Roślinne odżywki białkowe. Suplementacja tylko dla wegan?

Odżywki białkowe cieszą się dużą popularnością. Z uwagi na przekonania osobiste i niższe koszty produkcji przedmiotem zainteresowania stają się także odżywki roślinne. W środowisku sportowym wciąż można spotkać się z opinią, że osoby niespożywające białka pochodzenia zwierzęcego nie osiągną takich wyników sportowych, jak osoby spożywające produkty zwierzęce. Zaprzeczeniem tej hipotezy mogą być znani na całym świecie sportowcy, którzy osiągają spektakularne wyniki sportowe, będąc na diecie wegańskiej. Jedną z takich postaci jest choćby amerykańska tenisistka — Serena Williams. Czy zatem zamiana odżywki białkowej pochodzenia zwierzęcego na odżywkę roślinną to dobry pomysł? Czy białko roślinne to godny zamiennik białka zwierzęcego?

Odżywki białkowe

Z pojęciem odżywek białkowych najczęściej spotkamy się w kontekście diet osób aktywnych fizycznie. Wynika to z faktu, że sportowców charakteryzuje zwiększone zapotrzebowanie na białko. Odpowiednia jego podaż zapewnia bowiem poprawę sprawności fizycznej. Optymalna podaż białka powinna zostać dopasowana do indywidualnych potrzeb organizmu. Zapotrzebowanie zależy od wieku, płci, masy ciała i wzrasta wraz ze wzrostem intensywności i czasu trwania treningów sportowych [1,2].

W celu spełnienia potrzeb żywieniowych osób aktywnych stworzone zostały odżywki białkowe. Odżywki są szybkim i łatwym sposobem umożliwiającym zwiększenie podaży białka w diecie. [3]. Sportowcy i osoby aktywne fizycznie spożywają białko celem przyśpieszenia przyrostu masy mięśniowej. Odpowiednie spożycie białka zapewnia także możliwość odbudowy uszkodzonych wysiłkiem fizycznym mięśni. Aktualnie na rynku możemy znaleźć szeroką gamę produktów, do których wytworzenia stosuje się różne surowce. Wśród nich możemy wyróżnić odżywki białkowe serwatkowe, wołowe, z białka jaj, czy też mieszanki białek. Oprócz białek pochodzenia zwierzęcego w sprzedaży znajdują się także odżywki białkowe pochodzenia roślinnego. To właśnie odżywkom roślinnym przyjrzymy się bliżej.

Z czego powstają roślinne odżywki białkowe?

Do produkcji roślinnych odżywek białkowych najczęściej stosuje się surowce, takie jak ryż, groch i soja. Należy pamiętać, że budowa białek roślinnych, jest taka sama jak białek zwierzęcych. Aminokwasy wchodzące w skład białka dzielą się na egzogenne i endogenne.

Organizm ludzki nie jest w stanie syntezować aminokwasów egzogennych, dlatego muszą być one dostarczane wraz z dietą. Aminokwasy te są niezbędne do budowy mięśni, dlatego z punktu widzenia sportowca są szczególnie istotne. To, co odróżnia białka roślinne od zwierzęcych, to przede wszystkim kompozycja aminokwasów. Białko pochodzenia roślinnego zawiera mniejsze ilości aminokwasów egzogennych [4,5]. Wpływa to znacząco na ich wartość biologiczną.

Wartość żywieniowa białka roślinnego

Wartość odżywcza białka uzależniona jest między innymi od jego strawności i zawartości poszczególnych aminokwasów. Jednym ze sposobów oceny jakości białka jest wyznaczenie wskaźnika aminokwasu ograniczającego. Aminokwas ograniczający to taki, który występuje w najmniejszej ilości w porównaniu do białka wzorcowego. Wpływa on między innymi na ograniczone wchłanianie i wykorzystanie białka przyjmowanego wraz z pożywieniem [6]. Białka roślinne charakteryzują się na ogół niewystarczającą zawartością lizyny i/lub metioniny. W przypadku zbóż aminokwasem ograniczającym będzie lizyna. Białko soi i grochu charakteryzuje natomiast niska zawartość metioniny [5,6].  

