بروتين دمج

يُعدّ الجمع بين البروتينات أو تكاملها نظرية غذائية تهدف إلى تحسين القيمة البيولوجية لتناول البروتين. ووفقًا لهذه النظرية، قد لا توفر الأطعمة النباتية أو النباتية الصرفة كمية كافية من بعض الأحماض الأمينية الأساسية ، مما يجعل الجمع بين البروتينات وأطعمة تكميلية متعددة ضروريًا للحصول على وجبة تحتوي على " بروتين كامل ". تحتوي جميع الأطعمة النباتية على جميع الأحماض الأمينية العشرين، بما في ذلك الأحماض الأمينية التسعة الأساسية، بنسب متفاوتة، ولكن قد توجد بعضها بكميات ضئيلة جدًا لدرجة تتطلب استهلاك كمية كبيرة جدًا من الطعام لتلبية الاحتياجات. ^{[ 1 ]}

لطالما رُوِّج لدمج البروتينات كطريقة لتعويض النقص المفترض في البروتين الموجود في معظم الخضراوات (مثل الأرز والفاصوليا )، والذي يُلاحظ بنسب ضئيلة في تركيب الأحماض الأمينية الخاصة بها. ووفقًا لهذا المفهوم السائد في سبعينيات القرن الماضي، يجب دمج كل وجبة لتكوين بروتينات كاملة. مع أنه من المسلّم به إمكانية دمج الأطعمة المتنوعة بعناية للحصول على وجبة أكثر تغذية، فقد أظهرت الدراسات التي أُجريت على محتوى الأحماض الأمينية الأساسية في البروتينات النباتية أن الدمج الدقيق في كل وجبة ليس ضروريًا للنباتيين للوصول إلى المستوى المطلوب من الأحماض الأمينية الأساسية، طالما أن نظامهم الغذائي متنوع ويُلبّي احتياجاتهم اليومية من السعرات الحرارية. بمعنى آخر، يمكن تحقيق الدمج تدريجيًا على مدى فترة زمنية أطول. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

يُعدّ التغذية البروتينية عملية معقدة، إذ قد يكون أي حمض أميني مُكوِّن للبروتين هو العامل المُحدِّد في عملية الأيض . ويمكن تحسين نمو الماشية عن طريق خلط الأعلاف ، أو تقليل التكاليف مع الحفاظ على نمو كافٍ. وبالمثل، تخضع تغذية الإنسان لقانون ليبيغ للحد الأدنى : حيث يكون أدنى مستوى لأحد الأحماض الأمينية الأساسية هو العامل المُحدِّد في عملية الأيض.

إذا كان محتوى حمض أميني أساسي واحد في النظام الغذائي أقل من حاجة الفرد، فإنه سيحد من استخدام الأحماض الأمينية الأخرى، وبالتالي يمنع معدلات التخليق الطبيعية حتى عندما يكون مستوى تناول النيتروجين الكلي كافيًا. وهكذا، فإن "الحمض الأميني المحدد" سيحدد القيمة الغذائية للنيتروجين الكلي أو البروتين في النظام الغذائي. ^{[ 4 ]}

وبالتالي، يتم تصنيف مصادر البروتين، بما في ذلك النباتات، حسب الأحماض الأمينية المحددة لها. ^{[ 5 ]}

في النظام الغذائي النباتي، تبرز مشكلة محتوى الأحماض الأمينية في مختلف الأطعمة. ومع ذلك، فإن النظام الغذائي المُرضي يتضمن الحد الأدنى من احتياجات جميع الأحماض الأمينية الأساسية .

إلى جانب الحبوب، كالذرة والأرز والقمح، يوجد البروتين النباتي أيضاً في البقوليات، التي تشمل الفاصوليا والفول السوداني. تميل الحبوب إلى أن تكون فقيرة بالتريبتوفان والليسين ، بينما تفتقر البقوليات إلى الميثيونين . لذا، فإن وجبة تجمع بين الحبوب والبقوليات، مثل طبق الفلاحين المكسيكي المكون من خبز التورتيلا المصنوع من الذرة والفاصوليا المقلية، تُعتبر كاملة تقريباً من حيث محتوى الأحماض الأمينية.

