Білки є основними макроелементами в раціоні людини, оскільки вони складають будівельні блоки тканин, гормонів, ферментів і, загалом, клітинної плазми. За підрахунками, близько 15% споживання калорій у раціоні має забезпечуватися білками. Основними джерелами білка, як правило, є м’ясо, яйця, молоко та насіння бобових. Хоча білки тваринного походження мають кращу біодоступність для людини, вони вважаються дорогими з економічної та енергетичної точок зору, оскільки вони передбачають вирощування тварин, які споживають велику кількість овочів перед тим, як повернутися як джерела білка.
Завдяки цьому фактору та специфічному попиту на таких ринках, як вегетаріанський, веганський, органічний тощо, багато дослідників зосередилися на розробці альтернативних джерел білка, недорогих, високоякісних та з функціональними властивостями, що дозволяють використовувати його в різних продуктах харчування як інгредієнти або, ну, безпосереднє їх споживання.
В даний час дослідження зосереджується на його функціональності, переробці та промисловому застосуванні більше, ніж на аспектах безпеки, таких як можлива наявність забруднень, факторів, що не піддаються харчуванню, алергенів, а також накопичення та перетворення речовин у білкових матрицях під час обробки.
Серед рослинних джерел водорості, лобода та бобові деякі харчові технології розглядають як найсильніші альтернативні джерела білка, здатні зменшити споживання м’яса, зменшити кількість відходів, бути самоокупними та здатними годувати зростаюче населення.
Овочі такі як квасоля, горох, нут та сочевиця - це відмінні безглютенові, веганські, антиалергенні, без ГМО, самоокупні та екологічно чисті альтернативи. Деякі компанії розробили замінники м’яса та яєць із білка гороху. З іншого боку, тваринні джерела білка включають комах та нові біотехнологічні методи культивування м’язової тканини in vitro, що дає «культивоване м’ясо».
ВОДОРОСТІ
Вони складають велику групу фотосинтетичних організмів, відмінних від наземних рослин. Їх можна класифікувати як мікроводорості та макроводорості на основі їх клітинного складу та середовища, в якому вони найкраще ростуть. Морські водорості дуже цікаві своїм високим вмістом харчових волокон (33-50% сухої маси) та білка (10-47%). Підраховано, що деякі різновиди водоростей (2% відомих) можуть утворювати токсини, які накопичуються в ракоподібних, молюсках та рибах, коли вони їх поглинають, і що вони впливають на людину при споживанні цих молюсків (паралізуюче отруєння молюсками, діарея через морепродукти тощо). У деяких країнах водорості, які продемонстрували як безпечні, вже використовуються як корм для тварин, а інші вивчаються, щоб показати свою безпеку як їжа для людей.
Мікроводорості (одноклітинні організми) родів Спіруліна, Navicula, Chaetoceros, Chlorella, Haematococcus, Nannochloropsis, Crypthecodinium, Nitzchia, Tetraselmis і Scenedesmus, використовуються для годівлі курей та фермерських риб. Arthrospira, Spirulina, Chlorella spp., Dunaliella salina та Aphanizomenon схвалені для використання людьми в таких країнах, як Китай, США, Німеччина чи Австралія, переважно в харчових добавках або добавках. Деякі ризики безпеки, пов’язані з мікроводоростями, включають алергени, токсини, патогенні мікроорганізми, пестициди та важкі метали.
Зі свого боку, макроводорості - це складні багатоклітинні організми, які можна збирати безпосередньо з морського дна, але вони також широко культивуються, головним чином, в Японії та Франції. Деякі види, які вже вивчаються для використання в якості альтернативи їжі, включають Eisenia biciclis, Ascophyllum nodosum, Ulva rigida, Fucus vesiculosis, Monostroma sp., Laminaria sp., Enteromorpha sp., Microspora floccosa, Undaria pinnatifida, Palmaria palmata, Hizikia fusiforme, Porziphy sp., Cladophora glomerata та Himanthalia elongata. Небезпекою, пов’язаною з цими водоростями, є радіоактивність, йод, важкі метали, діоксини та пестициди.