Tabela 1. Zawartość aminokwasów egzogennych wybranych białek wyrażona w % białka całkowitego [5]

Aminokwasy egzogenne	Roślinne	Roślinne	Roślinne	Roślinne	Zwierzęce	Zwierzęce	Zwierzęce	Zapotrzebowanie wg WHO/FAO/UNU
	Pszenica	Ryż	Soja	Groch	Serwatka	Mleko	Jaja
Histydyna	2,1	2,5	2,6	2,5	1,9	2,7	2,4	1,5
Izoleucyna	4,1	3,8	4,7	4,6	6,4	5,1	6,2	3,0
Leucyna	6,8	8,2	8,0	7,4	9,9	9,5	8,7	5,9
Lizyna	1,4	3,8	6,6	8,2	9,2	6,9	6,9	4,5
Metionina	1,6	2,3	1,3	1,0	2,0	2,5	3,3	1,6
Fenyloalanina	5,1	5,2	5,1	5,0	3,8	4,6	5,6	3,8
Treonina	2,5	3,9	4,0	4,4	6,7	4,0	5,0	2,3
Walina	4,2	5,5	4,9	5,1	6,3	6,2	6,7	3,9

Innym ważnym czynnikiem, który ma wpływ na wartość odżywczą białka jest jego strawność. To nic innego jak podatność na działanie enzymów trawiennych. Strawność zależy od struktury białka, obecności substancji antyodżywczych, które ograniczają wykorzystanie białka, a także stopnia rozdrobnienia i rodzaju obróbki kulinarnej.

Białka pochodzenia zwierzęcego charakteryzują się lepszą strawnością w porównaniu z białkiem roślinnym. Strawność białka roślinnego wynosi 45-80%, natomiast białko pochodzenia zwierzęcego ulega trawieniu w ponad 90%. Kiedy pozbędziemy się substancji, które ograniczają wykorzystanie białka, ich strawność może znacząco wzrosnąć. Takie oczyszczone białko wykorzystuje się między innymi do produkcji odżywek białkowych [5,7] .

Białko roślinne w świetle badań

Istnieje wiele badań oceniających wpływ spożycia białka na poposiłkową stymulację syntezy białek mięśniowych. Wzrost szybkości syntezy białek mięśniowych po spożyciu białka pochodzenia zwierzęcego jest związany ze wzrostem stężenia niezbędnych aminokwasów w osoczu. Duże znaczenie aminokwasów egzogennych w syntezie mięśni sprawiło, że w obszarze zainteresowania badaczy znalazło się także białko roślinne [8].

Spożycie białka sojowego może stymulować syntezę białek mięśniowych, choć w mniejszym stopniu niż niektóre białka pochodzenia zwierzęcego. Wilkinson i in. wykazali, że u młodych mężczyzn, którzy wykonywali ćwiczenia oporowe, spożycie odtłuszczonego mleka charakteryzowało się o 43% wyższym tempem syntezy białek mięśniowych niż u osób, które w tych samych warunkach spożywały napój zawierający izolat białka sojowego [9].

W jednym z badań określano reakcję poposiłkową białek mięśniowych na spożycie napoju zawierającego hydrolizat serwatkowy, kazeinę lub izolat białka sojowego. Uzyskane wyniki potwierdziły gorsze właściwości anaboliczne białek roślinnych.

W badaniu tym wszystkie napoje charakteryzowała równoważna zawartość aminokwasów egzogennych. Szybkość syntezy białek mięśniowych po spożyciu napoju z białkiem sojowym była o 66% wyższa niż po spożyciu napoju zawierającego kazeinę. Była też o 14% niższa niż indukowana przez napój zawierający białka serwatkowe. Gorissen i in. również wykazali, że szybkość syntezy białek mięśniowych była niższa u starszych mężczyzn po spożyciu 35 g hydrolizatu białka pszenicy niż po spożyciu 35 g kazeiny [10].