كان كارل هاينريش ريتهاوزن ، تلميذ جوستوس فون ليبيغ ، أول عالم كيمياء حيوية يدخل هذا المجال . واصل توماس بور أوزبورن ما بدأه ريتهاوزن ونشر كتاب "البروتينات النباتية" عام ١٩٠٩. وهكذا، كانت جامعة ييل مركزًا مبكرًا لتغذية البروتين، حيث كان ويليام كامينغ روز أحد طلابها. عمل أوزبورن أيضًا على تحديد العناصر الأساسية، وترأس لاحقًا قسم الكيمياء الحيوية في جامعة شيكاغو .

عندما توفي ريتهاوزن عام 1912، أشاد أوزبورن بجهوده في مجال الكيمياء الحيوية:

ونتيجة لأعماله اللاحقة، أثبت وجود اختلافات واسعة بين البروتينات الغذائية المختلفة؛ وكان أول من لفت الانتباه إلى هذه الحقيقة، وناقش تأثيرها المحتمل على قيمتها النسبية في التغذية. ^{[ 9 ]}

ثم انضم أوزبورن إلى لافاييت مندل في محطة التجارب الزراعية في ولاية كونيتيكت لتحديد الأحماض الأمينية الأساسية .

في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، نقل نيفن س. سكريمشو هذه المعرفة إلى الهند وغواتيمالا . وقد صمم وجبات باستخدام الخضراوات المحلية لمكافحة آفة الكواشيوركور . في غواتيمالا ، استخدم مزيجًا من دقيق بذرة القطن مع الذرة، بينما في الهند استخدم مزيجًا من دقيق الفول السوداني مع القمح. ^{[ 10 ]}

في عام 1954، نشرت أديل ديفيس كتاب "لنأكل بشكل صحيح لنحافظ على لياقتنا "، والذي وصف أهمية دمج البروتينات "غير الكاملة" لتكوين بروتينات "كاملة"، ونصحت بأن أي بروتينات غير كاملة لا يتم استكمالها في غضون ساعة واحدة لا يمكن للجسم استخدامها. ^{[ 11 ]}

في عام 1971، نشرت فرانسيس مور لابيه كتاب "نظام غذائي لكوكب صغير" ، الذي شرحت فيه كيفية الحصول على الأحماض الأمينية الأساسية من مصادر تكميلية في التغذية النباتية . وقد حقق الكتاب مبيعات هائلة  .

كتاب "نظام غذائي لكوكب صغير " (1971)، وهو امتداد لمنشور من صفحة واحدة وزعته لابيه على زملائها المرتجلين في بيركلي، سرعان ما أصبح النص النباتي لحركة البيئة ، حيث بيع منه ما يقرب من مليوني نسخة في السنوات العشر التالية في ثلاث طبعات وست لغات. ^{[ 12 ]}

كتب لابيه:

تُضفي تركيبات البروتينات المتكاملة مذاقًا رائعًا على الوصفات ، فهي تُشكّل أساسًا للمطابخ التقليدية في العالم . نستخدمها بشكل طبيعي في طهينا دون أن نُدرك ذلك. فيما يلي أكثر ثلاث تركيبات بروتينية متكاملة شيوعًا:

1. الحبوب (الأرز، الذرة، القمح، الشعير، إلخ) + البقوليات (البازلاء، الفاصوليا، العدس)
2. منتجات الحبوب والألبان
3. البذور (السمسم أو دوار الشمس) + البقوليات ^{[ 13 ] : 238}

في عام 1975، نشرت كل من مجلة فوغ والمجلة الأمريكية للتمريض مقالات تصف مبادئ وممارسات الجمع بين البروتينات. ^{[ 14 ] [ 15 ]} لفترة من الزمن، حذر المجلس الوطني الأمريكي للبحوث وجمعية التغذية الأمريكية النباتيين من ضرورة الجمع بين البروتينات التي يتناولونها. ^{[ 16 ]}

وصل موضوع دمج البروتينات إلى صفحات كتاب مدرسي في الكيمياء العامة عام 1982:

تزداد احتمالية نقص البروتين مع اتباع نظام غذائي نباتي صارم، ما لم يتم الجمع بين مصادر الخضراوات بعناية بحيث تكمل بعضها بعضاً.

