A fehérjék alapvető makroelemek az emberi étrendben, mivel ezek alkotják a szövetek, hormonok, enzimek és általában a sejtplazma építőköveit. Becslések szerint az étrend kalóriabevitelének körülbelül 15% -át fehérjéknek kell biztosítaniuk. A fő fehérjeforrások általában a hús, a tojás, a tej és a hüvelyes magvak. Bár az állati fehérjék biológiai hozzáférhetősége jobb az emberek számára, gazdasági és energetikai szempontból költségesnek tekinthetők, mivel ez olyan állatok felnevelését jelenti, amelyek nagy mennyiségű zöldséget fogyasztanak, mielőtt visszatérnének fehérjeforrásként.
Ennek a tényezőnek és a piacok - például vegetáriánus, vegán, organikus stb. - sajátos keresletének köszönhetően sok kutató olyan alternatív fehérjeforrások kifejlesztésére összpontosított, amelyek olcsók, kiváló minőségűek és funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik annak felhasználását különféle élelmiszerekben. összetevőként, vagy közvetlen fogyasztásként.
Jelenleg a kutatások a funkcionalitásra, a feldolgozásra és az ipari alkalmazásokra összpontosítanak, nem pedig a biztonsági szempontokra, például a szennyezők, táplálékellenes tényezők, allergének esetleges jelenlétére, valamint az anyagok felhalmozódására és átalakulására a fehérje mátrixokban a feldolgozás során.
A növényi források közül az algákat, a quinoát és a hüvelyeseket egyes élelmiszer-technológusok a legerősebb alternatív fehérjeforrásnak tekintik, amelyek képesek csökkenteni a húsfogyasztást, csökkenteni a hulladék mennyiségét, önfenntartóak és képesek táplálni az egyre növekvő népességet.
Zöldségek mint a bab, a borsó, a csicseriborsó és a lencse kiváló gluténmentes, vegán, nem allergén, nem GMO, önfenntartó és környezetbarát alternatíva. Néhány vállalat hús- és tojáspótlót fejlesztett ki a borsófehérjéből. Másrészt az állati fehérjeforrások közé tartoznak a rovarok és az izomszövet in vitro tenyésztésére szolgáló új biotechnológiai technikák, amelyek "tenyésztett húst" termelnek.
ALGAE
A fotoszintetikus organizmusok nagy csoportját alkotják, különböznek a szárazföldi növényektől. Sejtösszetételük és a legjobban növekvő környezet alapján mikroalgákba és makroalgákba sorolhatók. A tengeri moszat nagyon érdekes a magas élelmi rosttartalom (33-50% száraz tömeg) és a fehérje (10-47%) miatt. Becslések szerint egyes algafajták (az ismertek 2% -a) méreganyagokat képesek létrehozni, amelyek felhalmozódnak a rákokban, a puhatestűekben és a halakban, amikor lenyelik őket, és ezek az emberekre is hatással vannak, ha ezeket a kagylókat fogyasztják (megbénító puhatestű-mérgezés, tenger gyümölcsei stb.) .) Egyes országokban a biztonságosnak bizonyult algákat már takarmányként használják, míg másokat tanulmányoznak, hogy megmutassák emberi táplálékként való biztonságukat.
A Spirulina, Navicula, Chaetoceros, Chlorella, Haematococcus, Nannochloropsis, Crypthecodinium, Nitzchia, Tetraselmis és Scenedesmus nemzetség mikroalgáit (egysejtű organizmusok) csirke és tenyésztett halak etetésére használják. Az Arthrospira, a Spirulina, a Chlorella spp., A Dunaliella salina és az Aphanizomenon emberi felhasználásra olyan országokban engedélyezett, mint Kína, az Egyesült Államok, Németország vagy Ausztrália, főleg étrend-kiegészítőkben vagy adalékokban. A mikroalgákkal kapcsolatos bizonyos biztonsági kockázatok közé tartoznak az allergének, a méreganyagok, a patogén mikroorganizmusok, a peszticidek és a nehézfémek.
A makroalgák a maguk részéről összetett, többsejtű szervezetek, amelyeket közvetlenül a tengerfenékről lehet betakarítani, de főként Japánban és Franciaországban is széles körben termesztik őket. Néhány faj, amelyet élelmiszer-alternatívaként már tanulmányoznak, az Eisenia bicyclis, Ascophyllum nodosum, Ulva rigida, Fucus vesiculosis, Monostroma sp., Laminaria sp., Enteromorpha sp., Microspora floccosa, Undaria pinnatifida, Palmaria palmata, Hizikia fusiforme, Porphy sp., Cladophora glomerata és Himanthalia elongata. Ezekkel az algákkal kapcsolatos veszélyek a radioaktivitás, a jód, a nehézfémek, a dioxinok és a peszticidek.
