для болезнетворных микроорганизмов. Вследствие этого начинается брожение, гниение и интоксикация организма продуктами, выделяемыми при этих процессах. Поэтому Шелтон разработал систему питания, в которой предусматривались практически все допустимые и недопустимые сочетания продуктов. Например, углеводы нельзя комбинировать с кислой пищей, а арбузы и дыни нужно есть отдельно вообще от всего.

Современный взгляд на раздельное питание


Во времена, когда Шелтон разрабатывал свою гипотезу, медицина была далека от точного понимания пищеварительных процессов. Поэтому его идеи были восприняты как полезные и, даже больше того, нашли массу последователей. Но современные гастроэнтерологи, диетологи и другие специалисты придерживаются иного мнения*.


Всеядность человека. Если рассматривать человека как представителя животного мира, то мы относимся к всеядным. Это значит, что в нашем организме все, начиная с зубов и строения челюстей и заканчивая выделительными системами, предназначено для измельчения, переваривания, всасывания самой разной пищи и выведения «остаточных» продуктов.


«Неразборчивость» ферментной системы. Множество исследований поджелудочной железы — основного «поставщика» пищеварительных ферментов, подтвердили: этот орган выделят вещества, помогающие расщеплять все виды пищи, независимо от того, что человек съел. Это значит, что если вы съели кашу (углеводистую пищу), железа все равно выделит протеазу и липазу, расщепляющие белок и жиры соответственно.


Комплексный подход к оздоровлению. Польза раздельного питания как самостоятельного метода лечения до сих пор не подтвердилась. Но некоторые принципы этой системы с успехом используются в терапии хронических заболеваний органов ЖКТ, эндокринной системы и пр. Но во всех случаях диета — часть комплексной терапии.


Это интересно. На самом деле, практически невозможно найти продукты, которые имели бы в своем составе только одну категорию питательных веществ. Например, в хлебе, который традиционно относится к богатой углеводами пище, около 7 % белка. А в мясе, которое причисляют к белковым продуктам, протеина не более 20 %.*


Как работает раздельное питание


Сегодня чаще всего используется раздельное питание для похудения. Несмотря на то, что далеко не все аргументы основоположника этой системы получили научное подтверждение, такой подход действительно может быть эффективным при снижении массы тела. И вот почему:


Отсутствие переедания. Чем богаче и насыщенней вкус блюда, тем сильнее оно возбуждает аппетит и тем вероятней, что вы съедите больше, чем планировали. Особенно если перед вами любимый «комплект», например картофельное пюре с котлетой или молоко с печеньем. Но попробуйте разделить эту «парочку» и съесть блюда по отдельности, в разные приемы пищи, как окажется: не так уж они вкусны. И как результат, вместо обычной порции вы можете съесть только половину.


Повышение активности. Переедание всегда идет рука об руку с сонливостью и малоподвижным образом жизни в целом. И дело не только в лишнем весе, но и в эволюционных механизмах, которые действуют на нас так же, как на первобытных людей. Плотный и вкусный обед заставляет нас думать только об уютном «укрытии» — диване или кресле и о приятной дреме. Но раздельное питание, сравнительно быстро избавляющее от переедания, устраняет и дневную сонливость. В сочетании с уменьшением порций это приводит к повышению физической активности и расходу дополнительных 150–200 ккал в сутки. А через месяц такого питания это число трансформируется примерно в 1 кг подкожного жира, утерянного без особых усилий.


Низкая вероятность «срыва».  В отличие от диет, подразумевающих строгие ограничения, при раздельном питании подход к составлению меню гораздо мягче. По сути, вы можете есть вообще все, что угодно, но разделяя «несочетаемые» продукты для разных приемов пищи. Это существенное моральное подспорье: понимание того, что вы сможете позволить себе кусочек шоколада или выпечку, снижает вероятность прерывания диеты.


Формирование правильного пищевого поведения. При переходе на раздельное питание многие отмечают, что начинают потреблять все более маленькие порции (еда становится недостаточно «аппетитной» для того, чтобы вызывать желание съесть как можно больше). Достаточно скоро формируется правильное пищевое поведение. Оно обусловлено естественным ограничительным механизмом: объем желудка постепенно уменьшается до нормального, снижается выделение пищеварительных соков и, как результат, аппетит приходит в норму. Вы начинаете «есть, чтобы жить, а не жить, чтобы есть».


Кому противопоказано раздельное питание


Абсолютных противопоказаний (при которых раздельное питание вообще недопустимо) нет. Но следует учитывать несколько обстоятельств, при которых такая диета не навредит вашему здоровью и улучшит показатели снижения веса:


Длительность диеты. По мнению сторонников раздельного питания, эта система наиболее эффективна при длительном применении. И если вы планируете соблюдать ее в течение нескольких недель или месяцев, предварительно проконсультируйтесь с врачом.


Усвояемость и ГИ продуктов. Некоторые питательные вещества могут хуже усваиваться при раздельном потреблении. Так, белок лучше переваривается при совместном потреблении клетчатки, железо из мясных продуктов лучше всасывается под влиянием кислот из овощей и фруктов, а сочетание сложных углеводов и мяса снижает общий гликемический индекс блюда. Это следует учитывать, планируя меню.


Соблюдение правильного баланса. При раздельном питании, сами того не замечая, вы можете существенно снизить долю белка или клетчатки в своем рационе. Так, если вы не любите овощи, то в сочетании с любимыми макаронами или стейком вы все же «заставите» себя съесть морковь, капусту или салат. Но если эти продукты будут разделены по разным приемам пищи и один из них будет содержать только «невкусные» продукты, есть вероятность того, что эта порция будет отставлена в сторону. И когда такое повторяется регулярно — баланс питательных веществ в меню может быть серьезно нарушен**.


Прием специальных добавок. Даже в самом полноценном и сбалансированном питании сложно предусмотреть наличие всех витаминов, минеральных веществ, аминокислот и пр., необходимых организму. Поэтому будет нелишним прием добавок к рациону, которые предупредят авитаминоз и поддержат организм, пока вы заняты похудением. Так, Herbalife Nutrition «Формула 2. Комплекс витаминов и минералов для женщин»* содержит 24 биоактивных компонента, в том числе незаменимых — тех, которые могут поступить в организм человека только с пищей. Это витамины A, C, E, PP, K, фолиевая и пантотеновая кислоты, железо, цинк, магний, селен и многие другие. Такой «коктейль» может покрыть значительную долю потребности в веществах, которые важны для правильной работы всех систем и органов, а при похудении с помощью диет предупреждает развитие нутриентного дефицита.

Как организовать раздельное питание


Раздельное питание не та диета, которую можно начать «здесь и сейчас». Лучше уделить некоторое время на то, чтобы составить ежедневный рацион на неделю — это существенно облегчит задачу и поможет продумать баланс питательных веществ, удобное время для каждого приема пищи и другие детали. А чтобы процесс перехода на новую систему питания был наиболее комфортным, прислушайтесь к следующим советам:


Таблица совместимости. Такие «наглядные пособия» позволяют всегда держать в поле зрения список продуктов, которые можно и нельзя совмещать. Но стандартную таблицу лучше модифицировать под собственные потребности и вкусы. Например, если вы не потребляете цельное молоко и блюда, в состав которых оно входит, то этот продукт можно вообще исключить из списка — он будет лишь мешать. Потратив немного времени на это, вы составите свою личную таблицу, которая поможет ориентироваться в наиболее предпочтительных для вас совместимых продуктах.


Режим питания. Важно учитывать свои энергетические потребности в течение дня. Так, если вам предстоит сложное начало дня (совещание, встреча с деловым партнером и пр.), зерновой завтрак будет предпочтительней: он зарядит вас энергией. А если ближе к вечеру вам потребуется выносливость, на обед лучше съесть кусочек мяса с «разрешенными» овощами. Заранее продуманное меню позволит вам сохранять бодрость и ясный ум на протяжении всего дня и предотвратит возможный «срыв».


Баланс прежде всего. Это особенно важно, если в диетах вы новичок. Следите за тем, чтобы ваше меню включало все необходимые вещества: белки (растительные и животные), углеводы (желательно сложные), жиры (с преобладанием растительных), клетчатка. И более важно: они должны находиться в правильном соотношении. Так, если ваша цель — похудение, соотношение питательных веществ должно быть примерно таким: 40–50 % белков, 30–40 % жиров, 10–20 % углеводов.


Это важно! Если у вас возникли даже незначительные сомнения в эффективности новой системы питания, проконсультируйтесь со специалистом по спортивному питанию или с диетологом. Возможно, вам лучше подойдет другая диета и другой подход к формированию рациона.


*БАД. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ


* Л. С. Василевская. Современные представления о распространенных «альтернативных» диетах. http://www.gastroportal.ru/php/content.php?id=1283&pr=print


** Н. Л. Бацукова Раздельное питание: профессиональная точка зрения. http://oede.by/publication/raznoe/razdelnoe_pitanie_professionalnaya_tochka_zreniya/

Всё, что нужно знать о жирах

Существует много заблуждений и мифов о жирах, поэтому разобраться самостоятельно во всех деталях этой темы бывает трудно.

Мы расскажем, что такое жиры и каких видов они бывают, зачем они нам и в каких продуктах содержатся.

В середине XX века слово «жиры» стало ассоциироваться с вредом для здоровья. Некоторые версии связывают начало этого периода с сердечным приступом Президента США Дуайта Эйзенхауэра. Случай привлек внимание общественности к проблеме сердечно-сосудистых заболеваний, а ученые пришли к выводу, что насыщенные жиры повышают уровень вредного холестерина.

В 1980 году Департамент сельского хозяйства США и Министерство здравоохранения и социального обеспечения США выпустили Рекомендации по правильному питанию для американцев. В 1984 году Великобритания издала похожее руководство. Основная идея заключалась в том, чтобы избегать чрезмерного употребления жиров, особенно, насыщенного жира и холестерина.

С тех пор научное сообщество узнало больше о том, как жиры действуют на организм. В разных странах рекомендации по количеству жиров в рационе варьируются от 20 до 35% от дневной нормы калорий. Роспотребнадзор рекомендует употреблять не более 30% жиров в день.

Что такое жиры

Макронутриенты — источники энергии для организма. Все неизрасходованные белки, жиры и углеводы из пищи организм запасает в виде жиров.

Жиры — органические соединения, которые не растворяются в воде. Наряду с воском, холестерином, и растворимыми в жирах витаминами, входят в группу липидов.

Виды жиров

Структура и свойства молекул жира зависят от количества связей атомов углеродов. Это определяет, как быстро и легко организм усваивает жиры. Примерно 95% жиров в рационе человека — триглицириды

Образовательный блок:
Триглицерид — молекула жира, которая состоит из глицерина и трех жирных кислот. Когда жиры поступают в организм с пищей, они доходят до тонкого кишечника почти в неизменном виде. Когда они оказываются в пищеварительной системе, гормоны посылают сигнал в печень, которая отправляет в тонкий кишечник соли желчных кислот.

Это один из компонентов желчи, которую организм использует для расщепления жиров, всасывания жирорастворимых витаминов и вывода продуктов обмена из организма. Соли желчных кислот дробят жиры, а ферменты поджелудочной железы — расщепляют. Далее клетки стенок кишечника всасывают их и отправляют в кровоток с помощью лимфатической системы.

Жирные кислоты — молекулы в виде цепных звеньев, в которых атомы углерода связаны между собой. В зависимости от количества связей между звеньями, жирные кислоты делятся на:

Тип жиров Химическая структура Состояние при комнатной температуре (+25С)
Насыщенные Нет двойных или тройных связей Твердые
Мононенасыщенные Одна двойная связь (Цис-конфигурация) Жидкие
Полиненасыщенные Две и более двойных связей (Цис-конфигурация) Жидкие
Трансжиры Двойная связь (Транс-конфигурация) Твердые

Почти все продукты, в которых содержатся жиры, сочетают все 4 вида жирных кислот.

Насыщенные жиры

Photo by Sorin Gheorghita / Unsplash

При комнатной температуре насыщенные жиры остаются твердыми. Основные источники — продукты животного происхождения, молочные продукты, пальмовое и кокосовое масла. В небольшом количестве насыщенные жиры присутствуют даже в курице и орехах.

Продукты с высоким содержанием насыщенных жиров:

  • Жирное мясо и мясные продукты: бекон, сосиски, свинина, сало
  • Молочные продукты: сыр, сливочное масло, мороженое, сливки
  • Кондитерские изделия: конфеты, печенье, пирожные и торты
  • Пальмовое и кокосовое масла
  • Кокосовые сливки

Многие годы употребление этого вида жиров ассоциировалось с увеличением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения, а рекомендации по правильному питанию говорили о вреде насыщенного жира. Результаты некоторых исследований показывают недостаток доказательств этой идеи.

Отказ от насыщенных жиров может навредить, если вместо них рацион пополнится рафинированными углеводами. Но при замене насыщенных жиров ненасыщенными, уровень плохого холестерина снижается, что положительно влияет на работу сердечно-сосудистой системы.

По рекомендациям Американской кардиологической ассоциации для снижения рисков развития заболеваний, связанных с употреблением жиров, насыщенные жиры должны составлять не более 5–6% от рациона.

Ненасыщенные жиры

Photo by David B Townsend / Unsplash

При комнатной температуре ненасыщенные жиры остаются в жидком состоянии. К ним относятся мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты. Также в эту группу входят и трансжиры, которые отличаются строением. О них мы расскажем чуть позже.

Полиненасыщенные жиры включают омега-3 и 6 жирные кислоты, а мононенасыщенные — омега-9. Они содержатся в маслах растительного происхождения, жирной рыбе, орехах и семенах, водорослях, яйцах.

Организм человека не может синтезировать полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 и 6 — они должны поступать с пищей. Поэтому их называют незаменимыми.

Достаточное количество омега-3 в рационе снижает риск развития хронических заболеваний, понижает уровень плохого холестерина, улучшает эластичность кровеносных сосудов. Основной источник — жирная рыба.

Омега-6 снижают уровень плохого холестерина и увеличивают хороший, регулируют уровень сахара в крови. Основной источник — масла растительного происхождения. Гарвардская медицинская школа рекомендует употреблять не более 22 грамм омега-6 в сутки, так как их чрезмерное количество может вызвать системное воспаление.

Жирные кислоты омега-9 не относятся к незаменимым, так как организм умеет их синтезировать. Они снижают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и снижают уровень плохого холестерина. Омега-9 содержатся в рапсовом и подсолнечном маслах, миндале.

Продукты с высоким содержанием ненасыщенных жиров:

Мононенасыщенные жиры
Омега 9
Полиненасыщенные жиры
Омега-3 и 6
* Растительные масла: оливковое и рапсовое.
* Пальмовое и кокосовое масла не входят в эту категорию
* Авокадо
* Орехи: бразильский, миндаль, арахис
* Растительные масла: подсолнечное, кукурузное и рапсовое
* Кукуруза
* Семена: подсолнечник, кунжут
* Орехи: грецкие
* Соя и тофу
* Рыба: лосось, сардины, треска, сельдь.

Холестерин

Photo by Rosalind Chang / Unsplash

Холестерин — жироподобное вещество. Его молекула состоит состоит из липидов и белков. Несмотря на репутацию, не весь холестерин плохой — он нужен человеческому организму для эластичности и проницаемости клеточных мембран, но в чрезмерном количестве может вызвать проблемы.

Холестерин содержится в насыщенных жирах и синтезируется печенью из жиров. Также холестерин —  предшественник витамина D, основных гормонов и солей желчных кислот, которые улучшают всасывание жиров в кишечнике.

Организм вырабатывает около 2,5 грамм холестерина в сутки, но при получении его из пищи, снижает производство. В кровь с едой поступает в среднем 20% холестерина, который чаще содержится в продуктах животного происхождения: яйцах, мясе, молочных продуктах.

Так как холестерин не растворяется в воде, для его транспортировки в крови нужны белки липопротеины. Эти белки делятся на четыре вида:

  • хиломикроны, которые отвечают за транспорт холестерина из кишечника в периферические ткани и печень;
  • липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины средней плотности (ЛСП), и липопротеины низкой плотности (ЛПНП), известные как «плохой» холестерин, которые отвечают за транспорт холестерина от печени к периферийным тканям;
  • липопротеины высокой плотности (ЛПВП), известные как «хороший». Отвечает за транспорт холестерина от периферийных тканей к печени.

Плохой холестерин накапливается на стенках кровеносных сосудов, что может стать причиной их закупорки и вызвать атеросклероз. А хороший удаляет лишний холестерин из клеток и возвращает его в печень, где он превращается в желчь и выводится из организма. До недавнего времени было принято считать, что чем больше «хорошего» холестерина, тем лучше.

Однако некоторые ученые сомневаются в этом и говорят, что методы исследований и результаты не позволяют сделать однозначный вывод. В 2017 году журнал Европейский журнал кардиологии опубликовал результаты двух исследований, в которых приняло участие 116 508 человек. Результаты позволили ученым предположить, что чрезмерное количество «хорошего» холестерина увеличивает риск смертности от всех причин.

Польза жиров

Следует различать жиры в теле человека и продуктах питания. Растения используют жиры в качестве источника энергии для семян, оборачивая их в жировую оболочку. Организму человека жиры необходимы для поддержания важных биологических функций.

1. Получение и хранение энергии. Из трех макронутриентов жиры обеспечивают организм наибольшим количеством энергии: на 1 грамм жиров приходится 9 ккал. В грамме белка содержится 4 ккал, а в углеводах — 2.

2. Строительный материал. Клеточные мембраны, например, отвечают за защиту клеток и контролируют транспорт нутриентов в клетку и из нее. Свойства мембран напрямую зависят от жиров.

3. Транспортировка витаминов. Жиры нужны, чтобы жирорастворимые витамины A, D, K и E растворились в кишечнике и начали действовать.

4. Образование биологически активных соединений. Некоторые виды жиров трансформируются в гормоны, например, лептин, который контролирует чувство сытости, и адипонектин, регулирующий чувствительность к инсулину и уровень сахара в крови.

Мозг человека на 60% состоит из жиров

Жиры необходимы для нормального функционирования органов, а также для здоровья костей, кожи и волос. Недостаток полезных жиров может негативно отразиться на липидах в крови, повысить уровень плохого холестерина, и вызвать чрезмерное всасывание жирных кислот.

К диетам с низким содержанием жиров следует подходить осторожно. Многие обезжиренные продукты практически не имеют вкуса, и производители добавляют в них много сахара, соли и добавок.

Растительные масла, богатые полиненасыщенными жирными кислотами, содержат много витамина Е — антиоксиданта, который укрепляет иммунитет, продлевает жизнь клеток, укрепляет артерии и помогает регулировать давление. Также этот витамин положительно влияет на кожу и здоровье глаз.

Виды жировой ткани в организме человека

Подкожный жир составляет большую часть, а его распределение зависит от пола. У мужчин он чаще скапливается в области груди, на животе и ягодицах — такой тип распределения жира называется «яблоко». У женщин жировой ткани обычно на 10% больше, а накопление происходит в основном в зоне груди, талии, бедер и ягодиц по типу «груша».

Висцеральный жир скапливается вокруг органов брюшной полости. Этот вид жира повышает риски развития хронических заболеваний: сахарного диабета второго типа, болезни Альцгеймера, заболеваний сердца, рака толстой и прямой кишки. На образование висцерального жира влияют такие факторы, как стресс, гормоны и генетика.

Помимо этих двух типов жировой ткани ученые выделяют белую жировую ткань и бурый жир.

Белая жировая ткань составляет основную массу жира в организме. Это запас энергии организма на случай длительного голодания, а также она производит гормоны, в том числе адипонектин, который отвечает за чувствительность печени и мышц к инсулину. Когда белой жировой ткани становится слишком много, производство адипонектина замедляется и повышается риск развития сахарного диабета 2 типа и заболеваний сердца.

Бурый жир скапливается между лопатками, вокруг почек, шеи и области над ключицами, а также вдоль спинного мозга. Основная функция этого вида жира — теплообразование и защита от переохлаждения. При низких температурах нервные клетки стимулируют бурый жир, который выделяет энергию в виде тепла, сжигая при этом белые жировые ткани. Исследования показывают, что количество бурого жира у людей с нормальной массой тела выше, чем у людей с ожирением.

Жиры и риски для здоровья

Жиры улучшают текстуру пищи, подчеркивают ее вкус и аромат, поэтому играют важную роль в кулинарии и пищевой промышленности. При этом, чтобы сделать жиры более стойкими к высоким температурам, продлить срок хранения продуктов, их подвергают гидрогенизации. Это процесс превращения жидких масел в более твердые субстанции, например, маргарин.

Во время гидрогенизации к двойным связям ненасыщенных жирных кислот в триглицериде добавляется атом водорода, и двойная связь изменяет ориентацию, делая молекулу насыщенной. Это меняет конфигурацию жиров из цис- в транс.

Но трансжиры бывают не только искусственного происхождения. В природе они встречаются в молоке и жирах рогатого скота и овец. Коммерческое использования трансжиров для производства кондитерских изделий и фастфуда увеличило их потребление. Этот вид жиров может вызывать системное воспаление, которое повышает уровень плохого холестерина и риск диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний.

Чтобы снизить риски для здоровья, старайтесь избегать продукты, которые содержат трансжиры.

Из-за научно-подтвержденного вреда трансжиров для организма человека некоторые страны уже начали отказываться от них. В 2018 Всемирная организация здравоохранения выпустила программу по исключению трансжиров из употребления. В 2015 году управление по контролю качества продуктов и лекарств США объявило трансжиры небезопасными и ввело программу по отказу от их использования производителями пищевых продуктов.

Продукты с высоким содержанием трансжиров:

  • маргарины и спреды
  • кондитерские изделия и печенье
  • жаренные в масле пончики, курица и картофель фри
  • полуфабрикаты (замороженная пицца, наггетсы)
  • чипсы, снеки.

Жиры в продуктах

Photo by Rachel Park / Unsplash

После всего написанного выше легко сделать ошибочный вывод о том, что для правильного питания достаточно избегать насыщенные жиры. Когда организм усваивает пищу, роль играет не только содержание и тип жиров, но и другие нутриенты, например, белки и клетчатка.

Рацион с большим количеством животных жиров, белков и простых сахаров, считается западным. Такой стиль питания приводит к снижению разнообразия микробиоты, что проявляется преобладанием Bacteroides. В Тесте микробиоты Атлас такой профиль называется «Житель большого города».

Тест микробиоты Атлас поможет узнать профиль микробиоты кишечника и получить персональные рекомендации по его улучшению.

Некоторые продукты незаслуженно считаются слишком калорийными или жирными, например, авокадо или орехи. На самом деле достаточно просто соблюдать меру. Расскажем про некоторые продукты.

Авокадо
Авокадо богато моно- и полиненасыщенными жирными кислотами, а также содержит большое количество клетчатки и фитонутриентов, полезных для здоровья и питания кишечных бактерий.

Когда авокадо — часть здорового рациона, в котором преобладают растительные продукты, оно благотворно влияет на профиль липидов в крови. Если добавить авокадо к приему пищи, это поможет организму усвоить жирорастворимые витамины из других продуктов. Кроме того, жиры перевариваются долго, что надолго дает чувство сытости, и позволяет не переедать.

Жирная рыба
Это один из немногочисленных продуктов, с пользой которого согласны многие. Американская кардиологическая ассоциация рекомендует употреблять жирную рыбу не менее 2 раз в неделю. К жирной рыбе относится лосось, семга, треска, сардины, сельдь. В них содержатся омега-3 жирные кислоты, а также много кальция и витамина D.

Помните, что в организме некоторых рыб, например, тунца, королевской макрели, рыбы-меч, может накапливаться ртуть и другие токсины. Национальная служба здравоохранения Великобритании рекомендует ограничивать употребление жирной рыбы до двух раз в неделю при планировании и во время беременности, а также кормящим грудью.

Молочные продукты
Хотя эти продукты и содержат насыщенные жиры, в умеренном количестве они вряд ли навредят. Сыры, творог и йогурт содержат большое количество белка, витаминов, а также омега-3 ненасыщенные жирные кислоты и пробиотические бактерии: Lactobacillus и Bifidobacterium.

В мягких сырах, например, бри, сыре с плесенью, камамбере, обычно содержится больше жиров. Но среди этих жиров также есть линолевая кислота, которая обладает противовоспалительными свойствами, помогает контролировать вес и снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Яйца
Считалось, что холестерин в яичных желтках плохо влияет на уровень холестерина в организме и увеличивает риски сердечно-сосудистых заболеваний. Теперь появились альтернативные точки зрения.

Рекомендации по правильному питанию для американцев до 2015 советовали ограничивать количество холестерина до 300 миллиграмм в день. В обновленном документе этого ограничения нет. Национальная служба здравоохранения Великобритании также не ограничивает количество целых яиц в день, но рекомендует готовить их без добавления соли или жира.

В одном яичном желтке содержится 200–300 миллиграмм холестерина. Медицинская школа Гарварда советует ограничиваться одним целым яйцом в день и при желании использовать белки от других яиц. Особенно это относится к тем, у кого есть проблемы с уровнем холестерина в крови.

Несмотря на противоречивые мнения, исключать яйца из рациона полностью не стоит. Они содержат важные для поддержания здоровья нутриенты: белки, фолиевую кислоту и некоторые витамины.

Орехи и семена
В орехах и семенах содержится много витаминов, растительного белка, клетчатки и ненасыщенных жирных кислот, в том числе омега-3. Благодаря высокому содержанию клетчатки, орехи и семена надолго дают чувство сытости, а высокое содержание полезных микроэлементов снижает риски развития сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа.

Взять на заметку:

  1. Дневная норма жиров в рационе должна составлять не более 20–35%.
  2. Жиры нужны для усвоения витаминов А, D, K, E.
  3. Процесс расщепления жиров происходит в тонком кишечнике.
  4. Насыщенные жиры лучше заменять ненасыщенными: рыба, растительные масла, орехи, семечки.
  5. Следует избегать употребления трансжиров, полученных промышленным способом.
  • Laura Cassiday, Big fat controversy: changing opinions about saturated fats, 2015
  • A Guide to the Different Types of Fat, 2015
  • Fat: the facts
  • Types of fat
  • Thomas A.B.Sanders, Functional Dietary Lipids, 2016
  • Functions, Classification And Characteristics Of Fats, 2014
  • Digestion and Absorption of Lipids, 2020
  • Polyunsaturated Fat, 2015
  • Saturated Fat, 2015
  • Jun Ho Kim, Yoo Kim, Young Jun Kim, Yeonhwa Park, Conjugated Linoleic Acid: Potential Health Benefits as a Functional Food Ingredient, 2016
  • Marla Paul, Higher egg and cholesterol consumption hikes heart disease and early death risk, 2019
  • The healthy way to eat eggs
  • Chandra L Jackson 1, Frank B Hu, Long-term associations of nut consumption with body weight and obesity, 2014
  • Emilio Ros, Nuts and novel biomarkers of cardiovascular disease, 2009
  • Fish and shellfish nutrition
  • Penny M. Kris-Etherton, William S. Harris, Lawrence J. Appel, Omega-3 Fatty Acids and Cardiovascular Disease, 2003
  • FDA, Trans fat
  • WHO, Policies to eliminate industrially-produced trans-fat consumption
  • Omega-3, 6, and 9 and How They Add Up
  • No need to avoid healthy omega-6 fats, 2009
  • New evidence that fat cells are not just dormant storage depots for calories
  • Adam Drewnowski and Eva Almiron-Roig, Human Perceptions and Preferences for Fat-Rich Foods, 2010
  • N.Torres, A.E.Vargas-Castillo, A.R.Tovar, Adipose Tissue: White Adipose Tissue Structure and Function, 2015
  • Brooks P. Leitner et al, Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men, 2017

Источник белка. Растительный белок и животный белок

Белок – органическое вещество, состоящее из соединенных пептидной связью аминокислот. Белки в организме человека образованы из 20-ти определенных аминокислот, часть из которых является незаменимыми и должна поступать с пищей.

Роль белка в организме

Белки – источник энергии, одни из трех важнейших компонентов и строительные элементы. В первую очередь – строительные элементы: примерно 2/3 попадающего в организм белка используется для построения собственных белков, 1/3 расщепляется для получения энергии.

В человеческом теле эти вещества выполняют множество различных функций: это и ферменты, и строительный материал (кератин, из которого состоят ногти и волосы — белок), и регуляторы протекающих в организме реакций, и трансляторы сигналов.

Белки находятся в оболочке и внутри клетки, катализируют и ускоряют происходящие в организме химические реакции.

Кроме того, они выполняют защитную, транспортную и резервную, рецепторную и моторную функции (отдельный класс белков обеспечивает движение лейкоцитов, сокращение мышц и т. д.). Разумеется, для каждой задачи существует свой тип протеина, однако все они строятся из стандартных «кирпичиков».

Полноценный и неполноценный белок

Протеины не накапливаются в теле, поэтому должны регулярно поступать извне. И вот здесь вступает в дело разделение на полноценные и неполноценные протеины. Пищевые источники белков дают либо один тип протеина, либо другой.

Полноценные – те, которые имеют в своем составе все 20 «кирпичиков»-аминокислот. Неполноценные – белки, в составе которых нет одной или нескольких нужных аминокислот, либо есть, но в слишком маленьком количестве. Однако организму обязательно нужно получать извне 8 незаменимых аминокислот, которые он не может синтезировать сам. Отсюда всеобщая «гонка» за полноценными протеинами (которые содержат все, в том числе и эти восемь аминокислот).

Источники белка: животный и растительный

Источник белка для человека — животные и растения. И там, и там есть белковые вещества. «Официальное» мнение современных специалистов гласит, что каждый день необходимо съедать от 45 до 100 грамм протеинов. Мясо животных считается хорошим источником полноценных протеинов, растения же, по мнению многих специалистов, не содержат полноценных белков.

Заключение рабочей группы ВОЗ говорит вот о чем: даже при полном вегетарианстве организм все равно получает все нужные вещества. Почему? Потому что происходит взаимное дополнение аминокислот из разных блюд и компонентов.

Грамотно спланированное вегетарианское меню – полноценное, оно поставляет в тело все, что нужно, кроме того, оно даже может быть лечебным и диетическим. Согласно исследованиям, которые провели в институте Макса Планка в Германии и Каролинском институте в Швеции, достаточное количество овощей, фруктов и орехов содержат полноценный белок. Таким образом, и растительный белок, и животный белок подходят для питания.

Мясо и полуфабрикаты из него

Животный белок можно получить из мяса млекопитающих, птиц, рыб. Куры, кролики, коровы, свиньи, овцы, различная морская и речная рыба – не переработанные источники протеина. Колбасы, сардельки, тушенка – если эти продукты натуральные и сделаны по ГОСТу, они также содержат пригодный протеин.

Продукты с белком высокого качества — яйца и молочные продукты. Куриные яйца дают практически идеальный белок, притом усваиваются очень хорошо. У них очень мало недостатков, но есть их в сыром виде не стоит – термическая обработка способствует лучшей усвояемости питательных веществ и избавлению от микробов.

Почти все то же самое касается молочных продуктов. Сывороточные белки усваиваются очень хорошо, по своему аминокислотному составу они из всех продуктов ближе всего к аминокислотному составу мышечной ткани человека. Основной источник получения этих протеинов – молочная сыворотка, которая получается при производстве сычужных сыров.

Таблица белков «в продуктах»:

Миф о белке

До конца ХХ века считалось, что только мясо и продукты из него содержат полноценный протеин. На англоязычных ресурсах это мнение зовется «мифом о белке». Однако впоследствии было доказано, что бобы сои также содержат все незаменимые аминокислоты.

Источник растительного белка

Среди растений полноценный источник белка — соя и продукты из нее (например, тофу). Также цельными являются белки гречихи, амаранта, кинзы и посевной конопли, а также водоросль спирулина. И если амарант, кинзу или коноплю в этих широтах найти сложно, то спирулина и добавки из нее общедоступны и продаются в аптеках и магазинах здорового питания.

Кроме того, растения с так называемыми неполноценными белками тоже способны удовлетворить потребность в протеине. Все, что для этого нужно – правильно их скомбинировать.

К примеру, таблица белков гласит, что бобовые и грибы богаты изолейцином и лизином, а злаки и орехи – триптофаном и серосодержащими аминокислотами. Комбинируя различные компоненты, мы в итоге получаем все, что необходимо.

Молочный протеин

В «золотую эпоху» культуризма многие звезды и чемпионы этого спорта пили парное молоко. Силачи того времени называли его эликсиром силы и выпивали по нескольку литров в день. Доктора соглашались с ними в этом, прописывая молочные продукты в качестве лекарства своим пациентам.

В наше время источники белков в питании спортсменов – промышленно созданные добавки. Ученые научились создавать высокопитательные и сбалансированные смеси, в которых сывороточный белок присутствует в максимально доступной форме. Некоторые спортсмены по-прежнему пытаются пить молоко – но так как всеобщая боязнь бактерий набирает обороты, пьют его кипяченым или пастеризованным.

Однако способ предшественников был хорош именно в том виде, как они его применяли. Современное пастеризованное, стерилизованное, обработанное множество раз молоко имеет мало общего с тем продуктом, который любил олимпийский чемпион по тяжелой атлетике Джон Гримек.

Яйца

На сегодняшний день сывороточный белок считается самым легко усваиваемым для человека, однако протеин яиц уступает ему совсем немного. Этот источник белка дает полноценные «кирпичики» и считается эталонным – другие белки и продукты оцениваются по сравнению с ним.

Это один из самых полезных продуктов в бодибилдинге и пауэрлифтинге. Растительный белок и животный белок не могут соперничать с ним в эффективности. Белок яиц активно используется для изготовления пищевых добавок.

Яйца, как и молоко, можно употреблять при любом весе, во время набора веса и во время похудения. Бодибилдеры едят их в огромных количествах – например, Джей Катлер, четырежды «Мистер Олимпия», съедает около 170 яичных белков в неделю, ест он их дважды в день.

Специальное спортивное питание

Привычные источники белков в питании можно дополнить специальными спортивными добавками, которые разрабатываются лучшими учеными по заказу многомиллионной индустрии. Это специально разработанные комплексы и добавки, изготовленные согласно последним достижениям в области диетологии и физиологии.

Основной базой протеина в спортивных добавках служат казеиновый или сывороточный белок. Самая серьезная разница между ними в том, что казеиновый протеин усваивается в организме 5-6 часов, сывороточный – 1,5-3 часа.

Получают их несколькими разными способами, имея в итоге разную чистоту белка и наличие или отсутствие посторонних жиров. Однако технология уже позволяет получать достаточно дешевый и легко усваиваемый протеин, который можно использовать не только спортсменам, но и «обычным» людям.

Искусственные протеины

Первый искусственный белок был создан более десяти лет назад, и за это время ученые смогли дойти до создания сложных структур. Можно ожидать, что рано или поздно на рынке появятся продукты, которые смогут заменить в этом плане и мясо, и растения. Уже сейчас создано искусственное «мясо», которое ученые выращивают на основе клеток животных.

Источник белка «из пробирки» может устроить всех – и защитников животных, и производителей, но для этого надо сначала удешевить процесс, так как сейчас он слишком дорогой для массового производства. Да и вкус штучного продукта питания тоже должен соответствовать ожиданиям.