في عام 1985، شرح ج. ريغو مبدأ ارتباط البروتينات:

تتحدد القيمة البيولوجية للبروتينات بشكل عام، وبالتالي لبروتينات الحبوب أيضاً، بشكل أساسي بنسبة الأحماض الأمينية الأساسية الموجودة في الحبوب واحتياجات الكائن الحي المستهلك للبروتين من الأحماض الأمينية الأساسية... وتتمثل أهم طريقة لرفع القيمة البيولوجية في تقنية التكميل. ^{[ 17 ]}

في عام ٢٠١١، نشرت مجلة PLOS ONE مقالًا بحث في تفاصيل دمج البروتينات في ١٢٥١ نوعًا من الأطعمة النباتية. واستند البحث إلى الأحماض الأمينية الأساسية للتغذية البشرية، والنسب المثالية لهذه الأحماض في الوجبة. وأوضح الباحثون أن "التكامل الغذائي يعني تناول نوعين أو أكثر من الأطعمة معًا للحصول على نمط من الأحماض الأمينية أفضل من مجموع كل نوع على حدة". ^{[ ١٨ ]} وعلى عكس التزاوجات القائمة على المجموعات الغذائية، مثل الجمع بين الحبوب والبقوليات، أفاد الباحثون أن دراستهم لم تدعم هذا التزاوج: "عند فحص أفضل ١٠٠ تزاوج لكل نوع من الأطعمة، لم نجد نمطًا ثابتًا لتزاوجات المجموعات الغذائية". ^{[ ١٨ ]}

تعرض الجمع بين البروتينات لانتقادات باعتباره عاملاً معقداً غير ضروري في التغذية .

في عام 1981، غيرت فرانسيس مور لابيه موقفها بشأن الجمع بين البروتينات عما كان عليه قبل عقد من الزمن في طبعة منقحة من كتابها " نظام غذائي لكوكب صغير" حيث كتبت:

في عام ١٩٧١، شددتُ على أهمية تكامل البروتينات، إذ كنتُ أظن أن السبيل الوحيد للحصول على كمية كافية من البروتين هو ابتكار بروتين يسهل على الجسم استخدامه مثل البروتين الحيواني. وفي سياق دحض الخرافة القائلة بأن اللحوم هي المصدر الوحيد للبروتين عالي الجودة، عززتُ خرافة أخرى. فقد أوحيتُ بأن الحصول على كمية كافية من البروتين دون لحوم يتطلب عناية فائقة في اختيار الأطعمة. لكن في الواقع، الأمر أسهل بكثير مما كنتُ أظن.

باستثناء ثلاثة أمور مهمة، فإن خطر نقص البروتين ضئيل في النظام الغذائي النباتي. هذه الاستثناءات هي الأنظمة الغذائية التي تعتمد بشكل كبير على [1] الفاكهة أو [2] بعض الدرنات، مثل البطاطا الحلوة أو الكسافا ، أو [3] الأطعمة المصنعة (الدقيق المكرر، والسكريات، والدهون). لحسن الحظ، قليلون هم من يحاولون البقاء على قيد الحياة باتباع أنظمة غذائية تُعد فيها هذه الأطعمة المصدر الوحيد للسعرات الحرارية. في جميع الأنظمة الغذائية الأخرى، إذا حصل الناس على ما يكفي من السعرات الحرارية، فمن المؤكد تقريبًا أنهم سيحصلون على ما يكفي من البروتين. ^{[ 13 ] : 162}