BÉKALENCSE
A békalencse a Lemna, a Spirodela, a Wolffia és a Wolfiella nemzetséghez tartozó kis úszó vízi növények, amelyek az egész világon elterjedtek. Legjobb mérsékelt és trópusi zónákban nőnek, bár egyes fajok ellenállnak az extrém hőmérsékleteknek. Ezt a növényt alkalmazták a ponty és a mezőgazdasági tilápia, csirke, kacsa, háziállatok, sertések és még kérődzők étrendjének kiegészítésére.
A kacsafehérje koncentrátum 65-70% fehérjét tartalmaz, és a halak számára kedvező aminosavprofillal rendelkezik. Ezenkívül más jellemzőkkel is rendelkezik, mint például a jó íz és az antinutricionális tényezők hiánya, amelyek még az emberi táplálék szempontjából is érdekes potenciális komponenssé teszik. Dél-Ázsia kis vidéki közösségében a kacsafű az étrend része, különösen a Wolffia arrhizát használják a "khai-nam" nevű ételben Burmában, Laoszban és Thaiföld északi régiójában.
A kacsafű táplálékként társuló veszélyei közé tartozik a nehézfémek, fenolok, peszticidek, dioxinok és kórokozók esetleges jelenléte. Az olyan kórokozók, mint az Escherichia coli vagy a Clostridium botulinum, megfertőzhetik a székletürítésnek kitett víztestekből gyűjtött kacsamagot.
KANOLA
A repce (Brassica napus) vetőmagot több éve használják takarmányként az állatállománynak és a tenyésztett halaknak. A repce liszt, olajkivonás utáni maradéka, 38–40% nyersfehérjét tartalmaz. Emberi táplálékként a repcefehérjék érdekes tulajdonságokkal bírnak, amelyek helyettesíthetik a különféle készítmények egyéb tipikus összetevőit, azonban eddig csak Kanada, az Egyesült Államok (ahol GRAS-nyilatkozattal rendelkezik) és Japán fejlesztett alkalmazásokat, főként a technológiai korlátok miatt. kapcsolat az antinutritív faktorokkal és az érzékszervi tulajdonságokkal; például a repóételekben a fenolsavak tartalma akár ötször magasabb a szója társaihoz képest.
A repcefehérje-izolátumokkal kapcsolatos kémiai veszélyek közé tartozik a természetes toxinok (erukasav és glükozinolátok), allergének, növényvédőszer-maradványok, maradék oldószerek, nehézfémek, dioxinok, aflatoxinok és akrilamidok potenciális jelenléte. Allergén potenciálja a fehérje és a mustár hasonlóságából adódik, amely egyike annak a 14 kötelező allergénnek, amelyet az európai jogszabályok a címkén feltüntetnek.
Borsó (borsó)
Mivel a hüvelyesek, például a borsó, hatékonyan használják a nitrogént, ez az egyszerű hüvelyes virágzó és ígéretes fehérjeforrás. A borsószemre magas fehérjetartalma (fajtától és eredettől függően 18–28%) és energiája (keményítő 35–48% -a) jellemző. Nyersrosttartalma 4–8%, elsősorban a mag méretétől függően.
A többi magtól eltérően a borsó allergénektől és gluténtől mentes, ami kiváló alternatívát jelent mindenféle fogyasztó számára tápláló ételek számára. A borsó fogyasztásának növekedése 10% -os éves ütemben várható. Elvileg az izolált borsófehérje és a szója keverékeit fejlesztették ki, hogy utánozzák az íz tulajdonságait, struktúra és a hús táplálkozása.
QUINOA
Ez egy másik alternatív fehérjeforrás, amely itt marad. Ez egy ősi gabona, amelyet évszázadok óta termesztenek és fogyasztanak a dél-amerikai andoki régióban, és amelynek népszerűsége folyamatosan növekszik. Már több mint 1500 ilyen gabona alapú termék van a piacon. A quinoában a fehérje mennyisége a fajtától függ, ehető része 10 és 17% között mozog. Habár a legtöbb szemhez képest általában magasabb a fehérje mennyisége, a quinoa leginkább minőségéről ismert. A fehérje aminosavakból áll, amelyek közül nyolcat nélkülözhetetlennek tartanak gyermekek és felnőttek számára.