К сожалению, для вегетарианцев этот способ не годится – им все так же придется искать полноценные белки в растениях. Однако в скором будущем это тоже может измениться – наука движется вперед огромными шагами, и создание синтетического белка для широкой продажи – только вопрос времени и спроса.

таблица продуктов, плюсы и польза

Белок является основой строения клеток и тканей организма человека. Он бывает животного и растительного происхождения. Хотя многие люди отдают предпочтение протеинам именно животного происхождения, все же растительный белок более полезен для человека, так как он не содержит в своем составе насыщенные липиды и стерол, поэтому лучше усваивается организмом. Растительные протеины, в отличие от животных белков, практически не влияют на работу пищеварительной системы и не перегружают её.

В каких же продуктах содержатся растительные белки? Люди, которые ничего не знают о вегетарианских правилах питания, могут утверждать, что только в мясе содержится достаточное количество белков. Но данное утверждение не соответствует истине! Список продуктов, благодаря которым можно насытить свой организм белками растительного происхождения, достаточно обширен! Сегодня разберемся, какие же именно продукты входят в данный список и чем же так полезен растительный белок для организма человека.

Таблица продуктов, содержащих растительные белки

Продукт

Содержание белка на 100 г продукта

Свойства

Спирулина

65 г

Спирулину, которая является самым распространенным видом морских водорослей, по праву можно назвать кладезем необходимых человеческому организму микроэлементов и витаминов. Она содержит в своем составе не только рекордное количество растительных протеинов, но и витамины Е, D, С, В1, В2, А, натрий, фосфор, калий, железо, волокно, йод.

Если ввести в свой рацион данный продукт, то через некоторое время ваш организм насытится растительным белком и йодом, а уровень сахара в крови заметно понизится.

В некоторых странах спирулину употребляют как заменитель мяса. Её добавляют в гарниры, салаты, напитки.

Если спирулина вам не по вкусу, то её можно заменить морской капустой, другими видами морских водорослей.

Соя

36 г

Продукты на основе сои (соевое молоко, соевое масло, темпе, тофу и т.д.) отлично насыщают организм протеинами растительного происхождения. Многие строгие вегетарианцы используют соевые продукты для приготовления вкусных и полезных блюд.

Диетологи советуют употреблять продукты на основе сои не реже двух-четырех раз в неделю.

Чечевица

25 г

Чечевица является ярким представителем семейства бобовых. О её полезных свойствах знали древние египтяне и римляне. Первые готовили из неё хлеб, а вторые использовали в качестве лекарственного препарата.

Чечевица содержит в своем составе много растительных протеинов, поэтому её стоит употреблять тем людям, которые отказались от белков животного происхождения. Готовится чечевица очень быстро (15-20 минут), что является еще одним её несомненным плюсом.

Орехи

20 г

Орехи не только содержат в своем составе большое количество растительных белков, но и имеют низкий гликемический индекс, поэтому не повышают уровень сахара в крови и не влияют на фигуру.

Какие именно орехи выбрать? Ответ зависит только от вас и ваших предпочтений! Большое количество протеинов содержат грецкие орехи, фисташки, миндаль, лесные орехи, арахис, кедровые орехи, кешью.

Орехи можно добавлять в салаты, выпечку, кашу, сочетать с сырами, кушать в качестве десерта и т.д.

Семена тыквы

20 г

Хотя семена тыквы являются достаточно калорийными и жирными, регулярное употребление этого продукта в небольших количествах положительно сказывается на организме и насыщает его растительными протеинами.

Нут (турецкий горох)

19 г

Протеин, который содержится в нуте, своим качеством напоминает яичный белок. Поэтому турецкий горох является отличной заменой продуктам животного происхождения, которые содержат необходимые для организма человека протеины.

Нут обладает высоким уровнем питательности. Из него можно приготовить хумус, фалафель и многие другие вкусные закуски.

Кунжут

18 г

Хотя в нашей стране кунжут чаще всего используют при изготовлении халвы, хлебобулочных изделий и других десертов, не стоит забывать, что он содержит большое количество растительных протеинов. Поэтому его смело можно добавлять в разные салаты и вторые блюда. Сезам не только улучшит вкус приготовленных вами кулинарных шедевров, но и насытит организм белками растительного происхождения.

В состав кунжута входят сезамолин и сезамин – эффективные антиоксиданты, которые борются со свободными радикалами и их негативным влиянием на человеческий организм.

Киноа

15 г

В нашей стране о данной злаковой культуре знают очень немногие люди, но с каждым годом она становится все популярнее среди личностей, желающих правильно питаться и вести здоровый образ жизни.

Киноа по праву входит в двадцатку самых полезных растений в мире, ведь она не только содержит растительный белок, но и обладает массой полезных свойств и ярким вкусом. Эта злаковая культура во многих странах используется для приготовления горячих блюд и различных салатов.

Фасоль

От 10 г до 21 г (в зависимости от сорта)

Протеины, содержащиеся в фасоли, легко усваиваются организмом. Фасоль обязательно должна присутствовать в рационе тех людей, которые отказались от белков животного происхождения. Из неё можно приготовить массу питательных и вкусных блюд: супы, салаты, вторые блюда, паштеты, гарниры и т.д.

Зеленый горошек

5 г

Свежий горошек зеленый содержит в своем составе 5 г сбалансированного растительного белка. В консервированном или замороженном продукте белков уже содержится чуть меньше – 4-4,8 г.

Летом свежий продукт можно добавлять в салаты, а зимой варить супы или готовить гороховые котлетки.

Авокадо

4 г

Авокадо не только является источником клетчатки и полезных для человеческого организма жиров, но и содержит в своем составе протеины растительного происхождения.

Белок, содержащийся в авокадо, является полноценным, так как в нем есть весь комплекс аминокислот.

 Кокос

3,3 г

Кокос для многих наших сограждан до сих пор является экзотическим фруктом, но диетологи утверждают, что он обладает массой полезных свойств, насыщает организм необходимыми витаминами и веществами, содержит в своем составе достаточное количество белков растительного происхождения. Мякоть кокоса можно порезать на кусочки и употреблять в пищу как самостоятельное блюдо, миксовать с орехами и сухофруктами, добавлять в салаты, каши и т.д.

Брокколи

3 г

Данный сорт капусты отлично насыщает организм растительными протеинами и витаминами. Брокколи является низкокалорийным продуктом (всего около 30 ккал на 100 г), поэтому его можно употреблять тем людям, которые следят за своим весом.

Банан

1,5 г

Хотя количество белков растительного происхождения в бананах не впечатляет, все же он попал в эту таблицу. Почему? Дело в том, что этот фрукт обладает высокой калорийностью и оптимальным балансом углеводов и белков, поэтому диетологи рекомендуют его регулярно употреблять в пищу людям, которые занимаются спортом и хотят быстрее набрать мышечную массу.

Сухофрукты

От 1 г до 5,2 г

Сухофрукты являются отличным источником белков растительного происхождения. Курага, урюк, чернослив, яблоки и другие сухофрукты насытят организм протеинами и улучшат работу пищеварительной системы. Их можно смело вводить в рацион тем людям, которые следят за весом и не хотят набрать пару-тройку лишних килограмм.

Белок растительного происхождения: польза и плюсы

Чтобы организм человека нормально функционировал, ему необходим белок, который является сложным органическим веществом. Как уже было сказано выше, существует два вида протеина: белок растительного происхождения и белок животного происхождения.

Пока многие диетологи пытаются доказать, что без протеинов животного происхождения человек не сможет полноценно жить и функционировать, сыроеды и вегетарианцы, практикующие на протяжении нескольких лет правильное питание, на своем примере показывают, что диетологи не совсем правы. Люди, чей организм получает белок лишь растительного происхождения, не только находятся в прекрасной физической форме, но и становятся профессиональными спортсменами.

Почему же белки так необходимы человеку? Дело в том, что от них зависит качество жизнедеятельности клеток организма. Благодаря протеинам в организме происходят важные обменные процессы. Белки принимают участие и в образовании межклеточного вещества. Пища, содержащая растительные протеины, благотворно влияет на формирование мышечной массы и помогает поддерживать крепость мышц.

Аминокислоты, которые входят в состав белков, благотворно влияют на работу сердечной мышцы и сердечно-сосудистой системы, принимают участие в выработке поджелудочной железой инсулина.

Белок необходимо человеку, так как он:

улучшает работу пищеварительной системы;

✔ помогает организму вырабатывать полезный холестерин;

✔ укрепляет иммунитет;

✔ восстанавливает микрофлору кишечника;

✔ помогает держать вес в норме;

✔ предупреждает возникновение проблем с мочеполовой системой;

✔ улучшает метаболизм.

Если человек будет регулярно употреблять продукты, содержащие растительные протеины, то он снизит риск заболевания:

атеросклерозом;

✚ ожирением;

✚ инфекционными заболеваниями;

✚ сахарным диабетом;

✚ онкологией.

Белок растительного происхождение, в отличие от белка животного происхождения, обладает следующими преимуществами:

легко усваивается человеческим организмом;

☑ быстро и эффективно насыщает организм аминокислотами;

☑ не вызывает аллергических реакций;

☑ при его переваривании организмом не вырабатываются токсины;

☑ содержит большое количество клетчатки;

☑ благотворно влияет на состояние кожи, ногтей, волос;

☑ борется с первыми признаками старения;

☑ при термообработке сохраняет свою ценность.

Если же организм систематически не получает необходимое количество протеинов, то у человека может развиться острая или хроническая белковая недостаточность.

Симптомы белковой недостаточности:

  • кожные покровы становятся бледными;
  • появляется мышечная слабость;
  • в особо тяжелых случаях – атрофия мышечной ткани;
  • возникают головокружения;
  • ухудшается память;
  • снижается работоспособность;
  • появляются аллергические реакции;
  • появляется апатия, раздражительность;
  • настроение резко ухудшается;
  • происходит общее падение интеллекта;
  • иммунитет резко падает;
  • у детей наблюдается задержка физического и умственного развития.

Диетологи советуют не забывать о том, что суточная норма белков для взрослого среднестатистического человека равна 60-120 г. Более точное количество суточной нормы белков зависит от возраста, пола, образа жизни, рода занятий, индивидуальных особенностей организма индивида. Подросткам же, учитывая тот факт, что их организм активно растет и развивается, необходимо в сутки употреблять 210-270 г белка.

Читайте также: Таблица содержания кальция в растительных продуктах. Плюсы растительного кальция

Растительный белок

Глютен – это растительный белок (клейковина) какого-либо зерна. Он является побочным продуктом производства крахмала: отделяется в процессе обработки от остальных составляющих (клетчатки, жира и крахмала). Глютен содержит некоторое количество витаминов и минеральных веществ. Но в данном случае неясно, глютен какого именно злака добавлен в рацион, поэтому нашего доверия ингредиент с таким названием не заслуживает.

Понятие «глютен», или «глутен», уже давно вызывает брожение умов среди любителей животных и специалистов. О вреде глютена для животных и людей существует масса информации, и зачастую компании-производители готовых кормов активно пользуются свободой этого термина, чтобы обозначить свои корма как «безглютеновые» рационы.

Владельцам домашних животных еще сложнее — они, по большей части, просто не понимают, о чем идет речь, и считают, что безглютеновые корма лучше обычных, и что «глютен» — это нечто очень вредное и страшное, чего надо бояться и в миске животных, и в собственных тарелках. Основная проблема в том, что под этим словом в разных случаях подразумевают две принципиально разные вещи.

Существует «истинный глютен» – особое сочетание определённых видов растительных белков, которое встречается только в нескольких видах злаков, а именно: во всех разновидностях пшеницы, ржи, ячменя и тритикале (смеси пшеницы и ржи).

Именно этот глютен (смесь белков глиадина и глютенина) опасен при редком заболевании под названием целиакия (глютеновая энтеропатия). Целиакия встречается как у людей, так и у братьев наших меньших. При этой патологии даже самое малое количество истинного глютена не может усвоиться организмом – происходит иммунная реакция, повреждается кишечник. Больным целиакией истинный глютен в рационе противопоказан.

Кроме целиакии, существует и так называемая глютеновая чувствительность – недомогание, которое возникает от употребления в пищу глютеносодержащих продуктов. Выраженного повреждения кишечной стенки при этом не наблюдается.

Истинный глютен может содержаться в составе таких туманных ингредиентов корма, как «растительный белок», «экстракт растительного протеина», «гидролизованный растительный белок», «злаковый белковый гидролизат» – ведь в каждом из них может быть доля упомянутых выше злаков (пшеницы, ржи, ячменя). Безусловно, рискованно предлагать пациентам с целиакией и глютеновой чувствительностью рационы, содержащие подобные спорные ингредиенты.

Пшеничная клейковина, или истинный глютен, применяется в промышленных масштабах как белковый обогатитель для улучшения свойств муки в хлебопечении. Это растительное вещество придаёт хлебу мягкость, связывает мясные кусочки в котлетах, ветчине, сосисочном фарше, а также используется как основа для жевательной резинки. Глютен, в некотором роде, «склеивает» частицы продуктов и позволяет использовать меньше жира или сахарного сиропа, поэтому безглютеновые продукты для людей зачастую более калорийны, чем их аналоги, где глютен присутствует.

Белок злаков

Словом «глютен» часто обозначают белок злаков или просто растительный белок. И эта трактовка особенно распространена в индустрии готовых кормов. В их составах мы можем встретить, к примеру, «кукурузный глютен» (Corn Gluten), «рисовый глютен» (Rice Gluten). Научно подтверждено, что истинного глютена кукуруза и рис не содержат и при целиакии не опасны (ни людям, ни животным) – то есть здесь «глютен» означает просто белок, выделенный из кукурузы или риса.

Собакам и кошкам – плотоядным – любой растительный белок, в том числе и белок злаковых, неполезен как таковой, а тем более, в больших количествах (в качестве основы корма). Поэтому такие ингредиенты, как «кукурузный глютен» или «рисовый глютен» (он же рисовый белок), да и сами эти злаки, мы рассматриваем в составе кормов, скорее, как недорогие углеводные наполнители.

Если на упаковках готовых рационов заявлено об отсутствии в них «глютена» (без дополнительных уточнений), а в составе при этом имеются кукуруза или рис (или другие злаковые), то это лишь попытка производителя создать более выгодное впечатление о своём продукте.

Спрос на белок: обзор растительных и животных белков, используемых при разработке и производстве альтернативных белковых продуктов | Границы животных

  • Увеличение потребления белка во всем мире привело к резкому росту спроса на белковые продукты за последние несколько лет.

  • Демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для успеха на рынке белков.

  • Дополнительные исследования небелковых ингредиентов и инноваций в технологиях производства альтернативных белковых продуктов необходимы для продолжения расширения предложения белков на рынке.

Введение

За последние несколько лет резко вырос спрос на белковые ингредиенты. В 2019 году мировой рынок белковых ингредиентов оценивался в 38 миллиардов долларов США, и ожидается, что в период с 2020 по 2027 год он будет расти на 9,1% (Grandview Research, 2020). Потребление белков животного происхождения в последнее время значительно возросло, а с ростом интереса к общему белку ожидается значительный рост рынка растительных белковых ингредиентов.Растительные белки могут компенсировать долю рынка животных белков (молочных, яичных и мясных), поскольку они могут производиться по конкурентоспособным ценам.

Спрос на белки зависит от множества факторов. Рынок животного белка будет продолжать расти из-за связанной с этим пользы для здоровья от употребления мяса. Молочные и другие животные белки также играют важную роль в спросе благодаря диетическим добавкам и употреблению продуктов питания. Увеличение числа веганов, вегетарианцев и флекситарианцев привело к использованию растительных белков в пищевых продуктах. Кроме того, растительные белки используются в производстве широкого спектра натуральных продуктов. В целом, растущая пищевая промышленность из-за увеличения населения и осведомленности потребителей стимулирует рынок белка и потребность в альтернативных белковых ингредиентах.

Кроме того, существует глобальная проблема обеспечения продовольственной безопасности и сохранения земельных и водных ресурсов в связи с изменением климата, ростом населения и изменением рациона питания. Соответственно, растет интерес к устойчивым и биоразнообразным продовольственным системам.С точки зрения потребителя, покупательские привычки, которые могут улучшить окружающую среду, приобретают все большее значение. Потребители стремятся к прозрачности и устойчивости поставок продуктов питания. Соответственно, пищевая промышленность заинтересована в коммерциализации продуктов, приготовленных из ингредиентов, полученных из экологически чистых культур.

Другой важной причиной для поиска новых растительных белковых ингредиентов является аллергенность белка. Яйца, молочные продукты и соя входят в число основных аллергенов «большой восьмерки», признанных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов.Другие оппортунистические причины включают использование текущих потоков обработки для увеличения стоимости и доходов (добавление стоимости побочных продуктов), поиск уникального и конкурентоспособного места на рынке и использование всех возможных ресурсов для расширения поставок ингредиентов. Кроме того, производители ищут функциональные, неаллергенные ингредиенты, которые могут заменить синтетические ингредиенты (такие как синтетические эмульгаторы, например, моноглицериды и диглицериды) в рамках программы «чистая этикетка». Учитывая, что белки выполняют несколько функций, включая, помимо прочего, стабилизирующие свойства, структурообразование и усиление вкуса, производители стремятся заменить синтетические ингредиенты функциональными белками в различных областях применения, в том числе высокоценных, таких как инкапсуляция биологически активных соединений. и ароматизаторы (т.г., рыбий жир и апельсиновое масло).

Таким образом, демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых растительных белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для их успеха на рынке. Знания потребителей и производителей о растительных белках, кроме сои, ограничены; тем не менее, новые растительные белки набирают популярность, в том числе белки бобовых (из гороха, чечевицы, нута и фасоли) и белки из рапса, подсолнечника, овса, картофеля, риса, кукурузы и древних зерен среди прочих (Grandview Research, 2016).Производители продуктов питания стремятся понять, как эти растительные белки могут частично или полностью заменить традиционные растительные и животные белковые ингредиенты в пищевых продуктах или продуктах, заменяющих мясо на растительной основе, чтобы обеспечить оптимальную питательную ценность, вкус и функциональность. Кроме того, также востребованы усовершенствования в отношении вариантов и функциональных возможностей небелковых ингредиентов, поскольку эти ингредиенты сочетаются с растительными и мясными белками для удовлетворения требований рецепта (например, цвета, вкусовых качеств и срока годности) при разработке этих пищевых продуктов.

Несмотря на то, что были проведены некоторые исследования для характеристики новых растительных белков, информация далека от исчерпывающей. Наука и техника должны соответствовать экспоненциальному увеличению спроса на новый растительный белок. Необходимо изучить эффективные процессы экстракции белка, чтобы обеспечить высокие выходы и сохранить качество и функциональность белка, понять взаимосвязь между структурой и функцией, разработать рентабельные стратегии функционализации белка, продемонстрировать способы решения проблем, связанных со вкусом и текстурой, определить уникальные высокоэффективные продукты. ценить применение, исследовать разнообразие сельскохозяйственных культур и обеспечивать изобилие поставок, а также разрабатывать небелковые дополнительные ингредиенты, используемые в сочетании с растительными и животными белками для удовлетворения рыночного спроса.Наша цель — предоставить обзор основ белка и определить потребности в инновациях и проблемы по всей цепочке поставок белка, чтобы поддержать рост спроса на белковые продукты.

Белки

Белок является основным и универсальным компонентом пищевых продуктов (рис. 1). Помимо питательной ценности, физико-химические и поведенческие свойства белков во время обработки играют важную роль в определении конечного качества пищевых продуктов. Из-за структурной универсальности и амфифильной природы белков они могут взаимодействовать с другими компонентами пищи, такими как углеводы, жиры, вода, витамины, минералы и другие белки, посредством ряда взаимодействий и связей.В производстве продуктов питания источники животного и растительного белка предлагают множество функциональных возможностей.

Рисунок 1.

Белок животного и растительного происхождения.

Рисунок 1.

Белки животного и растительного происхождения.

Обычные белки животного происхождения, используемые для переработки в пищевой промышленности, включают следующее: основные молочные белки казеина и сыворотки, используемые для придания вязкости и стабилизации различных пищевых матриц; белок яичного белка, используемый в формирующих сетках для устойчивости при взбивании и нагревании пищевых продуктов; и мышечные белки (миофибриллярные, саркоплазматические и стромальные) для применения в диапазоне от гелеобразования до формирования цвета. Соя и горох — это два растительных белка, которые широко используются благодаря превосходным функциональным свойствам, таким как водоудерживающая, гелеобразующая, жиропоглощающая и эмульгирующая способность в пищевых продуктах. Глютен, белок, содержащийся в зернах злаков, обладает уникальными когезионными и вязкоупругими свойствами, которые могут образовывать волокнистые белковые сети, и обычно используется в альтернативных мясных продуктах. Рапсовое и рапсовое масло представляют собой белки масличных культур, которые все чаще используются в качестве ингредиентов для белковых продуктов на растительной основе. Эти белки обеспечивают свойства эмульгирования и пенообразования, а также могут образовывать гели.Чечевица, люпин, нут, голубиный горох, маш и конская фасоль — другие белки бобовых, изученные на предмет их физико-химических характеристик, включая стабилизацию пены, эмульгирование и гелеобразование. Представленный обзор белков представляет собой обзор доступных вариантов растительных и животных белков и связанных с ними функций для производителей продуктов питания.

Процессы экстракции белка

Процессы экстракции и очистки растительного белка обычно начинаются с экстракции масла, как в случае масличных культур (например, масличных культур).г., соя; Фигура 2). Другими начальными этапами экстракции белка являются воздушная классификация для отделения гранул крахмала и клетчатки от белковых тел, как в случае с бобовыми, или замачивание, как в процессе помола кукурузы, при котором кукуруза разделяется на четыре компонента: зародыши, волокна, крахмал и и белок. Этапы очистки и начального концентрирования для выделения белка зависят от культуры. После первоначального разделения и концентрирования богатая белком фракция подвергается дальнейшей обработке для получения белкового концентрата (60–80 % белка) или изолята (более 80 % белка).

Рисунок 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Рис. 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Белок из любого данного источника представляет собой гетерогенную смесь различных типов белков. Таким образом, очистка белка различными методами приведет к получению различного профиля, качества и функциональности белка. Очистку белка можно проводить следующими методами: мембранной фильтрацией, хроматографией, экстракцией солей или солюбилизацией/осаждением при рН.Для коммерчески доступных ингредиентов растительного белка, а именно соевого и горохового белка, наиболее распространенной практикой является солюбилизация/осаждение при рН. Другие процессы очистки, такие как хроматография, мембранная фильтрация или солевая экстракция, хотя и могут производить более функциональный белковый ингредиент, являются более сложными и дорогостоящими.

После рН-экстракции белок солюбилизируется при рН (в основном щелочной, рН >7), при котором белок наиболее растворим, а крахмал и/или клетчатка осаждаются после центрифугирования.Для отделения белка от растворимых сахаров и олигосахаридов белок осаждают в его изоэлектрической точке. Осадок промывают, нейтрализуют и сушат распылением. Иногда перед сушкой вводят стадию диафильтрации, чтобы уменьшить количество соли. pH солюбилизации может влиять на функциональность, цвет, вкус и усвояемость. Низкий рН часто вреден для белка, вызывая денатурацию и потерю функциональности. Кроме того, при щелочном pH благоприятствует окисление, которое может привести к потемнению и появлению неприятного привкуса в присутствии высокого уровня полифенолов.

Поэтому важно оптимизировать очистку белка в зависимости от источника. Белки из разных источников имеют разные структурные характеристики, которые обусловливают различия в их растворимости и реакционной способности при различных условиях экстракции. Инновации в протоколах сухой и влажной экстракции необходимы для повышения выхода и чистоты белка при сохранении структурной целостности и функциональности.

Взаимосвязь структура/функция

Функциональные свойства белка определяются структурными характеристиками, включая аминокислотный состав и последовательность, молекулярный размер и конфигурацию, а также физико-химическими характеристиками, такими как гидрофобность поверхности, суммарный заряд и наличие реакционноспособных групп (например,г. , сульфгидрильные и гидроксильные группы). Эти характеристики могут быть взаимосвязаны; например, состав аминокислот влияет на гидрофобность и заряд, тогда как последовательность может влиять на конфигурацию молекул, что, в свою очередь, может влиять на свойства поверхности. Свойства поверхности влияют на растворимость белка, термическую стабильность, эмульгирующие и пенообразующие свойства, а также на способность к гелеобразованию. Например, сывороточный протеин имеет очень низкую поверхностную гидрофобность; поэтому он хорошо растворяется и является золотым стандартом для белковых готовых к употреблению напитков.С другой стороны, белки, такие как соевый белок, с высокой молекулярной массой и высокой гидрофобностью поверхности, могут образовывать полимеры в определенных условиях и, таким образом, могут быть текстурированы для получения продуктов с текстурными свойствами, подобными мясным продуктам. Любое изменение в структуре белка во время очистки и/или обработки приведет к значительному изменению функциональности.

Стратегии функционализации

Часто протеиновые порошки подвергаются нескольким процессам функционализации, включая агломерацию, покрытие лецитином и гомогенизацию под высоким давлением (Barbosa-Cánovas et al., 2005). Эти процессы влияют на размер частиц, форму и свойства поверхности. Агломерация увеличивает размер частиц за счет образования мостиков с использованием связующих веществ, таких как крахмал, камеди или гидроколлоиды. Этот процесс улучшает диспергируемость, так как вода может легко диффундировать в агломерат, а лецитиновое покрытие улучшает смачиваемость и предотвращает слеживание порошка. Гомогенизация под высоким давлением в сочетании с контролируемыми условиями распылительной сушки влияет на функциональность белка. Например, обработка под высоким давлением приводит к увеличению водоудерживающей способности и вязкости, что желательно для мясных продуктов.Функционализацией порошка посредством обработки можно управлять для целевого улучшения функциональности. Однако различные источники белка могут потребовать уникальных подходов к обработке для повышения их функциональности. Многое известно о функционализации соевого и молочного белка. Однако функционализация — это область, требующая изучения новых растительных белков.

Другие стратегии функционализации включают модификации, направленные на белок. Использование белков в пищевых рецептурах сопряжено с проблемами обработки из-за их чувствительности к различным параметрам обработки, включая pH, температуру, напряжение сдвига и ферментативную активность.Методы улучшения функциональности и стабильности белка во время обработки обычно сосредоточены на модификации структуры белка для улучшения растворимости, повышения гибкости, изменения гидрофильно-липофильного баланса или стимулирования перекрестного связывания белка. Наиболее часто используемой модификацией белка в промышленности является ферментативный гидролиз.

Ферментативный гидролиз очень хорошо изучен и предназначен для улучшения функциональности и обеспечения физиологических преимуществ. Степень гидролиза (%DH) и выбор фермента определяют функциональные свойства полученного белкового гидролизата, влияя на структуру белка и профиль пептидов.Ограниченная степень гидролиза (т. е. низкий %DH) особенно важна для производства ингредиентов с улучшенными функциональными возможностями, поскольку она контролирует как потерю структуры, так и высвобождение горьких пептидов, связанных с более интенсивным гидролизом. Чрезмерный гидролиз (т.е. высокий %DH) приводит к продукту с высоким содержанием свободных аминокислот и короткоцепочечных пептидов с минимальной функциональностью, если таковая имеется. Ограниченный ферментативный гидролиз соевого белка (DH = 2–15%), например, приводил к повышению растворимости (Sun, 2011; Meinlschmidt et al., 2016), пенообразования (Tsumura et al., 2004) и эмульгирующей способности (Sun 2011; Meinlschmidt et al., 2016). Ферментативный гидролиз необходимо оптимизировать для каждого источника белка, чтобы добиться желаемого улучшения конкретной функциональности.

Другим подходом к модификации белков является гликирование, индуцированное Майяром. Гликирование — это присоединение сахаров к белку или липиду. Влияние ограниченного, контролируемого гликирования, вызванного Майяром, на улучшение функциональности белка было исследовано, но не применялось в коммерческих целях.В обзоре de Oliveira et al. (2016) выделили 31 исследование, демонстрирующее улучшенную функциональность гликированных белков. Гликирование, вызванное Майяром, может привести к улучшению растворимости, термостабильности, эмульгированию, пенообразованию и гелеобразованию за счет повышенной гидрофильности, вязкости и перекрестного связывания белков при одновременном снижении изоэлектрической точки белка и предотвращении денатурации (Wang and Ismail, 2012; Wang et al., 2012). и др., 2013; де Оливейра и др., 2016;). Однако структурные модификации и функциональные изменения гликозилированных белков зависят от условий реакции Майяра, конформации белка и характеристик полисахаридов (например,г. , длина цепи). Таким образом, оптимизация параметров гликирования, вызванного Майяром, необходима для достижения желаемой функциональности конкретного белка при минимизации распространения реакции на продвинутые и нежелательные стадии (приводящие к потемнению и постороннему привкусу). Кроме того, этот метод должен быть применим для промышленного применения.

Набирают популярность методы нетермической модификации белка, такие как высокое давление, колебательное магнитное поле, ультрафиолетовое излучение, обработка озоном, импульсные электрические поля и, совсем недавно, холодная плазма.Технология холодной плазмы включает воздействие белков на плазму, частично ионизированный газ. Генерируемая плазма может содержать ряд реактивных частиц, включая электроны, положительные и отрицательные ионы, а также химически активные частицы кислорода и азота, включая свободные радикалы в условиях температуры, близкой к комнатной. Состав реактивных частиц зависит от используемых газов (например, воздух, O2, CO2 и Ar), геометрии реактора, энергопотребления и способа взаимодействия с обрабатываемым субстратом (Ikawa et al. , 2010). Различные виды могут вызывать несколько химических реакций, включая окисление, разрыв связей и/или полимеризацию. Холодная плазма интенсивно используется в промышленности для модификации поверхности при обработке материалов и генерации озона для дезинфекции воды, а также исследуется в контексте лечения рака, заживления ран, обеззараживания пищевых продуктов и свертывания крови (Inagaki, 2014; Mittal, 2014). К преимуществам использования холодной плазмы относятся сохранение качественных характеристик, экономичность, эффективность в снижении количества патогенов, короткое время обработки и отсутствие воды и химикатов, необходимых во время обработки.Холодную плазму можно проводить на открытом воздухе, она адаптируема, устойчива и безвредна для окружающей среды (Ekezie et al., 2017). В нескольких исследованиях изучалось влияние холодной плазмы на структуру, функциональность и аллергенность белков из разных источников (Tolouie et al., 2018). Исследования действительно показали изменения в структуре белка при лечении холодной плазмой. Однако результаты были неубедительны из-за различных тестируемых условий, а результаты не были исчерпывающими в отношении связи функциональных изменений со структурными модификациями.Базовые знания, направленные на лучшее понимание модификации холодной плазмой, необходимы для разработки целевого подхода к повышению функциональности растительных белков для желаемых приложений.

Разнообразие культур и предложение

В настоящее время существует разрыв между селекцией культур на повышение урожайности и селекцией на повышение функциональных и питательных свойств белкового компонента. Поэтому крайне важно исследовать естественные вариации среди существующих линий не только по содержанию белка, но и по белковому профилю, а также разработать маркеры и инструменты для инициирования стратегий селекции для прямого повышения функциональности белка и качества питания.

Существуют неотъемлемые различия в количестве и качестве белка в разных линиях определенной культуры из-за генетической изменчивости, а также различий в окружающей среде между местами выращивания. Критическая необходимость для решения вопроса о будущей полезности растительных белков в пищевой промышленности заключается в выявлении превосходных генетических вариантов качества и функциональности белка. Это включает в себя выявление образцов или сортов, которые в настоящее время обладают лучшими признаками, и определение генетических локусов, которые можно использовать в селекционных усилиях для улучшения этих признаков за пределами их текущего использования.В частности, выявление источников зародышевой плазмы с превосходными признаками и разработка генетических маркеров позволит эффективно интрогрессировать эти признаки в нынешние и будущие племенные популяции.

Помимо селекции и геномики, исследовательские потребности охватывают агрономию, проектирование систем земледелия и агроэкосистем, эффективное производство регенеративных экосистемных услуг и логистику цепочки поставок. Например, такие культуры с коротким периодом вегетации, как горох (рис. 3), могут быть интегрированы в севооборот, чтобы питать почву и приносить дополнительный доход фермерам. Чтобы новый источник растительного белка был устойчивым и обильным, необходимо использовать систематический подход, охватывающий вышеупомянутые области исследований.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Сравнение качества белков животного и растительного происхождения

Пищевая ценность белка определяется содержанием в нем незаменимых аминокислот, усвояемостью белка, использованием чистого белка, биологической ценностью и индексом аминокислот с поправкой на усвояемость белка (PDCAAS; FAO/WHO, 1991).PDCAAS — это показатель для оценки качества белка по его способности удовлетворять потребности человеческого организма в аминокислотах (ФАО/ВОЗ, 1991).

Животные белки лучше усваиваются, имеют большую чистую утилизацию, биологическую ценность и PDCAAS, чем сырые растительные белки (таблица 1; Berrazaga et al. , 2019). Низкий уровень PDCAAS в источниках растительного белка может быть связан с более низкой усвояемостью и отсутствием определенных незаменимых аминокислот, необходимых для удовлетворения потребностей человеческого организма.

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

Животные белки легче усваиваются, чем растительные (табл. 1; Берразага и др., 2019). Одной из причин являются структурные различия между животными и растительными белками. Карбонаро и др. (2012) и Nguyen et al. (2015) обнаружили, что растительные белки имеют больше β-листовых структур и относительно низкие α-спирали, чем животные белки, что делает их устойчивыми к перевариванию в пищеварительной системе. Наличие большего количества клетчатки в растительном белке является еще одной причиной того, что растительный белок имеет более низкую протеолитическую усвояемость (Duodu et al., 2003). Наличие антипитательных факторов является дополнительным фактором более низкой усвояемости белков растительного происхождения в желудочно-кишечном тракте человека по сравнению с белками животного происхождения.Большинство антипитательных факторов в основном обнаруживаются в белковых телах семядолей и шелухе семян бобовых. Методы обработки могут снизить уровень антипитательного фактора и повысить усвояемость растительного белка (Tulbek et al., 2017). Понимание белковых питательных факторов имеет важное значение для стратегий разработки рецептур альтернативных белковых продуктов для удовлетворения потребностей человеческого организма в белке.

Испытания вкуса растительного белка

Использование растительных белков, таких как белки бобовых, в пищевых продуктах затруднено из-за стойких неприятных привкусов, которые могут восприниматься потребителями.Посторонние привкусы, присутствующие в соевых белках, часто описываются как «зеленые», «бобовые», «красочные» и «травянистые» (Rackis et al., 1979). Эти неприятные примечания обычно связывают с инициируемым липоксигеназой перекисным окислением ненасыщенных жирных кислот (MacLeod and Ames, 1988) и в основном связывают с источником сырья, обработкой и/или хранением. Ароматические соединения гороха были исследованы в сыром, хранящемся и приготовленном горохе (Malcolmson et al., 2014). Сообщаемые вкусоароматические соединения представляли собой насыщенные и ненасыщенные спирты, альдегиды, кетоны, спирты и их сложноэфирные производные, а также метоксипиразины.Азарния и др. (2011a) сообщили о значительных изменениях летучих ароматических соединений гороха во время хранения, в то время как Azarnia et al. (2011b) сообщили о различиях в летучих соединениях между сортами и сортами, выращенными в разные годы урожая. Насколько нам известно, нет сообщений о вкусовых соединениях, сохраняющихся в изолятах горохового белка или других новых ингредиентах растительного белка. Необходимо разработать методы экстракции/обработки белков, которые бы давали нейтральные (мягкие) продукты. Маскировка посторонних запахов не имела большого успеха.Маскировка посторонних привкусов, таких как горький, возможна, но маскировка посторонних привкусов более сложна из-за того, что аромат представляет собой сумму паттернов ответов многочисленных типов рецепторов, в отличие от вкуса, который обычно имеет дело с одним рецептором. Точное профилирование вкуса приведет к выявлению подходов, которые устраняют проблемные неприятные запахи, а не пытаются их замаскировать.

