Informace

Důsledek rostlin jako neúplného zdroje bílkovin

Důsledek rostlin jako neúplného zdroje bílkovin


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Před několika lety jsme se v kurzu biologie na úrovni 1000% dozvěděli, že DNA v podstatě kóduje vzorce pro tvorbu proteinů z aminokyselin. Zatímco lidské tělo dokáže syntetizovat mnoho aminokyselin, některé z nich neumíme syntetizovat a nazýváme je jako esenciální aminokyseliny protože je musíme získávat z naší stravy. Něco však musí být schopno syntetizovat aminokyseliny, jinak by to pro nás nepředstavovalo potravinový řetězec, což otevírá dveře možnosti, že zvířata mohou mít různé schopnosti, pokud jde o syntézu aminokyselin. Pravděpodobně proto musí kočky dostávat stravu s vysokým obsahem bílkovin, protože mají vysokou potřebu bílkovin, ale špatnou schopnost je syntetizovat?

Kromě toho při provádění základního výzkumu výživy pro plánování pravidelného tréninkového plánu existuje určitá potřeba rozlišovat zdroje bílkovin, protože ne všechny zdroje bílkovin jsou považovány za kompletní bílkoviny protože neposkytují všechny aminokyseliny, nebo je jinak neposkytují ve správné rovnováze. Zejména mnoho ovoce a zeleniny bývá špatným zdrojem bílkovin.

U rostlin, které jsou neúplnými zdroji bílkovin, se zdá, že postrádají schopnost syntetizovat některé aminokyseliny. Také by je nemohli získat prostřednictvím stravy, protože jsou to rostliny. Znamená to tedy, že některé rostliny nemusí kódovat konkrétní aminokyselinu v celé své DNA?


Až na několik výjimek mezi některými bakteriemi všechny druhy na planetě vyrábějí bílkoviny ze stejných 21 aminokyselin a relativní množství aminokyselin je velmi podobné proteinům z rostlin, zvířat, hub a dokonce i prokaryot. Viz například tento článek (dostupný jako PDF zde). Takže bílkoviny z téměř jakéhokoli jídla poskytují stejné aminokyseliny.

Myšlenka, že rostlinné bílkoviny jsou „neúplné“ a postrádají některé aminokyseliny, se zdá být mýtem: viz například tato korespondence v časopise Circulation společnosti American Heart Association. Rostliny obecně obsahují méně bílkovin než masa na hmotnost, ale na bílkovinách, které obsahují, není nic špatného. Většina lidí na světě získává většinu bílkovin z rostlin. Pravděpodobně existují některé specifické části některých rostlin, které nejsou nutričně optimální-pokud jste například žili výhradně na arašídy po dobu jednoho roku, můžete narazit na nějaké problémy ... Ale jakákoli rozumná, pestrá rostlinná strava poskytne všechny aminokyseliny. Podrobná zpráva (a několik mýtů) je zde.

Pokud jde o esenciální aminokyseliny, jak je uvedeno v komentářích, jedná se o druhově specifický koncept. Lidé a většina zvířat dokážou syntetizovat asi polovinu z 21 aminokyselin, zatímco zbývající jsou esenciální. Existují určité druhové rozdíly --- arginin je nezbytný například pro kočky, ale ne pro dospělé lidi. Naproti tomu rostliny mohou syntetizovat všechny aminokyseliny. Jejich složení bílkovin je ale nakonec podobné.


Dokončete vs. Neúplné zdroje bílkovin

Když se ponoříte do světa fitness a výživy, snadno vás přemůže řeč o živinách. Ten, o kterém nevyhnutelně nakonec uslyšíte – často – je protein.

Ale co to je? Pravděpodobně jste o tom slyšeli nebo četli jako o velké části budování svalů, ale existují i ​​další důležité a často přehlížené aspekty různých zdroje bílkovin že možná nevíte.

Začněme se základy …


Neúplný seznam potravin

Mezi zdroje neúplných bílkovin patří:

  • zrna
  • luštěniny
  • ořechy
  • semena
  • zelenina
  • ječmen
  • kukuřičná mouka
  • oves
  • pohanka
  • těstoviny
  • žito
  • pšenice
  • fazole
  • čočka
  • sušený hrášek
  • arašídy
  • cizrna
  • sójové výrobky
  • sezamová semínka
  • slunečnicová semínka
  • vlašské ořechy


Kompletní a neúplné bílkoviny

Některé bílkoviny jsou kompletní, což znamená, že je vaše tělo může snadno použít k syntéze bílkovin, zatímco jiné jsou neúplné a samy o sobě nemohou být plně využity při syntéze bílkovin.