ГАРАШКА
Ряска - це невеликі плавучі водні рослини, що належать до родів Lemna, Spirodela, Wolffia та Wolfiella, поширені по всьому світу. Вони найкраще ростуть в помірному та тропічному поясах, хоча деякі види протистоять екстремальним температурам. Ця рослина використовувалась як доповнення раціону коропа та фермерської тилапії, курки, качки, домашніх тварин, свиней і навіть жуйних тварин.
Білковий концентрат ряски містить 65-70% білка і має сприятливий амінокислотний профіль для риби. Крім того, він має інші характеристики, такі як висока смакові якості та відсутність антинутріційних факторів, що робить його цікавим потенційним компонентом навіть для їжі людини. У невеликих сільських громадах у Південній Азії ряска є частиною раціону, зокрема Wolffia arrhiza використовується у страві під назвою "хай-нам" у Бірмі, Лаосі та північному регіоні Таїланду.
Небезпека, пов’язана з ряскою як їжею, включає можливу наявність важких металів, фенолів, пестицидів, діоксинів та патогенних мікроорганізмів. Такі патогени, як кишкова паличка або Clostridium botulinum, можуть забруднювати ряску, яка збирається з водойм, що піддаються фекальним скидам.
КАНОЛА
Насіння каноли (Brassica napus) використовується як корм для худоби та сільськогосподарських риб протягом декількох років. Шрот ріпаку, залишок після видобутку олії, містить від 38 до 40% сирого білка. Як їжа для людини білки ріпаку мають цікаві властивості, які можуть замінити інші типові інгредієнти різних складів, однак поки що лише Канада, США (де вона має декларацію GRAS) та Японія розробили застосування, головним чином через обмеження технологічного відношення до антинутрітивних факторів та органолептичних властивостей; наприклад, вміст фенольних кислот у продуктах ріпаку до 5 разів вищий порівняно з їх соєвими аналогами.
Хімічна небезпека, пов’язана з ізолятами білка ріпаку, включає потенційну присутність природних токсинів (ерукова кислота та глюкозинолати), алергенів, залишків пестицидів, залишкових розчинників, важких металів, діоксинів, афлатоксинів та акриламідів. Його алергенний потенціал походить від схожості білків з гірчицею, яка є одним з 14 алергенів, які європейським законодавством потрібно декларувати на етикетці.
ГОРОХ (ГОРОХ)
Враховуючи ефективне використання азоту бобовими культурами, такими як горох, ця проста бобова рослина є процвітаючим і перспективним джерелом білка. Зерно гороху характеризується високим вмістом білка (від 18 до 28% залежно від сорту та походження) та енергетичним вмістом (від 35 до 48% крохмалю). Вміст сирої клітковини в ньому становить від 4 до 8%, в першу чергу залежно від розміру насіння.
На відміну від інших насіння, горох не містить алергенів та глютену, що робить його чудовою альтернативою поживній їжі для всіх типів споживачів. Збільшення споживання гороху очікується щорічно на 10%. В принципі, суміші ізоляту білка гороху з соєю були розроблені, щоб імітувати смакові властивості, текстури та м’ясне харчування.
КВІНОА
Це ще одне альтернативне джерело білка, яке тут залишається. Це старовинне зерно, яке культивувалось і споживалося століттями в регіоні Анд, що в Південній Америці, і популярність якого продовжує зростати. На ринку вже представлено понад 1500 продуктів на основі цього зерна. Кількість білка в кіноа залежить від сорту, коливається від 10 до 17% його їстівної частини. Хоча в ньому, як правило, більша кількість білка порівняно з більшістю зерен, лобода найбільш відома своєю якістю. Білок складається з амінокислот, вісім з яких вважаються необхідними для дітей та дорослих.