Небелковые ингредиенты и функции

Текстураторы

Текстураторы, используемые в пищевых продуктах, действуют как связующие воды и масла, усилители нарезки, наполнители или наполнители, а также усилители текстуры и гелеобразования в готовом продукте. Выбор текстурирующих ингредиентов животного или растительного происхождения зависит от заявления продукта или целевого типа диеты. Например, альтернативный мясной продукт для флекситарианцев может включать связующие и текстурирующие агенты как животного, так и растительного происхождения, такие как изоляты и концентраты соевого белка, пшеничный глютен, молочные белки, яичный белок, каррагинан, ксантановая камедь, метилцеллюлоза, мука/крахмал. , пектин и другие растительные волокна и камеди, предлагающие самый широкий выбор функциональных возможностей. В качестве альтернативы, в веганских или 100% растительных заявленных продуктах нельзя использовать связующие вещества и текстуризаторы животного происхождения, такие как молочные белки и яичные белки.В веганских продуктах обычно используются текстуризаторы растительного происхождения. Однако яичный белок обычно используется в производстве продуктов питания в качестве связующего из-за его способности образовывать твердый необратимый гель при приготовлении. Чтобы удовлетворить потребности нескольких типов диет, необходимо дальнейшее изучение текстуризаторов на растительной основе, которые обладают большей функциональностью.

Метилцеллюлоза

Метилцеллюлоза представляет собой производное целлюлозы, полученное путем образования щелочной целлюлозы (реакцией метилхлорида и щелочной целлюлозы), которая имеет характерные характеристики гелеобразования.Он образует термообратимый твердый хрупкий гель при нагревании, но при охлаждении превращается в вязкую жидкость. Напротив, крахмалы и гидроколлоиды образуют термообратимые гели в противоположном направлении — гелеобразование при охлаждении и обратное плавление в жидкость при нагревании. Эта уникальная характеристика метилцеллюлозы делает ее бесценной для придания связывающей и гелевой структуры пищевым продуктам, подаваемым в горячем виде. Эмульгирующая способность метилцеллюлозы также помогает предотвратить отделение жира и увеличивает ощущение сочности. При разработке пищевых продуктов на растительной основе метилцеллюлоза ценится за ее универсальность в функциональности и роль в структуре продукта и вкусовых ощущениях. В отрасли существует постоянная потребность в веганских ингредиентах, которые могут создать твердый вкус и сочную мясную текстуру.

Каррагинан

Каррагинан представляет собой высокомолекулярный линейный полисахарид, выделенный из красных морских водорослей. Существует три основных типа каррагинанов: каппа образует прочный гель с ионами калия; йота образует эластичные гели с солями кальция; а лямбда образует загустевшие жидкости и не превращается в гель.Когда нагретый раствор каппа-каррагинана охлаждается ниже температуры гелеобразования (30–70 °C в зависимости от условий рецептуры, таких как наличие солей), он образует твердый хрупкий гель (Blakemore and Harpell, 2010) и обычно используется в мясных продуктах. Эта функциональность улучшает способность нарезки и текстуру аналогов мяса, таких как мясные деликатесы, которые подаются при комнатной температуре или ниже. Каррагинан также обладает отличной водосвязывающей способностью и помогает удерживать влагу для улучшения вкусовых ощущений.

Крахмалы

Крахмалы в аналогах мяса действуют как наполнители и улучшают текстуру благодаря своей способности связывать и удерживать влагу. При нагревании в присутствии воды происходит клейстеризация и гранулы крахмала набухают, захватывая воду, выделившуюся (процесс разрыва связей) из текстурированного белка или других компонентов рецептуры (желатинизация, с другой стороны, это процесс образования геля). Крахмалы доступны из различных ботанических источников и в нативных и модифицированных формах.Обычные модификации крахмала могут улучшить стабильность при замораживании и оттаивании, снизить температуру желатинизации или изменить вязкость (Joly and Anderstein, 2009). Критическое рассмотрение приложения требуется для выбора приложения с соответствующей функциональностью. Например, крахмал с температурой желатинизации выше температур, возникающих во время обработки, не сможет обеспечить большую функциональность. Крахмалы холодного набухания можно использовать для повышения вязкости и связывания воды в необработанной системе.В целом, существует несколько доступных вариантов крахмала. Выбор крахмала для состава пищевого продукта зависит от необходимой функциональности и способа приготовления продукта.

Волокнистые ингредиенты

Клетчатка — это тип углеводов, который содержится во многих продуктах, таких как бобовые, а также в цельнозерновых продуктах и ​​большинстве овощей и фруктов. Ингредиенты клетчатки используются в продуктах на растительной основе для придания консистенции и улучшения вкусовых ощущений, а также для придания им водоудерживающей способности. Они также обеспечивают начальную вязкость и когезию, помогая матрице продукта выдерживать обработку и формование.Из-за разнообразия источников клетчатки предложение волокнистых ингредиентов на рынке для производства продуктов питания является широким.

Жиры

В традиционном и альтернативном (клеточном или растительном) мясе, а также в продуктах на растительной основе жир способствует воспринимаемой нежности и сочности продукта и способствует сохранению/высвобождению аромата. Жидкие масла обеспечивают смазывающую способность и добавляют потребителю ощущение влаги, в то время как насыщенные жиры более точно имитируют профиль жирных кислот традиционного мяса и придают твердость охлажденной смеси.Твердый жир в виде хлопьев также может придать ожидаемый внешний вид мраморности. Некоторые варианты растительных жиров включают растительное масло, кокосовое масло, пальмовое масло и масло какао. Правильное сочетание жиров важно для достижения желаемого сочного вкуса и продолжительного аромата.

Ароматизаторы

Аромат и вкус продуктов очень важны, поскольку они определяют общую приемлемость конечного продукта для потребителей. Пикантные, мясные и металлические ноты (железные или железные) учитываются в основном в рецептурах, альтернативных мясу, для имитации настоящих мясных продуктов.Для придания острого и мясного вкуса и аромата некоторые серосодержащие аминокислоты (цистеин, цистин и метионин), нуклеотиды, редуцирующие сахара (такие как глюкоза, фруктоза), витамины (тиамин) и другие аминокислоты (пролин, лизин, серин , метионин и треонин) обычно используются в качестве ингредиентов в альтернативной обработке белков (Moon et al. , 2011; Kyriakopoulou et al., 2019). Гидролизованные растительные белки являются еще одним ингредиентом, используемым в рецептурах альтернативных белковых продуктов для придания курице или говядине аромата и вкуса.Более того, в альтернативных приготовлениях яиц обычно используется гималайская черная соль или «кала намак», которая имеет уникальный яичный вкус и запах из-за более высокого содержания серы, чтобы имитировать вкус и запах настоящих яиц. В целом, вкус является неотъемлемой частью опыта потребления.

Красители

Цвет является фактором внешней привлекательности пищи. Цвета в гамбургерах, сосисках и мясном фарше на растительной основе используются для имитации красно-розового цвета в сыром состоянии и коричневого цвета в приготовленном виде.Для этих продуктов используется комбинация термостойких красителей и редуцирующих сахаров (Hamilton and Ewing, 2000). Обычно используются термически неустойчивые пигменты бетанинового пигмента, содержащие порошок или сок свеклы. Восстанавливающими сахарами, используемыми в продуктах растительного происхождения, являются ксилоза, арабиноза, галактоза, манноза, декстроза, лактоза, рибоза и мальтоза (Hamilton and Ewing, 2000), они могут вступать в реакцию типа Майяра с аминогруппой белков во время приготовления, образуя компоненты коричневого цвета. Для таких продуктов, как хот-доги и ветчина на растительной основе, желателен красно-розовый цвет конечного продукта.Термостабильные пигменты или их комбинации, такие как аннато, куркума, шафран, каротин, тмин, карамельный краситель, паприка, порошок красного дрожжевого риса, кантаксантин и астаксантин, часто используются для достижения желаемого цвета, поскольку красный цвет не ухудшается. во время нагрева. Большинство термостабильных и термолабильных красителей имеют оптимальный диапазон pH для более качественного окрашивания; поэтому в рецептурах конечного продукта требуется некоторый уровень регулирования pH с помощью подкислителя (уксусная кислота, лимонная кислота и/или молочная кислота). Использование подкислителей не всегда возможно, так как они негативно влияют на текстуру и вкус продукта (Kyriakopoulou et al., 2019). В последнее время соевый леггемоглобин, гемсодержащий белок растительного происхождения, также используется в качестве красителя в гамбургерах на растительной основе для придания «кровоточащего» вида, как в гамбургерах с мясом животного происхождения. Этот пигмент денатурируется и превращается в коричневый цвет при приготовлении, как миоглобин в мясе.

Расширение функциональности и ассортимента текстуризаторов, жиров, ароматизаторов и красителей необходимы для разработки альтернативных белковых продуктов.Следовательно, дальнейшие исследования и разработка небелковых ингредиентов необходимы для принятия потребителем и постоянного роста спроса на продукты питания или продукты растительного происхождения, заменяющие мясо.

Современные и будущие технологии переработки альтернативных белковых продуктов

Методы обработки

Одна из целей альтернативного производства мяса состоит в том, чтобы потребители почувствовали, что они едят мясные продукты, имитируя структуру, состав, внешний вид и вкус продуктов из животного белка (рис. 4).Сложная структура мяса сложно воспроизвести с помощью растительных ингредиентов. Поэтому поиск растительных белков, обладающих питательными и функциональными свойствами, сходными с животными белками, продолжается все более активными темпами. Кроме того, пищевые технологи, разрабатывающие белковые продукты, постоянно фокусируются на методах обработки/структурирования растительных белков, которые обеспечивают желаемые органолептические характеристики продуктов на 100% растительной основе, а также обеспечивают внешний вид и вкусовые ощущения, аналогичные мясным аналогам.

Рисунок 4.

Рисунок 4.

Традиционные альтернативные белковые продукты на растительной основе производятся с помощью простых методов обработки, таких как ферментация, химическая коагуляция белка, прессование, нагревание, пропаривание, охлаждение и промывание (Malav et al. , 2015). Экструзия, технология ячеек сдвига и 3D-печать — это современные технологии обработки. Постоянно делается упор на улучшение этих процессов, а также на изучение других применимых технологий обработки белков.

Экструзия

Экструзия является обычной практикой и широко используется для преобразования растительных материалов, содержащих 50–70% белка, в волокнистые продукты. Это термомеханический процесс, в котором используется сочетание давления, тепла и механического сдвига (Кириакопулу и др., 2019). В настоящее время в качестве ингредиентов для экструзии используется несколько сырьевых материалов растительного белка, таких как обезжиренная соевая мука, концентрат и изолят соевого белка, пшеничный глютен, концентрат и изолят горохового белка, белок арахиса (Kyriakopoulou et al., 2019).

Существует два типа процессов экструзии в зависимости от количества воды, добавляемой во время процесса; экструзия с низким содержанием влаги (добавление влаги 20–40%) и экструзия с высоким содержанием влаги (добавление влаги 40–80%). Текстурированные белки с низким содержанием влаги обычно должны быть регидратированы перед использованием, часто в сочетании с другими ингредиентами. Экструдированные продукты с высоким содержанием влаги могут не требовать дополнительной обработки перед использованием.

Важными функциональными характеристиками экструдированных продуктов являются водо- и маслопоглощение (в формате с низким содержанием влаги), плотность и размер/форма.Эти характеристики зависят от исходного исходного материала, условий экструзии, выбора матрицы и вторичной резки. Менее плотный кусок, такой как хлопья, увлажняется быстрее, чем фарш, но может пожертвовать некоторой твердостью. Продукты со слишком большим расширением с трудом сохранят свою структуру после регидратации и могут превратиться в кашу при дальнейшей обработке или употреблении в пищу. Продукты со слишком малым расширением будут очень медленно регидратироваться и могут восприниматься как твердые куски без различимой текстуры.

Предварительное кондиционирование является важным начальным этапом экструзии белков, позволяющим влаге равномерно проникнуть в белковые частицы перед их введением в экструдер. В экструдере белки подвергаются воздействию высоких температур и давлений, в результате чего белки плавятся и денатурируют (Zhang et al., 2019), теряя свою третичную или даже вторичную структуру. Денатурированные белки перестраиваются в направлении потока, когда они проходят через винт, обнажая участки связывания, которые позволяют белкам сшиваться по-новому.Именно это сшивание текстурирует белки и превращает глобулярные растительные белки в структуры, которые больше напоминают волокнистую и ламинарную структуру мяса. Когда материал выходит из матрицы в конце экструдера, вода в смеси быстро испаряется из-за высоких температур и сброса давления, что приводит к расширению материала и формированию окончательного воздушного формата. Дизайн штампа оказывает значительное влияние на форму и текстуру создаваемых деталей. Кроме того, материал может быть дополнительно разрезан для получения желаемого размера и формы куска.

Помимо создания мясной структуры, экструзия также может изменить цвет и вкус белковых компонентов. Многие нежелательные запахи являются летучими и испаряются вместе с влагой при сбросе давления в конце экструдера. Экструзия также может улучшить пищевые качества белков. Процесс экструзии широко изучался в течение многих десятилетий; однако контроль над процессом является одной из самых больших проблем (Zhang et al., 2019), а конструкция экструдированных продуктов до сих пор полностью не определена.

Технология ячейки сдвига

Технология ячеек сдвига была представлена ​​группой исследователей из Вагенингенского университета, Нидерланды, примерно в 2005 году (Manski et al., 2007). Это еще один метод, при котором сочетание сдвига и тепла используется для образования аналогов мяса на растительной основе со слоистой волокнистой структурой, которые напоминают вкус и текстуру настоящего мясного стейка. Устройство сдвига, используемое в этой технологии, называется ячейкой сдвига, в которой можно применять интенсивный сдвиг. Существует два типа ячеек сдвига: коническая ячейка на основе реометра с конической пластиной и цилиндрическая ячейка Куэтта, которая была разработана для процесса масштабирования (Manski et al., 2007). В этой технологии структура готового продукта зависит от ингредиентов и параметров обработки. Деформация белка в клетке сдвига хорошо выражена и постоянна, затраты механической энергии на структурирование невелики; таким образом, технология ячеек сдвига имеет меньше различий в качестве продукта по сравнению с экструзией (Manski et al., 2007; Кринтирас и др., 2016). Увеличивая размер и длину ячейки Куэтта, можно увеличить емкость и пропускную способность устройства. Несколько комбинаций растительных белков (концентрат соевого белка, изолят соевого белка и пшеничный глютен или изолят соевого белка и пектин) были протестированы на их способность образовывать волокнистые структуры в технологии сдвиговых клеток (Manski et al., 2007; Dekkers et al. , 2016). Однако альтернативные мясу продукты на растительной основе, изготовленные с использованием технологии сдвиговых ячеек, коммерчески недоступны.

3D-печать

Инновационная и универсальная цифровая технология — 3D-печать, которую можно использовать для аддитивного производства и быстрого прототипирования. Процесс 3D-печати может воссоздать мышечную матрицу с помощью микроэкструзии нитей с использованием пасты на растительной основе. Паста помещается в матрицу 3D-принтера с помощью программного обеспечения для моделирования Auto Computer-Aid Design (AutoCAD) (Carrington, 2020).

NOVAMEAT, одна из компаний, занимающихся пищевыми технологиями, производящая 3D-печатные мясные продукты на растительной основе, объявила, что они могут воссоздать стейк с твердой, волокнистой текстурой и мясистым внешним видом, используя гороховый белок, рисовый белок, морские водоросли, рапсовый жир, и свекольный сок (Carrington, 2020).Redefine Meat — еще одна компания, расположенная в Израиле, которая утверждает, что производит альтернативные мясные продукты, которые имитируют внешний вид, текстуру и вкус мясных мышц животных (Askew, 2020). Скорость и разнообразие подложек, используемых в 3D-печати, открывают широкие возможности для применения в пищевой промышленности.

Эти развивающиеся технологии расширяют инструменты, доступные производителям растительной пищи для воспроизведения и улучшения вкуса, текстуры и вкусовых качеств продуктов. Они прокладывают путь к большей универсальности следующего поколения альтернативных белковых пищевых продуктов и представляют собой лишь верхушку айсберга в пространстве, созревшем для инноваций.

Выводы

Прогнозируется, что глобальный спрос на белок будет продолжать расти. Между животными и растительными белками сохраняются различия в качестве и функциональности белка. Наука и технологии, используемые в цепочке поставок различных белковых продуктов, должны соответствовать экспоненциальному росту спроса на новые источники белка. Для удовлетворения как потребительского спроса, так и желаемого вкуса, расширение вариантов и функциональности небелковых ингредиентов имеет важное значение для разработки и производства продукта. И растительные, и животные белки жизненно важны для удовлетворения мировых потребностей в белке.

Заявление о конфликте интересов. Не объявлено.

Об авторе

Д-р Б. Пэм Исмаил — профессор кафедры пищевых наук и питания Миннесотского университета. Она также является основателем и директором Инновационного центра растительных белков. Доктор Исмаил имеет более чем 20-летний опыт исследований в области пищевой химии, сосредоточенных на аналитической химии, химии белков, энзимологии, химии и судьбе биоактивных пищевых компонентов.Ее исследования сосредоточены на химической характеристике и улучшении функциональности, безопасности, биодоступности, доставки и биоактивности пищевых белков и фитохимических веществ с использованием новых подходов к обработке и анализу. Доктор Исмаил является лауреатом «Премии за выдающиеся достижения в области преподавания» и «Премии выдающегося профессора».

Д-р Ласика Сенаратне-Ленагала — старший научный сотрудник компании Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила степень бакалавра в области сельского хозяйства в Университете Перадения, Шри-Ланка, степень магистра в области биохимии в Национальном университете Пукионг, Южная Корея, и степень доктора наук в области зоотехники (биология мяса и мышц) в Университете Небраски-Линкольн. Ее текущая работа в области исследований и разработок сосредоточена как на разработке мясных, так и растительных/альтернативных белковых продуктов.

Алисия Стубе — старший научный сотрудник Североамериканского подразделения Cargill по производству крахмалов, подсластителей и текстуризаторов, Миннеаполис, Миннесота.В Cargill она занимается исследованиями и разработками в области растительных белковых ингредиентов. Ее текущая работа включает в себя понимание функциональности известных и новых белков неживотного происхождения в пищевых рецептурах. Алисия имеет 10-летний опыт работы в пищевой промышленности в области разработки ингредиентов и готовых продуктов, а также имеет степень магистра пищевых наук Университета Пердью, Западный Лафайет, Индиана.

Д-р Энн Брэкенридж является менеджером в Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила докторскую степень в Канзасском государственном университете на Манхэттене в области роста и развития мышц. Энн имеет более чем 20-летний опыт исследований и разработок и безопасности пищевых продуктов в белковой промышленности. Д-р Брэкенридж занимал предыдущие должности в Cargill, руководя научно-исследовательскими группами, работающими над разработкой продуктов и технологий для мясных видов животных, а также командами по эксплуатации предприятий по обеспечению безопасности пищевых продуктов в Северной Америке. Ее исследовательские интересы включают улучшение качества мяса и разработку новых белковых технологий. В настоящее время Энн избрана президентом Американской ассоциации мясных наук.

Цитированная литература

Azarnia

,

S

,

JI

Boye

,

T

Warkentin

и

L

5

0 Malcolmson.

2011а

.

Изменения летучих ароматических соединений в сортах полевого гороха под влиянием условий хранения

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Технол

.

46

:

2408

2419

. doi: 10.1111/j.1365-2621.2011.02764.x

Azarnia

,

S

,

,

S

,

JI

BOYE

,

T

Warkentin

,

L

Malcolmson

,

H

Sabik

и

AS

Bellido

.

2011b

.

Изменение профиля вкуса летучих веществ у отдельных сортов полевого гороха в зависимости от года сбора урожая и обработки

.

Пищевая химия

.

124

:

326

335

. дои: 10.1016 / j.Foodchem.2010.06.041

Barbosa-Cánovas

,

GV

,

E

Ortega-Rivas

,

P

Juliano

и

ч

и

ч

Ян

.

2005

.

Пищевые порошки: физические свойства, обработка и функциональность

. 2-е изд.

Нью-Йорк (NY)

:

Kluwer Academix/Plenum Publishers

.

Berrazaga

,

I

,

V

Micard

,

M

Gueugneau

и

S

Walr

2019

.

Роль анаболических свойств источников белка растительного и животного происхождения в поддержании мышечной массы: критический обзор

.

Питательные вещества

.

11

:

1825

1845

. doi:10.3390/nu11081825

Blakemore

,

W

и

AR

 

Harpell

.

2010

.

Каррагинан.

In:

A

Imeson

, редактор.

Пищевые стабилизаторы, загустители и желирующие агенты

.

Западный Суссекс (Великобритания

):

Blackwell Publishing

; п.

73

94

.

Carbonaro

,

M

,

P

,

Maselli

и

A

,

Nucara

.

2012

.

Взаимосвязь между усвояемостью и вторичной структурой сырых и термически обработанных белков бобовых: исследование инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR)

.

Аминокислоты

 

43

:

911

921

.doi: 10.1007/s00726-011-1151-4.

Dekkers

,

BL

,

CV

 

Nikiforidis

и

AJ

 

van der Goot

.

2016

.

Индуцированное сдвигом образование волокнистой структуры из смеси пектин/SPI

.

нов. Пищевая наука. Эмердж. Технол

.

36

:

193

200

. DOI: 10.1016 / J.ifet.2016.07.003

Duodu

,

кг

,

JRN

Taylor

,

PS

Belton

и

BR

HAMAKER

.

2003

.

Факторы, влияющие на усвояемость белка сорго

.

J. Cereal Sci

.

38

:

117

131

. doi:10.1016/S0733-5210(03)00016-X

Ekezie

,

F

,

D

 

Sun

и

J

 

Cheng 9

2017

.

Обзор последних достижений в области технологии холодной плазмы для пищевой промышленности: текущие применения и будущие тенденции

.

Trends Food Sci.Тех.

.

69

:

46

58

. doi:10.1016/j.jpgs.2017.08.007 AGR: IND605828840

FAO/WHO

.

1991

.

Оценка качества белка. Совместная консультация экспертов ФАО/ВОЗ

.

FAO Food Nutr. Пап

.

51

:

1

66

.

Hamilton

,

MN

и

EC

 

Ewing

.

2000

.

Состав пищевого красителя

. Канадский патент CA2314727C.15 февраля 2005 г.

Икава

,

S

,

K

Китано

и

S

Хамагути

2010

.

Влияние pH на бактериальную инактивацию в водных растворах вследствие применения низкотемпературной плазмы атмосферного давления

.

Плазменный процесс. Полим

.

7

:

33

42

. doi:10.1002/ppap.200

0

Инагаки

,

N

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности и плазменная полимеризация

.

Бока-Ратон (Флорида)

:

CRC Press

. doi:10.1201/

98710831

Джоли

,

G

и

B

 

Андерштейн

.

2009

.

Крахмалы.

In:

R

 

Tarté

, изд.

Ингредиент мясных продуктов: свойства, функциональность и применение

.

Нью-Йорк (NY)

:

Springer Science + Business Media

.п.

25

56

.

KRINTIRAS

,

GA

,

JG

,

JG

DiAZ

,

AJ

VAN DER GOT

,

AI

Stankiewicz

и

GD

stefanidis

.

2016

.

Об использовании технологии ячеек Куэтта для крупномасштабного производства текстурированных заменителей мяса на основе сои

.

J. Food Eng

.

169

:

205

213

. дои: 10.1016/j.jfoodeng.2015.08.021

Kyriakopoulou

,

K

,

B

 

Dekkers

, и

AJ

 

van der Goot

2019

.

Группа 6 — аналоги мяса на растительной основе.

В:

C M

 

Галанакис

, изд.

Устойчивое производство и переработка мяса

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

103

126

. doi:10.1016/B978-0-12-814874-7.00006-7

MacLeod

,

G

и

J

 

Ames

.

1988

.

Соевый ароматизатор и его улучшение

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

27

:

219

400

. DOI: 10.1080 / 1040839880

87

Malav

,

OP

,

S

Talundder

,

P

Gokulakrishnan

и

S

Chand

.

2015

.

Мясной аналог: обзор

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

55

:

1241

1245

.doi: 10.1080 / 10408398.2012.689381

Malcolmson

,

l

,

p

,

p

frohlich

,

g

boux

,

a

bellido

,

j

Boye

и

TD

Warkentin

.

2014

.

Ароматические и вкусовые свойства полевого гороха, выращенного в Саскачеване ( Pisum sativum L.)

.

Кан. J. Plant Sci

.

94

:

1419

1426

.doi:10.4141/cjps-2014-120

Manski

,

JM

,

AJ

 

van der Goot

и

RM

 

Boom

4 Boom

.

2007

.

Достижения в формировании структуры анизотропных продуктов, богатых белком, благодаря новым концепциям обработки

.

Trends Food Sci. Технол

.

18

:

546

557

. doi: 10.1016 / j.jpgs.2007.06 / j.jpgs.2007.05.002

meinlschmidt

,

p

,

d

sussmann

,

u

schweiggert-weisz

и

p

eisner

.

2016

.

Ферментативная обработка изолятов соевого белка: влияние на потенциальную аллергенность, технофункциональность и органолептические свойства

.

Пищевая наука. Нутр

.

4

:

11

23

. doi:10.1002/fsn3.253

Mittal

,

KL

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности полимеров: отношение к адгезии

.

Нидерланды

:

CRC Press

.

Moon

,

JH

,

IW

Choi

,

YK

Park

и

Y

Kim 9

2011

.

Получение натурального мясного вкуса на основе продуктов реакции Майяра

.

Корейский журнал J. Food Sci. Ани. Ресурс

.

31

:

129

138

. DOI: 10.5851 / KOSFA.2011.31.1.129

Nguyen

,

T T P

,

B

BDandari

,

J

Cichero

и

S

Prakash

.

2015

.

Переваривание молочных и соевых белков в детских смесях в желудочно-кишечном тракте: исследование in vitro

.

Пищевой рез.

.

76

(

часть 3

):

348

358

. doi: 10.1016 / j.foodres.2015.07.030

de oliveira

,

fc

,

js

COIMBRA

,

EB

de Oliveira

,

AD

Zuñiga

и

EE

Rojas

.

2016

.

Пищевые белково-полисахаридные конъюгаты, полученные по реакции Майяра: обзор

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

56

:

1108

1125

. doi:10.1080/10408398.2012.755669

Вс

,

XD

.

2011

.

Ферментативный гидролиз белков сои и утилизация гидролизатов

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Тех.

.

46

:

2447

2459

. DOI: 10.1111 / J.1365-2621.2011.02785.x

TOLOUIE

,

ч

,

млн a

Mohammadifar

,

ч

Ghomi

и

м

и

м

.

2018

.

Манипулирование белками в пищевых системах холодной атмосферной плазмой

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

58

:

2583

2597

. doi: 10.1080 / 10408398.2017.1335689

Tsumura

,

K

,

,

K

,

T

Saito

,

K

TSUGE

,

H

ASHIDA

,

W

KUGIMIYA

и

K

INOUYE

.

2004

.

Функциональные свойства гидролизатов соевого белка, полученных селективным протеолизом

.

LWT Food Sci. Технол

.

38

:

255

261

. DOI: 10.1016 / J.LWT.2004.06.007

TULBEK

,

MC

,

RSH

,

RSH

LAM

,

YC

Wang

,

P

Asavajaru

и

A

LAM

.

2017

.

Горох: экологически чистая культура растительного белка

.В:

RN

 

Sudarshan

,

JPD

 

Wanasundara

и

L

 

Scanlin

, редакторы.

Устойчивые источники белка

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

145

164

. DOI: 10.1016 / B978-0-12-802778-3009-3978-3.00009-3

Wang

,

Q

,

L

HE

,

T P

Labuza

и

B

Ismail

.

2013

.

Структурная характеристика частично гликозилированного белка молочной сыворотки под влиянием pH и тепла с использованием рамановской спектроскопии с усилением поверхности

.

Пищевая химия

.

139

:

313

319

. doi:10.1016/j.foodchem.2012.12.050

Wang

,

Q

и

B

 

Ismail

.

2012

.

Влияние гликозилирования, вызванного Майяром, на пищевые качества, растворимость, термическую стабильность и молекулярную конфигурацию сывороточного белка

.

Междунар. Молочная J

.

25

:

112

122

. doi: 10.1016 / j.idairyyj.2012.06.001

Чжан

,

j

,

l

liu

,

h

,

h

liu

,

a

youon

,

Sh

Rizvi

и

Q

 

Ван

.

2019

.

Изменения конформации и качества растительного белка в процессе текстурирования методом экструзии

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

59

:

3267

3280

. дои: 10.1080/10408398.2018.1487383

© Ismail, Senaratne-Lenagala, Stube, Brackenridge

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons. org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Спрос на белок: обзор растительных и животных белков, используемых при разработке и производстве альтернативных белковых продуктов | Границы животных

  • Увеличение потребления белка во всем мире привело к резкому росту спроса на белковые продукты за последние несколько лет.

  • Демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для успеха на рынке белков.

  • Дополнительные исследования небелковых ингредиентов и инноваций в технологиях производства альтернативных белковых продуктов необходимы для продолжения расширения предложения белков на рынке.

Введение

За последние несколько лет резко вырос спрос на белковые ингредиенты. В 2019 году мировой рынок белковых ингредиентов оценивался в 38 миллиардов долларов США, и ожидается, что в период с 2020 по 2027 год он будет расти на 9,1% (Grandview Research, 2020). Потребление белков животного происхождения в последнее время значительно возросло, а с ростом интереса к общему белку ожидается значительный рост рынка растительных белковых ингредиентов. Растительные белки могут компенсировать долю рынка животных белков (молочных, яичных и мясных), поскольку они могут производиться по конкурентоспособным ценам.

Спрос на белки зависит от множества факторов. Рынок животного белка будет продолжать расти из-за связанной с этим пользы для здоровья от употребления мяса. Молочные и другие животные белки также играют важную роль в спросе благодаря диетическим добавкам и употреблению продуктов питания. Увеличение числа веганов, вегетарианцев и флекситарианцев привело к использованию растительных белков в пищевых продуктах. Кроме того, растительные белки используются в производстве широкого спектра натуральных продуктов. В целом, растущая пищевая промышленность из-за увеличения населения и осведомленности потребителей стимулирует рынок белка и потребность в альтернативных белковых ингредиентах.

Кроме того, существует глобальная проблема обеспечения продовольственной безопасности и сохранения земельных и водных ресурсов в связи с изменением климата, ростом населения и изменением рациона питания. Соответственно, растет интерес к устойчивым и биоразнообразным продовольственным системам. С точки зрения потребителя, покупательские привычки, которые могут улучшить окружающую среду, приобретают все большее значение.Потребители стремятся к прозрачности и устойчивости поставок продуктов питания. Соответственно, пищевая промышленность заинтересована в коммерциализации продуктов, приготовленных из ингредиентов, полученных из экологически чистых культур.

Другой важной причиной для поиска новых растительных белковых ингредиентов является аллергенность белка. Яйца, молочные продукты и соя входят в число основных аллергенов «большой восьмерки», признанных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Другие оппортунистические причины включают использование текущих потоков обработки для увеличения стоимости и доходов (добавление стоимости побочных продуктов), поиск уникального и конкурентоспособного места на рынке и использование всех возможных ресурсов для расширения поставок ингредиентов.Кроме того, производители ищут функциональные, неаллергенные ингредиенты, которые могут заменить синтетические ингредиенты (такие как синтетические эмульгаторы, например, моноглицериды и диглицериды) в рамках программы «чистая этикетка». Учитывая, что белки выполняют несколько функций, включая, помимо прочего, стабилизирующие свойства, структурообразование и усиление вкуса, производители стремятся заменить синтетические ингредиенты функциональными белками в различных областях применения, в том числе высокоценных, таких как инкапсуляция биологически активных соединений. и ароматизаторы (т.г., рыбий жир и апельсиновое масло).

Таким образом, демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых растительных белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для их успеха на рынке. Знания потребителей и производителей о растительных белках, кроме сои, ограничены; тем не менее, новые растительные белки набирают популярность, в том числе белки бобовых (из гороха, чечевицы, нута и фасоли) и белки из рапса, подсолнечника, овса, картофеля, риса, кукурузы и древних зерен среди прочих (Grandview Research, 2016).Производители продуктов питания стремятся понять, как эти растительные белки могут частично или полностью заменить традиционные растительные и животные белковые ингредиенты в пищевых продуктах или продуктах, заменяющих мясо на растительной основе, чтобы обеспечить оптимальную питательную ценность, вкус и функциональность. Кроме того, также востребованы усовершенствования в отношении вариантов и функциональных возможностей небелковых ингредиентов, поскольку эти ингредиенты сочетаются с растительными и мясными белками для удовлетворения требований рецепта (например, цвета, вкусовых качеств и срока годности) при разработке этих пищевых продуктов.

Несмотря на то, что были проведены некоторые исследования для характеристики новых растительных белков, информация далека от исчерпывающей. Наука и техника должны соответствовать экспоненциальному увеличению спроса на новый растительный белок. Необходимо изучить эффективные процессы экстракции белка, чтобы обеспечить высокие выходы и сохранить качество и функциональность белка, понять взаимосвязь между структурой и функцией, разработать рентабельные стратегии функционализации белка, продемонстрировать способы решения проблем, связанных со вкусом и текстурой, определить уникальные высокоэффективные продукты. ценить применение, исследовать разнообразие сельскохозяйственных культур и обеспечивать изобилие поставок, а также разрабатывать небелковые дополнительные ингредиенты, используемые в сочетании с растительными и животными белками для удовлетворения рыночного спроса.Наша цель — предоставить обзор основ белка и определить потребности в инновациях и проблемы по всей цепочке поставок белка, чтобы поддержать рост спроса на белковые продукты.

Белки

Белок является основным и универсальным компонентом пищевых продуктов (рис. 1). Помимо питательной ценности, физико-химические и поведенческие свойства белков во время обработки играют важную роль в определении конечного качества пищевых продуктов. Из-за структурной универсальности и амфифильной природы белков они могут взаимодействовать с другими компонентами пищи, такими как углеводы, жиры, вода, витамины, минералы и другие белки, посредством ряда взаимодействий и связей.В производстве продуктов питания источники животного и растительного белка предлагают множество функциональных возможностей.

Рисунок 1.

Белок животного и растительного происхождения.

Рисунок 1.

Белки животного и растительного происхождения.