V zásadě, kompletní proteiny samy o sobě udržují svalovou hmotu a neúplné proteiny nikoli.

Co tedy dělá kompletní protein „úplným“ a neúplný protein „neúplným“?


Top 15 zdrojů rostlinných bílkovin

Stále více lidí se zajímá o vegetariánskou či veganskou stravu nebo o omezení používání živočišných produktů. Přechod od živočišných produktů je stále snazší s dostupnějšími obohacenými a výživnými rostlinnými potravinami.

Veganskou dietu může člověk vyzkoušet ze zdravotních důvodů, dobrých životních podmínek zvířat nebo z náboženských důvodů. V roce 2016 Akademie výživy a dietetiky uvedla, že vegetariánská nebo veganská strava může zajistit všechny nutriční požadavky dospělých, dětí a těhotných nebo kojících.

I přesto může být dostatek bílkovin a nezbytných vitamínů a minerálů těžší pro lidi, kteří nejí maso ani živočišné produkty. Osoba musí plánovat dopředu, aby zajistila dostatek bílkovin, vápníku, železa a vitaminu B-12, které lidé na všežravé stravě získávají ze živočišných produktů.

Přečtěte si seznam některých nejlepších rostlinných potravin pro bílkoviny. Diskutujeme také o rozdílech mezi živočišnými a rostlinnými bílkovinami a o tom, zda mohou být proteinové prášky na rostlinné bázi dobrým zdrojem bílkovin.

Správné rostlinné potraviny mohou být vynikajícím zdrojem bílkovin a dalších živin, často s méně kaloriemi než živočišné produkty.

Některé rostlinné produkty, jako jsou sójové boby a quinoa, jsou kompletní bílkoviny, což znamená, že obsahují všech devět esenciálních aminokyselin, které lidé potřebují. Jiným některé z těchto aminokyselin chybí, proto je důležité jíst pestrou stravu.

Následující zdravé, rostlinné potraviny mají vysoký obsah bílkovin v jedné porci:

1. Tofu, tempeh a edamame

Sdílet na Pinterest Sójové produkty jako tofu, tempeh a edamame patří mezi nejbohatší zdroje bílkovin ve veganské stravě.

Sójové produkty patří mezi nejbohatší zdroje bílkovin v rostlinné stravě. Obsah bílkovin se liší podle způsobu přípravy sóji:

  • pevné tofu (sojový tvaroh) obsahuje asi 10 g bílkovin na ½ šálku fazolí (nezralé sójové boby) obsahuje 8,5 g bílkovin na ½ šálku
  • tempeh obsahuje asi 15 g bílkovin na ½ šálku

Tofu získává chuť pokrmu, ve kterém je připraven, takže může být všestranným doplňkem jídla.

Lidé mohou vyzkoušet tofu jako náhražku masa v oblíbeném sendviči nebo polévce. Tofu je také oblíbenou náhražkou masa v některých pokrmech, jako je kung pao kuře a sladkokyselé kuře.

Tyto sójové výrobky také obsahují dobrou hladinu vápníku a železa, což z nich dělá zdravé náhražky mléčných výrobků.

Červená nebo zelená čočka obsahuje spoustu bílkovin, vlákniny a klíčových živin, včetně železa a draslíku.

Vařená čočka obsahuje 8,84 g bílkovin na ½ šálku.

Čočka je skvělým zdrojem bílkovin, který můžete přidat k obědu nebo večeři. Mohou být přidány do dušených pokrmů, kari, salátů nebo rýže, aby poskytly extra porci bílkovin.

3. Cizrna

Vařená cizrna má vysoký obsah bílkovin, obsahuje asi 7,25 g na ½ šálku.

Cizrnu lze jíst teplou i studenou a je velmi univerzální díky spoustě receptů dostupných online. Lze je například přidat do dušených pokrmů a kari, nebo okořenit paprikou a upéct v troubě.

Osoba může přidat hummus, který je vyroben z cizrnové pasty, do sendviče pro zdravou alternativu másla bohatou na bílkoviny.