Gorsze właściwości anaboliczne białek roślinnych przypisuje się niższej zawartości niezbędnych aminokwasów lub niedoborowi określonych aminokwasów, takich jak leucyna, lizyna lub metionina [8]. Różnice te mogą być związane także z szybkością trawienia białek, która jest szybsza dla białek sojowych i serwatkowych niż dla kazeiny [9].

Inne, podobne badanie zostało przeprowadzone na 56 mężczyznach trenujących oporowo. Mężczyznom do standardowej diety podawano dodatkową ilość białka. Badani zostali przydzieleni do grup, które różniły się źródłem spożywanego białka. Pierwsza grupa spożywała białko mleka, druga białko sojowe. Po 12 tygodniach, w grupie spożywającej białka mleka odnotowano spadek 5,5 kg tłuszczu. W przypadku grupy spożywającej białko sojowe spadek ten był niższy i wynosił 1,5 kg. Pod uwagę wzięto także przyrost masy mięśniowej. Odnotowano przyrost 6,2 kg mięśni wśród osób spożywających białko pochodzenia zwierzęcego i 4,4 kg w przypadku osób spożywających białko sojowe [12]. Badanie to również wskazuje na wyższość białka zwierzęcego.

Badania nie skupiają się jedynie na białku sojowym. W jednej z prac porównano suplementację białkiem grochu, białkiem serwatkowym i samą wodą pod kątem uszkodzeń mięśni, stanów zapalnych i wystąpienia bolesności mięśni.

Suplementacja białkiem serwatkowym w największym stopniu osłabiła powysiłkowy poziom biomarkerów uszkodzenia mięśni we krwi (m.in. kinazy kreatynowej). Suplementacja białkiem grochu w porównaniu z wodą wykazała pośredni, ale nieistotny efekt [10]. Choć suplementacja białkiem grochu jest mniej skuteczna od suplementacji białkiem pochodzenia zwierzęcego, to nadal jego spożycie może przynieść korzyści. Wykazano bowiem, że suplementacja białkiem grochu sprzyja większemu przyrostowi grubości mięśni w porównaniu z placebo. Białko grochu może zatem być stosowane jako alternatywa dla produktów na bazie serwatki [11].

Jak zwiększyć jakość białka roślinnego?

Jak już wiadomo, niższa zawartość niezbędnych aminokwasów, zwłaszcza niedobór leucyny, lizyny i metioniny w białku może przyczyniać się do niższej zdolności anabolicznej białek roślinnych. Jednak nie wszystkie białka roślinne charakteryzują się tym samym składem aminokwasów. Z tego powodu coraz więcej uwagi poświęca się mieszankom białkowym.

Połączenie dwóch lub więcej źródeł białka roślinnego pozwala na wzajemne uzupełnienie składu aminokwasowego białek wchodzących w skład mieszanki. Połączenie białka roślinnego z niską zawartość lizyny, ale wysoką zawartość metioniny, z białkiem roślinnym, które ma niską zawartość metioniny, ale wysoką zawartość lizyny, da mieszankę, która zawiera wystarczającą ilość wszystkich niezbędnych aminokwasów.

Na przykład białko kukurydzy, ryżu i owsa ma niską zawartość lizyny, ale wysoką zawartość metioniny, podczas gdy białko soi i grochu ma niską zawartość metioniny, ale wysoką zawartość lizyny. Połączenie tych białek pozwoli zatem uzyskać białko o wyższej jakość. Konieczne jest jednak przeprowadzenie większej ilości badań, które potwierdzą zdolność stymulowania syntezy białek mięśniowych przez mieszanki roślinne w podobnym stopniu jak białka zwierzęce [8,9].