Обычные белки животного происхождения, используемые для переработки в пищевой промышленности, включают следующее: основные молочные белки казеина и сыворотки, используемые для придания вязкости и стабилизации различных пищевых матриц; белок яичного белка, используемый в формирующих сетках для устойчивости при взбивании и нагревании пищевых продуктов; и мышечные белки (миофибриллярные, саркоплазматические и стромальные) для применения в диапазоне от гелеобразования до формирования цвета. Соя и горох — это два растительных белка, которые широко используются благодаря превосходным функциональным свойствам, таким как водоудерживающая, гелеобразующая, жиропоглощающая и эмульгирующая способность в пищевых продуктах. Глютен, белок, содержащийся в зернах злаков, обладает уникальными когезионными и вязкоупругими свойствами, которые могут образовывать волокнистые белковые сети, и обычно используется в альтернативных мясных продуктах. Рапсовое и рапсовое масло представляют собой белки масличных культур, которые все чаще используются в качестве ингредиентов для белковых продуктов на растительной основе. Эти белки обеспечивают свойства эмульгирования и пенообразования, а также могут образовывать гели.Чечевица, люпин, нут, голубиный горох, маш и конская фасоль — другие белки бобовых, изученные на предмет их физико-химических характеристик, включая стабилизацию пены, эмульгирование и гелеобразование. Представленный обзор белков представляет собой обзор доступных вариантов растительных и животных белков и связанных с ними функций для производителей продуктов питания.

Процессы экстракции белка

Процессы экстракции и очистки растительного белка обычно начинаются с экстракции масла, как в случае масличных культур (например, масличных культур).г., соя; Фигура 2). Другими начальными этапами экстракции белка являются воздушная классификация для отделения гранул крахмала и клетчатки от белковых тел, как в случае с бобовыми, или замачивание, как в процессе помола кукурузы, при котором кукуруза разделяется на четыре компонента: зародыши, волокна, крахмал и и белок. Этапы очистки и начального концентрирования для выделения белка зависят от культуры. После первоначального разделения и концентрирования богатая белком фракция подвергается дальнейшей обработке для получения белкового концентрата (60–80 % белка) или изолята (более 80 % белка).

Рисунок 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Рис. 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Белок из любого данного источника представляет собой гетерогенную смесь различных типов белков. Таким образом, очистка белка различными методами приведет к получению различного профиля, качества и функциональности белка. Очистку белка можно проводить следующими методами: мембранной фильтрацией, хроматографией, экстракцией солей или солюбилизацией/осаждением при рН.Для коммерчески доступных ингредиентов растительного белка, а именно соевого и горохового белка, наиболее распространенной практикой является солюбилизация/осаждение при рН. Другие процессы очистки, такие как хроматография, мембранная фильтрация или солевая экстракция, хотя и могут производить более функциональный белковый ингредиент, являются более сложными и дорогостоящими.

После рН-экстракции белок солюбилизируется при рН (в основном щелочной, рН >7), при котором белок наиболее растворим, а крахмал и/или клетчатка осаждаются после центрифугирования.Для отделения белка от растворимых сахаров и олигосахаридов белок осаждают в его изоэлектрической точке. Осадок промывают, нейтрализуют и сушат распылением. Иногда перед сушкой вводят стадию диафильтрации, чтобы уменьшить количество соли. pH солюбилизации может влиять на функциональность, цвет, вкус и усвояемость. Низкий рН часто вреден для белка, вызывая денатурацию и потерю функциональности. Кроме того, при щелочном pH благоприятствует окисление, которое может привести к потемнению и появлению неприятного привкуса в присутствии высокого уровня полифенолов.

Поэтому важно оптимизировать очистку белка в зависимости от источника. Белки из разных источников имеют разные структурные характеристики, которые обусловливают различия в их растворимости и реакционной способности при различных условиях экстракции. Инновации в протоколах сухой и влажной экстракции необходимы для повышения выхода и чистоты белка при сохранении структурной целостности и функциональности.

Взаимосвязь структура/функция

Функциональные свойства белка определяются структурными характеристиками, включая аминокислотный состав и последовательность, молекулярный размер и конфигурацию, а также физико-химическими характеристиками, такими как гидрофобность поверхности, суммарный заряд и наличие реакционноспособных групп (например,г. , сульфгидрильные и гидроксильные группы). Эти характеристики могут быть взаимосвязаны; например, состав аминокислот влияет на гидрофобность и заряд, тогда как последовательность может влиять на конфигурацию молекул, что, в свою очередь, может влиять на свойства поверхности. Свойства поверхности влияют на растворимость белка, термическую стабильность, эмульгирующие и пенообразующие свойства, а также на способность к гелеобразованию. Например, сывороточный протеин имеет очень низкую поверхностную гидрофобность; поэтому он хорошо растворяется и является золотым стандартом для белковых готовых к употреблению напитков.С другой стороны, белки, такие как соевый белок, с высокой молекулярной массой и высокой гидрофобностью поверхности, могут образовывать полимеры в определенных условиях и, таким образом, могут быть текстурированы для получения продуктов с текстурными свойствами, подобными мясным продуктам. Любое изменение в структуре белка во время очистки и/или обработки приведет к значительному изменению функциональности.

Стратегии функционализации

Часто протеиновые порошки подвергаются нескольким процессам функционализации, включая агломерацию, покрытие лецитином и гомогенизацию под высоким давлением (Barbosa-Cánovas et al., 2005). Эти процессы влияют на размер частиц, форму и свойства поверхности. Агломерация увеличивает размер частиц за счет образования мостиков с использованием связующих веществ, таких как крахмал, камеди или гидроколлоиды. Этот процесс улучшает диспергируемость, так как вода может легко диффундировать в агломерат, а лецитиновое покрытие улучшает смачиваемость и предотвращает слеживание порошка. Гомогенизация под высоким давлением в сочетании с контролируемыми условиями распылительной сушки влияет на функциональность белка. Например, обработка под высоким давлением приводит к увеличению водоудерживающей способности и вязкости, что желательно для мясных продуктов.Функционализацией порошка посредством обработки можно управлять для целевого улучшения функциональности. Однако различные источники белка могут потребовать уникальных подходов к обработке для повышения их функциональности. Многое известно о функционализации соевого и молочного белка. Однако функционализация — это область, требующая изучения новых растительных белков.

Другие стратегии функционализации включают модификации, направленные на белок. Использование белков в пищевых рецептурах сопряжено с проблемами обработки из-за их чувствительности к различным параметрам обработки, включая pH, температуру, напряжение сдвига и ферментативную активность.Методы улучшения функциональности и стабильности белка во время обработки обычно сосредоточены на модификации структуры белка для улучшения растворимости, повышения гибкости, изменения гидрофильно-липофильного баланса или стимулирования перекрестного связывания белка. Наиболее часто используемой модификацией белка в промышленности является ферментативный гидролиз.

Ферментативный гидролиз очень хорошо изучен и предназначен для улучшения функциональности и обеспечения физиологических преимуществ. Степень гидролиза (%DH) и выбор фермента определяют функциональные свойства полученного белкового гидролизата, влияя на структуру белка и профиль пептидов.Ограниченная степень гидролиза (т. е. низкий %DH) особенно важна для производства ингредиентов с улучшенными функциональными возможностями, поскольку она контролирует как потерю структуры, так и высвобождение горьких пептидов, связанных с более интенсивным гидролизом. Чрезмерный гидролиз (т.е. высокий %DH) приводит к продукту с высоким содержанием свободных аминокислот и короткоцепочечных пептидов с минимальной функциональностью, если таковая имеется. Ограниченный ферментативный гидролиз соевого белка (DH = 2–15%), например, приводил к повышению растворимости (Sun, 2011; Meinlschmidt et al., 2016), пенообразования (Tsumura et al., 2004) и эмульгирующей способности (Sun 2011; Meinlschmidt et al., 2016). Ферментативный гидролиз необходимо оптимизировать для каждого источника белка, чтобы добиться желаемого улучшения конкретной функциональности.

Другим подходом к модификации белков является гликирование, индуцированное Майяром. Гликирование — это присоединение сахаров к белку или липиду. Влияние ограниченного, контролируемого гликирования, вызванного Майяром, на улучшение функциональности белка было исследовано, но не применялось в коммерческих целях.В обзоре de Oliveira et al. (2016) выделили 31 исследование, демонстрирующее улучшенную функциональность гликированных белков. Гликирование, вызванное Майяром, может привести к улучшению растворимости, термостабильности, эмульгированию, пенообразованию и гелеобразованию за счет повышенной гидрофильности, вязкости и перекрестного связывания белков при одновременном снижении изоэлектрической точки белка и предотвращении денатурации (Wang and Ismail, 2012; Wang et al., 2012). и др., 2013; де Оливейра и др., 2016;). Однако структурные модификации и функциональные изменения гликозилированных белков зависят от условий реакции Майяра, конформации белка и характеристик полисахаридов (например,г. , длина цепи). Таким образом, оптимизация параметров гликирования, вызванного Майяром, необходима для достижения желаемой функциональности конкретного белка при минимизации распространения реакции на продвинутые и нежелательные стадии (приводящие к потемнению и постороннему привкусу). Кроме того, этот метод должен быть применим для промышленного применения.

Набирают популярность методы нетермической модификации белка, такие как высокое давление, колебательное магнитное поле, ультрафиолетовое излучение, обработка озоном, импульсные электрические поля и, совсем недавно, холодная плазма.Технология холодной плазмы включает воздействие белков на плазму, частично ионизированный газ. Генерируемая плазма может содержать ряд реактивных частиц, включая электроны, положительные и отрицательные ионы, а также химически активные частицы кислорода и азота, включая свободные радикалы в условиях температуры, близкой к комнатной. Состав реактивных частиц зависит от используемых газов (например, воздух, O2, CO2 и Ar), геометрии реактора, энергопотребления и способа взаимодействия с обрабатываемым субстратом (Ikawa et al. , 2010). Различные виды могут вызывать несколько химических реакций, включая окисление, разрыв связей и/или полимеризацию. Холодная плазма интенсивно используется в промышленности для модификации поверхности при обработке материалов и генерации озона для дезинфекции воды, а также исследуется в контексте лечения рака, заживления ран, обеззараживания пищевых продуктов и свертывания крови (Inagaki, 2014; Mittal, 2014). К преимуществам использования холодной плазмы относятся сохранение качественных характеристик, экономичность, эффективность в снижении количества патогенов, короткое время обработки и отсутствие воды и химикатов, необходимых во время обработки.Холодную плазму можно проводить на открытом воздухе, она адаптируема, устойчива и безвредна для окружающей среды (Ekezie et al., 2017). В нескольких исследованиях изучалось влияние холодной плазмы на структуру, функциональность и аллергенность белков из разных источников (Tolouie et al., 2018). Исследования действительно показали изменения в структуре белка при лечении холодной плазмой. Однако результаты были неубедительны из-за различных тестируемых условий, а результаты не были исчерпывающими в отношении связи функциональных изменений со структурными модификациями.Базовые знания, направленные на лучшее понимание модификации холодной плазмой, необходимы для разработки целевого подхода к повышению функциональности растительных белков для желаемых приложений.

Разнообразие культур и предложение

В настоящее время существует разрыв между селекцией культур на повышение урожайности и селекцией на повышение функциональных и питательных свойств белкового компонента. Поэтому крайне важно исследовать естественные вариации среди существующих линий не только по содержанию белка, но и по белковому профилю, а также разработать маркеры и инструменты для инициирования стратегий селекции для прямого повышения функциональности белка и качества питания.

Существуют неотъемлемые различия в количестве и качестве белка в разных линиях определенной культуры из-за генетической изменчивости, а также различий в окружающей среде между местами выращивания. Критическая необходимость для решения вопроса о будущей полезности растительных белков в пищевой промышленности заключается в выявлении превосходных генетических вариантов качества и функциональности белка. Это включает в себя выявление образцов или сортов, которые в настоящее время обладают лучшими признаками, и определение генетических локусов, которые можно использовать в селекционных усилиях для улучшения этих признаков за пределами их текущего использования.В частности, выявление источников зародышевой плазмы с превосходными признаками и разработка генетических маркеров позволит эффективно интрогрессировать эти признаки в нынешние и будущие племенные популяции.

Помимо селекции и геномики, исследовательские потребности охватывают агрономию, проектирование систем земледелия и агроэкосистем, эффективное производство регенеративных экосистемных услуг и логистику цепочки поставок. Например, такие культуры с коротким периодом вегетации, как горох (рис. 3), могут быть интегрированы в севооборот, чтобы питать почву и приносить дополнительный доход фермерам. Чтобы новый источник растительного белка был устойчивым и обильным, необходимо использовать систематический подход, охватывающий вышеупомянутые области исследований.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Сравнение качества белков животного и растительного происхождения

Пищевая ценность белка определяется содержанием в нем незаменимых аминокислот, усвояемостью белка, использованием чистого белка, биологической ценностью и индексом аминокислот с поправкой на усвояемость белка (PDCAAS; FAO/WHO, 1991).PDCAAS — это показатель для оценки качества белка по его способности удовлетворять потребности человеческого организма в аминокислотах (ФАО/ВОЗ, 1991).

Животные белки лучше усваиваются, имеют большую чистую утилизацию, биологическую ценность и PDCAAS, чем сырые растительные белки (таблица 1; Berrazaga et al. , 2019). Низкий уровень PDCAAS в источниках растительного белка может быть связан с более низкой усвояемостью и отсутствием определенных незаменимых аминокислот, необходимых для удовлетворения потребностей человеческого организма.

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

Животные белки легче усваиваются, чем растительные (табл. 1; Берразага и др., 2019). Одной из причин являются структурные различия между животными и растительными белками. Карбонаро и др. (2012) и Nguyen et al. (2015) обнаружили, что растительные белки имеют больше β-листовых структур и относительно низкие α-спирали, чем животные белки, что делает их устойчивыми к перевариванию в пищеварительной системе. Наличие большего количества клетчатки в растительном белке является еще одной причиной того, что растительный белок имеет более низкую протеолитическую усвояемость (Duodu et al., 2003). Наличие антипитательных факторов является дополнительным фактором более низкой усвояемости белков растительного происхождения в желудочно-кишечном тракте человека по сравнению с белками животного происхождения.Большинство антипитательных факторов в основном обнаруживаются в белковых телах семядолей и шелухе семян бобовых. Методы обработки могут снизить уровень антипитательного фактора и повысить усвояемость растительного белка (Tulbek et al., 2017). Понимание белковых питательных факторов имеет важное значение для стратегий разработки рецептур альтернативных белковых продуктов для удовлетворения потребностей человеческого организма в белке.

Испытания вкуса растительного белка

Использование растительных белков, таких как белки бобовых, в пищевых продуктах затруднено из-за стойких неприятных привкусов, которые могут восприниматься потребителями.Посторонние привкусы, присутствующие в соевых белках, часто описываются как «зеленые», «бобовые», «красочные» и «травянистые» (Rackis et al., 1979). Эти неприятные примечания обычно связывают с инициируемым липоксигеназой перекисным окислением ненасыщенных жирных кислот (MacLeod and Ames, 1988) и в основном связывают с источником сырья, обработкой и/или хранением. Ароматические соединения гороха были исследованы в сыром, хранящемся и приготовленном горохе (Malcolmson et al., 2014). Сообщаемые вкусоароматические соединения представляли собой насыщенные и ненасыщенные спирты, альдегиды, кетоны, спирты и их сложноэфирные производные, а также метоксипиразины.Азарния и др. (2011a) сообщили о значительных изменениях летучих ароматических соединений гороха во время хранения, в то время как Azarnia et al. (2011b) сообщили о различиях в летучих соединениях между сортами и сортами, выращенными в разные годы урожая. Насколько нам известно, нет сообщений о вкусовых соединениях, сохраняющихся в изолятах горохового белка или других новых ингредиентах растительного белка. Необходимо разработать методы экстракции/обработки белков, которые бы давали нейтральные (мягкие) продукты. Маскировка посторонних запахов не имела большого успеха.Маскировка посторонних привкусов, таких как горький, возможна, но маскировка посторонних привкусов более сложна из-за того, что аромат представляет собой сумму паттернов ответов многочисленных типов рецепторов, в отличие от вкуса, который обычно имеет дело с одним рецептором. Точное профилирование вкуса приведет к выявлению подходов, которые устраняют проблемные неприятные запахи, а не пытаются их замаскировать.

Небелковые ингредиенты и функции

Текстураторы

Текстураторы, используемые в пищевых продуктах, действуют как связующие воды и масла, усилители нарезки, наполнители или наполнители, а также усилители текстуры и гелеобразования в готовом продукте.Выбор текстурирующих ингредиентов животного или растительного происхождения зависит от заявления продукта или целевого типа диеты. Например, альтернативный мясной продукт для флекситарианцев может включать связующие и текстурирующие агенты как животного, так и растительного происхождения, такие как изоляты и концентраты соевого белка, пшеничный глютен, молочные белки, яичный белок, каррагинан, ксантановая камедь, метилцеллюлоза, мука/крахмал. , пектин и другие растительные волокна и камеди, предлагающие самый широкий выбор функциональных возможностей. В качестве альтернативы, в веганских или 100% растительных заявленных продуктах нельзя использовать связующие вещества и текстуризаторы животного происхождения, такие как молочные белки и яичные белки.В веганских продуктах обычно используются текстуризаторы растительного происхождения. Однако яичный белок обычно используется в производстве продуктов питания в качестве связующего из-за его способности образовывать твердый необратимый гель при приготовлении. Чтобы удовлетворить потребности нескольких типов диет, необходимо дальнейшее изучение текстуризаторов на растительной основе, которые обладают большей функциональностью.

Метилцеллюлоза

Метилцеллюлоза представляет собой производное целлюлозы, полученное путем образования щелочной целлюлозы (реакцией метилхлорида и щелочной целлюлозы), которая имеет характерные характеристики гелеобразования.Он образует термообратимый твердый хрупкий гель при нагревании, но при охлаждении превращается в вязкую жидкость. Напротив, крахмалы и гидроколлоиды образуют термообратимые гели в противоположном направлении — гелеобразование при охлаждении и обратное плавление в жидкость при нагревании. Эта уникальная характеристика метилцеллюлозы делает ее бесценной для придания связывающей и гелевой структуры пищевым продуктам, подаваемым в горячем виде. Эмульгирующая способность метилцеллюлозы также помогает предотвратить отделение жира и увеличивает ощущение сочности.При разработке пищевых продуктов на растительной основе метилцеллюлоза ценится за ее универсальность в функциональности и роль в структуре продукта и вкусовых ощущениях. В отрасли существует постоянная потребность в веганских ингредиентах, которые могут создать твердый вкус и сочную мясную текстуру.

Каррагинан

Каррагинан представляет собой высокомолекулярный линейный полисахарид, выделенный из красных морских водорослей. Существует три основных типа каррагинанов: каппа образует прочный гель с ионами калия; йота образует эластичные гели с солями кальция; а лямбда образует загустевшие жидкости и не превращается в гель.Когда нагретый раствор каппа-каррагинана охлаждается ниже температуры гелеобразования (30–70 °C в зависимости от условий рецептуры, таких как наличие солей), он образует твердый хрупкий гель (Blakemore and Harpell, 2010) и обычно используется в мясных продуктах. Эта функциональность улучшает способность нарезки и текстуру аналогов мяса, таких как мясные деликатесы, которые подаются при комнатной температуре или ниже. Каррагинан также обладает отличной водосвязывающей способностью и помогает удерживать влагу для улучшения вкусовых ощущений.

Крахмалы

Крахмалы в аналогах мяса действуют как наполнители и улучшают текстуру благодаря своей способности связывать и удерживать влагу. При нагревании в присутствии воды происходит клейстеризация и гранулы крахмала набухают, захватывая воду, выделившуюся (процесс разрыва связей) из текстурированного белка или других компонентов рецептуры (желатинизация, с другой стороны, это процесс образования геля). Крахмалы доступны из различных ботанических источников и в нативных и модифицированных формах.Обычные модификации крахмала могут улучшить стабильность при замораживании и оттаивании, снизить температуру желатинизации или изменить вязкость (Joly and Anderstein, 2009). Критическое рассмотрение приложения требуется для выбора приложения с соответствующей функциональностью. Например, крахмал с температурой желатинизации выше температур, возникающих во время обработки, не сможет обеспечить большую функциональность. Крахмалы холодного набухания можно использовать для повышения вязкости и связывания воды в необработанной системе.В целом, существует несколько доступных вариантов крахмала. Выбор крахмала для состава пищевого продукта зависит от необходимой функциональности и способа приготовления продукта.

Волокнистые ингредиенты

Клетчатка — это тип углеводов, который содержится во многих продуктах, таких как бобовые, а также в цельнозерновых продуктах и ​​большинстве овощей и фруктов. Ингредиенты клетчатки используются в продуктах на растительной основе для придания консистенции и улучшения вкусовых ощущений, а также для придания им водоудерживающей способности. Они также обеспечивают начальную вязкость и когезию, помогая матрице продукта выдерживать обработку и формование.Из-за разнообразия источников клетчатки предложение волокнистых ингредиентов на рынке для производства продуктов питания является широким.

Жиры

В традиционном и альтернативном (клеточном или растительном) мясе, а также в продуктах на растительной основе жир способствует воспринимаемой нежности и сочности продукта и способствует сохранению/высвобождению аромата. Жидкие масла обеспечивают смазывающую способность и добавляют потребителю ощущение влаги, в то время как насыщенные жиры более точно имитируют профиль жирных кислот традиционного мяса и придают твердость охлажденной смеси.Твердый жир в виде хлопьев также может придать ожидаемый внешний вид мраморности. Некоторые варианты растительных жиров включают растительное масло, кокосовое масло, пальмовое масло и масло какао. Правильное сочетание жиров важно для достижения желаемого сочного вкуса и продолжительного аромата.

Ароматизаторы

Аромат и вкус продуктов очень важны, поскольку они определяют общую приемлемость конечного продукта для потребителей. Пикантные, мясные и металлические ноты (железные или железные) учитываются в основном в рецептурах, альтернативных мясу, для имитации настоящих мясных продуктов.Для придания острого и мясного вкуса и аромата некоторые серосодержащие аминокислоты (цистеин, цистин и метионин), нуклеотиды, редуцирующие сахара (такие как глюкоза, фруктоза), витамины (тиамин) и другие аминокислоты (пролин, лизин, серин , метионин и треонин) обычно используются в качестве ингредиентов в альтернативной обработке белков (Moon et al., 2011; Kyriakopoulou et al., 2019). Гидролизованные растительные белки являются еще одним ингредиентом, используемым в рецептурах альтернативных белковых продуктов для придания курице или говядине аромата и вкуса.Более того, в альтернативных приготовлениях яиц обычно используется гималайская черная соль или «кала намак», которая имеет уникальный яичный вкус и запах из-за более высокого содержания серы, чтобы имитировать вкус и запах настоящих яиц. В целом, вкус является неотъемлемой частью опыта потребления.

Красители

Цвет является фактором внешней привлекательности пищи. Цвета в гамбургерах, сосисках и мясном фарше на растительной основе используются для имитации красно-розового цвета в сыром состоянии и коричневого цвета в приготовленном виде.Для этих продуктов используется комбинация термостойких красителей и редуцирующих сахаров (Hamilton and Ewing, 2000). Обычно используются термически неустойчивые пигменты бетанинового пигмента, содержащие порошок или сок свеклы. Восстанавливающими сахарами, используемыми в продуктах растительного происхождения, являются ксилоза, арабиноза, галактоза, манноза, декстроза, лактоза, рибоза и мальтоза (Hamilton and Ewing, 2000), они могут вступать в реакцию типа Майяра с аминогруппой белков во время приготовления, образуя компоненты коричневого цвета. Для таких продуктов, как хот-доги и ветчина на растительной основе, желателен красно-розовый цвет конечного продукта.Термостабильные пигменты или их комбинации, такие как аннато, куркума, шафран, каротин, тмин, карамельный краситель, паприка, порошок красного дрожжевого риса, кантаксантин и астаксантин, часто используются для достижения желаемого цвета, поскольку красный цвет не ухудшается. во время нагрева. Большинство термостабильных и термолабильных красителей имеют оптимальный диапазон pH для более качественного окрашивания; поэтому в рецептурах конечного продукта требуется некоторый уровень регулирования pH с помощью подкислителя (уксусная кислота, лимонная кислота и/или молочная кислота).Использование подкислителей не всегда возможно, так как они негативно влияют на текстуру и вкус продукта (Kyriakopoulou et al., 2019). В последнее время соевый леггемоглобин, гемсодержащий белок растительного происхождения, также используется в качестве красителя в гамбургерах на растительной основе для придания «кровоточащего» вида, как в гамбургерах с мясом животного происхождения. Этот пигмент денатурируется и превращается в коричневый цвет при приготовлении, как миоглобин в мясе.

Расширение функциональности и ассортимента текстуризаторов, жиров, ароматизаторов и красителей необходимы для разработки альтернативных белковых продуктов.Следовательно, дальнейшие исследования и разработка небелковых ингредиентов необходимы для принятия потребителем и постоянного роста спроса на продукты питания или продукты растительного происхождения, заменяющие мясо.

Современные и будущие технологии переработки альтернативных белковых продуктов

Методы обработки

Одна из целей альтернативного производства мяса состоит в том, чтобы потребители почувствовали, что они едят мясные продукты, имитируя структуру, состав, внешний вид и вкус продуктов из животного белка (рис. 4).Сложная структура мяса сложно воспроизвести с помощью растительных ингредиентов. Поэтому поиск растительных белков, обладающих питательными и функциональными свойствами, сходными с животными белками, продолжается все более активными темпами. Кроме того, пищевые технологи, разрабатывающие белковые продукты, постоянно фокусируются на методах обработки/структурирования растительных белков, которые обеспечивают желаемые органолептические характеристики продуктов на 100% растительной основе, а также обеспечивают внешний вид и вкусовые ощущения, аналогичные мясным аналогам.

Рисунок 4.

Рисунок 4.

Традиционные альтернативные белковые продукты на растительной основе производятся с помощью простых методов обработки, таких как ферментация, химическая коагуляция белка, прессование, нагревание, пропаривание, охлаждение и промывание (Malav et al. , 2015). Экструзия, технология ячеек сдвига и 3D-печать — это современные технологии обработки. Постоянно делается упор на улучшение этих процессов, а также на изучение других применимых технологий обработки белков.

Экструзия

Экструзия является обычной практикой и широко используется для преобразования растительных материалов, содержащих 50–70% белка, в волокнистые продукты. Это термомеханический процесс, в котором используется сочетание давления, тепла и механического сдвига (Кириакопулу и др., 2019). В настоящее время в качестве ингредиентов для экструзии используется несколько сырьевых материалов растительного белка, таких как обезжиренная соевая мука, концентрат и изолят соевого белка, пшеничный глютен, концентрат и изолят горохового белка, белок арахиса (Kyriakopoulou et al., 2019).

Существует два типа процессов экструзии в зависимости от количества воды, добавляемой во время процесса; экструзия с низким содержанием влаги (добавление влаги 20–40%) и экструзия с высоким содержанием влаги (добавление влаги 40–80%). Текстурированные белки с низким содержанием влаги обычно должны быть регидратированы перед использованием, часто в сочетании с другими ингредиентами. Экструдированные продукты с высоким содержанием влаги могут не требовать дополнительной обработки перед использованием.

Важными функциональными характеристиками экструдированных продуктов являются водо- и маслопоглощение (в формате с низким содержанием влаги), плотность и размер/форма.Эти характеристики зависят от исходного исходного материала, условий экструзии, выбора матрицы и вторичной резки. Менее плотный кусок, такой как хлопья, увлажняется быстрее, чем фарш, но может пожертвовать некоторой твердостью. Продукты со слишком большим расширением с трудом сохранят свою структуру после регидратации и могут превратиться в кашу при дальнейшей обработке или употреблении в пищу. Продукты со слишком малым расширением будут очень медленно регидратироваться и могут восприниматься как твердые куски без различимой текстуры.

Предварительное кондиционирование является важным начальным этапом экструзии белков, позволяющим влаге равномерно проникнуть в белковые частицы перед их введением в экструдер. В экструдере белки подвергаются воздействию высоких температур и давлений, в результате чего белки плавятся и денатурируют (Zhang et al., 2019), теряя свою третичную или даже вторичную структуру. Денатурированные белки перестраиваются в направлении потока, когда они проходят через винт, обнажая участки связывания, которые позволяют белкам сшиваться по-новому.Именно это сшивание текстурирует белки и превращает глобулярные растительные белки в структуры, которые больше напоминают волокнистую и ламинарную структуру мяса. Когда материал выходит из матрицы в конце экструдера, вода в смеси быстро испаряется из-за высоких температур и сброса давления, что приводит к расширению материала и формированию окончательного воздушного формата. Дизайн штампа оказывает значительное влияние на форму и текстуру создаваемых деталей. Кроме того, материал может быть дополнительно разрезан для получения желаемого размера и формы куска.

Помимо создания мясной структуры, экструзия также может изменить цвет и вкус белковых компонентов. Многие нежелательные запахи являются летучими и испаряются вместе с влагой при сбросе давления в конце экструдера. Экструзия также может улучшить пищевые качества белков. Процесс экструзии широко изучался в течение многих десятилетий; однако контроль над процессом является одной из самых больших проблем (Zhang et al., 2019), а конструкция экструдированных продуктов до сих пор полностью не определена.

Технология ячейки сдвига

Технология ячеек сдвига была представлена ​​группой исследователей из Вагенингенского университета, Нидерланды, примерно в 2005 году (Manski et al., 2007). Это еще один метод, при котором сочетание сдвига и тепла используется для образования аналогов мяса на растительной основе со слоистой волокнистой структурой, которые напоминают вкус и текстуру настоящего мясного стейка. Устройство сдвига, используемое в этой технологии, называется ячейкой сдвига, в которой можно применять интенсивный сдвиг.Существует два типа ячеек сдвига: коническая ячейка на основе реометра с конической пластиной и цилиндрическая ячейка Куэтта, которая была разработана для процесса масштабирования (Manski et al., 2007). В этой технологии структура готового продукта зависит от ингредиентов и параметров обработки. Деформация белка в клетке сдвига хорошо выражена и постоянна, затраты механической энергии на структурирование невелики; таким образом, технология ячеек сдвига имеет меньше различий в качестве продукта по сравнению с экструзией (Manski et al., 2007; Кринтирас и др., 2016). Увеличивая размер и длину ячейки Куэтта, можно увеличить емкость и пропускную способность устройства. Несколько комбинаций растительных белков (концентрат соевого белка, изолят соевого белка и пшеничный глютен или изолят соевого белка и пектин) были протестированы на их способность образовывать волокнистые структуры в технологии сдвиговых клеток (Manski et al., 2007; Dekkers et al. , 2016). Однако альтернативные мясу продукты на растительной основе, изготовленные с использованием технологии сдвиговых ячеек, коммерчески недоступны.

3D-печать

Инновационная и универсальная цифровая технология — 3D-печать, которую можно использовать для аддитивного производства и быстрого прототипирования. Процесс 3D-печати может воссоздать мышечную матрицу с помощью микроэкструзии нитей с использованием пасты на растительной основе. Паста помещается в матрицу 3D-принтера с помощью программного обеспечения для моделирования Auto Computer-Aid Design (AutoCAD) (Carrington, 2020).

NOVAMEAT, одна из компаний, занимающихся пищевыми технологиями, производящая 3D-печатные мясные продукты на растительной основе, объявила, что они могут воссоздать стейк с твердой, волокнистой текстурой и мясистым внешним видом, используя гороховый белок, рисовый белок, морские водоросли, рапсовый жир, и свекольный сок (Carrington, 2020).Redefine Meat — еще одна компания, расположенная в Израиле, которая утверждает, что производит альтернативные мясные продукты, которые имитируют внешний вид, текстуру и вкус мясных мышц животных (Askew, 2020). Скорость и разнообразие подложек, используемых в 3D-печати, открывают широкие возможности для применения в пищевой промышленности.

Эти развивающиеся технологии расширяют инструменты, доступные производителям растительной пищи для воспроизведения и улучшения вкуса, текстуры и вкусовых качеств продуктов. Они прокладывают путь к большей универсальности следующего поколения альтернативных белковых пищевых продуктов и представляют собой лишь верхушку айсберга в пространстве, созревшем для инноваций.

Выводы

Прогнозируется, что глобальный спрос на белок будет продолжать расти. Между животными и растительными белками сохраняются различия в качестве и функциональности белка. Наука и технологии, используемые в цепочке поставок различных белковых продуктов, должны соответствовать экспоненциальному росту спроса на новые источники белка. Для удовлетворения как потребительского спроса, так и желаемого вкуса, расширение вариантов и функциональности небелковых ингредиентов имеет важное значение для разработки и производства продукта.И растительные, и животные белки жизненно важны для удовлетворения мировых потребностей в белке.

Заявление о конфликте интересов. Не объявлено.

Об авторе

Д-р Б. Пэм Исмаил — профессор кафедры пищевых наук и питания Миннесотского университета. Она также является основателем и директором Инновационного центра растительных белков. Доктор Исмаил имеет более чем 20-летний опыт исследований в области пищевой химии, сосредоточенных на аналитической химии, химии белков, энзимологии, химии и судьбе биоактивных пищевых компонентов.Ее исследования сосредоточены на химической характеристике и улучшении функциональности, безопасности, биодоступности, доставки и биоактивности пищевых белков и фитохимических веществ с использованием новых подходов к обработке и анализу. Доктор Исмаил является лауреатом «Премии за выдающиеся достижения в области преподавания» и «Премии выдающегося профессора».

Д-р Ласика Сенаратне-Ленагала — старший научный сотрудник компании Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила степень бакалавра в области сельского хозяйства в Университете Перадения, Шри-Ланка, степень магистра в области биохимии в Национальном университете Пукионг, Южная Корея, и степень доктора наук в области зоотехники (биология мяса и мышц) в Университете Небраски-Линкольн. Ее текущая работа в области исследований и разработок сосредоточена как на разработке мясных, так и растительных/альтернативных белковых продуктов.

Алисия Стубе — старший научный сотрудник Североамериканского подразделения Cargill по производству крахмалов, подсластителей и текстуризаторов, Миннеаполис, Миннесота.В Cargill она занимается исследованиями и разработками в области растительных белковых ингредиентов. Ее текущая работа включает в себя понимание функциональности известных и новых белков неживотного происхождения в пищевых рецептурах. Алисия имеет 10-летний опыт работы в пищевой промышленности в области разработки ингредиентов и готовых продуктов, а также имеет степень магистра пищевых наук Университета Пердью, Западный Лафайет, Индиана.

Д-р Энн Брэкенридж является менеджером в Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила докторскую степень в Канзасском государственном университете на Манхэттене в области роста и развития мышц. Энн имеет более чем 20-летний опыт исследований и разработок и безопасности пищевых продуктов в белковой промышленности. Д-р Брэкенридж занимал предыдущие должности в Cargill, руководя научно-исследовательскими группами, работающими над разработкой продуктов и технологий для мясных видов животных, а также командами по эксплуатации предприятий по обеспечению безопасности пищевых продуктов в Северной Америке. Ее исследовательские интересы включают улучшение качества мяса и разработку новых белковых технологий. В настоящее время Энн избрана президентом Американской ассоциации мясных наук.

Цитированная литература

Azarnia

,

S

,

JI

Boye

,

T

Warkentin

и

L

5

0 Malcolmson.

2011а

.