Arašídy jsou bohaté na bílkoviny, plné zdravých tuků a mohou zlepšit zdraví srdce. Obsahují přibližně 20,5 g bílkovin na ½ šálku.

Arašídové máslo je také bohaté na bílkoviny, s 3,6 g na polévkovou lžíci, díky čemuž jsou sendviče s arašídovým máslem zdravé, kompletní proteinové občerstvení.

Mandle nabízejí 16,5 g bílkovin na ½ šálku. Poskytují také dobré množství vitaminu E, který je skvělý pro pokožku a oči.

6. Spirulina

Spirulina je modrá nebo zelená řasa, která obsahuje asi 8 g bílkovin na 2 polévkové lžíce. Je také bohatý na živiny, jako je železo, vitamíny B-i když ne vitamín B-12-a mangan.

Spirulina je k dispozici online, jako prášek nebo jako doplněk. Lze jej přidat do vody, smoothie nebo ovocné šťávy. Člověk si jím může také posypat salát nebo svačiny, aby zvýšil obsah bílkovin.

Quinoa je zrno s vysokým obsahem bílkovin a je kompletní bílkovinou. Vařená quinoa obsahuje 8 g bílkovin na šálek.

Toto zrno je také bohaté na další živiny, včetně hořčíku, železa, vlákniny a manganu. Je také velmi univerzální.

Quinoa může být náplní do těstovin v polévkách a dušených pokrmech. Dá se posypat salátem nebo jíst jako hlavní chod.

8. Mykoprotein

Mycoprotein je protein na bázi hub. Mykoproteinové produkty obsahují přibližně 13 g bílkovin na ½ šálku.

Produkty s mykoproteinem jsou často propagovány jako náhražky masa a jsou dostupné ve formě „kuřecích“ nugetek nebo řízků. Mnoho z těchto produktů však obsahuje vaječný bílek, takže lidé musí mít jistotu, že si etiketu zkontrolují.

Velmi malý počet lidí je alergický na Fusarium venenatum, houba, ze které je vyrobena značka mykoproteinů známá jako Quorn. Lidé s alergií na houby nebo s mnoha potravinovými alergiemi mohou chtít zvážit jiný zdroj bílkovin.

9. Chia semínka

Sdílet na Pinterestu Chia a konopná semínka jsou kompletním zdrojem bílkovin, které lze použít k výrobě smoothie, jogurtů a pudinků.

Semena jsou nízkokalorická jídla bohatá na vlákninu a omega-3 mastné kyseliny zdravé pro srdce. Chia semínka jsou kompletním zdrojem bílkovin, které obsahují 2 g bílkovin na lžíci.

Zkuste přidat chia semínka do smoothie, posypat jimi jogurt na rostlinné bázi nebo je namočit do vody nebo mandlového mléka a vytvořit pudink.

Chia semínka jsou k dostání v některých supermarketech, obchodech se zdravou výživou nebo je lze koupit online.

10. Konopná semínka

Podobně jako chia semínka jsou konopná semínka kompletním proteinem. Konopná semínka nabízejí 5 g bílkovin na polévkovou lžíci. Lze je použít podobně jako chia semínka. Konopná semínka lze také zakoupit online.

11. Fazole s rýží

Samostatně jsou rýže a fazole neúplným zdrojem bílkovin. Při společném jídle může toto klasické jídlo poskytnout 7 g bílkovin na šálek.

Vyzkoušejte rýži a fazole jako přílohu nebo rýži, fazole a hummus smíchejte dohromady a poté je namažte na chléb Ezekiel, který je vyroben z naklíčených zrn, jako slané jídlo plné bílkovin.

12. Brambory

Velké pečené brambory nabízejí 8 g bílkovin na porci. Brambory mají také vysoký obsah dalších živin, jako je draslík a vitamín C.

Přidejte 2 polévkové lžíce humusu pro chutnou svačinku, která je zdravější než brambory obalené máslem a zvyšuje obsah bílkovin. Dvě polévkové lžíce humusu obsahují asi 3 g bílkovin.

13. Zelenina bohatá na bílkoviny

Mnoho tmavě zbarvené listové zeleniny a zeleniny obsahuje bílkoviny. Jíst samotné, tyto potraviny nestačí ke splnění denních požadavků na bílkoviny, ale několik zeleninových svačinek může zvýšit příjem bílkovin, zejména v kombinaci s jinými potravinami bohatými na bílkoviny.