لم يُؤكد على ضرورة الجمع بين البروتينات، بل لُوحظت القيمة البيولوجية المتزايدة للوجبات التي تحتوي على مزيج من البروتينات. وفي تنازلٍ من هذا القبيل، حذف لابيه من الطبعة الثانية "الجداول التي تُبين النسب الدقيقة للبروتينات المُكملة". ^{[ 13 ] : 239}

تراجعت جمعية التغذية الأمريكية عن موقفها السابق في ورقة موقفها لعام 1988 بشأن النباتية. وتستذكر سوزان هافالا ، المؤلفة الرئيسية للورقة، عملية البحث:

لم أجد أي أساس لـ[دمج البروتينات]... بدأتُ بالاتصال والتحدث مع المختصين وسؤالهم عن مبرر القول بضرورة تكامل البروتينات، ولم أجد أي مبرر. بل على العكس، تلقيتُ رؤى قيّمة من خبراء في هذا المجال، رأوا أنه ربما لا حاجة لتكامل البروتينات. لذا، قمنا بإجراء هذا التغيير في البحث. [ملاحظة: تمت الموافقة على البحث من قِبل لجنة مراجعة الأقران وتصويت الوفد قبل اعتماده رسميًا.]

في عام ١٩٩٤، نشر فيرنون يونغ وبيتر بيليت بحثهما الذي أصبح المرجع المعاصر الأساسي لعملية استقلاب البروتين لدى البشر. وقد أكد البحث أيضًا أن تناول البروتينات التكميلية مع الوجبات غير ضروري على الإطلاق. وبالتالي، فإن الأشخاص الذين يتجنبون استهلاك البروتين الحيواني لا داعي للقلق إطلاقًا بشأن اختلال توازن الأحماض الأمينية الناتج عن البروتينات النباتية التي تشكل نظامهم الغذائي المعتاد. ^{[ ٥ ]}

على الرغم من أن العديد من البروتينات النباتية تحتوي على نسبة أقل من واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية مقارنة بالبروتينات الحيوانية، وخاصة الليسين ، وبدرجة أقل الميثيونين والثريونين ، إلا أن تناول مجموعة متنوعة من النباتات يمكن أن يكون مصدراً متوازناً وكاملاً للأحماض الأمينية. ^{[ 5 ]}

في عام 2009، كتبت جمعية التغذية الأمريكية :

يمكن للبروتين النباتي تلبية احتياجات الجسم من البروتين عند تناول مجموعة متنوعة من الأطعمة النباتية وتلبية احتياجات الطاقة. تشير الأبحاث إلى أن تناول تشكيلة من الأطعمة النباتية على مدار اليوم يمكن أن يوفر جميع الأحماض الأمينية الأساسية ويضمن الاحتفاظ بالنيتروجين واستخدامه بشكل كافٍ لدى البالغين الأصحاء، وبالتالي، لا داعي لتناول بروتينات إضافية في نفس الوجبة. ^{[ 19 ]}

تُصرّح جمعية القلب الأمريكية الآن بما يلي:

لا تحتاج إلى تناول الأطعمة الحيوانية للحصول على كمية كافية من البروتين في نظامك الغذائي. فالبروتينات النباتية وحدها كافية لتوفير الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية، شريطة تنويع مصادر البروتين الغذائي وزيادة السعرات الحرارية لتلبية احتياجات الطاقة. تحتوي الحبوب الكاملة والبقوليات والخضراوات والبذور والمكسرات على الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية. لا داعي لدمج هذه الأطعمة ("البروتينات التكميلية") بشكل واعٍ في الوجبة الواحدة. ^{[ 20 ]}

تستخدم بعض المؤسسات درجة الأحماض الأمينية المصححة لهضم البروتين لتقييم الأنظمة الغذائية دون مراعاة الجمع بين البروتينات، وبالتالي تجد أن استخدام التركيبات يمثل تحديًا لمنهجيتها.