Изменения летучих ароматических соединений в сортах полевого гороха под влиянием условий хранения

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Технол

.

46

:

2408

2419

. doi: 10.1111/j.1365-2621.2011.02764.x

Azarnia

,

S

,

,

S

,

JI

BOYE

,

T

Warkentin

,

L

Malcolmson

,

H

Sabik

и

AS

Bellido

.

2011b

.

Изменение профиля вкуса летучих веществ у отдельных сортов полевого гороха в зависимости от года сбора урожая и обработки

.

Пищевая химия

.

124

:

326

335

. дои: 10.1016 / j.Foodchem.2010.06.041

Barbosa-Cánovas

,

GV

,

E

Ortega-Rivas

,

P

Juliano

и

ч

и

ч

Ян

.

2005

.

Пищевые порошки: физические свойства, обработка и функциональность

. 2-е изд.

Нью-Йорк (NY)

:

Kluwer Academix/Plenum Publishers

.

Berrazaga

,

I

,

V

Micard

,

M

Gueugneau

и

S

Walr

2019

.

Роль анаболических свойств источников белка растительного и животного происхождения в поддержании мышечной массы: критический обзор

.

Питательные вещества

.

11

:

1825

1845

. doi:10.3390/nu11081825

Blakemore

,

W

и

AR

 

Harpell

.

2010

.

Каррагинан.

In:

A

Imeson

, редактор.

Пищевые стабилизаторы, загустители и желирующие агенты

.

Западный Суссекс (Великобритания

):

Blackwell Publishing

; п.

73

94

.

Carbonaro

,

M

,

P

,

Maselli

и

A

,

Nucara

.

2012

.

Взаимосвязь между усвояемостью и вторичной структурой сырых и термически обработанных белков бобовых: исследование инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR)

.

Аминокислоты

 

43

:

911

921

.doi: 10.1007/s00726-011-1151-4.

Dekkers

,

BL

,

CV

 

Nikiforidis

и

AJ

 

van der Goot

.

2016

.

Индуцированное сдвигом образование волокнистой структуры из смеси пектин/SPI

.

нов. Пищевая наука. Эмердж. Технол

.

36

:

193

200

. DOI: 10.1016 / J.ifet.2016.07.003

Duodu

,

кг

,

JRN

Taylor

,

PS

Belton

и

BR

HAMAKER

.

2003

.

Факторы, влияющие на усвояемость белка сорго

.

J. Cereal Sci

.

38

:

117

131

. doi:10.1016/S0733-5210(03)00016-X

Ekezie

,

F

,

D

 

Sun

и

J

 

Cheng 9

2017

.

Обзор последних достижений в области технологии холодной плазмы для пищевой промышленности: текущие применения и будущие тенденции

.

Trends Food Sci.Тех.

.

69

:

46

58

. doi:10.1016/j.jpgs.2017.08.007 AGR: IND605828840

FAO/WHO

.

1991

.

Оценка качества белка. Совместная консультация экспертов ФАО/ВОЗ

.

FAO Food Nutr. Пап

.

51

:

1

66

.

Hamilton

,

MN

и

EC

 

Ewing

.

2000

.

Состав пищевого красителя

. Канадский патент CA2314727C.15 февраля 2005 г.

Икава

,

S

,

K

Китано

и

S

Хамагути

2010

.

Влияние pH на бактериальную инактивацию в водных растворах вследствие применения низкотемпературной плазмы атмосферного давления

.

Плазменный процесс. Полим

.

7

:

33

42

. doi:10.1002/ppap.200

0

Инагаки

,

N

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности и плазменная полимеризация

.

Бока-Ратон (Флорида)

:

CRC Press

. doi:10.1201/

98710831

Джоли

,

G

и

B

 

Андерштейн

.

2009

.

Крахмалы.

In:

R

 

Tarté

, изд.

Ингредиент мясных продуктов: свойства, функциональность и применение

.

Нью-Йорк (NY)

:

Springer Science + Business Media

.п.

25

56

.

KRINTIRAS

,

GA

,

JG

,

JG

DiAZ

,

AJ

VAN DER GOT

,

AI

Stankiewicz

и

GD

stefanidis

.

2016

.

Об использовании технологии ячеек Куэтта для крупномасштабного производства текстурированных заменителей мяса на основе сои

.

J. Food Eng

.

169

:

205

213

. дои: 10.1016/j.jfoodeng.2015.08.021

Kyriakopoulou

,

K

,

B

 

Dekkers

, и

AJ

 

van der Goot

2019

.

Группа 6 — аналоги мяса на растительной основе.

В:

C M

 

Галанакис

, изд.

Устойчивое производство и переработка мяса

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

103

126

. doi:10.1016/B978-0-12-814874-7.00006-7

MacLeod

,

G

и

J

 

Ames

.

1988

.

Соевый ароматизатор и его улучшение

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

27

:

219

400

. DOI: 10.1080 / 1040839880

87

Malav

,

OP

,

S

Talundder

,

P

Gokulakrishnan

и

S

Chand

.

2015

.

Мясной аналог: обзор

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

55

:

1241

1245

.doi: 10.1080 / 10408398.2012.689381

Malcolmson

,

l

,

p

,

p

frohlich

,

g

boux

,

a

bellido

,

j

Boye

и

TD

Warkentin

.

2014

.

Ароматические и вкусовые свойства полевого гороха, выращенного в Саскачеване ( Pisum sativum L.)

.

Кан. J. Plant Sci

.

94

:

1419

1426

.doi:10.4141/cjps-2014-120

Manski

,

JM

,

AJ

 

van der Goot

и

RM

 

Boom

4 Boom

.

2007

.

Достижения в формировании структуры анизотропных продуктов, богатых белком, благодаря новым концепциям обработки

.

Trends Food Sci. Технол

.

18

:

546

557

. doi: 10.1016 / j.jpgs.2007.06 / j.jpgs.2007.05.002

meinlschmidt

,

p

,

d

sussmann

,

u

schweiggert-weisz

и

p

eisner

.

2016

.

Ферментативная обработка изолятов соевого белка: влияние на потенциальную аллергенность, технофункциональность и органолептические свойства

.

Пищевая наука. Нутр

.

4

:

11

23

. doi:10.1002/fsn3.253

Mittal

,

KL

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности полимеров: отношение к адгезии

.

Нидерланды

:

CRC Press

.

Moon

,

JH

,

IW

Choi

,

YK

Park

и

Y

Kim 9

2011

.

Получение натурального мясного вкуса на основе продуктов реакции Майяра

.

Корейский журнал J. Food Sci. Ани. Ресурс

.

31

:

129

138

. DOI: 10.5851 / KOSFA.2011.31.1.129

Nguyen

,

T T P

,

B

BDandari

,

J

Cichero

и

S

Prakash

.

2015

.

Переваривание молочных и соевых белков в детских смесях в желудочно-кишечном тракте: исследование in vitro

.

Пищевой рез.

.

76

(

часть 3

):

348

358

. doi: 10.1016 / j.foodres.2015.07.030

de oliveira

,

fc

,

js

COIMBRA

,

EB

de Oliveira

,

AD

Zuñiga

и

EE

Rojas

.

2016

.

Пищевые белково-полисахаридные конъюгаты, полученные по реакции Майяра: обзор

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

56

:

1108

1125

. doi:10.1080/10408398.2012.755669

Вс

,

XD

.

2011

.

Ферментативный гидролиз белков сои и утилизация гидролизатов

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Тех.

.

46

:

2447

2459

. DOI: 10.1111 / J.1365-2621.2011.02785.x

TOLOUIE

,

ч

,

млн a

Mohammadifar

,

ч

Ghomi

и

м

и

м

.

2018

.

Манипулирование белками в пищевых системах холодной атмосферной плазмой

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

58

:

2583

2597

. doi: 10.1080 / 10408398.2017.1335689

Tsumura

,

K

,

,

K

,

T

Saito

,

K

TSUGE

,

H

ASHIDA

,

W

KUGIMIYA

и

K

INOUYE

.

2004

.

Функциональные свойства гидролизатов соевого белка, полученных селективным протеолизом

.

LWT Food Sci. Технол

.

38

:

255

261

. DOI: 10.1016 / J.LWT.2004.06.007

TULBEK

,

MC

,

RSH

,

RSH

LAM

,

YC

Wang

,

P

Asavajaru

и

A

LAM

.

2017

.

Горох: экологически чистая культура растительного белка

.В:

RN

 

Sudarshan

,

JPD

 

Wanasundara

и

L

 

Scanlin

, редакторы.

Устойчивые источники белка

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

145

164

. DOI: 10.1016 / B978-0-12-802778-3009-3978-3.00009-3

Wang

,

Q

,

L

HE

,

T P

Labuza

и

B

Ismail

.

2013

.

Структурная характеристика частично гликозилированного белка молочной сыворотки под влиянием pH и тепла с использованием рамановской спектроскопии с усилением поверхности

.

Пищевая химия

.

139

:

313

319

. doi:10.1016/j.foodchem.2012.12.050

Wang

,

Q

и

B

 

Ismail

.

2012

.

Влияние гликозилирования, вызванного Майяром, на пищевые качества, растворимость, термическую стабильность и молекулярную конфигурацию сывороточного белка

.

Междунар. Молочная J

.

25

:

112

122

. doi: 10.1016 / j.idairyyj.2012.06.001

Чжан

,

j

,

l

liu

,

h

,

h

liu

,

a

youon

,

Sh

Rizvi

и

Q

 

Ван

.

2019

.

Изменения конформации и качества растительного белка в процессе текстурирования методом экструзии

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

59

:

3267

3280

. дои: 10.1080/10408398.2018.1487383

© Ismail, Senaratne-Lenagala, Stube, Brackenridge

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Спрос на белок: обзор растительных и животных белков, используемых при разработке и производстве альтернативных белковых продуктов | Границы животных

  • Увеличение потребления белка во всем мире привело к резкому росту спроса на белковые продукты за последние несколько лет.

  • Демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для успеха на рынке белков.

  • Дополнительные исследования небелковых ингредиентов и инноваций в технологиях производства альтернативных белковых продуктов необходимы для продолжения расширения предложения белков на рынке.

Введение

За последние несколько лет резко вырос спрос на белковые ингредиенты.В 2019 году мировой рынок белковых ингредиентов оценивался в 38 миллиардов долларов США, и ожидается, что в период с 2020 по 2027 год он будет расти на 9,1% (Grandview Research, 2020). Потребление белков животного происхождения в последнее время значительно возросло, а с ростом интереса к общему белку ожидается значительный рост рынка растительных белковых ингредиентов. Растительные белки могут компенсировать долю рынка животных белков (молочных, яичных и мясных), поскольку они могут производиться по конкурентоспособным ценам.

Спрос на белки зависит от множества факторов. Рынок животного белка будет продолжать расти из-за связанной с этим пользы для здоровья от употребления мяса. Молочные и другие животные белки также играют важную роль в спросе благодаря диетическим добавкам и употреблению продуктов питания. Увеличение числа веганов, вегетарианцев и флекситарианцев привело к использованию растительных белков в пищевых продуктах. Кроме того, растительные белки используются в производстве широкого спектра натуральных продуктов.В целом, растущая пищевая промышленность из-за увеличения населения и осведомленности потребителей стимулирует рынок белка и потребность в альтернативных белковых ингредиентах.

Кроме того, существует глобальная проблема обеспечения продовольственной безопасности и сохранения земельных и водных ресурсов в связи с изменением климата, ростом населения и изменением рациона питания. Соответственно, растет интерес к устойчивым и биоразнообразным продовольственным системам. С точки зрения потребителя, покупательские привычки, которые могут улучшить окружающую среду, приобретают все большее значение.Потребители стремятся к прозрачности и устойчивости поставок продуктов питания. Соответственно, пищевая промышленность заинтересована в коммерциализации продуктов, приготовленных из ингредиентов, полученных из экологически чистых культур.

Другой важной причиной для поиска новых растительных белковых ингредиентов является аллергенность белка. Яйца, молочные продукты и соя входят в число основных аллергенов «большой восьмерки», признанных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Другие оппортунистические причины включают использование текущих потоков обработки для увеличения стоимости и доходов (добавление стоимости побочных продуктов), поиск уникального и конкурентоспособного места на рынке и использование всех возможных ресурсов для расширения поставок ингредиентов.Кроме того, производители ищут функциональные, неаллергенные ингредиенты, которые могут заменить синтетические ингредиенты (такие как синтетические эмульгаторы, например, моноглицериды и диглицериды) в рамках программы «чистая этикетка». Учитывая, что белки выполняют несколько функций, включая, помимо прочего, стабилизирующие свойства, структурообразование и усиление вкуса, производители стремятся заменить синтетические ингредиенты функциональными белками в различных областях применения, в том числе высокоценных, таких как инкапсуляция биологически активных соединений. и ароматизаторы (т.г., рыбий жир и апельсиновое масло).

Таким образом, демонстрация эквивалентных или превосходных/новых функций новых растительных белков по сравнению с существующими альтернативами имеет важное значение для их успеха на рынке. Знания потребителей и производителей о растительных белках, кроме сои, ограничены; тем не менее, новые растительные белки набирают популярность, в том числе белки бобовых (из гороха, чечевицы, нута и фасоли) и белки из рапса, подсолнечника, овса, картофеля, риса, кукурузы и древних зерен среди прочих (Grandview Research, 2016).Производители продуктов питания стремятся понять, как эти растительные белки могут частично или полностью заменить традиционные растительные и животные белковые ингредиенты в пищевых продуктах или продуктах, заменяющих мясо на растительной основе, чтобы обеспечить оптимальную питательную ценность, вкус и функциональность. Кроме того, также востребованы усовершенствования в отношении вариантов и функциональных возможностей небелковых ингредиентов, поскольку эти ингредиенты сочетаются с растительными и мясными белками для удовлетворения требований рецепта (например, цвета, вкусовых качеств и срока годности) при разработке этих пищевых продуктов.

Несмотря на то, что были проведены некоторые исследования для характеристики новых растительных белков, информация далека от исчерпывающей. Наука и техника должны соответствовать экспоненциальному увеличению спроса на новый растительный белок. Необходимо изучить эффективные процессы экстракции белка, чтобы обеспечить высокие выходы и сохранить качество и функциональность белка, понять взаимосвязь между структурой и функцией, разработать рентабельные стратегии функционализации белка, продемонстрировать способы решения проблем, связанных со вкусом и текстурой, определить уникальные высокоэффективные продукты. ценить применение, исследовать разнообразие сельскохозяйственных культур и обеспечивать изобилие поставок, а также разрабатывать небелковые дополнительные ингредиенты, используемые в сочетании с растительными и животными белками для удовлетворения рыночного спроса.Наша цель — предоставить обзор основ белка и определить потребности в инновациях и проблемы по всей цепочке поставок белка, чтобы поддержать рост спроса на белковые продукты.

Белки

Белок является основным и универсальным компонентом пищевых продуктов (рис. 1). Помимо питательной ценности, физико-химические и поведенческие свойства белков во время обработки играют важную роль в определении конечного качества пищевых продуктов. Из-за структурной универсальности и амфифильной природы белков они могут взаимодействовать с другими компонентами пищи, такими как углеводы, жиры, вода, витамины, минералы и другие белки, посредством ряда взаимодействий и связей.В производстве продуктов питания источники животного и растительного белка предлагают множество функциональных возможностей.

Рисунок 1.

Белок животного и растительного происхождения.

Рисунок 1.

Белки животного и растительного происхождения.

Обычные белки животного происхождения, используемые для переработки в пищевой промышленности, включают следующее: основные молочные белки казеина и сыворотки, используемые для придания вязкости и стабилизации различных пищевых матриц; белок яичного белка, используемый в формирующих сетках для устойчивости при взбивании и нагревании пищевых продуктов; и мышечные белки (миофибриллярные, саркоплазматические и стромальные) для применения в диапазоне от гелеобразования до формирования цвета.Соя и горох — это два растительных белка, которые широко используются благодаря превосходным функциональным свойствам, таким как водоудерживающая, гелеобразующая, жиропоглощающая и эмульгирующая способность в пищевых продуктах. Глютен, белок, содержащийся в зернах злаков, обладает уникальными когезионными и вязкоупругими свойствами, которые могут образовывать волокнистые белковые сети, и обычно используется в альтернативных мясных продуктах. Рапсовое и рапсовое масло представляют собой белки масличных культур, которые все чаще используются в качестве ингредиентов для белковых продуктов на растительной основе. Эти белки обеспечивают свойства эмульгирования и пенообразования, а также могут образовывать гели.Чечевица, люпин, нут, голубиный горох, маш и конская фасоль — другие белки бобовых, изученные на предмет их физико-химических характеристик, включая стабилизацию пены, эмульгирование и гелеобразование. Представленный обзор белков представляет собой обзор доступных вариантов растительных и животных белков и связанных с ними функций для производителей продуктов питания.

Процессы экстракции белка

Процессы экстракции и очистки растительного белка обычно начинаются с экстракции масла, как в случае масличных культур (например, масличных культур).г., соя; Фигура 2). Другими начальными этапами экстракции белка являются воздушная классификация для отделения гранул крахмала и клетчатки от белковых тел, как в случае с бобовыми, или замачивание, как в процессе помола кукурузы, при котором кукуруза разделяется на четыре компонента: зародыши, волокна, крахмал и и белок. Этапы очистки и начального концентрирования для выделения белка зависят от культуры. После первоначального разделения и концентрирования богатая белком фракция подвергается дальнейшей обработке для получения белкового концентрата (60–80 % белка) или изолята (более 80 % белка).

Рисунок 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Рис. 2.

Поле сои в Манитобе, Канада.

Белок из любого данного источника представляет собой гетерогенную смесь различных типов белков. Таким образом, очистка белка различными методами приведет к получению различного профиля, качества и функциональности белка. Очистку белка можно проводить следующими методами: мембранной фильтрацией, хроматографией, экстракцией солей или солюбилизацией/осаждением при рН.Для коммерчески доступных ингредиентов растительного белка, а именно соевого и горохового белка, наиболее распространенной практикой является солюбилизация/осаждение при рН. Другие процессы очистки, такие как хроматография, мембранная фильтрация или солевая экстракция, хотя и могут производить более функциональный белковый ингредиент, являются более сложными и дорогостоящими.

После рН-экстракции белок солюбилизируется при рН (в основном щелочной, рН >7), при котором белок наиболее растворим, а крахмал и/или клетчатка осаждаются после центрифугирования.Для отделения белка от растворимых сахаров и олигосахаридов белок осаждают в его изоэлектрической точке. Осадок промывают, нейтрализуют и сушат распылением. Иногда перед сушкой вводят стадию диафильтрации, чтобы уменьшить количество соли. pH солюбилизации может влиять на функциональность, цвет, вкус и усвояемость. Низкий рН часто вреден для белка, вызывая денатурацию и потерю функциональности. Кроме того, при щелочном pH благоприятствует окисление, которое может привести к потемнению и появлению неприятного привкуса в присутствии высокого уровня полифенолов.

Поэтому важно оптимизировать очистку белка в зависимости от источника. Белки из разных источников имеют разные структурные характеристики, которые обусловливают различия в их растворимости и реакционной способности при различных условиях экстракции. Инновации в протоколах сухой и влажной экстракции необходимы для повышения выхода и чистоты белка при сохранении структурной целостности и функциональности.

Взаимосвязь структура/функция

Функциональные свойства белка определяются структурными характеристиками, включая аминокислотный состав и последовательность, молекулярный размер и конфигурацию, а также физико-химическими характеристиками, такими как гидрофобность поверхности, суммарный заряд и наличие реакционноспособных групп (например,г., сульфгидрильные и гидроксильные группы). Эти характеристики могут быть взаимосвязаны; например, состав аминокислот влияет на гидрофобность и заряд, тогда как последовательность может влиять на конфигурацию молекул, что, в свою очередь, может влиять на свойства поверхности. Свойства поверхности влияют на растворимость белка, термическую стабильность, эмульгирующие и пенообразующие свойства, а также на способность к гелеобразованию. Например, сывороточный протеин имеет очень низкую поверхностную гидрофобность; поэтому он хорошо растворяется и является золотым стандартом для белковых готовых к употреблению напитков.С другой стороны, белки, такие как соевый белок, с высокой молекулярной массой и высокой гидрофобностью поверхности, могут образовывать полимеры в определенных условиях и, таким образом, могут быть текстурированы для получения продуктов с текстурными свойствами, подобными мясным продуктам. Любое изменение в структуре белка во время очистки и/или обработки приведет к значительному изменению функциональности.

Стратегии функционализации

Часто протеиновые порошки подвергаются нескольким процессам функционализации, включая агломерацию, покрытие лецитином и гомогенизацию под высоким давлением (Barbosa-Cánovas et al., 2005). Эти процессы влияют на размер частиц, форму и свойства поверхности. Агломерация увеличивает размер частиц за счет образования мостиков с использованием связующих веществ, таких как крахмал, камеди или гидроколлоиды. Этот процесс улучшает диспергируемость, так как вода может легко диффундировать в агломерат, а лецитиновое покрытие улучшает смачиваемость и предотвращает слеживание порошка. Гомогенизация под высоким давлением в сочетании с контролируемыми условиями распылительной сушки влияет на функциональность белка. Например, обработка под высоким давлением приводит к увеличению водоудерживающей способности и вязкости, что желательно для мясных продуктов.Функционализацией порошка посредством обработки можно управлять для целевого улучшения функциональности. Однако различные источники белка могут потребовать уникальных подходов к обработке для повышения их функциональности. Многое известно о функционализации соевого и молочного белка. Однако функционализация — это область, требующая изучения новых растительных белков.

Другие стратегии функционализации включают модификации, направленные на белок. Использование белков в пищевых рецептурах сопряжено с проблемами обработки из-за их чувствительности к различным параметрам обработки, включая pH, температуру, напряжение сдвига и ферментативную активность.Методы улучшения функциональности и стабильности белка во время обработки обычно сосредоточены на модификации структуры белка для улучшения растворимости, повышения гибкости, изменения гидрофильно-липофильного баланса или стимулирования перекрестного связывания белка. Наиболее часто используемой модификацией белка в промышленности является ферментативный гидролиз.

Ферментативный гидролиз очень хорошо изучен и предназначен для улучшения функциональности и обеспечения физиологических преимуществ. Степень гидролиза (%DH) и выбор фермента определяют функциональные свойства полученного белкового гидролизата, влияя на структуру белка и профиль пептидов.Ограниченная степень гидролиза (т. е. низкий %DH) особенно важна для производства ингредиентов с улучшенными функциональными возможностями, поскольку она контролирует как потерю структуры, так и высвобождение горьких пептидов, связанных с более интенсивным гидролизом. Чрезмерный гидролиз (т.е. высокий %DH) приводит к продукту с высоким содержанием свободных аминокислот и короткоцепочечных пептидов с минимальной функциональностью, если таковая имеется. Ограниченный ферментативный гидролиз соевого белка (DH = 2–15%), например, приводил к повышению растворимости (Sun, 2011; Meinlschmidt et al., 2016), пенообразования (Tsumura et al., 2004) и эмульгирующей способности (Sun 2011; Meinlschmidt et al., 2016). Ферментативный гидролиз необходимо оптимизировать для каждого источника белка, чтобы добиться желаемого улучшения конкретной функциональности.

Другим подходом к модификации белков является гликирование, индуцированное Майяром. Гликирование — это присоединение сахаров к белку или липиду. Влияние ограниченного, контролируемого гликирования, вызванного Майяром, на улучшение функциональности белка было исследовано, но не применялось в коммерческих целях.В обзоре de Oliveira et al. (2016) выделили 31 исследование, демонстрирующее улучшенную функциональность гликированных белков. Гликирование, вызванное Майяром, может привести к улучшению растворимости, термостабильности, эмульгированию, пенообразованию и гелеобразованию за счет повышенной гидрофильности, вязкости и перекрестного связывания белков при одновременном снижении изоэлектрической точки белка и предотвращении денатурации (Wang and Ismail, 2012; Wang et al., 2012). и др., 2013; де Оливейра и др., 2016;). Однако структурные модификации и функциональные изменения гликозилированных белков зависят от условий реакции Майяра, конформации белка и характеристик полисахаридов (например,г., длина цепи). Таким образом, оптимизация параметров гликирования, вызванного Майяром, необходима для достижения желаемой функциональности конкретного белка при минимизации распространения реакции на продвинутые и нежелательные стадии (приводящие к потемнению и постороннему привкусу). Кроме того, этот метод должен быть применим для промышленного применения.

Набирают популярность методы нетермической модификации белка, такие как высокое давление, колебательное магнитное поле, ультрафиолетовое излучение, обработка озоном, импульсные электрические поля и, совсем недавно, холодная плазма.Технология холодной плазмы включает воздействие белков на плазму, частично ионизированный газ. Генерируемая плазма может содержать ряд реактивных частиц, включая электроны, положительные и отрицательные ионы, а также химически активные частицы кислорода и азота, включая свободные радикалы в условиях температуры, близкой к комнатной. Состав реактивных частиц зависит от используемых газов (например, воздух, O2, CO2 и Ar), геометрии реактора, энергопотребления и способа взаимодействия с обрабатываемым субстратом (Ikawa et al., 2010). Различные виды могут вызывать несколько химических реакций, включая окисление, разрыв связей и/или полимеризацию. Холодная плазма интенсивно используется в промышленности для модификации поверхности при обработке материалов и генерации озона для дезинфекции воды, а также исследуется в контексте лечения рака, заживления ран, обеззараживания пищевых продуктов и свертывания крови (Inagaki, 2014; Mittal, 2014). К преимуществам использования холодной плазмы относятся сохранение качественных характеристик, экономичность, эффективность в снижении количества патогенов, короткое время обработки и отсутствие воды и химикатов, необходимых во время обработки.Холодную плазму можно проводить на открытом воздухе, она адаптируема, устойчива и безвредна для окружающей среды (Ekezie et al., 2017). В нескольких исследованиях изучалось влияние холодной плазмы на структуру, функциональность и аллергенность белков из разных источников (Tolouie et al., 2018). Исследования действительно показали изменения в структуре белка при лечении холодной плазмой. Однако результаты были неубедительны из-за различных тестируемых условий, а результаты не были исчерпывающими в отношении связи функциональных изменений со структурными модификациями.Базовые знания, направленные на лучшее понимание модификации холодной плазмой, необходимы для разработки целевого подхода к повышению функциональности растительных белков для желаемых приложений.

Разнообразие культур и предложение

В настоящее время существует разрыв между селекцией культур на повышение урожайности и селекцией на повышение функциональных и питательных свойств белкового компонента. Поэтому крайне важно исследовать естественные вариации среди существующих линий не только по содержанию белка, но и по белковому профилю, а также разработать маркеры и инструменты для инициирования стратегий селекции для прямого повышения функциональности белка и качества питания.

Существуют неотъемлемые различия в количестве и качестве белка в разных линиях определенной культуры из-за генетической изменчивости, а также различий в окружающей среде между местами выращивания. Критическая необходимость для решения вопроса о будущей полезности растительных белков в пищевой промышленности заключается в выявлении превосходных генетических вариантов качества и функциональности белка. Это включает в себя выявление образцов или сортов, которые в настоящее время обладают лучшими признаками, и определение генетических локусов, которые можно использовать в селекционных усилиях для улучшения этих признаков за пределами их текущего использования.В частности, выявление источников зародышевой плазмы с превосходными признаками и разработка генетических маркеров позволит эффективно интрогрессировать эти признаки в нынешние и будущие племенные популяции.

Помимо селекции и геномики, исследовательские потребности охватывают агрономию, проектирование систем земледелия и агроэкосистем, эффективное производство регенеративных экосистемных услуг и логистику цепочки поставок. Например, такие культуры с коротким периодом вегетации, как горох (рис. 3), могут быть интегрированы в севооборот, чтобы питать почву и приносить дополнительный доход фермерам.Чтобы новый источник растительного белка был устойчивым и обильным, необходимо использовать систематический подход, охватывающий вышеупомянутые области исследований.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Рисунок 3.

Текстурированный гороховый белок и гороховый белок.

Сравнение качества белков животного и растительного происхождения

Пищевая ценность белка определяется содержанием в нем незаменимых аминокислот, усвояемостью белка, использованием чистого белка, биологической ценностью и индексом аминокислот с поправкой на усвояемость белка (PDCAAS; FAO/WHO, 1991).PDCAAS — это показатель для оценки качества белка по его способности удовлетворять потребности человеческого организма в аминокислотах (ФАО/ВОЗ, 1991).

Животные белки лучше усваиваются, имеют большую чистую утилизацию, биологическую ценность и PDCAAS, чем сырые растительные белки (таблица 1; Berrazaga et al., 2019). Низкий уровень PDCAAS в источниках растительного белка может быть связан с более низкой усвояемостью и отсутствием определенных незаменимых аминокислот, необходимых для удовлетворения потребностей человеческого организма.

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

901 13

Тип белка
.
% Усвояемость белка
.
% Биологическая ценность
.
% Чистое использование белка
.
% ПДКААС
.
Источники белка животных
92 92

93 92

92
цыпленок 95 79 80117 91
яйцо 98 100 94 100

96 91

82 9
9
Whey Whey 100 104 92 100 9
Источники белка растений
соевая мука 80118

* N / A 93

93

Соевый белок изолировать 98 74 61 100
Yellow Split Pea 9

88 * N / A * N / A * N / A 64

горошек концентрат белка 99 65 * N / A 89
Chickpea 89 * N / A * N / A * N / A 74

пшеницы 91 56-68 53-65 51
51

85- 95  64  67  25 

Животные белки легче усваиваются, чем растительные (табл. 1; Берразага и др., 2019). Одной из причин являются структурные различия между животными и растительными белками. Карбонаро и др. (2012) и Nguyen et al. (2015) обнаружили, что растительные белки имеют больше β-листовых структур и относительно низкие α-спирали, чем животные белки, что делает их устойчивыми к перевариванию в пищеварительной системе. Наличие большего количества клетчатки в растительном белке является еще одной причиной того, что растительный белок имеет более низкую протеолитическую усвояемость (Duodu et al., 2003). Наличие антипитательных факторов является дополнительным фактором более низкой усвояемости белков растительного происхождения в желудочно-кишечном тракте человека по сравнению с белками животного происхождения.Большинство антипитательных факторов в основном обнаруживаются в белковых телах семядолей и шелухе семян бобовых. Методы обработки могут снизить уровень антипитательного фактора и повысить усвояемость растительного белка (Tulbek et al., 2017). Понимание белковых питательных факторов имеет важное значение для стратегий разработки рецептур альтернативных белковых продуктов для удовлетворения потребностей человеческого организма в белке.

Испытания вкуса растительного белка

Использование растительных белков, таких как белки бобовых, в пищевых продуктах затруднено из-за стойких неприятных привкусов, которые могут восприниматься потребителями.Посторонние привкусы, присутствующие в соевых белках, часто описываются как «зеленые», «бобовые», «красочные» и «травянистые» (Rackis et al., 1979). Эти неприятные примечания обычно связывают с инициируемым липоксигеназой перекисным окислением ненасыщенных жирных кислот (MacLeod and Ames, 1988) и в основном связывают с источником сырья, обработкой и/или хранением. Ароматические соединения гороха были исследованы в сыром, хранящемся и приготовленном горохе (Malcolmson et al., 2014). Сообщаемые вкусоароматические соединения представляли собой насыщенные и ненасыщенные спирты, альдегиды, кетоны, спирты и их сложноэфирные производные, а также метоксипиразины.Азарния и др. (2011a) сообщили о значительных изменениях летучих ароматических соединений гороха во время хранения, в то время как Azarnia et al. (2011b) сообщили о различиях в летучих соединениях между сортами и сортами, выращенными в разные годы урожая. Насколько нам известно, нет сообщений о вкусовых соединениях, сохраняющихся в изолятах горохового белка или других новых ингредиентах растительного белка. Необходимо разработать методы экстракции/обработки белков, которые бы давали нейтральные (мягкие) продукты. Маскировка посторонних запахов не имела большого успеха.Маскировка посторонних привкусов, таких как горький, возможна, но маскировка посторонних привкусов более сложна из-за того, что аромат представляет собой сумму паттернов ответов многочисленных типов рецепторов, в отличие от вкуса, который обычно имеет дело с одним рецептором. Точное профилирование вкуса приведет к выявлению подходов, которые устраняют проблемные неприятные запахи, а не пытаются их замаскировать.

Небелковые ингредиенты и функции

Текстураторы

Текстураторы, используемые в пищевых продуктах, действуют как связующие воды и масла, усилители нарезки, наполнители или наполнители, а также усилители текстуры и гелеобразования в готовом продукте.Выбор текстурирующих ингредиентов животного или растительного происхождения зависит от заявления продукта или целевого типа диеты. Например, альтернативный мясной продукт для флекситарианцев может включать связующие и текстурирующие агенты как животного, так и растительного происхождения, такие как изоляты и концентраты соевого белка, пшеничный глютен, молочные белки, яичный белок, каррагинан, ксантановая камедь, метилцеллюлоза, мука/крахмал. , пектин и другие растительные волокна и камеди, предлагающие самый широкий выбор функциональных возможностей. В качестве альтернативы, в веганских или 100% растительных заявленных продуктах нельзя использовать связующие вещества и текстуризаторы животного происхождения, такие как молочные белки и яичные белки.В веганских продуктах обычно используются текстуризаторы растительного происхождения. Однако яичный белок обычно используется в производстве продуктов питания в качестве связующего из-за его способности образовывать твердый необратимый гель при приготовлении. Чтобы удовлетворить потребности нескольких типов диет, необходимо дальнейшее изучение текстуризаторов на растительной основе, которые обладают большей функциональностью.

Метилцеллюлоза

Метилцеллюлоза представляет собой производное целлюлозы, полученное путем образования щелочной целлюлозы (реакцией метилхлорида и щелочной целлюлозы), которая имеет характерные характеристики гелеобразования.Он образует термообратимый твердый хрупкий гель при нагревании, но при охлаждении превращается в вязкую жидкость. Напротив, крахмалы и гидроколлоиды образуют термообратимые гели в противоположном направлении — гелеобразование при охлаждении и обратное плавление в жидкость при нагревании. Эта уникальная характеристика метилцеллюлозы делает ее бесценной для придания связывающей и гелевой структуры пищевым продуктам, подаваемым в горячем виде. Эмульгирующая способность метилцеллюлозы также помогает предотвратить отделение жира и увеличивает ощущение сочности.При разработке пищевых продуктов на растительной основе метилцеллюлоза ценится за ее универсальность в функциональности и роль в структуре продукта и вкусовых ощущениях. В отрасли существует постоянная потребность в веганских ингредиентах, которые могут создать твердый вкус и сочную мясную текстуру.

Каррагинан

Каррагинан представляет собой высокомолекулярный линейный полисахарид, выделенный из красных морских водорослей. Существует три основных типа каррагинанов: каппа образует прочный гель с ионами калия; йота образует эластичные гели с солями кальция; а лямбда образует загустевшие жидкости и не превращается в гель.Когда нагретый раствор каппа-каррагинана охлаждается ниже температуры гелеобразования (30–70 °C в зависимости от условий рецептуры, таких как наличие солей), он образует твердый хрупкий гель (Blakemore and Harpell, 2010) и обычно используется в мясных продуктах. Эта функциональность улучшает способность нарезки и текстуру аналогов мяса, таких как мясные деликатесы, которые подаются при комнатной температуре или ниже. Каррагинан также обладает отличной водосвязывающей способностью и помогает удерживать влагу для улучшения вкусовых ощущений.