  • jedna střední stopka brokolice obsahuje asi 4 g bílkovin nabízí 2 g bílkovin na šálek
  • 5 středních hub nabízí 3 g bílkovin

Vyzkoušejte salát z baby greenu s trochou quinoa posypané navrch pro jídlo bohaté na bílkoviny.

Seitan je kompletní protein vyrobený smícháním pšeničného lepku s různým kořením. Vysoký obsah pšenice znamená, že by se jí měli vyhýbat lidé s celiakií nebo nesnášenlivostí lepku. Pro ostatní to může být zdravá náhražka masa bohatá na bílkoviny.

Když se seitan vaří v sójové omáčce, která je bohatá na aminokyselinu lysin, stává se úplným zdrojem bílkovin, který nabízí 21 g na 1/3 šálku.

15. Ezechielův chléb

Chléb Ezekiel je nutričně bohatou alternativou k tradičnímu chlebu. Vyrábí se z ječmene, pšenice, čočky, prosa a špaldy. Chléb Ezekiel je vynikající volbou pro milovníky chleba, kteří chtějí výživnější způsob, jak jíst toasty nebo sendviče.

Chléb Ezekiel nabízí 4 g bílkovin na plátek. Získejte ještě více bílkovin opékáním chleba Ezekiel a namazáním arašídového nebo mandlového másla.

Některé proteinové prášky jsou na rostlinné bázi. V závislosti na rostlinách použitých k výrobě prášků to mohou být úplné nebo neúplné proteiny.

Pozice Americké dietetické asociace je, že zatímco potravinové doplňky mohou lidem pomoci splnit jejich denní výživové cíle, jíst širokou škálu živin bohatých na bílkoviny je obvykle lepší strategií pro splnění denních cílů.

Některé proteinové doplňky mohou mít také vysoký obsah cukru nebo sodíku, aby se zlepšila chuť, proto je důležité přečíst si výživové štítky.

Akademie výživy a dietetiky doporučuje minimální denní příjem bílkovin 0,8 gramu (g) ​​bílkovin na kilogram tělesné hmotnosti, nebo asi 60 g pro osobu, která váží 165 liber. Lidé, kteří chtějí budovat svalovou hmotu, těhotné nebo kojící ženy a starší dospělí mohou potřebovat více bílkovin.

Živočišné produkty, jako je maso, vejce a mléko, mají přirozeně vysoký obsah bílkovin, což je základní živina tvořená aminokyselinami. To usnadňuje lidem, kteří konzumují živočišné produkty, uspokojit své každodenní potřeby bílkovin.

Lidské tělo vytváří 11 aminokyselin, ale dalších devět musí přijímat z jídla. Živočišné produkty jsou kompletní bílkoviny, což znamená, že obsahují všechny aminokyseliny. Některé rostlinné produkty, jako jsou sójové boby a quinoa, jsou také kompletní bílkoviny, zatímco jiné jsou neúplné.

Osoba, která dodržuje veganskou nebo vegetariánskou dietu, by měla jíst pestrou stravu rostlinných potravin, aby získala potřebný rozsah aminokyselin. Patří sem potraviny s vysokým obsahem bílkovin, jako je tofu, tempeh, čočka, ořechy, semínka a quinoa.

Strava bez živočišných produktů vyžaduje plánování a výzkum, aby se zajistilo splnění nutričních potřeb člověka. Pro některé je to přínos, protože je to povzbuzuje, aby přemýšleli o své stravě a porozuměli nutričnímu obsahu potravin, které jedí. Pro jiné to může být náročné a vést k nutričnímu deficitu.

Akademie výživy a dietetiky uvádí, že vegetariánská nebo veganská strava může snížit riziko některých nemocí, jako jsou určité formy srdečních chorob a rakoviny, a může podporovat hubnutí.

Studie z roku 2014 zkoumala nutriční příjem 1475 lidí a zjistila, že lidé s veganskou stravou konzumují méně nasycených tuků a méně dietního cholesterolu než lidé na všežravé dietě. Ale také měli nejnižší skóre příjmu bílkovin, vápníku a energie. Hladiny vitaminu B-12 byly normální, možná proto, že lidé používali obohacené potraviny.

Akademie výživy a dietetiky v roce 2016 uvedla, že lidé na vegetariánské nebo veganské stravě jsou vystaveni nižšímu riziku různých onemocnění, včetně:

Studie z roku 2017 zaměřená na více než 70 000 žen zjistila, že osoby s dietou s vyšším obsahem zdravých rostlinných potravin mají nižší riziko ischemické choroby srdeční.