Ze względu na niższą zawartość aminokwasów egzogennych, aby móc spodziewać się lepszego wpływu na syntezę białek mięśniowych konieczne wydaje się zwiększenie spożycia białka roślinnego. Przeprowadzono badania, które miały na celu określenie ilości białka potrzebnej do maksymalnego pobudzenia syntezy białek mięśniowych. Maksymalną stymulację u mężczyzn osiągnięto przy podaży 20 g białka serwatkowego.

Warto zaznaczyć, że wartość ta wzrosła do 40 g w przypadku starszych mężczyzn. Spożycie do 40 g białka sojowego nie było w stanie wywołać takiego wzrostu szybkości syntezy białek mięśniowych w warunkach spoczynkowych u osób starszych. Wyniki tego badania sugerują, że potrzebne są jeszcze większe ilości białka roślinnego, aby skutecznie stymulować syntezę białek mięśniowych u osób starszych. Spożywanie wysokich dawek białka roślinnego może jednak nie być praktyczne. Strategia ta może nie być także odpowiednia z punktu widzenia wpływu produkcji białka na środowisko [5].

Wpływ produkcji białka na środowisko

Istnieje wiele powodów, które mogą zachęcić do zwiększania spożycia produktów roślinnych kosztem zmniejszenia produktów zwierzęcych. Jednym z nich może być troska o otaczające nas środowisko. Blisko 18% emisji gazów cieplarnianych pochodzi z rolnictwa. Dużą rolę odgrywa tu technologia produkcji, w tym żywienie zwierząt, systemy utrzymania i gospodarka odchodami.

Wysokie spożycie mięsa znacznie zwiększa ślad węglowy, czyli emisję gazów cieplarnianych wywołanych przez daną osobę. Wynika to między innymi z powodu intensywnej produkcji mięsa, do której wykorzystywane są ogromne ilości wody. Produkcja żywności pochodzenia roślinnego wymaga mniej ziemi i wody. To zaś wiąże się z niższą emisją gazów cieplarnianych do środowiska [8,13].

Czy odżywka białkowa to konieczność?

Badania pokazują, że rzadko dochodzi do sytuacji, w której zachodnia dieta nie dostarczałaby odpowiedniej ilości białka [3]. Potrzeby żywieniowe mogą być zaspokojone poprzez odpowiedni dobór produktów żywnościowych. Jeśli spożycie białka jest zbyt niskie w porównaniu do aktualnych potrzeb organizmu, należy przyjrzeć się bliżej produktom, które są na co dzień spożywane.

Odmienna sytuacja pojawia się w przypadku osób aktywnych fizycznie, których zapotrzebowanie na białko w ciągu dnia znacząco wzrasta. Spożycie odżywki białkowej może w tym przypadku okazać się łatwą metodą na zwiększenie podaży białka.

Białka roślinne wykorzystywane do produkcji odżywek nie zawierają także substancji antyodżywczych, które mogłyby zakłócać wykorzystanie niezbędnych aminokwasów.  Warto zapamiętać, że odżywki białkowe to nie konieczność, tylko jedna z możliwości na uzupełnienie białka w diecie. Badania pokazują, że zbyt wysokie ilości spożytego białka nie przyśpieszą dodatkowo wzrostu syntezy białek mięśniowych [3].

Podsumowanie

Dla sportowców na diecie mieszanej korzystniejszym wyborem będzie odżywka zawierająca białko zwierzęce. Jednak w sytuacji, w której nie chcemy zdecydować się na wybór źródła zwierzęcego, białko roślinne może być dobrą alternatywą. Osiągnięcie odpowiedniej masy mięśniowej stosując odżywki roślinne, będzie trudniejsze, ale nie jest to niemożliwe.

Należy pamiętać, aby odpowiednio komponować ze sobą roślinne źródła białek i nie opierać się na jednego rodzaju odżywce białkowej. Dzięki temu możliwe będzie dostarczenie organizmowi wszystkich niezbędnych aminokwasów egzogennych w odpowiedniej ilości. Badania pokazują, że odpowiednio skomponowana dieta bezmięsna, jest równie wartościowa, jak dieta zawierająca produkty zwierzęce.