Крахмалы

Крахмалы в аналогах мяса действуют как наполнители и улучшают текстуру благодаря своей способности связывать и удерживать влагу. При нагревании в присутствии воды происходит клейстеризация и гранулы крахмала набухают, захватывая воду, выделившуюся (процесс разрыва связей) из текстурированного белка или других компонентов рецептуры (желатинизация, с другой стороны, это процесс образования геля). Крахмалы доступны из различных ботанических источников и в нативных и модифицированных формах.Обычные модификации крахмала могут улучшить стабильность при замораживании и оттаивании, снизить температуру желатинизации или изменить вязкость (Joly and Anderstein, 2009). Критическое рассмотрение приложения требуется для выбора приложения с соответствующей функциональностью. Например, крахмал с температурой желатинизации выше температур, возникающих во время обработки, не сможет обеспечить большую функциональность. Крахмалы холодного набухания можно использовать для повышения вязкости и связывания воды в необработанной системе.В целом, существует несколько доступных вариантов крахмала. Выбор крахмала для состава пищевого продукта зависит от необходимой функциональности и способа приготовления продукта.

Волокнистые ингредиенты

Клетчатка — это тип углеводов, который содержится во многих продуктах, таких как бобовые, а также в цельнозерновых продуктах и ​​большинстве овощей и фруктов. Ингредиенты клетчатки используются в продуктах на растительной основе для придания консистенции и улучшения вкусовых ощущений, а также для придания им водоудерживающей способности. Они также обеспечивают начальную вязкость и когезию, помогая матрице продукта выдерживать обработку и формование.Из-за разнообразия источников клетчатки предложение волокнистых ингредиентов на рынке для производства продуктов питания является широким.

Жиры

В традиционном и альтернативном (клеточном или растительном) мясе, а также в продуктах на растительной основе жир способствует воспринимаемой нежности и сочности продукта и способствует сохранению/высвобождению аромата. Жидкие масла обеспечивают смазывающую способность и добавляют потребителю ощущение влаги, в то время как насыщенные жиры более точно имитируют профиль жирных кислот традиционного мяса и придают твердость охлажденной смеси.Твердый жир в виде хлопьев также может придать ожидаемый внешний вид мраморности. Некоторые варианты растительных жиров включают растительное масло, кокосовое масло, пальмовое масло и масло какао. Правильное сочетание жиров важно для достижения желаемого сочного вкуса и продолжительного аромата.

Ароматизаторы

Аромат и вкус продуктов очень важны, поскольку они определяют общую приемлемость конечного продукта для потребителей. Пикантные, мясные и металлические ноты (железные или железные) учитываются в основном в рецептурах, альтернативных мясу, для имитации настоящих мясных продуктов.Для придания острого и мясного вкуса и аромата некоторые серосодержащие аминокислоты (цистеин, цистин и метионин), нуклеотиды, редуцирующие сахара (такие как глюкоза, фруктоза), витамины (тиамин) и другие аминокислоты (пролин, лизин, серин , метионин и треонин) обычно используются в качестве ингредиентов в альтернативной обработке белков (Moon et al., 2011; Kyriakopoulou et al., 2019). Гидролизованные растительные белки являются еще одним ингредиентом, используемым в рецептурах альтернативных белковых продуктов для придания курице или говядине аромата и вкуса.Более того, в альтернативных приготовлениях яиц обычно используется гималайская черная соль или «кала намак», которая имеет уникальный яичный вкус и запах из-за более высокого содержания серы, чтобы имитировать вкус и запах настоящих яиц. В целом, вкус является неотъемлемой частью опыта потребления.

Красители

Цвет является фактором внешней привлекательности пищи. Цвета в гамбургерах, сосисках и мясном фарше на растительной основе используются для имитации красно-розового цвета в сыром состоянии и коричневого цвета в приготовленном виде.Для этих продуктов используется комбинация термостойких красителей и редуцирующих сахаров (Hamilton and Ewing, 2000). Обычно используются термически неустойчивые пигменты бетанинового пигмента, содержащие порошок или сок свеклы. Восстанавливающими сахарами, используемыми в продуктах растительного происхождения, являются ксилоза, арабиноза, галактоза, манноза, декстроза, лактоза, рибоза и мальтоза (Hamilton and Ewing, 2000), они могут вступать в реакцию типа Майяра с аминогруппой белков во время приготовления, образуя компоненты коричневого цвета. Для таких продуктов, как хот-доги и ветчина на растительной основе, желателен красно-розовый цвет конечного продукта.Термостабильные пигменты или их комбинации, такие как аннато, куркума, шафран, каротин, тмин, карамельный краситель, паприка, порошок красного дрожжевого риса, кантаксантин и астаксантин, часто используются для достижения желаемого цвета, поскольку красный цвет не ухудшается. во время нагрева. Большинство термостабильных и термолабильных красителей имеют оптимальный диапазон pH для более качественного окрашивания; поэтому в рецептурах конечного продукта требуется некоторый уровень регулирования pH с помощью подкислителя (уксусная кислота, лимонная кислота и/или молочная кислота).Использование подкислителей не всегда возможно, так как они негативно влияют на текстуру и вкус продукта (Kyriakopoulou et al., 2019). В последнее время соевый леггемоглобин, гемсодержащий белок растительного происхождения, также используется в качестве красителя в гамбургерах на растительной основе для придания «кровоточащего» вида, как в гамбургерах с мясом животного происхождения. Этот пигмент денатурируется и превращается в коричневый цвет при приготовлении, как миоглобин в мясе.

Расширение функциональности и ассортимента текстуризаторов, жиров, ароматизаторов и красителей необходимы для разработки альтернативных белковых продуктов.Следовательно, дальнейшие исследования и разработка небелковых ингредиентов необходимы для принятия потребителем и постоянного роста спроса на продукты питания или продукты растительного происхождения, заменяющие мясо.

Современные и будущие технологии переработки альтернативных белковых продуктов

Методы обработки

Одна из целей альтернативного производства мяса состоит в том, чтобы потребители почувствовали, что они едят мясные продукты, имитируя структуру, состав, внешний вид и вкус продуктов из животного белка (рис. 4).Сложная структура мяса сложно воспроизвести с помощью растительных ингредиентов. Поэтому поиск растительных белков, обладающих питательными и функциональными свойствами, сходными с животными белками, продолжается все более активными темпами. Кроме того, пищевые технологи, разрабатывающие белковые продукты, постоянно фокусируются на методах обработки/структурирования растительных белков, которые обеспечивают желаемые органолептические характеристики продуктов на 100% растительной основе, а также обеспечивают внешний вид и вкусовые ощущения, аналогичные мясным аналогам.

Рисунок 4.

Рисунок 4.

Традиционные альтернативные белковые продукты на растительной основе производятся с помощью простых методов обработки, таких как ферментация, химическая коагуляция белка, прессование, нагревание, пропаривание, охлаждение и промывание (Malav et al. , 2015). Экструзия, технология ячеек сдвига и 3D-печать — это современные технологии обработки. Постоянно делается упор на улучшение этих процессов, а также на изучение других применимых технологий обработки белков.

Экструзия

Экструзия является обычной практикой и широко используется для преобразования растительных материалов, содержащих 50–70% белка, в волокнистые продукты. Это термомеханический процесс, в котором используется сочетание давления, тепла и механического сдвига (Кириакопулу и др., 2019). В настоящее время в качестве ингредиентов для экструзии используется несколько сырьевых материалов растительного белка, таких как обезжиренная соевая мука, концентрат и изолят соевого белка, пшеничный глютен, концентрат и изолят горохового белка, белок арахиса (Kyriakopoulou et al., 2019).

Существует два типа процессов экструзии в зависимости от количества воды, добавляемой во время процесса; экструзия с низким содержанием влаги (добавление влаги 20–40%) и экструзия с высоким содержанием влаги (добавление влаги 40–80%). Текстурированные белки с низким содержанием влаги обычно должны быть регидратированы перед использованием, часто в сочетании с другими ингредиентами. Экструдированные продукты с высоким содержанием влаги могут не требовать дополнительной обработки перед использованием.

Важными функциональными характеристиками экструдированных продуктов являются водо- и маслопоглощение (в формате с низким содержанием влаги), плотность и размер/форма.Эти характеристики зависят от исходного исходного материала, условий экструзии, выбора матрицы и вторичной резки. Менее плотный кусок, такой как хлопья, увлажняется быстрее, чем фарш, но может пожертвовать некоторой твердостью. Продукты со слишком большим расширением с трудом сохранят свою структуру после регидратации и могут превратиться в кашу при дальнейшей обработке или употреблении в пищу. Продукты со слишком малым расширением будут очень медленно регидратироваться и могут восприниматься как твердые куски без различимой текстуры.

Предварительное кондиционирование является важным начальным этапом экструзии белков, позволяющим влаге равномерно проникнуть в белковые частицы перед их введением в экструдер. В экструдере белки подвергаются воздействию высоких температур и давлений, в результате чего белки плавятся и денатурируют (Zhang et al., 2019), теряя свою третичную или даже вторичную структуру. Денатурированные белки перестраиваются в направлении потока, когда они проходят через винт, обнажая участки связывания, которые позволяют белкам сшиваться по-новому.Именно это сшивание текстурирует белки и превращает глобулярные растительные белки в структуры, которые больше напоминают волокнистую и ламинарную структуру мяса. Когда материал выходит из матрицы в конце экструдера, вода в смеси быстро испаряется из-за высоких температур и сброса давления, что приводит к расширению материала и формированию окончательного воздушного формата. Дизайн штампа оказывает значительное влияние на форму и текстуру создаваемых деталей. Кроме того, материал может быть дополнительно разрезан для получения желаемого размера и формы куска.

Помимо создания мясной структуры, экструзия также может изменить цвет и вкус белковых компонентов. Многие нежелательные запахи являются летучими и испаряются вместе с влагой при сбросе давления в конце экструдера. Экструзия также может улучшить пищевые качества белков. Процесс экструзии широко изучался в течение многих десятилетий; однако контроль над процессом является одной из самых больших проблем (Zhang et al., 2019), а конструкция экструдированных продуктов до сих пор полностью не определена.

Технология ячейки сдвига

Технология ячеек сдвига была представлена ​​группой исследователей из Вагенингенского университета, Нидерланды, примерно в 2005 году (Manski et al., 2007). Это еще один метод, при котором сочетание сдвига и тепла используется для образования аналогов мяса на растительной основе со слоистой волокнистой структурой, которые напоминают вкус и текстуру настоящего мясного стейка. Устройство сдвига, используемое в этой технологии, называется ячейкой сдвига, в которой можно применять интенсивный сдвиг.Существует два типа ячеек сдвига: коническая ячейка на основе реометра с конической пластиной и цилиндрическая ячейка Куэтта, которая была разработана для процесса масштабирования (Manski et al., 2007). В этой технологии структура готового продукта зависит от ингредиентов и параметров обработки. Деформация белка в клетке сдвига хорошо выражена и постоянна, затраты механической энергии на структурирование невелики; таким образом, технология ячеек сдвига имеет меньше различий в качестве продукта по сравнению с экструзией (Manski et al., 2007; Кринтирас и др., 2016). Увеличивая размер и длину ячейки Куэтта, можно увеличить емкость и пропускную способность устройства. Несколько комбинаций растительных белков (концентрат соевого белка, изолят соевого белка и пшеничный глютен или изолят соевого белка и пектин) были протестированы на их способность образовывать волокнистые структуры в технологии сдвиговых клеток (Manski et al., 2007; Dekkers et al. , 2016). Однако альтернативные мясу продукты на растительной основе, изготовленные с использованием технологии сдвиговых ячеек, коммерчески недоступны.

3D-печать

Инновационная и универсальная цифровая технология — 3D-печать, которую можно использовать для аддитивного производства и быстрого прототипирования. Процесс 3D-печати может воссоздать мышечную матрицу с помощью микроэкструзии нитей с использованием пасты на растительной основе. Паста помещается в матрицу 3D-принтера с помощью программного обеспечения для моделирования Auto Computer-Aid Design (AutoCAD) (Carrington, 2020).

NOVAMEAT, одна из компаний, занимающихся пищевыми технологиями, производящая 3D-печатные мясные продукты на растительной основе, объявила, что они могут воссоздать стейк с твердой, волокнистой текстурой и мясистым внешним видом, используя гороховый белок, рисовый белок, морские водоросли, рапсовый жир, и свекольный сок (Carrington, 2020).Redefine Meat — еще одна компания, расположенная в Израиле, которая утверждает, что производит альтернативные мясные продукты, которые имитируют внешний вид, текстуру и вкус мясных мышц животных (Askew, 2020). Скорость и разнообразие подложек, используемых в 3D-печати, открывают широкие возможности для применения в пищевой промышленности.

Эти развивающиеся технологии расширяют инструменты, доступные производителям растительной пищи для воспроизведения и улучшения вкуса, текстуры и вкусовых качеств продуктов. Они прокладывают путь к большей универсальности следующего поколения альтернативных белковых пищевых продуктов и представляют собой лишь верхушку айсберга в пространстве, созревшем для инноваций.

Выводы

Прогнозируется, что глобальный спрос на белок будет продолжать расти. Между животными и растительными белками сохраняются различия в качестве и функциональности белка. Наука и технологии, используемые в цепочке поставок различных белковых продуктов, должны соответствовать экспоненциальному росту спроса на новые источники белка. Для удовлетворения как потребительского спроса, так и желаемого вкуса, расширение вариантов и функциональности небелковых ингредиентов имеет важное значение для разработки и производства продукта.И растительные, и животные белки жизненно важны для удовлетворения мировых потребностей в белке.

Заявление о конфликте интересов. Не объявлено.

Об авторе

Д-р Б. Пэм Исмаил — профессор кафедры пищевых наук и питания Миннесотского университета. Она также является основателем и директором Инновационного центра растительных белков. Доктор Исмаил имеет более чем 20-летний опыт исследований в области пищевой химии, сосредоточенных на аналитической химии, химии белков, энзимологии, химии и судьбе биоактивных пищевых компонентов.Ее исследования сосредоточены на химической характеристике и улучшении функциональности, безопасности, биодоступности, доставки и биоактивности пищевых белков и фитохимических веществ с использованием новых подходов к обработке и анализу. Доктор Исмаил является лауреатом «Премии за выдающиеся достижения в области преподавания» и «Премии выдающегося профессора».

Д-р Ласика Сенаратне-Ленагала — старший научный сотрудник компании Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила степень бакалавра в области сельского хозяйства в Университете Перадения, Шри-Ланка, степень магистра в области биохимии в Национальном университете Пукионг, Южная Корея, и степень доктора наук в области зоотехники (биология мяса и мышц) в Университете Небраски-Линкольн. Ее текущая работа в области исследований и разработок сосредоточена как на разработке мясных, так и растительных/альтернативных белковых продуктов.

Алисия Стубе — старший научный сотрудник Североамериканского подразделения Cargill по производству крахмалов, подсластителей и текстуризаторов, Миннеаполис, Миннесота.В Cargill она занимается исследованиями и разработками в области растительных белковых ингредиентов. Ее текущая работа включает в себя понимание функциональности известных и новых белков неживотного происхождения в пищевых рецептурах. Алисия имеет 10-летний опыт работы в пищевой промышленности в области разработки ингредиентов и готовых продуктов, а также имеет степень магистра пищевых наук Университета Пердью, Западный Лафайет, Индиана.

Д-р Энн Брэкенридж является менеджером в Cargill Inc., Вичита, Канзас, в группе исследований и разработок белков.Она получила докторскую степень в Канзасском государственном университете на Манхэттене в области роста и развития мышц. Энн имеет более чем 20-летний опыт исследований и разработок и безопасности пищевых продуктов в белковой промышленности. Д-р Брэкенридж занимал предыдущие должности в Cargill, руководя научно-исследовательскими группами, работающими над разработкой продуктов и технологий для мясных видов животных, а также командами по эксплуатации предприятий по обеспечению безопасности пищевых продуктов в Северной Америке. Ее исследовательские интересы включают улучшение качества мяса и разработку новых белковых технологий. В настоящее время Энн избрана президентом Американской ассоциации мясных наук.

Цитированная литература

Azarnia

,

S

,

JI

Boye

,

T

Warkentin

и

L

5

0 Malcolmson.

2011а

.

Изменения летучих ароматических соединений в сортах полевого гороха под влиянием условий хранения

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Технол

.

46

:

2408

2419

. doi: 10.1111/j.1365-2621.2011.02764.x

Azarnia

,

S

,

,

S

,

JI

BOYE

,

T

Warkentin

,

L

Malcolmson

,

H

Sabik

и

AS

Bellido

.

2011b

.

Изменение профиля вкуса летучих веществ у отдельных сортов полевого гороха в зависимости от года сбора урожая и обработки

.

Пищевая химия

.

124

:

326

335

. дои: 10.1016 / j.Foodchem.2010.06.041

Barbosa-Cánovas

,

GV

,

E

Ortega-Rivas

,

P

Juliano

и

ч

и

ч

Ян

.

2005

.

Пищевые порошки: физические свойства, обработка и функциональность

. 2-е изд.

Нью-Йорк (NY)

:

Kluwer Academix/Plenum Publishers

.

Berrazaga

,

I

,

V

Micard

,

M

Gueugneau

и

S

Walr

2019

.

Роль анаболических свойств источников белка растительного и животного происхождения в поддержании мышечной массы: критический обзор

.

Питательные вещества

.

11

:

1825

1845

. doi:10.3390/nu11081825

Blakemore

,

W

и

AR

 

Harpell

.

2010

.

Каррагинан.

In:

A

Imeson

, редактор.

Пищевые стабилизаторы, загустители и желирующие агенты

.

Западный Суссекс (Великобритания

):

Blackwell Publishing

; п.

73

94

.

Carbonaro

,

M

,

P

,

Maselli

и

A

,

Nucara

.

2012

.

Взаимосвязь между усвояемостью и вторичной структурой сырых и термически обработанных белков бобовых: исследование инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR)

.

Аминокислоты

 

43

:

911

921

.doi: 10.1007/s00726-011-1151-4.

Dekkers

,

BL

,

CV

 

Nikiforidis

и

AJ

 

van der Goot

.

2016

.

Индуцированное сдвигом образование волокнистой структуры из смеси пектин/SPI

.

нов. Пищевая наука. Эмердж. Технол

.

36

:

193

200

. DOI: 10.1016 / J.ifet.2016.07.003

Duodu

,

кг

,

JRN

Taylor

,

PS

Belton

и

BR

HAMAKER

.

2003

.

Факторы, влияющие на усвояемость белка сорго

.

J. Cereal Sci

.

38

:

117

131

. doi:10.1016/S0733-5210(03)00016-X

Ekezie

,

F

,

D

 

Sun

и

J

 

Cheng 9

2017

.

Обзор последних достижений в области технологии холодной плазмы для пищевой промышленности: текущие применения и будущие тенденции

.

Trends Food Sci.Тех.

.

69

:

46

58

. doi:10.1016/j.jpgs.2017.08.007 AGR: IND605828840

FAO/WHO

.

1991

.

Оценка качества белка. Совместная консультация экспертов ФАО/ВОЗ

.

FAO Food Nutr. Пап

.

51

:

1

66

.

Hamilton

,

MN

и

EC

 

Ewing

.

2000

.

Состав пищевого красителя

. Канадский патент CA2314727C.15 февраля 2005 г.

Икава

,

S

,

K

Китано

и

S

Хамагути

2010

.

Влияние pH на бактериальную инактивацию в водных растворах вследствие применения низкотемпературной плазмы атмосферного давления

.

Плазменный процесс. Полим

.

7

:

33

42

. doi:10.1002/ppap.200

0

Инагаки

,

N

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности и плазменная полимеризация

.

Бока-Ратон (Флорида)

:

CRC Press

. doi:10.1201/

98710831

Джоли

,

G

и

B

 

Андерштейн

.

2009

.

Крахмалы.

In:

R

 

Tarté

, изд.

Ингредиент мясных продуктов: свойства, функциональность и применение

.

Нью-Йорк (NY)

:

Springer Science + Business Media

.п.

25

56

.

KRINTIRAS

,

GA

,

JG

,

JG

DiAZ

,

AJ

VAN DER GOT

,

AI

Stankiewicz

и

GD

stefanidis

.

2016

.

Об использовании технологии ячеек Куэтта для крупномасштабного производства текстурированных заменителей мяса на основе сои

.

J. Food Eng

.

169

:

205

213

. дои: 10.1016/j.jfoodeng.2015.08.021

Kyriakopoulou

,

K

,

B

 

Dekkers

, и

AJ

 

van der Goot

2019

.

Группа 6 — аналоги мяса на растительной основе.

В:

C M

 

Галанакис

, изд.

Устойчивое производство и переработка мяса

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

103

126

. doi:10.1016/B978-0-12-814874-7.00006-7

MacLeod

,

G

и

J

 

Ames

.

1988

.

Соевый ароматизатор и его улучшение

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

27

:

219

400

. DOI: 10.1080 / 1040839880

87

Malav

,

OP

,

S

Talundder

,

P

Gokulakrishnan

и

S

Chand

.

2015

.

Мясной аналог: обзор

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

55

:

1241

1245

.doi: 10.1080 / 10408398.2012.689381

Malcolmson

,

l

,

p

,

p

frohlich

,

g

boux

,

a

bellido

,

j

Boye

и

TD

Warkentin

.

2014

.

Ароматические и вкусовые свойства полевого гороха, выращенного в Саскачеване ( Pisum sativum L.)

.

Кан. J. Plant Sci

.

94

:

1419

1426

.doi:10.4141/cjps-2014-120

Manski

,

JM

,

AJ

 

van der Goot

и

RM

 

Boom

4 Boom

.

2007

.

Достижения в формировании структуры анизотропных продуктов, богатых белком, благодаря новым концепциям обработки

.

Trends Food Sci. Технол

.

18

:

546

557

. doi: 10.1016 / j.jpgs.2007.06 / j.jpgs.2007.05.002

meinlschmidt

,

p

,

d

sussmann

,

u

schweiggert-weisz

и

p

eisner

.

2016

.

Ферментативная обработка изолятов соевого белка: влияние на потенциальную аллергенность, технофункциональность и органолептические свойства

.

Пищевая наука. Нутр

.

4

:

11

23

. doi:10.1002/fsn3.253

Mittal

,

KL

.

2014

.

Плазменная модификация поверхности полимеров: отношение к адгезии

.

Нидерланды

:

CRC Press

.

Moon

,

JH

,

IW

Choi

,

YK

Park

и

Y

Kim 9

2011

.

Получение натурального мясного вкуса на основе продуктов реакции Майяра

.

Корейский журнал J. Food Sci. Ани. Ресурс

.

31

:

129

138

. DOI: 10.5851 / KOSFA.2011.31.1.129

Nguyen

,

T T P

,

B

BDandari

,

J

Cichero

и

S

Prakash

.

2015

.

Переваривание молочных и соевых белков в детских смесях в желудочно-кишечном тракте: исследование in vitro

.

Пищевой рез.

.

76

(

часть 3

):

348

358

. doi: 10.1016 / j.foodres.2015.07.030

de oliveira

,

fc

,

js

COIMBRA

,

EB

de Oliveira

,

AD

Zuñiga

и

EE

Rojas

.

2016

.

Пищевые белково-полисахаридные конъюгаты, полученные по реакции Майяра: обзор

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

56

:

1108

1125

. doi:10.1080/10408398.2012.755669

Вс

,

XD

.

2011

.

Ферментативный гидролиз белков сои и утилизация гидролизатов

.

Междунар. Дж. Пищевая наука. Тех.

.

46

:

2447

2459

. DOI: 10.1111 / J.1365-2621.2011.02785.x

TOLOUIE

,

ч

,

млн a

Mohammadifar

,

ч

Ghomi

и

м

и

м

.

2018

.

Манипулирование белками в пищевых системах холодной атмосферной плазмой

.

Крит. Преподобный Food Sci. Нутр

.

58

:

2583

2597

. doi: 10.1080 / 10408398.2017.1335689

Tsumura

,

K

,

,

K

,

T

Saito

,

K

TSUGE

,

H

ASHIDA

,

W

KUGIMIYA

и

K

INOUYE

.

2004

.

Функциональные свойства гидролизатов соевого белка, полученных селективным протеолизом

.

LWT Food Sci. Технол

.

38

:

255

261

. DOI: 10.1016 / J.LWT.2004.06.007

TULBEK

,

MC

,

RSH

,

RSH

LAM

,

YC

Wang

,

P

Asavajaru

и

A

LAM

.

2017

.

Горох: экологически чистая культура растительного белка

.В:

RN

 

Sudarshan

,

JPD

 

Wanasundara

и

L

 

Scanlin

, редакторы.

Устойчивые источники белка

.

Сан-Диего (Калифорния)

:

Academic Press

. п.

145

164

. DOI: 10.1016 / B978-0-12-802778-3009-3978-3.00009-3

Wang

,

Q

,

L

HE

,

T P

Labuza

и

B

Ismail

.

2013

.

Структурная характеристика частично гликозилированного белка молочной сыворотки под влиянием pH и тепла с использованием рамановской спектроскопии с усилением поверхности

.

Пищевая химия

.

139

:

313

319

. doi:10.1016/j.foodchem.2012.12.050

Wang

,

Q

и

B

 

Ismail

.

2012

.

Влияние гликозилирования, вызванного Майяром, на пищевые качества, растворимость, термическую стабильность и молекулярную конфигурацию сывороточного белка

.

Междунар. Молочная J

.

25

:

112

122

. doi: 10.1016 / j.idairyyj.2012.06.001

Чжан

,

j

,

l

liu

,

h

,

h

liu

,

a

youon

,

Sh

Rizvi

и

Q

 

Ван

.

2019

.

Изменения конформации и качества растительного белка в процессе текстурирования методом экструзии

.

Крит.Преподобный Food Sci. Нутр

.

59

:

3267

3280

. дои: 10.1080/10408398.2018.1487383

© Ismail, Senaratne-Lenagala, Stube, Brackenridge

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Источники и количество животных, молочных и растительных белков, потребляемых взрослыми в США в 2007–2010 гг.

Питательные вещества.2015 авг; 7(8): 7058–7069.

Stefan M. Pasiakos

1 Военный отдел питания, Научно-исследовательский институт экологической медицины армии США, Natick, MA 01760-5007, USA

Sanjiv Agarwal

2 Институт науки и образования, Белк-Ридж MD 21017, США

3 NutriScience LLC, Ист-Норритон, Пенсильвания 19403, США; Электронная почта: [email protected]

Harris R. Lieberman

4 Отдел военного питания, Научно-исследовательский институт экологической медицины армии США, Натик, Массачусетс 01760-5007, США; Электронная почта: лим[email protected]

Victor L. Fulgoni, III

5 Фонд Генри М. Джексона, Bethesda, MD 20817, USA

6 Nutrition Impact LLC, Battle Creek, MI 49014 ; Электронная почта: [email protected]

1 Отдел военного питания, Научно-исследовательский институт экологической медицины армии США, Натик, Массачусетс 01760-5007, США

2 Окриджский институт науки и образования, Белкамп, Мэриленд 21017, США

5 Генри М.Jackson Foundation, Bethesda, MD 20817, USA

6 Nutrition Impact LLC, Battle Creek, MI 49014, USA; Электронная почта: [email protected]

Поступила в редакцию 21 июля 2015 г.; Принято 10 августа 2015 г.

Авторские права © 2015 принадлежат авторам; лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья цитировалась другими статьями в PMC.

Abstract

Рекомендации по питанию предполагают использование смешанной белковой диеты, состоящей из высококачественных продуктов животного, молочного и растительного происхождения. Однако текущие данные о распределении и пищевых источниках потребления белка в репрезентативной выборке свободноживущих взрослых жителей США недоступны.В этих анализах использовались данные Национального обследования состояния здоровья и питания (NHANES), 2007–2010 гг. (90 927 n 90 928 = 10 977, возраст ≥ 19 лет). Несколько баз данных Министерства сельского хозяйства США (USDA) использовались для разделения состава потребляемых пищевых продуктов на компоненты животного, молочного или растительного происхождения. Определяли среднее ± SE потребление животного, молочного и растительного белка и оценивали децили обычного потребления. Доля общего потребления белка, полученного из животных, молочных и растительных белков, составила 46%, 16% и 30% соответственно; 8% потребления не могут быть классифицированы.Курица и говядина были основными источниками животного белка. Сыр, обезжиренное молоко и мороженое/молочные десерты были основными источниками потребления молочного белка. Дрожжевой хлеб, булочки/булочки и орехи/семена были основными источниками потребления растительного белка. Это исследование предоставляет исходные данные для оценки эффективности вмешательств общественного здравоохранения, направленных на изменение состава белковых продуктов, потребляемых населением США.

Ключевые слова: рекомендации по питанию, NHANES, белковая плотность, рекомендации, потребление энергии

1.Введение

Белок, несомненно, необходим в рационе человека [1]. Пищевой белок является основным источником аминокислот, особенно незаменимых аминокислот, которые не могут быть синтезированы из эндогенных предшественников и необходимы для роста, развития и поддержания здоровья человека. Рекомендуемая диетическая доза (RDA) белка составляет 0,8 г белка на килограмм массы тела (г/кг массы тела) и считается достаточной почти для всех здоровых взрослых людей в США [1], хотя потребление белка выше RDA неизменно оказывает метаболическое воздействие. выгодно за счет поддержания здоровых липидов в крови, контроля веса, чувства сытости и улучшения долгосрочной минерализации костей [2].Недавно мы сообщили, что обычное употребление диеты с высоким содержанием белка, независимо от размера тела, было связано с более низким уровнем ожирения и более высоким уровнем холестерина ЛПВП по сравнению с потреблением белка на уровнях, соответствующих RDA [3].

Источник пищевого белка, возможно, так же важен, как и его общее количество. Животные, молочные и некоторые растительные белки считаются высококачественными белками, которые приносят пользу для здоровья и обмена веществ благодаря усвояемым уровням содержащихся в них незаменимых аминокислот.Предыдущая работа показала, что многие белковые продукты, независимо от того, классифицируются ли они как животные, молочные или растительные, вносят основной вклад в другие важные питательные вещества (например, цинк, витамин B-12, железо, кальций, фосфор, магний, витамин Е и пищевые добавки). клетчатка) [4]. Диетические рекомендации для американцев 2010 г. рекомендуют употреблять смешанную белковую диету, состоящую из разнообразных высококачественных продуктов животного, молочного и растительного происхождения [5]. Недавно в Научном отчете Консультативного комитета по диетическим рекомендациям (DGAC) за 2015 г. рекомендовалось увеличить потребление определенных продуктов растительного происхождения, в том числе цельнозерновых, бобовых и орехов, а также увеличить потребление нежирных молочных продуктов и некоторых продуктов животного происхождения. , например морепродукты.Напротив, DGAC рекомендует потреблять меньше продуктов растительного происхождения, содержащих рафинированное зерно и добавленный сахар, а также некоторых продуктов животного происхождения, в первую очередь красного и обработанного мяса [6]. Неизвестно, соблюдаются ли эти рекомендации или в какой степени диета требуется для соблюдения рекомендаций DGAC, в основном потому, что ни одно исследование не предоставило исчерпывающих данных о привычном потреблении продуктов животного, молочного и растительного происхождения, особенно в том, что касается к общему потреблению белка в репрезентативной выборке свободноживущего взрослого населения США.

Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы определить уровень потребления с пищей и источники животного, молочного и растительного белка среди взрослого населения США с использованием данных NHANES 2007–2010. Основываясь на характеристике потребления белка пожилыми людьми в 2005–2006 годах с использованием данных NHANES [7], мы ожидали, что потребление животного белка, с включением или без включения молочных продуктов, будет преобладающим источником белка в рационе, за которым следует растительный белок. Мы ожидали, что только потребление молочного белка обеспечит наименьшее количество общего белка в рационе, и что молоко, которое может обеспечить белок самого высокого качества, будет основным источником молочного белка в рационе.

2. Экспериментальный участок

2.1. Участники

Выборка исследования состояла из 10 977 взрослых (возраст ≥ 19 лет), которые в течение 24 часов вспоминали о своем питании в опросе «Что мы едим в Америке » — компоненте опроса о питании NHANES, 2007–2010 гг. Анализы включали только лиц с полными и надежными данными о питании с использованием автоматизированного многопроходного метода Министерства сельского хозяйства США. Исключались беременные и кормящие женщины. Все участники или доверенные лица предоставили письменное информированное согласие, и Совет по обзору этики исследований в Национальном центре статистики здравоохранения одобрил протокол опроса.Подробное описание плана обследования и процедуры сбора данных приведены в другом месте [8].

2.2. Оценка уровня и источника потребления белка

Базы данных по составу пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США использовались для определения потребления белка в граммах и типа белка из продуктов, потребляемых участниками NHANES. Этот процесс оценивает содержание питательных веществ в зарегистрированных пищевых продуктах путем связывания базы данных пищевых продуктов и питательных веществ для диетических исследований (FNDDS) с данными о составе пищевых продуктов, предоставленными базой данных питательных веществ Министерства сельского хозяйства США для стандартной справочной информации (SR).Ингредиенты дезагрегированных рецептов продуктов исследования (закодированных с использованием пищевых кодов SR) были связаны с соответствующими базами данных о составе пищевых продуктов с использованием файла SR-Link FNDDS (версии 4.1 и 5.0 связывают выпуски SR 22 и 24 соответственно) [9,10] .

Количество белка в граммах по типу, связанное с потреблением в файле отдельных продуктов NHANES, было получено с помощью файлов ссылок FNDDS SR и файлов питательных веществ SR. Каждый код SR с белком был отнесен через описание кода SR к источнику; животного, молочного, растительного или смешанного белка.Смешанный белок использовался для обозначения того, что источником кода SR является более чем один белок животного, молочного или растительного происхождения. Для каждого пищевого кода веса SR и связи SR использовались для определения процентного содержания белка каждого из типов (животного, молочного, растительного, смешанного), который составляет белок в пищевом коде. Эти проценты затем применялись к общему белку для пищевого кода, если каждый продукт потреблялся каждым субъектом. Расчеты проводились отдельно для каждого выпуска данных NHANES с использованием отдельных файлов продуктов питания, файлов FNDDS и SR, соответствующих этому выпуску NHANES.

Профили питательных веществ для некоторых отсутствующих кодов SR были получены из дополнений к файлам FNDDS для отсутствующих кодов SR. Было только 13 оставшихся кодов SR с отсутствующими профилями питательных веществ. Они были получены из ближайшей версии SR, где она была доступна, или из кодов SR с аналогичными описаниями.

Анализ всего потребления белка в файлах NHANES показал, что эти методы приводят к тому, что более 90% всего потребления белка в граммах относятся к животным, молочным или растительным продуктам, и только менее 10% относятся к смешанной категории.Примером белка в смешанной категории была пицца. Например, код продукта 58106220 «Пицца, сыр, из ресторана или фаст-фуда, на тонком тесте» связан с единственным кодом SR 21301, обозначающим пиццу. Используя описание SR, белок относится к смешанной категории, поскольку его источник содержит как молочный, так и растительный белок, а отдельные количества в молочных и растительных категориях не могут быть рассчитаны на основе данных SR. Некоторые категории продуктов (например, смешанные блюда, буррито и тако, супы, пирожные и пироги, а также яйца и омлеты) были общими для более чем одного источника белка.