Rovarok
Talán azok az életformák, amelyeken a legtöbb faj elterjedt a bolygón. Az élelmiszeripari felhasználásra alkalmas rovarok közé tartoznak a tücskök (Gryllodes sigillatus), a bogarak és lárváik (Alphitobius diaperinus), a tenebriók (Tenebrio molitor), a sáskák vagy a szöcskék (Acrididae spp.) És a hangyák (Liometopum apiculatum). Ehető nyersen, szárítva, pörkölve, porítva, textúrázva, fagyasztva szárítva, főzve, sőt konzerven is. A rovarfehérjék kivonása és izolálása elvégezhető élelmiszer-összetevőként történő felhasználásra is.
Ramos és Pino (1982) meghatározták a Gryllus peruviensis fehérjetartalmát (66,9%), nagyon hasonlítva más orthopterákhoz, például a homár Schistocerca sp. (67,4%), Splienarium histrio (62,1%) és S. purpuracens (58,3%). A rovarok ezen csoportjának magas fehérjetartalma fontos tápanyagforrássá teszi.
A pepszinnel való emészthetőség arra a következtetésre jut, hogy az ezekben a rovarokban található fehérje magas tápértékű, jól emészthető fehérjék. A rovarokra vonatkozóan eddig elvégzett biztonsági tanulmányok nem meggyőzőek, és ezeket ki kell értékelni, mielőtt beléphetnek a hivatalos piacra. Bizonyos fajok és termelési módszereik különös veszélyekkel járnak, ezért összpontosított erőfeszítéseket kell tenni az emberi fogyasztásuk biztonságának biztosítására.
Az egyik vállalat már példát mutatott, krikettfehérje-rudakat fejlesztett ki, dió-csokoládé, mogyoróvaj zselével, áfonya-vanília és alma-fahéj ízekkel. Minden rúd (glutén-, szója- és tejmentes) 10 gramm fehérjét tartalmaz, amelyet körülbelül 25 tücskökből nyernek. Válaszul más cégek nagyszabású rovartelepeket hoznak létre.
MŰVELETT HÚS
Hollandiában jelentős kutatásokat végeztek az in vivo, fájdalommentesen szarvasmarhákból (sertés, marhahús, juh) kivont állati izomszövet tenyésztésére. A sejteket egészséges felnőtt állatokból vagy embriókból lehet kinyerni, és tenyésztőközeggel bioreaktorokban tenyészteni. Ennek eredményeként apró hengeres mikroszálakat kapnak, amelyek őrölt húst utánoznak, bár szinte fehér színűek, de teljesen hasznosak a csemege, a hamburger és a rögök elkészítésében. A nagy textúrájú darabok (például a steak) termesztése azonban jelenleg nagyobb kihívást jelent. Optimista tudósok szerint a hústermelés akár 96% -kal is csökkentheti az állatok által termelt üvegházhatásúgáz-kibocsátást, ami elegendő élelmet eredményezhet a világ számára. Ez genetikai manipuláció nélkül is megtörténne.
A tenyésztett húsrostok háromdimenziós szerkezetének előállításához állványra van szükség, amelyhez a sejtek tapadnak. Az ideális állvány egy ehető anyag lenne, amely összehúzódhat és tágulhat, akárcsak a természetes húsrostok. A pH és a hőmérséklet változásaira érzékeny alginát, kitozán vagy kollagén mikrotubulus alapjait alkalmazták.
Hasonlóképpen, a termesztett húsnak rövid és hosszú rostok megfelelő egyensúlyából kell állnia, kötőszövetekkel (kollagén és elasztin) és zsírsejtekkel, amelyek mind elengedhetetlenek a hús textúrájához és ízéhez. A gazdaságilag leginkább életképes megoldásokat még nem sikerült elérni, de várhatóan az elkövetkező években ez a technológia meg fog lepni minket eredményeivel.
Ezen alternatívák sikeres fejlesztése és piaci bevezetése sok tényezőtől függ. Elsősorban szigorú biztonsági kritériumoknak kell megfelelniük ahhoz, hogy a szabályozó hatóságok elfogadják őket, ízüknek, állaguknak és érzékszervi tulajdonságaiknak meg kell felelniük a fogyasztó által elfogadottnak, és elérhető áron kell rendelkezniük, amely ösztönzi fogyasztásukat a hús helyett.
Noha egyes biztonsági szempontok a termékre jellemzőek, sok lehetséges veszély kezelhető gyártási módszerekkel és feldolgozási körülményekkel. Például a hevítés nemkívánatos vegyületeket, például akrilamidot eredményezhet. Az oldószerek használata a fehérje extrakciójához befolyásolhatja annak biztonságosságát. Mindezeket a szempontokat előre figyelembe kell venni e termékek fejlesztésének korai szakaszától kezdve.
(*) Élelmiszeripari vegyészmérnök. Minőségi vezető a Best Ground Internationalnél. Mexikó