Veganská strava bývá nízkokalorická, což veganům usnadňuje zvládání váhy. Protože mnoho zpracovaných potravin není veganských, veganská strava může vylučovat mnoho nezdravých balených potravin s vysokým obsahem sodíku.

Další studie z roku 2017 zjistila, že veganská dietní strava může výrazně snížit zánět u lidí s onemocněním koronárních tepen. To naznačuje, že veganská strava může zlepšit zdraví srdce.

Přechod na veganství nebo vegetariánství vyžaduje určité plánování. Se správnou rostlinnou stravou na bázi bílkovin však lidé, kteří se vyhýbají živočišným produktům, mohou jíst vyváženou stravu, která podporuje zdravý organismus a snižuje rizika některých onemocnění.

Je důležité prodiskutovat dietní porce s lékařem nebo odborníkem na výživu, protože veganská nebo vegetariánská strava může postrádat některé životně důležité živiny, což vyžaduje použití doplňků stravy nebo se naučit, jak zařadit určité potraviny s vysokým obsahem těchto živin.

Některé z rostlinných proteinů uvedených v tomto článku lze zakoupit online.


Podvýživa energetické bílkoviny

Proteinová energetická podvýživa (PEM) popisuje řadu poruch vyskytujících se hlavně v rozvojových zemích. Postihuje hlavně malé děti a je důsledkem příliš malého množství energie a příliš malého množství bílkovin ve stravě. Dvě nejběžnější formy PEM jsou Marasmus a Kwashiorkor.

Marasmus je chronický stav, který se vyskytuje u malých dětí, které byly odstaveny z mateřského mléka na dietu obsahující příliš málo energie a bílkovin, a je charakterizován úbytkem svalů a absencí podkožního tuku. Nedostatečná hygiena často vede ke kontaminaci potravin, která způsobuje infekce, zejména gastrointestinální infekce, a k dalšímu zvýšení energetické náročnosti. Rodič může infekci léčit nalačno, podávat pouze vodu nebo jiné tekutiny malé nutriční hodnoty. V důsledku toho se dítě stává silně podváhou a velmi slabé a letargické.

Kwashiorkor se obvykle vyskytuje u mírně starších dětí, které byly po delší době kojení odstaveny ze stravy obsahující převážně škrobnatá jídla s nízkým obsahem energie a bílkovin. Kwashiorkor často následuje po akutní infekci. Dítě s kwashiorkorem má vážnou podváhu, ale často je maskováno edémem (zadržováním vody), díky kterému má obličej tvar měsíce a paže a nohy vypadají kypré. Srst je tenká a odbarvená a na kůži se mohou vyskytovat skvrny šupinatosti a různé pigmentace. Lékařská péče a adekvátní strava v kombinaci s dobrými hygienickými postupy jsou životně důležité, pokud se děti s PEM mají zotavit a správně růst.


Nedostatek bílkovin

Proteiny jsou sloučeniny složené ze složek nazývaných „aminokyseliny“. Existuje asi 20 běžných aminokyselin. Devět z nich je považováno za „esenciální“, protože tělo je nedokáže syntetizovat, a proto musí být zajištěno jídlem, které jíte.

Pokud vaše strava neposkytuje dostatek esenciálních aminokyselin, může to mít vážné důsledky pro vaše zdraví.

Potraviny, které dodávají všechny esenciální aminokyseliny, se nazývají „kompletní bílkoviny“ a obvykle se jedná o živočišné potraviny. Rostlinné potraviny zpravidla neobsahují kompletní bílkoviny, ale konzumací kombinací rostlinných potravin, nazývaných „doplňkové bílkoviny“, stále můžete získat kompletní bílkoviny.  Klikněte zde pro více informací o neplnohodnotných bílkovinách.

Hlavní funkce bílkovin

-Stavební materiál pro tělesné tkáně jako je kůže, kosti, šlachy, svaly, vlasy, nehty a orgány

-Udržujte správnou rovnováhu tekutin dovnitř a ven z buněk

-Podporovat správné pH těla pufrováním tekutin

-Hlavní, důležitý součást hormonů, enzymů a protilátek

-Potřebujeme srážení krve

- Působí jako transportéry přenášení živin do všech částí těla

-Poskytnout energie a glukózy pro mozek, když pro tento účel nejsou k dispozici uhlohydráty.