Кроме того, список USDA включает 150 категорий пищевых продуктов [11], из которых 24 категории пищевых продуктов были идентифицированы как источники животного белка (содержащие не менее 1% животного белка), 20 категорий пищевых продуктов — как источники молочного белка (содержащие не менее 1 %). % молочного белка) и 31 категорию пищевых продуктов как источников растительного белка (обеспечивающих не менее 1% растительного белка), использовали для определения источников белка по типам в рационе питания США.

2.3. Статистический анализ

Данные были проанализированы с использованием SAS 9.2 (Институт SAS) и SUDAAN версии 11.0 (Исследовательский институт треугольника). Соответствующие весовые коэффициенты использовались для корректировки избыточной выборки выбранных групп, отсутствия ответов на опрос некоторых лиц и дня недели, когда проводилось интервью [12]. Среднее значение и процент ± стандартная ошибка (SE) животного, молочного и растительного белка определялись с использованием PROC DESCRIPT of SUDAAN с использованием данных первого 24-часового отзыва. Чтобы разработать децили потребления животного, молочного и растительного белка, было оценено индивидуальное обычное потребление с использованием метода Национального института рака (NCI) [13], аналогичного тому, о котором мы сообщали ранее [3].Вкратце, обычное потребление животного, молочного и растительного белка оценивалось с использованием двухдневной 24-часовой памяти с однокомпонентной моделью, поскольку эти пищевые компоненты потребляются почти всеми субъектами в большинстве дней.

3. Результаты

Общее потребление белка (среднее значение ± стандартная ошибка) составило 82,3 ± 0,8 г/день (98,6 ± 1,1 г/день для мужчин и 67,0 ± 0,7 г/день для женщин) независимо от источника белка в этой репрезентативной выборке. взрослые США. Доля животного белка в общем потреблении белка составила 46%, в то время как на молочный и растительный белок приходилось 16% и 30% общего потребления белка соответственно (1).Около 8% общего потребления белка (в основном из смешанной пищи) было неопределенным, поскольку его тип белка не мог быть определен с уверенностью.

Процент потребления животного, молочного и растительного белка среди взрослого населения США в сумме и с разбивкой по полу с использованием данных NHANES 2007–2010 ( n = 10 977, ≥19 лет). Общее потребление белка (среднее ± SE) составило 82,3 ± 0,8 г/сут (98,6 ± 1,1 г/сут для мужчин и 67,0 ± 0,7 г/сут для женщин).

Потребление животного, молочного и растительного белка более чем удвоилось с дециля населения 1 до дециля 10 ().Потребление животного белка было в 2,6 раза выше, а потребление молочного белка в 4 раза выше в 10-м дециле по сравнению с 1-м децилем. Потребление растительного белка было в 2,2 раза выше в 10-м дециле по сравнению с 1-м децилем. Более половины опрошенных женщин сообщили об уровне потребления животного и растительного белка в децилях с 1 по 5, тогда как доля женщин, потребляющих молочный белок, была относительно постоянной во всех децилях. Процент белых людей снизился, а латиноамериканцев увеличился в децилях потребления белка из продуктов животного происхождения.Однако процент белых, сообщивших о потреблении большего количества молочного белка, увеличился по децилям, тогда как процент латиноамериканцев и чернокожих снизился по децилям. Больше латиноамериканцев, как правило, потребляли больше растительного белка, в то время как больший процент чернокожих сообщал о потреблении меньшего количества растительного белка.

Таблица 1

Демографические данные взрослого населения США (в возрасте 19 лет и старше) по абсолютному (г/день) и относительному (г/кг массы тела) потреблению белка из различных источников белка (NHANES 2007–2010).

9

Децили индивидуального обычного потребления белка
D1 D1 D2 D2 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D10
Население населения с белком от источников животных
образец Размер ( N ) 1105 1081 1148 1127 1127 1162 1120 1096 1061 1015 1062 1062
Median Intoke животных белка (G / KG BW) 0.267 +0,343 0,381 0,411 0,441 0,476 0,514 0,554 0,600 0,689
потребление белка животного (г / день) 2,9 ± 0,1 10,7 ± 0,3 20,9 ± 0.3 26,7 ± 0,5 31,3 ± 0,7

31,3 ± 0,7

35,8 ± 0,7

35,8 ± 0,7 40,2 ± 0,6 47,1 ± 0,6 61,6 ± 0,9 98,0 ± 1,7
Женский (%) 93.0 ± 0,9 78,9 ± 2.4 89,0118

89,0 ± 1,2 80,4 ± 1,7

80,4 ± 1,7 9518

65,8 ± 2.1

65,8 ± 2.1

47,2 ± 2.1 30,4 ± 1,4 13,1 ± 1,6 13,8 ± 1,1 3,4 ± 0,7
Возраст (лет) 49,3 ± 0,9

49,3 ± 0,9

47,2 ± 0,7 50,0 ± 0,8 50,4 ± 0,6 49,8 ± 0,7 49,4 ± 0,6 47,1 ± 0,6 44,7 ± 0,6 40.7 ± 0,6 37,9 ± 0,5
Этническая принадлежность (%)
   Испаноязычный 10.6 ± 1,4 11,8 ± 2.0 11,5 ± 2.0

11,5 ± 2.0 12,8 ± 1,9

12,8 ± 1,9 13,3 ± 1,7

13,3 ± 1,7

12,8 ± 2.0 12,3 ± 1,7 14,5 ± 2.2 15.8 ± 2.1 20,2 ± 2,6
Белый 75,3 ± 2,7 71,8 ± 3,0 71,3 ± 2,6 72,1 ± 3,2 70,0 ± 2,7 69,4 ± 3,0 69,1 ± 3,3 68,2 ± 2,9 65,1 ± 2,8 61,0 ± 3,4
   Черный 8.9 ± 1,2 10,0118

10,0-13

13,2 ± 1,7

13,2 ± 1,7

11,5 ± 1,7 12,0 ± 1,6 10,9 ± 1,3 11,6 ± 1,5 11,5 ± 1,4 12,2 ± 1,4 12,1 ± 1,2
Другое 5,2 ± 1,0

5,2 ± 1,0 6.4 ± 1,3 3,9 ± 0,8

3,9 ± 0,8 3,6 ± 0,9 4,7 ± 0,9 6,9 ± 1,4 6,9 ± 1,4 6,9 ± 1,6 5.8 ± 1,6 6,9 ± 1,0 6,7 ± 1,5
населения с потребление белка из молочных источников
Размер образца ( п ) тысяча двести пятьдесят восемь 1313 1177 1105 1055 1134 1042 1023 940 930
Среднее потребление молочного белка (г/кг массы тела) 0.070 0,105 0,133 0,150 0,165 0,179 0,195 0,212 0,235 0,279
Молочная потребление белка (г / день) 0,03 ± 0,003 1,2 ± 0,04 4.0 ± 0.1 6.4 ± 0.1 8.9 ± 0,1

11.7 ± 0.2 15.1 ± 0.2 19,0 ± 0,2 25,1 ± 0,3 41,7 ± 0,9
Женщина (%) 48.5 ± 1.7 54,3 ± 2.2 54,4 ± 1,6

54,4 ± 1,6 55,9 ± 1,5

55,9 ± 1,5

52,1 ± 1,9

52,1 ± 1,9

52,1 ± 1,9

53,6 ± 1,8 47,3 ± 1,9 49,0 ± 1,6 51,4 ± 1,9 45,3 ± 1,9
Возраст (лет) 44,5 ± 0,7

44,5 ± 0,7 48,2- 0,7 48,2 ± 0,7

48,2 ± 0,7

47,9 ± 0,7 46,7 — 0,8 48,3 ± 0,8 46,4 ± 0,7

46,4 ± 0,7 46.6 ± 0,6 45,0 ± 0,8 44,6 ± 0.7
Этническая принадлежность (%)
Espanic 18.9 ± 2.7 14,8 — 2.4 13,4 13,1 ± 2,1-20118

13,1-20118

13,1 ± 2,018

13,1-2,4-2,1 12,6 ± 1,6 12,6 ± 1,6 14,8 ± 1,8 12,5 ± 2.0 12.2 ± 1,8 11,2 ± 1,7
   Белый 51.5-39 58,9 ± 3.6 65739

65,3 ± 3.3 66,5 ± 3,5

66,5 ± 3,5 9518

73,1 ± 3.0

73,1 ± 3.0 72,3 ± 2.4 71,3 ± 2.7 75,0 ± 2,7 79,3 ± 2,5 80,4 ± 2.1
черный 20,3 ± 2.2 19,1 ± 2.2 14,8 ± 1,8 13,5 ± 1,6 10,4 ± 1,4 9,0 ± 1,1 9,0 ± 1,1 8.4 ± 1,2 8,8 ± 1,1 5,2 ± 0,8 4,4 ± 0,6
   Другие 9.4 ± 1,8 7,2 ± 1,5

7.2 ± 1,5 6.8 ± 1,5

6.8 ± 1,5

6,9 ± 1,5 4,1 ± 0,8 6.1 ± 1,1 5.4 ± 1,1 3,8 ± 0,8 3,4 ± 0,9 3,9 ± 0,9
населения с потребление белка из растительных источников
Размер выборки ( п ) 1203 1174 1133 1116 1104 1011 1054 1067 1042 1073
Среднее потребление растительного белка (г/кг массы тела) 0.205 0,240 0,263 0,281 0,298 0,316 0,334 0,358 0,389 0,453
потребление белка растений (г / день) 7,6 ± 0,2 12,6 ± 0,1 16.2 ± 0.1 18.7 ± 0.1 21,5 ± 0,3

21,5 ± 0,3 23,8 ± 0,2 27,1 ± 0.2 30,6 ± 0,3 36,0 ± 0,2 52,1 ± 0,2 52,1 ± 0.6
Женщина (%) 67.3 ± 1,8 61,8 ± 1,5 59,6 ± 2.2 56,8 ± 2.2 51,0 ± 2.3 48,8 ± 2.5 48,5 ± 2.4 39,9 ± 1,8 43,4 ± 1,9 34,7 ± 1,9
Возраст (лет) 43,8 ± 0,6

43,8 ± 0,6 46,5 ± 0,7

46,5 ± 0,7

48,9 ± 0,5

49,0 ± 0,8 48,9 ± 0,5 47,2 ± 0,6 46.7 ± 0,8 46,5 ± 0,7 46,3 ± 0,9 42,6 ± 0.7
Этническая принадлежность (%)
Испанский 12,5 ± 2.1 14,2 ± 2,2 10,4 ± 1,5 13,6 ± 1,9 11,5 ± 1,9 11,5 ± 1,7 13,5 ± 1,7 15,0 ± 2,5 15,8 ± 2.2 17,7 ± 2,5
   Белый 62.0 ± 3,6 66,2 ± 3,2 71,8 ± 2,8 71,4 ± 3,1 71,4 ± 2,9 73,8 ± 2,5 69,1 ± 2,9 69,7 ± 3,3 69,9 ± 3,0 68,2 ± 3,3
черный 22.0-25

22.0 ± 2.5 15.8 ± 2.2 13.2 ± 1,6

13,2 ± 1,6 11,6 ± 1,7 10,6 ± 1,4 9,8 ± 1,2 9,3 ± 1,2 9,3 ± 1,3 8,1 ± 1,0 6,6 ± 0,8 6,9 ± 0,9
   Другие 3.5 ± 0,8 3.8 ± 0,8

3,8 ± 0,8 4,6 ± 1,0 3.4 ± 0,9 6,5 ± 1,4 6,5 ± 1,4 5,0 ± 1,1 8.1 ± 1,6 7,2 ± 1,2 7,8 ± 1,9 7.1 ± 1,4

Было определено, что двадцать четыре категории пищевых продуктов обеспечивают не менее 1% общего потребления животного белка. Курица и говядина были двумя основными категориями продуктов питания по содержанию животного белка, обеспечивая 26% общего потребления животного белка, 13% общего потребления диетического белка и 5% общего потребления энергии.10 ведущих категорий пищевых продуктов с животным белком, каждая из которых составляет более 3% от общего потребления животного белка, обеспечивали приблизительно 67% от общего потребления животного белка, но менее 16% от общего потребления энергии ().

Таблица 2

Пищевые источники животного белка (содержащие не менее 1% животного белка) и энергии для взрослого населения США в возрасте 19 лет и старше. Данные NHANES 2007–2010 гг.

9578 9

5

Двадцать продовольственных категорий продовольли потребление белка. Сыр и молоко с пониженным содержанием жира были двумя основными категориями продуктов питания с высоким содержанием молочного белка, обеспечивая примерно 35% общего потребления молочного белка, 6% общего потребления белка и 4% общего потребления энергии (4). Молоко с пониженным содержанием жира, обезжиренное, цельное и обезжиренное молоко вместе взятые обеспечивали примерно 28% общего потребления молочного белка, 6% общего потребления белка и 3% общего потребления энергии.10 основных категорий пищевых продуктов с молочным белком обеспечивают почти 70% общего потребления молочного белка и 11% общего потребления энергии.

Таблица 3

Пищевые источники молочного белка (содержащие не менее 1% молочного белка) и энергии для взрослого населения США в возрасте 19 лет и старше. Данные NHANES 2007–2010 гг.

Категории еды Протеин животных Total Protein Total Energy Total Energy
%

%

% Всего %

% Всего
целые детали 1 13.9 ± 0.5 1 1 7.2 ± 0.3 2 2 2
холодных порезов и вылеченного мяса 2 9.2 ± 0.2 5 3.6 ± 0.1 9 1.3 ± 0.04
Мясо смешанные блюда * 3 7,3 ± 0,3 2 3.9 ± 0.2 4 2,0 ± 0,1 2,0 ± 0,1
яйца и омлет * 4 7,2 ± 0,3 6 3.3 ± 0.1 5 5 5 1,9 ± 0.1
говядина, исключая землю 5 6,9 ± 0,2 4 3.6 ± 0.2 8 1,4 ± 0,1
Больная говядина 6 6 5.6 ± 0,4 8 8 2.6 ± 0.2 12 1.0 ± 0.1
Рыб 7 5,0 ± 0,3 9 2,5 ± 0.2 13 1 .0 ± 0.1
домашняя птица смешанные блюда * 8 4,8 ± 0,2 7 2,7 ± 0.2 7 1,5 ± 0,1
свинина 9 4,5 ± 0,3 12 2.3 ± 0.2 14 0.9 0,9 9

Супы * 10 3,1 ± 0.3 10 2,5 ± 0,2 6 1,7 ± 0,1
Seafood смешаны посуда 11 2.6 ± 0.3 16 16 16 1.2 ± 0.1 18 0,6 ± 0.1
Макаронные изделия Смешанные блюда, исключая макароны и сыр * 12 2.4 ± 0.2 11 2,4 ± 0,1 3 2.1 ± 0.1

2.1 ± 0.1
колбасы 13 22 ± 0,2 18 1,0 ± 0,1 16 0,7 ± 0,1 0,7 ± 0,1
Фревнейные переводы 14 2.1 ± 0.2 20 20 0.8 ± 0.1 19 0,6 ± 0.1
Pizza 15 2.0 ± 0.2 3 3.8 ± 0.2 1 3.1 ± 0.1
Смеси Shary-Fry и соевых соусов 16 16 2.0 ± 0.2 15 1.3 ± 0.1 17 0.7 ± 0,1
Турция, утка, другая домашняя птица 17 1.9 ± 0.2 19 19 0,9 0.9 ± 0.1 23 0.3 ± 0.04

18 18 1,7 ± 0,1 23 0,7 ± 0,04 22 0,4 ± 0,02
Курицы / бутерброды из индейки 19 19 1.4 ± 0.2 17 1,1 ± 0.1 15 0,8 ± 0.1
Burritos и Tacos * 20 1.4 ± 0.1 14 1.5 ± 0.1 11 11 1,1 ± 0.1

1,1 ± 0.1
21 21 1,4 ± 0.1 24 0.7 ± 0.1 24 0.3 ± 0,03
Другие бутерброды 22 1.1 ± 0.1 21 21 0.7 ± 0.1 20 0,6 ± 0,04
Другие мексиканские смешанные блюда 23 1.1 ± 0.1 22 0,7 ± 0,1 21 0 .5 ± 0,1
Burgers 24 24 24 1,0 ± 0,2 13 1,7 ± 0,2 1,7 ± 0,2 10 1.1 ± 0,1 1,1 ± 0,1
Категории еды Молочный белок Total Protein Total Energy Total Energy
% Total %

% Всего RING

%

% Всего %
1 23.4 ± 0,6 1 1 4.3 ± 0.2 1 2 2.6 ± 0.1
Молоко, снижение жира 2 11,3 ± 0,5 5 2,2 ± 0,1 8 1.3 ± 1.3 ± 1.3 ± 1.3 ± 1.3 ± 1.3 0,1
мороженое и замороженные молочные десерты 3 6 6 6 1.0 ± 0,04 4 1,9 ± 0,1 1,9 ± 0,1
молоко, Nonfat 4 6,4 ± 0,4 7 1.3 ± 0.1 15 15 0.6 ± 0,04

0,6 ± 0,04

молоко, целый 5 5.8 ± 0.3 9 1.0 ± 0.1 12 0,7 ± 0,04
Молоко, низкий жир 6 6 4.7 ± 0.3 11 1.0 ± 0.1 17 0,5 ± 0,011 9518
Крем и кремовые заменители 7 3.7 ± 0.2 19 0,2 ± 0,01 13 0.6 ± 0,02
яйца и омлет * 8 8 3.4 ± 0.2 2 3.3 ± 0.1 5 1.9 ± 0.1
йогурт, Низкий жир и Nonfat 9 3.3 ± 0.2 15 15 0,7 ± 0,03 16 0,5 ± 0,03

0,5 ± 0,03

Coffee * 10 2,1 ± 0.2 10 1,0 ± 0,1 14 0,6 ± 0,03
Макароны с сыром 11 2.0 ± 0.3 12 12 12 1,0 ± 0.1 11 0,8 ± 0.11 9578 9

пюреных картофеля и белые картофельные смеси * 12 1.8 ± 0.2 16 0,6 ± 0,03 10 10 1.0 ± 0.1
Макаронные изделия Смешанные блюда, исключая Macaroni и сыр * 13 1,8 ± 0.2 4 2.4 ± 0.1 3 2.1 ± 0.1
Burritos и Tacos * 14 1.3 ± 0.1 6 6 1.5 ± 0.1 9 1.1 ± 0.1
Кремового сыра, Сметана, взбитые сливки 15 1.3 ± 0.2 20 0,1 ± 0,01 19 0.3 ± 0.02
Коттедж / рикотта

16 1,2 ± 0.1 18 0,4 ± 0,0118

0,4 ± 0,04 20 0,1 ± 0,01
SUP, Groundies, Другие соусы 17 1.2 ± 0.1 17 17 0.4 ± 0,03 18 0,4 ± 0,03

0,4 ± 0,03

Pountry Mikes Mike 1,1 ± 0,1 3 2,7 ± 0,2 6 1,5 ± 1,5 0,1
Торты и пироги * 19 1.1 ± 0.1 13 0,8 ± 0,04 2 2.2 ± 0.10
печенья, кексы, быстрые хлеба * 20 1 .1 ± 0,1 14 0,7 ± 0,06 7 1,3 ± 0,1

Тридцать одна категория пищевых продуктов содержит не менее 1% растительного белка. Эти 31 источник растительного белка обеспечивают почти 73% растительного белка в рационе. Дрожжевой хлеб и булочки/булочки были двумя основными категориями пищевых продуктов с растительным белком, обеспечивая почти 18% общего потребления растительного белка, 6% общего количества белка и общего потребления энергии. 10 основных категорий пищевых продуктов с растительным белком обеспечивали примерно 40% общего потребления растительного белка и 20% общего потребления энергии (4).

Таблица 4

Пищевые источники растительного белка (содержащие не менее 1% молочного белка) и энергии для взрослого населения США в возрасте 19 лет и старше. Данные NHANES 2007–2010 гг.

18 1

Категории продуктов питания Завод белок Всего белка Total Energy
% % всего

RING % Всего
Двраж 1 11.6 ± 0.3 2 2 3,9 ± 0.1 1 4,0 ± 0.1
Rolls и Buns 2 5,9 ± 0.3 7 1,7 ± 0,1 9 1.9 ± 0.1
Орехи и семена 3 3 4,7 ± 0.2 6 2.0 ± 0.1 6 2.0 ± 0.1
Макаронные изделия Смешанные блюда, исключая макароны и сыр * 4 3 .1 ± 0.2 5 5 5 2 2.4 ± 0.1 4 2.1 ± 0.1
бобы, горох, бобовые

5 2,9 ± 0,2 9 1.3 ± 0.1 23 1.0 ± 0.1
70113

французских фри и других жареных белых картофель 6 6 2,6 ± 0,1 13 0,8 ± 0,04 8 2,0 ± 0,1
Tortillas 7 2.5 ± 0.27 11 11 0,9 ± 0.1 17 17 1.2 ± 0.1
Beer 8 2,3 ± 0.12 18 0,7 ± 0,04 3 2,2 ± 0,1
печенье и пирожные 9 9 2 9 2.1 ± 0.1 16 0,7 ± 0,02 7 2,0 ± 0,1

2,0 ± 0,1
Готовый к употреблению хлопья, более высокий сахар (> 21,2 г / 100 г) 10 2.1 ± 0.1 19 19 0,7 ± 0,04 16 16 1,2 ± 0,1
Готовый к употреблению хлопья, нижний сахар (≤21,2 г / 100 г) 11 2,1 ± 0,1 15 0,7 ± 0,05 22 22 1.0 ± 0.1

9 12 2.1 ± 0.2 17 0,7 ± 0.1 15 1.3 ± 0.1
Кофе * 13 2,1 ± 0.1 10 10 1.0 ± 0.1 29 29 0,6 ± 0,03

9

14 2,0 ± 0,1 20 0,7 ± 0,04 12 1.4 ± 0,1
печенья, кексы, быстрые хлеба * 15 15 1.9 ± 0.1 14 0,7 ± 0,1 13 1.3 ± 0.1
Бегины и английские кексы 16 1 .8 ± 0.1 21 21 0.7 ± 0,05 28 0,6 ± 0,05

0,6 ± 0,05

Торты и пироги * 17 1,7 ± 0,1 12 0,8 ± 0,04 2 2,2 ± 0,1
Конфеты, содержащие шоколад 18 18 1,7 ± 0,1 14 0,6 ± 0,0118

1.3 ± 0,1 1,3 ± 0,1
Супы * 19 1.7 ± 0.1 4 4 2.5 ± 0.2 10 10 1,7 ± 0.1
Мясо смешанные блюда * 20 1,6 ± 0.1 1 3.9 ± 0.2 5 2.0 ± 0.1
Tortilla, кукуруза , другие чипы 21 21

1.5 ± 0.1 26 0,5 ± 0,03

0,5 ± 0,03 9578

18 1,2 ± 0,1
картофель пюре и белые картофельные смеси * 22 1,4 ± 0,1 23 0.6 ± 0,03 21 21 21 1,0 ± 0.1
Crackers, исключая Saltines 23 1,4 ± 0,1 27 0,5 ± 0,03 25 0,8 ± 0,04
Другие овощи и Комбинации 24 24 1.4 ± 0.1 29 29 29 0,5 ± 0,03 0,5 ± 0,0318

0,5 ± 0,03

70118

картофельные чипсы 25 1,4 ± 0,1 31 0.4 ± 0,02 20 20 1,1 ± 0.1
Oatmeal 26 1,4 ± 0.1 24 0,6 ± 0,03

0,6 ± 0,03 9518

26 0,7 ± 0,04
Птицы смешанные блюда * 27 1.3 ± 0.1 3 3 2.7 ± 0.2 11 1,5 ± 0.1
Citrus сок 28 1.2 ± 0.1 30 0,4 ± 0,03 24 1 .0 ± 0,04
рис смешанные блюда 29 29 1,2 ± 0,1 22 0,6 ± 0.1 27 0,7 ± 0.1
Блинчики, вафли, французский тост 30 1.1 ± 0.1 29 28 28 0,5 ± 0,03 30 0,5 ± 0,04

0,5 ± 0,04

Burritos и Tacos * 31 1,0 ± 0,1 8 1.5 ± 0,1 19 1.1 ± 0,1

Плотность белка (г/100 ккал) пищевых источников животного белка (содержащих не менее 1% животного белка) более чем в два раза превышала плотность пищевых источников растительного белка (обеспечивающих не менее 1% растительного белка). белка) и на 50% больше, чем источники молочного белка (содержащие не менее 1% молочного белка). Плотность белка в категориях пищевых продуктов с молочным белком также была на 50% больше, чем плотность пищевых категорий с растительным белком ().

Плотность белка в продуктах с животным белком*, молочных продуктах с белком* и продуктах с растительным белком*.(* Обеспечение не менее 1% животного, молочного или растительного белка).

4. Обсуждение

Основной вывод этого перекрестного исследования подтверждает, что американцы обычно потребляют белок, преимущественно животного происхождения. Курица, нежирный источник высококачественного белка, и говядина были основными источниками животного белка. На растительный белок приходилось более трети общего потребления белка, хотя основными источниками потребления растительного белка были хлеб, а, следовательно, не растительная пища, которая обычно содержит высококачественные источники белка.Доля общего потребления белка, приходящаяся на молочные продукты (16%), была относительно низкой по сравнению с потреблением белков животного (46%) и растительного (30%), хотя основные источники потребления молочного белка в рационе взрослых американцев (например, сыр и молоко) считаются одними из самых качественных источников белка.

Хотя наши оценки общего потребления белка согласуются с нашими предыдущими отчетами [3,14], несколько исследований с использованием национальных репрезентативных данных систематически характеризовали уровень, а также пищевые источники потребления животного, молочного и растительного белка в рационе американцев. .Неудивительно, что в этих исследованиях сообщалось, что белок животного происхождения (включая молочные продукты) был основным источником потребления белка. Анализ данных NHANES [7,15] и взрослых европейцев [16,17] показывает, что потребление животного и молочного белка составляет более двух третей от общего потребления белка. Их результаты согласуются с общим потреблением белка из животных и молочных источников, которые мы обнаружили. В нашем исследовании на растительный белок приходилось почти треть общего потребления пищевого белка, в основном из зерна, которое также было основным источником потребления растительного белка среди взрослых американцев почти два [18] и три десятилетия назад [15].Эти данные свидетельствуют о том, что пищевые привычки американцев практически не изменились, несмотря на официальные рекомендации национальной политики [19], которые способствуют существенным изменениям и популярности различных диет (например, Палео, Аткинса, безглютеновой, Саут-Бич, DASH, и т. д. ). ).

Пищевые источники животного белка были наиболее эффективным источником пищевого белка по сравнению с пищевыми источниками молочного и растительного белка при выражении в виде плотности белка (, т.е. , количество белка на 100 ккал).Продукты с животным белком были в два раза плотнее, чем продукты с растительным белком. Молочные белковые продукты также были более богаты белком, чем растительные белковые продукты. Животные и молочные белки считаются высококачественными белками и отличными источниками других необходимых питательных веществ, включая железо, кальций и витамин D [20]. Растительные белковые продукты, как правило, менее богаты белком, и, как следствие, их потребление приводит к потреблению большего количества энергии по сравнению с белком. Зерновые, большая часть которых, вероятно, представляла собой рафинированное зерно и продукты с добавлением сахара, вносили наибольший вклад в общее потребление растительного белка.Зерновые часто считают неполными белками, потому что содержание незаменимых аминокислот низкое, а лизин является наиболее дефицитным [21]. Возможно, наиболее важно то, что количество категорий продуктов растительного происхождения, влияющих на общее потребление растительного белка, по сути, является теми же типами продуктов (например, пончики, пирожные, пироги, печенье, конфеты 90 927 и т. д. 90 928), что и DGAC [6]. ] рекомендует потреблять меньше, чтобы добиться более здорового питания. Чрезмерное потребление этих продуктов, вероятно, снижает качество общего потребления белка за счет простого потребления большего количества энергии.

Размер нашей выборки (10 977), последовательный подход к классификации типа белка и использование методологии обычного потребления NCI для оценки обычного потребления являются сильными сторонами текущего исследования. Тем не менее, существуют некоторые ограничения, в частности зависимость от самоотчетов о питании, которые могут занижать или переоценивать фактические данные о потреблении [22], даже несмотря на то, что NHANES использует сложные процедуры опроса. Мы признаем, что оцененные временные рамки (NHANES 2007–2010) могут не полностью отражать текущее потребление, и что наш аналитический подход был неспособен дифференцировать 100% белка в рационе, хотя мы смогли уверенно дифференцировать более 90% потребления белка, поскольку животных, молочных и растительных.

5. Выводы

Это популяционное описательное исследование представляет собой всесторонний современный анализ общего уровня и пищевых источников потребления животного, молочного и растительного белка в репрезентативной выборке взрослого населения США. Наши анализы показывают, что в рационе взрослых американцев животный белок является преобладающим источником пищевого белка, за которым следуют растительный и молочный белок. Эти данные показывают, что в репрезентативной выборке взрослого населения США около 30% белка поступает из растительной пищи.Тем не менее, большинство этих продуктов имеют относительно низкую плотность белка, и любые диетические рекомендации, которые рекомендуют диету с высоким содержанием растительных продуктов, должны учитывать их влияние на потребление энергии, количество и качество потребляемого белка, а также положительное и отрицательное влияние на потребление. питательных веществ, связанных с этими белковосодержащими продуктами.

Благодарности

Это исследование было проведено при поддержке Управления военных исследований и материалов армии США и Альянса Центра исследований в области питания и диетических добавок Министерства обороны США.

Вклад авторов

S.M.P., S.A., H.R.L. и V.L.F. проанализировал данные и написал статью. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант статьи.

Конфликт интересов

Содержащиеся здесь мнения или утверждения являются частной точкой зрения авторов и не должны рассматриваться как официальные или отражающие точку зрения армии или Министерства обороны. Любое упоминание коммерческих организаций и торговых наименований в этом отчете не является официальным подтверждением одобрения Министерством армии продуктов или услуг этих организаций.С.А. и В.Л.Ф. являются консультантами по питанию и предоставляют услуги пищевой промышленности; Х.Р.Л. и С.М.П. не имеют потенциальных конфликтов интересов, о которых необходимо сообщить.

Ссылки

1. Совет по пищевым продуктам и питанию, Институт медицины, Национальная академия наук. Справочные нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот. Национальная академическая пресса; Вашингтон, округ Колумбия, США: 2005. [Google Scholar]2. Пасиакос С.М. Метаболические преимущества диет с высоким содержанием белка и преимущества молочных продуктов для контроля веса, гликемической регуляции и костей.Дж. Пищевая наука. 2015; 80 (Прил. 1): A2–A7. doi: 10.1111/1750-3841.12804. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]3. Пасиакос С.М., Либерман Х.Р., Фулгони В.Л., III Диеты с высоким содержанием белка связаны с более высоким уровнем холестерина ЛПВП, более низким ИМТ и окружностью талии у взрослых в США. Дж. Нутр. 2015; 145:605–614. doi: 10.3945/jn.114.205203. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]4. Филлипс С.М., Фулгони В.Л., III, Хини Р.П., Никлас Т.А., Славин Д.Л., Уивер С.М. Обычно потребляемые белковые продукты способствуют потреблению питательных веществ, качеству рациона и достаточности питательных веществ.Являюсь. Дж. Клин. Нутр. 2015;101:1317С–1379С. doi: 10.3945/ajcn.114.084079. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]5. Министерство сельского хозяйства США, Министерство здравоохранения и социальных служб США. Диетические рекомендации для американцев. 7-е изд. Типография правительства США; Вашингтон, округ Колумбия, США: 2010. [Google Scholar]7. Бернер Л.А., Беккер Г., Уайз М., Дои Дж. Характеристика пищевого белка среди пожилых людей в Соединенных Штатах: количество, животные источники и структура питания. Ж. акад. Нутр. Рацион питания. 2013; 113:809–815.doi: 10.1016/j.jand.2013.01.014. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Джонсон К.Л., Паулоуз-Рам Р., Огден К.Л., Кэрролл М.Д., Крузон-Моран Д., Дорманн С.М., Кертин Л.Р. Статистика естественного движения населения и здоровья. Министерство здравоохранения и социальных служб США; Хайятсвилл, штат Мэриленд, США: 2013 г. Национальное обследование состояния здоровья и питания: Аналитические рекомендации, 1999–2010 гг.; стр. 1–24. (серия 2). НЕТ. 161. [PubMed] [Google Scholar] 13. Туз Дж. А., Кипнис В., Бакман Д. В., Кэрролл Р. Дж., Фридман Л. С., Гюнтер П. М., Кребс-Смит С.М., Субар А.Ф., Додд К.В. Подход модели смешанных эффектов для оценки распределения обычного потребления питательных веществ: метод NCI. Стат. Мед. 2010;29:2857–2868. doi: 10.1002/sim.4063. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]14. Фулгони В.Л., III Текущее потребление белка в Америке: анализ Национального исследования здоровья и питания, 2003–2004 гг. Являюсь. Дж. Клин. Нутр. 2008; 87:1554S–1557S. [PubMed] [Google Scholar] 15. Смит Э., Ньето Ф.Дж., Креспо С.Дж., Митчелл П. Оценки потребления животного и растительного белка взрослыми в США: результаты Третьего национального обследования состояния здоровья и питания, 1988–1991 гг.Варенье. Доц. диеты 1999; 99: 813–820. doi: 10.1016/S0002-8223(99)00193-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Camilleri GM, Verger EO, ​​Huneau JF, Carpentier F., Dubuisson C., Mariotti F. Потребление растительного и животного белка по-разному связано с достаточностью питательных веществ в рационе взрослых французов. Дж. Нутр. 2013; 143:1466–1473. doi: 10.3945/jn.113.177113. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Лин Ю., Болка С., Вандевийвере С., де Вриз С., Муратиду Т., де Нев М., Полет А., ван Ойен Х., van Camp J., de Backer G., de Henauw S., Huybrechts I. Потребление растительного и животного белка и его связь с избыточным весом и ожирением среди населения Бельгии. бр. Дж. Нутр. 2011;105:1106–1116. doi: 10.1017/S0007114510004642. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Коттон П.А., Субар А.Ф., Фрайдей Дж.Ф., Кук А. Пищевые источники питательных веществ среди взрослых в США, 1994–1996 гг. Дж. Ам. Доц. диеты 2004; 104: 921–930. doi: 10.1016/j.jada.2004.03.019. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Министерство здравоохранения и социальных служб США и Министерство сельского хозяйства США.Диетические рекомендации для американцев. 6-е изд. Типография правительства США; Вашингтон, округ Колумбия, США: 2005. [Google Scholar]20. Фулгони В.Л., III, Кист Д.Р., Аустад Н., Куанн Э.Е. Питательные вещества из молочных продуктов трудно заменить в рационе американцев: моделирование пищевых моделей и анализ Национального исследования здоровья и питания за 2003–2006 гг. Нутр. Рез. 2011; 31: 759–765. doi: 10.1016/j.nutres.2011.09.017. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Ван Влит С., Бурд Н.А., ван Лун Л.Дж.К.Анаболический ответ скелетных мышц на потребление растительного белка по сравнению с животным. Дж. Нутр. 2015 г.: 10.3945/jn.114.204305. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Шоллер Д.А., Томас Д., Арчер Э., Хеймсфилд С.Б., Блэр С.Н., Горан М.И., Хилл Дж.О., Аткинсон Р.И., Корки Б.Е., Форейт Дж., Дурандар Н.В., Крал Дж.Г., Холл К.Д., Хансен Б.С., Хейтманн Б.Л., Равуссин Э. ., Эллисон ДБ Оценки потребления энергии, основанные на самооценке, дают неадекватную погрешность для научных выводов. Являюсь. Дж. Клин. Нутр.2013;97:1413–1415. doi: 10.3945/ajcn.113.062125. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Оценка их пищевой ценности и влияния на здоровье и физическую функцию

5.1. Антинутриенты

Одной из проблем со здоровьем, связанной с повышенным потреблением растительных белков с пищей, является присутствие антинутриентов в растительных продуктах. Антинутриенты — это естественные вещества, вырабатываемые растениями, которые могут мешать пищеварению, абсорбции или использованию питательных веществ в пище, а также могут иметь другие неблагоприятные последствия [129].Побочные эффекты антинутриентов могут включать синдром повышенной кишечной проницаемости и аутоиммунные эффекты (например, лектины и некоторые сапонины), нарушение пищеварения белков (ингибиторы трипсина и протеазы), нарушение пищеварения углеводов (ингибиторы альфа-амилазы), нарушение всасывания минералов (фитаты, дубильные вещества и оксалаты), нарушение пищеварения. поглощение йода щитовидной железой (зобогены), дисфункция кишечника, воспаление и поведенческие эффекты (превращение глиадинов злаков в экзорфины) [129]. Часто неблагоприятное воздействие антинутриентов наблюдалось у животных, которых кормили необработанными растительными белками, и эти наблюдения вызывали у людей опасения относительно потребления некоторых растительных продуктов.Однако важно отметить, что антинутриенты не всегда связаны с побочными эффектами, а в некоторых случаях их воздействие на организм может быть положительным. При низких уровнях фитаты, лектины, фенольные соединения, ингибиторы ферментов и сапонины могут способствовать снижению уровня глюкозы в крови и/или холестерина и триглицеридов в плазме [129]. Сапонины могут помочь функции печени и уменьшить агглютинацию тромбоцитов, а некоторые сапонины, а также фитаты, ингибиторы протеазы, лигнаны и фитоэстрогены могут снизить риск развития рака [129].Кроме того, дубильные вещества могут оказывать противомикробное действие [129]. Таким образом, некоторые из преимуществ растительной диеты для здоровья могут быть связаны с наличием низких уровней этих «антинутриентов». Наконец, существует несколько способов значительного снижения концентрации антипитательных веществ в растительных белках, включая замачивание, ферментацию, проращивание (прорастание), нагревание, гамма-облучение и геномные технологии [129]. Методы обработки пищевых продуктов позволяют в значительной степени удалить антипитательные вещества, такие как глюкозинолаты, фитаты, эруковая кислота и нерастворимая клетчатка, из белков канолы/рапса, что значительно улучшает их биодоступность [26].Поскольку концентраты и изоляты растительного белка, как правило, обрабатываются для устранения антинутриентов, их усвояемость обычно намного выше, чем когда белок остается в цельной пищевой матрице. Например, усвояемость белка изолята соевого белка составляет 96% и выше, в то время как усвояемость белка соевой муки составляет всего 84% [24,25].