КОМАХИ
Вони, мабуть, є формою життя з найбільшою кількістю видів, поширених на планеті. До комах, які потенційно можуть застосовуватися в їжу, належать цвіркуни (Gryllodes sigillatus), жуки та їх личинки (Alphitobius diaperinus), тенебрії (Tenebrio molitor), сарана або коники (Acrididae spp.) Та мурахи (Liometopum apiculatum). Їх можна їсти сирими, сушеними, смаженими, порошкоподібними, фактурними, ліофілізованими, вареними і навіть консервованими. Екстракція та виділення білків комах також може бути виконана для використання в якості харчового інгредієнта.
Ramos and Pino (1982) визначили вміст білка в Gryllus peruviensis (66,9%), будучи дуже схожими на інші ортотералі, такі як омари Schistocerca sp. (67,4%), Splienarium histrio (62,1%) та S. purpuracens (58,3%). Високий вміст білка в цій групі комах ставить його як важливе джерело цієї поживної речовини.
Засвоюваність з пепсином робить висновок, що білок, що міститься в цих комах, має високу харчову цінність, вони є високозасвоюваними білками. До цього часу проведені дослідження безпеки щодо комах не є остаточними і їх слід оцінити перед тим, як дозволити їм вийти на офіційний ринок. Існує особлива небезпека, пов’язана з певними видами та методами їх виробництва, тому слід спрямовувати цілеспрямовані зусилля, щоб забезпечити безпеку їх споживання людиною.
Одна компанія вже подала приклад, розробляючи крикетні протеїнові батончики зі смаками горіхово-шоколадного, арахісового масла з желе, чорнично-ванільної та яблучно-коричної. Кожна плитка (без глютену, сої та молока) містить 10 грамів білка, отриманого приблизно з 25 цвіркунів. У відповідь інші компанії створюють великі ферми для комах.
КУЛЬТИВОВАНЕ МЯСО
У Нідерландах були проведені великі дослідження з вирощування м’язової тканини тварин, видобутої in vivo безболісно з великої рогатої худоби (свиней, яловичини, овець). Клітини можуть бути витягнуті із здорових дорослих тварин або ембріонів і культивовані в біореакторах із культуральним середовищем. В результаті отримують крихітні циліндричні міофібри, які імітують мелене м’ясо, хоча вони майже білого кольору, цілком корисні у приготуванні гастрономічних страв, гамбургерів та самородків. Однак вирощування великих фактурних шматочків (як стейк) представляє більшу проблему в цей час. Вчені-оптимісти стверджують, що вирощування м’яса може зменшити викиди парникових газів, що генеруються худобою, до 96%, створюючи достатню кількість їжі для світу. Крім того, це було б зроблено без генетичних маніпуляцій.
Щоб створити тривимірну структуру культивованих м’ясних волокон, необхідна риштування, до якої прилипають клітини. Ідеальним лісом буде їстівний матеріал, який може стискатися і розширюватися так само, як це роблять натуральні м’ясні волокна. Використовували основи мікротрубочок альгінату, хітозану або колагену, чутливі до змін рН та температури.
Так само культивоване м'ясо повинно складатися з достатнього балансу коротких і довгих волокон, із сполучною тканиною (колагеном та еластином) та жировими клітинами, які всі мають важливе значення для текстури та смаку цього м'яса. Економічно найбільш життєздатних рішень поки не вдалося досягти, але очікується, що в найближчі роки ця технологія здивує нас своїми результатами.
Розвиток та успішне впровадження цих альтернатив на ринок залежить від багатьох факторів. Головним чином, вони повинні відповідати суворим критеріям безпеки, які повинні бути прийняті контролюючими органами, вони повинні мати смак, структуру та органолептичні властивості, що приймаються споживачем, і вони повинні мати доступну ціну, яка стимулює їх споживання замість м’яса.
Хоча деякі аспекти безпеки є властивими для продукту, багато потенційних небезпек можна контролювати методами виробництва та умовами обробки. Наприклад, нагрівання може утворювати небажані сполуки, такі як акриламід. Використання розчинників для вилучення білка може вплинути на його безпеку. Всі ці аспекти повинні бути розглянуті заздалегідь, починаючи з ранніх стадій розробки цієї продукції.
(*) Інженер-хімік з харчових продуктів. Менеджер з якості в Best Ground International. Мексика