Těžký nedostatek bílkovin je nejčastěji spojen s hladověním a  malnutricí   a je vážným důvodem k obavám v méně rozvinutých zemích, zejména mezi kojenci a dětmi. Na celém světě každý den zahynou tisíce dětí na následky vážného nedostatku bílkovin.

Nedostatek bílkovin však může nastat také ve vyspělejších zemích, kde je obvykle spojen s těmi, kteří žijí v chudobě, staršími lidmi nebo s poruchami příjmu potravy, jako je mentální anorexie. Ti, kdo jsou závislí na drogách nebo alkoholu, mohou mít dietu s nedostatkem bílkovin, protože často používají své zdroje na závislostech místo na jídle nebo mohou trpět špatnou chutí kvůli účinkům drog.

Skupiny s největší pravděpodobností trpí nepříznivými účinky kvůli nedostatku bílkovin.

--Kojenci a děti v zaostalých zemích 

-Ti po celém světě, kteří žijí v extrémní chudobě

-Starší, kteří žijí sami

-Ti s poruchami příjmu potravy, jako je mentální anorexie, nebo kteří prostě nejedí dost

-Ti závislí na drogách nebo alkoholu, zejména v kombinaci s nízkými příjmy

-Ti, kteří z jakéhokoli důvodu dodržují dietu s nízkým obsahem bílkovin, včetně výstřelků nebo hubnutí

-Ti s tuberkulózou nebo AIDS

-Ti, jejichž hlavní strava má nízký obsah bílkovin kvůli špatnému výběru potravin, jíst příliš mnoho nezdravého jídla

Zdravotní problémy spojené s nedostatkem bílkovin

Protein je životně důležitá živina pro zdravé tělo. V závislosti na úrovni nedostatku bílkovin může osoba, která jí málo bílkovin, trpět některým z následujících příznaků:

- Srdeční záchvat - ztráta srdečního svalu

-Neschopnost udržovat tělesnou teplotu

- Nedostatečný růst u dětí

-Ztráta, řídnutí nebo změna barvy vlasů

-Podvýživa – špatné vstřebávání živin

-Pomalý vývoj u dětí

-Citlivost na infekce a nemoci

Jedna forma nedostatku bílkovin se nazývá kwashiorkor, což je spojeno s náhlou podvýživou, například když matka odstaví jedno dítě, aby začalo krmit druhé. V méně rozvinutých zemích nebo v oblastech rozvinutějších zemí postižených chudobou může odstavené dítě dostávat méně adekvátní dietu, než když se živilo mateřským mlékem bohatým na živiny, což mělo za následek nedostatek bílkovin.

Kwashiorkor je často důvodem nafouknutých břich na těch srdceryvných fotografiích dětí, které se používají k povzbuzení darů světovým organizacím na pomoc hladomoru. Narušení rovnováhy tekutin a náchylnost k růstu bakterií a infekcím a zamoření v důsledku nedostatku bílkovin způsobuje oteklé břicho. Játra mohou být také zasažena, protože jim chybí bílkoviny, které by zajišťovaly transportéry k transportu lipidů ven z jater a k syntéze enzymů potřebných pro detoxikaci jater.

Nedostatek bílkovin po delší dobu může vést ke stavu zvanému Marasmus. Je to nejčastější u kojenců a znamená to, že dítě doslova umírá hlady. Charakteristickým rysem dítěte s marasmem je, že má velmi málo masa pokrývajícího jejich kosti a má hubené ruce a nohy. Kvůli nedostatku bílkovin svaly doslova odpadají. Tato svalová vlna zahrnuje srdeční sval, což způsobuje slabost a nakonec dokonce smrt.

Pokud nedostatek bílkovin neřešíte, dítě se nebude moci správně vyvíjet, protože mu budou chybět základní materiály potřebné pro růst, stejně jako enzymy a hormony potřebné pro tolik tělesných procesů. Nedostatek bílkovin se může sám udržovat, protože v průběhu času tělo nebude schopno strávit a absorbovat ani bílkoviny, které dostane.

Účinky nedostatku bílkovin lze zvrátit, pokud dojde k zásahu dříve, než dojde k přílišnému poškození. V závažných případech vyžaduje velmi opatrné zavedení bílkovin do stravy, nejprve v malých množstvích, dokud se systém dostatečně nezotaví, aby zvládl větší porce.