5.2. Соевый белок и изофлавоны

Соевый белок в течение некоторого времени был предметом как заявлений об укреплении здоровья, так и потенциального неблагоприятного воздействия на здоровье из-за содержания в нем изофлавонов.Изофлавоны представляют собой соединения, элементы химической структуры которых аналогичны эстрогенам, а некоторые из них слабо связываются с рецепторами эстрогенов [130]. Высказывались опасения, что изофлавоны сои могут оказывать эндокринное разрушающее воздействие на репродуктивные гормоны, в значительной степени основанное на культуре клеток in vitro или исследованиях на грызунах с использованием больших доз изофлавонов [131, 132, 133]. Содержание изофлавонов в различных ингредиентах соевого белка указано следующим образом (в пересчете на сырую массу, выраженное в агликонах): обезжиренная и цельная соевая мука (120–340 мг/100 г), изоляты соевого белка (88–164 мг/100 г), коммерческие текстурированные соевые белки (66–183 мг/100 г) и соевая гипокотильная мука (542–851 мг/100 г) [134].В результате потребители могут отказаться от соевого белка, опасаясь неблагоприятного воздействия на репродуктивные гормоны или гормоны щитовидной железы. Тем не менее, многочисленные исследования, проведенные за последние 15 лет, показали, что опасения по поводу неблагоприятных гормональных эффектов физиологического количества соевых продуктов в рационе в значительной степени необоснованны. В 2015 году Европейское управление по безопасности пищевых продуктов провело всестороннюю оценку безопасности добавок изофлавонов для женщин в пери- и постменопаузе. Оценка показала, что ежедневные дозы 35–150 мг изофлавонов в этой популяции не приводили к увеличению риска рака молочной железы, не влияли на толщину эндометрия или гистопатологические изменения в матке в течение 30 месяцев (некоторые незлокачественные гистопатологические изменения в течение 60 месяцев) и никаких изменений в статусе гормонов щитовидной железы [135].

Метаанализ 15 плацебо-контролируемых исследований с участием мужчин разного возраста показал, что потребление соевого белка до 60 г/день не было связано со значительными изменениями уровня тестостерона, глобулина, связывающего половые гормоны, свободного тестостерона или свободного тестостерона. андрогенный индекс [136]. Точно так же Dillingham et al. [137] наблюдали, что потребление примерно 32 г белка в день в течение 57 дней из соевого белка с низким или высоким содержанием изофлавонов было связано лишь с незначительными изменениями уровня репродуктивных гормонов в сыворотке у молодых здоровых мужчин.В другом сравнении добавок соевого белка с низким и высоким содержанием изофлавонов, белковые добавки, независимо от содержания изофлавонов, не влияли на параметры качества спермы (объем спермы, концентрацию сперматозоидов, количество сперматозоидов, подвижность сперматозоидов, процент подвижности сперматозоидов, общее количество подвижных сперматозоидов или морфология сперматозоидов) у здоровых молодых мужчин [138].

Поскольку некоторые виды рака молочной железы могут быть чувствительными к эстрогену, безопасность сои для больных раком молочной железы подвергается сомнению. Вопрос о том, влияют ли соевый белок/изофлавоны сои на риск рака молочной железы или его рецидива, также рассматривался в многочисленных исследованиях и обзорах.Мессина [130] пришел к выводу, что соевые продукты не повышают риск рака молочной железы и не ухудшают исходы рака у женщин с раком молочной железы. Метаанализ, проведенный в 2016 году, и еще два в 2019 году показали аналогичные выводы и далее предположили, что потребление сои в пищу может быть связано со снижением риска рака молочной железы и улучшением выживаемости при раке молочной железы [139, 140, 141]. Систематический обзор 13 проспективных когортных исследований заболеваемости первичным раком молочной железы и пяти проспективных когортных исследований, изучающих риск рецидива и смертности (4–7 лет наблюдения после первого диагноза) [142, 143], показал, что соевые продукты не влияют на риск первичного рака молочной железы. рак молочной железы, но у пациентов с раком молочной железы диета с высоким содержанием сои связана с 25-процентным снижением рецидивов рака и 15-процентным снижением смертности.Защитный эффект сои был значительным как при эстроген-рецептор-позитивном, так и при —негативном раке молочной железы, но снижение частоты рецидивов было сильнее у эстроген-отрицательных рецепторов (ОР = 0,64; 95% ДИ 0,44–0,94) по сравнению с эстроген-рецептор-отрицательными. положительный (ОР = 0,81; 95% ДИ 0,63–1,04) тип рака молочной железы. Американское онкологическое общество поддерживает потребление соевых продуктов выжившими после рака молочной железы [144].

Потенциальные опасения относительно воздействия соевых продуктов на функцию щитовидной железы могут служить препятствием для увеличения потребления соевого белка потребителями.Эти вопросы возникли в связи с некоторыми случаями зоба у младенцев, получавших соевые детские смеси 60 лет назад [145,146], а также в исследованиях in vivo [147] и in vitro [148], предполагающих, что изофлавоны ингибируют активность тиреоидной пероксидазы, ключевого фермента, который, с йодом помогает щитовидной железе синтезировать гормоны трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4).

Несмотря на ранние опасения относительно потенциального вредного воздействия сои на функцию щитовидной железы, имеющиеся в настоящее время доказательства более убедительно указывают на безопасность сои.Недавно Отун и соавт. [149] провели систематический обзор и метаанализ 18 исследований влияния соевых продуктов/изофлавонов на функцию гормонов щитовидной железы у взрослых. Не было выявлено общего влияния сои или изофлавонов на функцию щитовидной железы, хотя в некоторых исследованиях авторы отмечали умеренное повышение уровня ТТГ, клиническая значимость которого неясна. Наконец, отсутствие эпидемиологической связи между потреблением сои в пищу и функцией щитовидной железы в странах с высоким потреблением сои является еще одним аргументом в пользу безопасности сои.Хотя нельзя исключать возможность неблагоприятного воздействия сои на функцию щитовидной железы в некоторых подгруппах населения (например, с пограничным йодным статусом или субклиническим гипотиреозом), люди с нормальной функцией щитовидной железы и потреблением йода должны иметь возможность безопасно употреблять сою. продукты/белки [150].

Что касается лиц с гипотиреозом, получающих заместительную тиреотропную терапию, то имеются ограниченные данные тематических исследований о том, что соевые продукты могут в некоторой степени влиять на всасывание левотироксина у некоторых лиц с гипотиреозом [151].Однако даже в этой ситуации разумное потребление соевых продуктов может быть приемлемым, если доза левотироксина либо увеличена, либо рассчитана таким образом, чтобы она не совпадала с потреблением сои [150, 151].

5.3. Растительный белок и аллергенность

Как упоминалось выше, тенденция к увеличению потребления растительного белка проистекает из имеющихся данных, свидетельствующих о том, что источник белка (или белковая «упаковка»), а не только количество белка, влияет на наше здоровье.Медицинские работники рекомендуют добавлять различные источники белка, такие как соя, бобы, орехи или другие белки растительного происхождения, вместо красного мяса и обработанного мяса, чтобы снизить риск некоторых заболеваний [152]. По мере роста индустрии здорового питания производители продуктов питания обращают внимание на тенденцию включения большего количества продуктов растительного происхождения, чтобы привлечь потребителей. Это тенденция не только у взрослых, но и у детей. Все чаще родители и опекуны кормят младенцев и детей младшего возраста «молочными» альтернативами коровьему молоку на растительной основе [153,154,155,156,157], а также включают в ежедневный план питания своих детей более вегетарианские варианты, такие как наггетсы и гамбургеры на растительной основе.Такой диетический выбор может иметь непредвиденные последствия.

Одним из таких исходов является аллергенность. Пищевая аллергия — это неблагоприятное воздействие на здоровье, возникающее в результате специфического иммунного ответа, который воспроизводимо возникает при воздействии данной пищи [158]. Воздействие на здоровье, называемое аллергической реакцией, возникает из-за того, что иммунная система атакует пищевые белки, которые обычно безвредны. Симптомы варьируются от легких и преходящих до тяжелых и опасных для жизни. По данным исследований и образования в области пищевой аллергии, 32 миллиона американцев живут с потенциально опасными для жизни пищевыми аллергиями.На основании обзора литературы оценивается, что пищевая аллергия затрагивает более 1-2% и менее 10% населения [159].

В США более 170 пищевых продуктов были идентифицированы как триггеры пищевой аллергии [158]. Наиболее распространенные продукты, вызывающие большинство серьезных аллергических реакций, включают арахис, лесные орехи, рыбу, моллюсков, молоко, яйца, пшеницу и сою [158]. Наиболее распространенными пищевыми аллергиями у детей и взрослых в Соединенных Штатах являются аллергии на арахис, молоко, моллюсков и орехи, причем молоко наиболее распространено у детей, а моллюски — у взрослых [160, 161].Общие пищевые аллергены из других стран включают: семена кунжута в Канаде, Европейском Союзе (ЕС), Австралии/Новой Зеландии; горчица в ЕС и Канаде; Гречиха в Японии и Корее; и люпины в ЕС [162]. Вышеперечисленное стало обычными пищевыми аллергенами, поскольку их часто употребляют в относительно больших количествах и употребляют на ранних этапах жизни. По мере увеличения потребления растительного белка будет увеличиваться и процент аллергических реакций именно по этим причинам.

Возьмем, к примеру, люпин.Род Lupinus тесно связан с другими бобовыми, такими как арахис, соя, нут, горох, чечевица и фасоль [163]. В ЕС люпиновая мука и другие белковые ингредиенты из люпина были представлены в 1990-х годах в качестве заменителей сои и пшеницы [164]. С момента его появления у некоторых людей с аллергией на арахис были отмечены перекрестные аллергические реакции. Это также наблюдалось в Австралии, и теперь люпин включен в списки приоритетных аллергенов Подкомитетом по номенклатуре аллергенов Международного союза иммунологических обществ в ЕС и Австралии [164].

Это очень похоже на соевый белок. Соя возникла в Юго-Восточной Азии и была впервые одомашнена в Китае около 1100 г. до н.э., а в США не была представлена ​​до 1760-х годов [165]. Тофу и соевый соус были одними из первых соевых продуктов для человека. В 1930 году была разработана соевая смесь для детского питания, но она не получила широкого распространения до 1950-х годов. В 1959 году впервые были представлены изоляты соевого белка. С 1950-х годов, когда у некоторых младенцев с аллергией на молоко, перешедших на соевые смеси, впоследствии развилась аллергия на сою, до 1960-х годов, когда стало возможным более высокое потребление соевого белка в различных источниках пищи, распространенность аллергии на сою увеличилась.Тем не менее, соя продемонстрировала свою ценность как качественный источник растительного белка. Исследования на детях показали, что соя поддерживает нормальный рост и развитие [166] и улучшает рост при замене другими бобовыми у детей с недоеданием [167, 168]. В целом существует множество доказательств, подтверждающих ценность сои как части здорового и разнообразного рациона [169]. Все пищевые белки могут вызывать аллергические реакции, и дети, как правило, более чувствительны к пищевым белкам, чем взрослые [170].Хотя соя является потенциальным аллергеном для детей, аллергия на сою у детей встречается гораздо реже, чем аллергия на молочные продукты [171], а аллергия на сою встречается только у 0,4% американских детей [172, 173] и 0,32% у канадских детей [174]. . Для сравнения: аллергия на молоко составляет 2,0–3,0 % [173, 175], 2,0 % на арахис [173], 0,8–2,0 % на яйца [176, 177] и 1,0 % на лесные орехи [173, 178, 179]. Дети также склонны со временем перерастать аллергию на сою. В одном исследовании сообщалось, что около 70% младенцев с аллергией на сою переросли аллергию к двум годам [180], а данные свидетельствуют о том, что к 10 годам только у 1 из 1000 детей сохраняется аллергия на сою. [178].

Химический анализ растительных белков проводился на протяжении веков, а выделение белков глютена из пшеницы датируется более 250 лет назад [181]. В последнее время все большее внимание уделяется роли растительных белков в качестве аллергенов, особенно в Европе и США, а также в отношении новых и трансгенных пищевых продуктов [181]. Растительные пищевые аллергены делятся на четыре основных семейства: надсемейство проламинов, надсемейство купинов, семейство Bet v 1 и профилины. Более 50% аллергенов растительного белка попадают в две категории: надсемейства проламинов и купинов [181].Семейство проламинов охарактеризовано на основе наличия консервативной структуры из восьми аминокислотных остатков цистеина CXnCXnCCXnCXCXnCXnC. Это стабилизирует структуру белка, что способствует общей аллергенности белков этого класса (высокая устойчивость к нагреванию, протеолизу и перевариванию). К основным аллергенам относятся проламины злаков, 2S-альбумины, неспецифические белки-переносчики липидов и семейства белков-ингибиторов α-амилазы и трипсина [182, 183, 184, 185, 186].

Семейство проламинов представляет собой белки семян, которые включают, помимо прочего, пшеницу, ячмень, рожь, сою, рис, кукурузу и подсолнечник.Следовательно, суперсемейство проламинов в настоящее время образует самую большую и широко распространенную группу растительных пищевых аллергенов [181]. Можно посетить базу данных Программы исследований пищевой аллергии (FARRP) (http://www.allergenonline.com/), чтобы узнать больше о различных типах аллергенов. База данных FARRP содержит исчерпывающий список из 2171 записей белковых (аминокислотных) последовательностей, которые классифицируются по 873 таксономическим белковым группам уникальных доказанных или предполагаемых аллергенов (пищевых, дыхательных путей, яда/слюны и контактных) от 423 видов [187].

Все источники белка потенциально могут оказывать аллергенное действие. По мере появления на рынке новых растительных источников белка они неизбежно вызовут у кого-то аллергическую реакцию. Примером этого является белок гороха. Горох является частью семейства бобовых, в которое также входят арахис, фасоль, чечевица и соевые бобы. Из-за того, что другие растительные белки, такие как соя и пшеница, имеют задокументированные аллергические реакции, гороховый белок рассматривается как потенциально менее аллергенная альтернатива.Использование горохового белка в качестве продукта питания человека неуклонно растет в США Доступность горохового белка, его физические и технологические характеристики, питательная ценность и низкая стоимость увеличили его использование в качестве новой и эффективной альтернативы соевым или животным белкам в функциональных пищевых продуктах. [188]. Его можно найти в протеиновых порошках, медицинских смесях и различных пищевых продуктах, таких как молоко, йогурт, сыр и выпечка. Хотя это и не является обычным явлением, были задокументированы случаи, когда у людей с доказанной аллергией на арахис была реакция на гороховый белок [189,190].Интересно то, что обычный приготовленный желтый горох (например, горох, колотый, со зрелыми семенами, приготовленный, вареный и без соли) в среднем содержит около 8% белка по весу [37]. Для сравнения, современные продукты включают изоляты горохового белка (70–95% белка), концентраты (60–70% белка) и гидролизаты (90–95% белка) [189]. Перечисленные выше продукты обеспечивают гораздо более высокую белковую нагрузку, чем порция вареного гороха. Поэтому неудивительно, что у человека, не страдающего аллергией на порцию цельного гороха, может возникнуть аллергическая реакция на гораздо большие дозы горохового белка, содержащиеся в продуктах, содержащих концентраты и изоляты гороха.Хотя некоторые считают, что гороховый и соевый белок имеют одинаковую распространенность аллергенов [191], аллергенность горохового белка широко не изучалась. Хотя белки гороха не обязательно указывать в качестве потенциального аллергена на этикетках пищевых продуктов в США или Канаде, некоторые обратили внимание на горох как на «скрытый аллерген» [192].

Хотя все пищевые белки являются чужеродными белками для иммунной системы человека, лишь некоторые белки растительного и животного происхождения вызывают IgE-опосредованный иммунный ответ, как правило, у небольшого числа людей [162].Категории растительного белка включают бобовые, орехи и семена, цельные зерна и другие (в основном фрукты и овощи). На момент написания этой статьи данных обо всех растительных белках было недостаточно, поскольку некоторые из них являются новыми, а аллергические реакции только начинают проявляться. Это не означает, что новые источники белка не следует исследовать, но маркировка должна быть четкой, чтобы те, у кого действительно развилась аллергия, знали, что в них содержится.

Влияние типа пищевого белка, животного или растительного, на изменение кардиометаболических факторов риска: документ с изложением позиции Международной группы экспертов по липидам (ILEP)

Белки играют решающую роль в обмене веществ, в поддержании водного и кислотно-щелочного баланса и синтез антител.Пищевые белки являются важными питательными веществами и подразделяются на: 1) животные белки (мясо, рыба, птица, яйца и молочные продукты) и 2) растительные белки (бобовые, орехи и соя). Модификация диеты является одним из наиболее важных изменений образа жизни, которое, как было показано, значительно снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) за счет ослабления связанных факторов риска. Бремя сердечно-сосудистых заболеваний снижается за счет оптимальной диеты за счет замены необработанного мяса на низконасыщенные жиры, животные белки и растительные белки.С учетом имеющихся данных стало приемлемым подчеркивать роль оптимального питания для поддержания здоровья артерий и сердечно-сосудистой системы. Считается, что такие здоровые диеты увеличивают чувство сытости, способствуют снижению веса и снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний. В различных исследованиях сравнивались преимущества всеядной и вегетарианской диеты. Было высказано предположение, что риск, связанный с животным белком, выше при употреблении красного или переработанного мяса по сравнению с птицей, рыбой и орехами, которые несут меньший риск сердечно-сосудистых заболеваний. Напротив, другие исследования не показали связи потребления красного мяса с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Цель этой экспертной рекомендации состояла в том, чтобы выяснить различное влияние животного белка по сравнению с растительным на модификацию кардиометаболических факторов риска. Многие обсервационные и интервенционные исследования подтвердили, что увеличение потребления белков, особенно белков растительного происхождения и некоторых белков животного происхождения (птица, рыба, необработанное красное мясо с низким содержанием насыщенных жиров и нежирные молочные продукты), оказывает положительное влияние на изменение кардиометаболических факторов риска. . Потребление красного мяса коррелирует с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, в основном из-за небелковых ингредиентов (насыщенных жиров).Однако способ приготовления и консервирования красного мяса имеет значение. Таким образом, рекомендуется заменить красное мясо птицей или рыбой, чтобы снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний. Конкретные аминокислоты имеют благоприятные результаты в изменении основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, таких как гипертония. Помимо мяса, другие белки животного происхождения, такие как содержащиеся в молочных продуктах (особенно сывороточный белок), обратно коррелируют с гипертонией, ожирением и резистентностью к инсулину.

Потребление общего, животного и растительного белков и их пищевых источников в 10 странах Европейского проспективного исследования рака и питания

Минимальное скорректированное среднее потребление общего белка и белка животного, растительного или неизвестного происхождения

Центр- конкретное среднее общее потребление белка, стратифицированное по полу, центру и возрасту и взвешенное по сезону и дню недели отзыва, представлено в таблице 1.Как у мужчин, так и у женщин самое высокое среднесуточное потребление белка наблюдалось в Сан-Себастьяне (мужчины 144 г, женщины 94 г), а самое низкое — в группе, заботящейся о своем здоровье (мужчины 72 г, женщины 60 г).

Таблица 1 Минимально скорректированное a среднее суточное потребление общего белка по центрам, расположенным с юга на север, по полу и возрастной группе

Среднее потребление и с.е. белка животного, растительного и неизвестного происхождения, стратифицированные по полу и центру, представлены в таблице 2. (Дальнейшая стратификация по возрастным группам представлена ​​на сайте EPIC (http://epic.iarc.fr).) Что касается общего белка, то самое высокое потребление животного белка было зарегистрировано в Сан-Себастьяне (мужчины 105   г/день, женщины 67   г/день), а самое низкое – среди участников, заботящихся о своем здоровье (17   г/день). как для мужчин, так и для женщин), потому что их специфические схемы питания предполагают очень малое потребление продуктов животного происхождения (ово-лакто-вегетарианцы) или полное их отсутствие (веганы). Среди остальных центров наименьшее потребление животного белка наблюдалось у греческих мужчин (52 г/день) и у женщин в Греции и Потсдаме (37 г/день).

Таблица 2 Минимально скорректированное a среднесуточное потребление белка животного, растительного или смешанного/неизвестного происхождения (г/день) и процентное содержание общего белка в разбивке по центру и полу

Для растительного белка максимальное среднее потребление наблюдалась в группе заботящихся о своем здоровье в Великобритании (мужчины 51 г/день, женщины 39 г/день).Среди остальных центров самое высокое среднее потребление было зарегистрировано в Рагузе (мужчины 42 г/день, женщины 27 г/день) и самое низкое в Мальмё (мужчины 26 г/день, женщины 20 г/день). Среднее потребление белка неизвестного происхождения, как правило, было низким, от 2 до 8 г/день; он был самым низким в Греции и в южных центрах Испании и самым высоким в Нидерландах и среди населения Великобритании в целом. В каждом центре у мужчин было более высокое абсолютное потребление, чем у женщин, как общего белка, так и различных подгрупп белка.При рассмотрении возрастных групп в большинстве, но не во всех центрах наблюдалась тенденция к более низкому потреблению общего белка пожилыми людьми и более высокому потреблению в младших возрастных группах. Та же тенденция, хотя и менее очевидная, наблюдалась для белков животного и растительного происхождения (данные не показаны, но доступны на веб-сайте EPIC (http://epic.iarc.fr)). На рисунках 1a и b показано минимальное скорректированное среднее потребление общего белка и подтипов белка, выраженное в процентах от общей энергии (%en), с разбивкой по полу и центру.В большинстве центров доля белковой энергии у обоих полов составляла 15–20%. Особенно высокий процент потребления энергии от общего белка был отмечен в некоторых центрах северной Испании (20–21% en) и от животного белка в северных испанских (14–15% en) и французских центрах (11–12% en). ), в отличие от низких значений в британской группе, заботящейся о своем здоровье (12–13% en от общего белка и 3–4% en от животного белка). Процент энергии из растительного белка был довольно стабильным в большинстве центров и у представителей обоих полов (около 5–6% en), за исключением населения Великобритании, заботящегося о своем здоровье, где он был выше (8–9% en).Вклад в общую энергию белков неизвестного происхождения был очень незначительным во всех центрах (0,3–1,5% en). Более подробная информация об основных источниках энергии питательных веществ представлена ​​в отдельной статье (Ocké et al, 2009).

Рисунок 1

Минимально скорректированное среднее потребление подтипов белка, выраженное в процентах от общей энергии, стратифицированное по центру, скорректированное по возрасту и взвешенное по сезону и дню припоминания диеты ( a ) мужчины и ( b ) женщины .

Влияние поправки на потенциальные искажающие факторы

Чтобы оценить, можно ли объяснить наблюдаемые различия в потреблении белка систематическими различиями в составе тела и потреблении энергии между центрами EPIC, были выполнены дальнейшие поправки на рост, массу тела и общее потребление энергии.Полностью скорректированное среднее потребление общего белка, животного, растительного и неизвестного белка, стратифицированное по полу и возрастным группам и скорректированное по возрасту (в анализах без стратификации по возрасту), энергии, росту и весу и взвешенное по дням 24- HDR и время года показаны в Приложении (таблицы A1, A2, A3 и A4).

После корректировки оценочное среднее потребление общего белка по-прежнему было самым высоким в центрах на севере Испании и самым низким в группе заботящихся о своем здоровье в Великобритании. Хотя на большинство центров это не повлияло, заметное влияние на оценочное среднее потребление белка наблюдалось в греческом центре и у британских мужчин, заботящихся о своем здоровье, где энергетическая коррекция особенно значительно увеличила среднее потребление.Напротив, снижение среднего потребления наблюдалось у женщин и мужчин в Орхусе и у мужчин в Варезе и Сан-Себастьяне. Такой же результат наблюдался для белков животного и растительного происхождения. По сравнению с минимально скорректированными моделями наблюдались менее четкие систематические различия в потреблении по возрастным группам. Чтобы проверить влияние пола на потребление белка, мы проверили взаимодействие между полом и центром в полностью скорректированной модели. Гендерные различия присутствовали для общего белка и для обеих подгрупп как для абсолютного (г/день), так и для относительного (%en) потребления белка ( P <0.0001).

Пищевые источники белка

Не считая британской группы, заботящейся о своем здоровье, на долю животного белка приходилось 55–73% общего белка, а на долю растительного белка — 24–39% (таблица 2). Напротив, в британской группе, заботящейся о своем здоровье, общий белок был в основном растительного происхождения (70% мужчин, 65% женщин) и только 23–29% белка животного происхождения. Обратная крайность наблюдалась у мужчин в Сан-Себастьяне с долей животного белка 73% и растительного белка 24%. Считалось, что небольшой процент белка имеет неизвестное происхождение (при этом вклад пирожных является важным фактором во всех центрах) и составляет от 2 до 9% от общего количества белка.

В таблицах 3a и b показаны пищевые вклады (%) в потребление животного и растительного белка мужчинами и женщинами. Пищевые добавки к общему белку и неизвестному белку доступны на веб-сайте EPIC (http://epic.iarc.fr).

Таблица 3a Процентный вклад a основных пищевых групп или подгрупп в потребление животного белка, скорректированный по возрасту и взвешенный по дням недели и сезонам Таблица 3b Процентный вклад a основных пищевых групп в потребление растительного белка, с поправкой на возраст и взвешенным по дням недели и сезону

Животный белок

В отношении животного белка наиболее важными группами пищевых продуктов, вносящими вклад в животный белок, были мясо (красное мясо, птица, дичь, переработанное мясо и субпродукты), рыба ( рыба и рыбопродукты, моллюски и ракообразные) и молочные продукты (молоко, йогурт, сыр, сливки и молочный десертный крем), на долю которых в совокупности приходилось 84–96% животного белка (табл. 3а).Кроме того, яйца составляли 1–6%.

Общее потребление мяса обеспечило самый высокий вклад в животный белок во всех центрах, за исключением группы, заботящейся о своем здоровье в Великобритании, и среди греческих женщин: от 39% (Гранада) до 57% (Флоренция) у женщин и от 41% (Греция). ) до 64% ​​(Гейдельберг и Варезе) у мужчин с некоторой неоднородностью при сравнении подтипов мяса. В большинстве центров преобладающим типом мяса было красное мясо, в то время как доля мяса птицы варьировалась от <5% среднего потребления животного белка в северных центрах Норвегии и Швеции до 15–22% в общей популяции Великобритании и в некоторых итальянских странах. центры.Вклад переработанного мяса в среднее потребление животного белка также заметно различался по центрам: от 3% в Греции до 25–30% у немецких мужчин.

Молочные продукты являются вторым по величине вкладом в животный белок после мяса, за исключением испанских мужчин и женщин в Сан-Себастьяне (где рыба занимает второе место), греческих женщин (где мясо и молочные продукты вносят одинаковый вклад) и здоровья в Великобритании. сознательная группа (где молочные продукты были основным источником животного белка).

Среднее потребление животного белка из рыбы составляет около 5% в Нидерландах, но около 19% и более для женщин в Испании, Греции и Северо-Западной Норвегии.Аналогичный результат наблюдался и у мужчин.

Растительный белок

В отношении растительного белка наиболее важной группой пищевых продуктов были злаки (составляющие 42–69% у мужчин и 35–61% у женщин), но картофель, овощи, бобовые и фрукты также вносили вклад в растительный белок, с разной значимость по центрам (таблица 3b).

Наименьший вклад зерновых (<50%) наблюдался в Испании (за исключением мужчин в Наварре, 51%), Германии и в группе заботящихся о своем здоровье в Великобритании, в то время как самый высокий вклад (>60% для мужчин и >55 % для женщин) были зарегистрированы в Италии и Греции, а также в большинстве скандинавских центров.Вклад овощей варьировался от 5% в Умео до 13% в Мурсии и Турине для мужчин и от 7% в Северо-Западной Норвегии до 24% в Мурсии для женщин. За некоторыми исключениями, в Северной Европе сообщалось о более низком содержании белка в овощах. Среди женщин овощи составляли второй по величине источник растительного белка в большинстве центров (наиболее явными исключениями были Умео и Норвегия), в то время как для мужчин наблюдалась более неоднозначная картина. После злаков бобовые были самым важным источником растительного белка среди мужчин в большинстве испанских центров; как для мужчин, так и для женщин отчетливый градиент с юга на север наблюдался для бобовых, с самым высоким вкладом в Греции и Испании (6–16%), а самым низким в скандинавских странах (<1%, за исключением мужчин в Мальмё, 2 %).В отношении вклада фруктов не наблюдалось четкой тенденции с юга на север, но в скандинавских странах обычно наблюдался более низкий вклад обоих полов. Однако при объединении в одну группу вклад овощей, фруктов и бобовых показал четкий градиент с юга на север; вклад составлял >30% для женщин и >26% для мужчин в Испании и Греции, от 20 до 30% для женщин и от 15 до 26% для мужчин в Италии, Франции, Германии, Соединенном Королевстве и Нидерландах, тогда как был <20% (женщины) и <15% (мужчины) в скандинавских странах.

Картофель составляет 5–10% растительного белка в большинстве стран, за исключением Греции, Италии и Франции, где этот показатель был ниже 5% почти во всех центрах. Признаки градиента с юга на север были замечены для картофеля у мужчин, который является вторым по величине источником растительного белка среди мужчин в большинстве скандинавских центров.

Торты вносят вклад в растительный белок в некоторых странах (женщины 3-8%, мужчины 1-6%), а также безалкогольные напитки (женщины 1-11%, мужчины 1-13%, с максимумом в Германии для обоих полов , а затем Дания).

Стратифицированный анализ

При стратификации участников по ИМТ систематических различий в общем потреблении белка не наблюдалось (таблица 4a). Однако, если принять во внимание происхождение белка, самое высокое среднее потребление растительного белка наблюдалось в группе с самым низким ИМТ в большинстве стран, тогда как небольшая тенденция к более высокому потреблению животного белка наблюдалась в группе с самым высоким ИМТ, хотя это было менее последовательно, чем для растительного белка.

Таблица 4a Минимально скорректированное a среднесуточное потребление общего, животного и растительного белка по странам и группам ИМТ

при этом самый высокий набор наблюдался среди женщин с самым высоким уровнем образования в большинстве стран (кроме Греции), тогда как самый низкий набор наблюдался в основном среди наименее образованных. Для мужчин имелись признаки различий между югом и севером.В южных странах меньшее потребление растительного белка наблюдалось среди наиболее образованных мужчин, тогда как в более северных странах самое низкое потребление растительного белка было зарегистрировано среди наименее образованных. Что касается животного белка, то у женщин не наблюдалось четких различий между уровнями образования, в то время как среди мужчин наибольшее потребление наблюдалось в основном среди наименее образованных.

Таблица 4b Минимально скорректированные a среднесуточное потребление общего, животного и растительного белка по странам и уровням образования

Не наблюдалось явных различий между уровнями физической активности в потреблении общего белка или его подгрупп (таблица 4c), за исключением слабое указание на более высокое потребление растительного и общего белка среди мужчин в двух наиболее активных группах по сравнению с менее активными группами.

Таблица 4c Минимально скорректированные a Среднее суточное потребление общего, животного и растительного белка по странам и уровню физической активности b

Не было четких различий в потреблении общего и животного белка между группами со статусом курения, но были самые низкие потребление растительного белка наблюдалось в основном среди нынешних курильщиков обоих полов (табл. 4г).

Таблица 4d Минимально скорректированное a среднесуточное потребление общего, животного и растительного белка в зависимости от страны и статуса курения

Потребление белка также оценивалось в зависимости от сезона и дня проведения 24-HDR.Во всех странах среднее потребление общего и животного белка было выше в выходные дни, чем в будние дни (за исключением мужчин и женщин, заботящихся о своем здоровье в Великобритании, и голландских женщин в отношении животного белка) (таблица 4e). Для растительных белков разница между рабочими и выходными днями была менее выражена и четкой тенденции не наблюдалось.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.