Bibliografia:

1. Ahnen, R. T., Jonnalagadda, S. S., & Slavin, J. L. (2019). Role of plant protein in nutrition, wellness, and health. Nutrition reviews, 77(11), 735-747.
2. Pasiakos, S. M., McLellan, T. M., & Lieberman, H. R. (2015). The effects of protein supplements on muscle mass, strength, and aerobic and anaerobic power in healthy adults: a systematic review. Sports Medicine, 45(1), 111-131.
3. Kårlund, A., Gómez-Gallego, C., Turpeinen, A. M., Palo-Oja, O. M., El-Nezami, H., & Kolehmainen, M. (2019). Protein supplements and their relation with nutrition, microbiota composition and health: is more protein always better for sportspeople?. Nutrients, 11(4), 829.
4. Hoffman, J. R., & Falvo, M. J. (2004). Protein–which is best?. Journal of sports science & medicine, 3(3), 118.
5. Gorissen, S., & Witard, O. (2018). Characterising the muscle anabolic potential of dairy, meat and plant-based protein sources in older adults. Proceedings of the Nutrition Society, 77(1), 20-31. doi:10.1017/S002966511700194X
6. Boczar, P. (2018). Białko roślinne–źródła, koszty produkcji i jakość. Problems of World Agriculture/Problemy Rolnictwa Światowego, 18(1827-2019-099), 122-132.
7. Gilani, S., Tomé, D., Moughan, P., & Burlingame, B. Report of a Sub-Committee of the 2011 FAO Consultation on “Protein Quality Evaluation in Human Nutrition” on.
8. Gorissen, S. H., Crombag, J. J., Senden, J. M., Waterval, W. H., Bierau, J., Verdijk, L. B., & van Loon, L. J. (2018). Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates. Amino acids, 50(12), 1685-1695.
9. Tang, J. E., Moore, D. R., Kujbida, G. W., Tarnopolsky, M. A., & Phillips, S. M. (2009). Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 107(3), 987–992. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00076.2009
10. Volek, J. S., Volk, B. M., Gómez, A. L., Kunces, L. J., Kupchak, B. R., Freidenreich, D. J., Aristizabal, J. C., Saenz, C., Dunn-Lewis, C., Ballard, K. D., Quann, E. E., Kawiecki, D. L., Flanagan, S. D., Comstock, B. A., Fragala, M. S., Earp, J. E., Fernandez, M. L., Bruno, R. S., Ptolemy, A. S., Kellogg, M. D., … Kraemer, W. J. (2013). Whey protein supplementation during resistance training augments lean body mass. Journal of the American College of Nutrition, 32(2), 122–135. https://doi.org/10.1080/07315724.2013.793580
11. Babault, N., Païzis, C., Deley, G., Guérin-Deremaux, L., Saniez, M. H., Lefranc-Millot, C., & Allaert, F. A. (2015). Pea proteins oral supplementation promotes muscle thickness gains during resistance training: a double-blind, randomized, Placebo-controlled clinical trial vs. Whey protein. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 12(1), 3. https://doi.org/10.1186/s12970-014-0064-5
12. Hartman, J. W., Tang, J. E., Wilkinson, S. B., Tarnopolsky, M. A., Lawrence, R. L., Fullerton, A. V., & Phillips, S. M. (2007). Consumption of fat-free fluid milk after resistance exercise promotes greater lean mass accretion than does consumption of soy or carbohydrate in young, novice, male weightlifters. The American journal of clinical nutrition, 86(2), 373–381. https://doi.org/10.1093/ajcn/86.2.373
13. Roszkowski, A. (2011). Technologie produkcji zwierzęcej a emisje gazów cieplarnianych. Problemy Inżynierii Rolniczej, 19, 83-97.