Síla rostlinných proteinů

Jíst více rostlinných potravin souvisí s dlouhověkostí a sníženým rizikem většiny chronických onemocnění, včetně srdečních chorob a diabetu 2. typu. Rostlinné potraviny (jako celozrnné produkty, fazole, ovoce, zelenina, ořechy a semena) jsou bohaté na zdraví prospěšné živiny a sloučeniny, jako jsou vitamíny, minerály, vláknina a fytochemikálie. Rostliny ale mohou být také dobrým zdrojem bílkovin.

Co je protein? Proteiny se nacházejí v buňkách a tkáních všeho živého. Jsou to řetězce aminokyselin, molekuly, které se podílejí na řadě biologických funkcí. Existuje 20 aminokyselin, z nichž devět nemůže být syntetizováno v lidském těle a musí být přijímány stravou. Jsou známé jako esenciální aminokyseliny. Živočišné zdroje bílkovin (a několik vybraných rostlinných bílkovin včetně sóji a quinoa) jsou považovány za#8220 kompletní a#8221 v tom, že obsahují dostatečné množství všech esenciálních aminokyselin, které lidské tělo potřebuje. Většina rostlinných potravin je považována za “nekompletní” proteiny, protože obvykle mají nízké hladiny nebo chybí jedna nebo více esenciálních aminokyselin. Například zrna mají nízký obsah aminokyseliny lysinu, ale mají dostatek methioninu. Luštěniny (fazole, čočka, cizrna, hrášek a arašídy) na druhé straně obsahují dostatečný lysin, ale mají nízký obsah methioninu. Strava obsahující celozrnné produkty a luštěniny tedy poskytne dostatečné množství všech esenciálních aminokyselin. Ačkoli se kdysi myslelo, že tyto doplňkové potraviny je třeba konzumovat současně, nyní se chápe, že konzumace různých rostlinných potravin po celý den může poskytnout všechny aminokyseliny, které tělo potřebuje.

Většina Američanů přijímá ve stravě dostatek bílkovin. “ Vzhledem k běžně dostupným potravinám není příjem bílkovin v USA velkým problémem, i když někdo dodržuje rostlinnou stravu, ” říká Alice H. Lichtenstein, DSc, ředitelka společnosti Tufts ’ Laboratoř kardiovaskulární výživy HNRCA a výkonný redaktor Tufts Health & Nutriční dopis.

Rostlinná dieta: Typickými rostlinnými dietami jsou vegetariánský (která zahrnuje mléčné výrobky a vejce spolu s rostlinnou stravou) a veganská (která vylučuje všechny živočišné produkty včetně medu), ale “rostlinná” strava může být také taková, která jednoduše maximalizuje příjem rostlinné potravy a omezuje živočišné bílkoviny.

Ne všechny rostlinné dietní vzorce jsou stejně prospěšné. Vědci z Tufts University nedávno publikovali studii v The Journal of Nutrition který zjistil, že rostlinné dietní vzorce s vysokou úrovní minimálně zpracovaných rostlinných potravin (jako celozrnné produkty, fazole, ořechy/semena, ovoce a zelenina) jsou spojeny s nižším rizikem úmrtnosti ze všech příčin, ale rostlinná strava s nízkou úrovně těchto voleb nebyly. “Klíčem je zajistit, abyste dodržovali ‘ zdravou a#8217 rostlinnou stravu bohatou na minimálně zpracované potraviny, nikoli na bázi rafinovaných zrn a vysoce zpracovaných nezdravých potravin, ” říká Lichtenstein.

Výzkum, včetně studie Nielsen a kolegů v časopise z roku 2018 Živiny, ukázal, že jídla založená na zdrojích rostlinných bílkovin, jako jsou fazole, jsou stejně naplňující a uspokojující jako jídla obsahující živočišné bílkoviny. Pokud jde o čistě rostlinnou stravu, konzumace široké škály rostlinných potravin zajišťuje, že jsou splněny požadavky na esenciální aminokyseliny.

Podle zprávy globální informační společnosti z roku 2018 roste spotřebitelská poptávka po rostlinných bílkovinách. Čtrnáct procent amerických spotřebitelů dotazovaných na tuto zprávu uvedlo, že pravidelně konzumují rostlinné zdroje bílkovin, jako jsou tofu a vegetariánské hamburgery, přestože se drtivá většina nepovažovala za vegany ani vegetariány. Výběr rostlinných bílkovin má dietní dopad mimo kvalitu bílkovin. “ Nejíme jídlo ani skupinu potravin, abychom získali jedinou živinu (například bílkovinu), ” říká Lichtenstein. “Nahrazení živočišných bílkovin rostlinnými potravinami, jako jsou například fazole, zvyšuje příjem vlákniny, která je v americké stravě obecně nedostatečně konzumována.”

Kromě potenciálních přínosů pro zdraví má bezmasý pouhý den v týdnu potenciál snížit emise skleníkových plynů a přispět k celkovému zdraví planety.

© FotografiaBasica | Getty Images

Rostlinné zdroje bílkovin: Protože jsou bílkoviny nezbytné pro všechny živé věci, každá rostlina nějaký protein obsahuje.

Luštěniny (široká kategorie, která zahrnuje všechny odrůdy fazolí, čočky, cizrny, hrachu a arašídů) obsahuje lysin, kterého je nedostatek v mnoha jiných rostlinných potravinách. Pro ty, kteří se rozhodnou vyhnout nebo výrazně omezit příjem živočišných potravin, denní luštěniny dodávají potřebné množství této aminokyseliny. Pouze jedna půl šálku luštěnin může poskytnout až 10 gramů bílkovin (spolu s pěkným množstvím vlákniny).

Celá zrna neměly by být ignorovány při zvažování zdrojů bílkovin ve stravě. Pšenice, rýže, kukuřice a oves jsou běžná zrna v americké stravě, ale stále více jsou k dispozici celozrnné produkty, jako je ječmen, pohanka, proso a teff, a celá řada celozrnných zrn (jako pšenice, farro a špalda). možnosti. (Doporučujeme celá zrna, protože obsahují více prospěšných složek, jako je vláknina, minerály a vitamíny, než rafinovaná zrna.)

    • Ořechy a semena poskytněte šest až 12 gramů bílkovin na čtvrt šálku a udělejte skvělé občerstvení nebo doprovod k rostlinným pokrmům.
    • Umělá masa jsou stále dostupnější, protože se spotřebitelé rozhodují jíst více rostlinných jídel. Zatímco celá strava by měla tvořit hlavní část jídelníčku, protože jsou nejlepším zdrojem živin a prospěšných složek, jako jsou fytochemikálie a vláknina, náhražky masa mohou poskytnout známé chutě a textury v rostlinných pokrmech. Některé alternativy masa mají vysoký obsah bílkovin a mohou uspokojit převážně jídla na rostlinné bázi, ale některá obsahují velmi vysoký obsah sodíku a dokonce i přidaného cukru, proto si zkontrolujte štítek Nutriční fakta. “Je třeba posuzovat každý produkt případ od případu,” říká Lichtenstein, “kontrolovat množství věcí, jako je sodík a přidaný cukr.” Možnosti jako tofu a tempeh mají nízký obsah sodíku, obecně cukr -bezplatné, všestranné možnosti náhrady masa.

    Živočišná strava, včetně masa, drůbeže, mořských plodů, vajec a mléčných výrobků, v současnosti poskytuje většinu Američanů ’ bílkovin — a většina lidí konzumuje mnohem více, než potřebuje. Na druhou stranu jen velmi málo dětí nebo dospělých dosáhne doporučení pro denní porce ovoce, zeleniny, celozrnných produktů nebo vlákniny. Minimálně zpracované rostlinné potraviny, které obsahují bílkoviny, jsou také zabaleny s vitamíny, minerály, vlákninou a fytochemikáliemi, které jsou spojeny se zdravou stravou. Vyměňte tedy některé živočišné bílkoviny za rostlinné, abyste získali chutné a snadné posílení zdraví.

    Zvyšte příjem rostlinné potravy pro podporu dobrého zdraví výběrem rostlinných bílkovin namísto živočišných.

    Jezte luštěniny (fazole, čočka, cizrna, hrášek a arašídy) pravidelně.
    Zkuste quinoa. Tato všestranná volba obsahuje všechny esenciální aminokyseliny.
    Přidejte edamame. Tyto nezralé zelené sójové boby jsou chutným zdrojem kompletních bílkovin.
    Zkontrolujte obsah bílkovin v rostlinných mlékách. Kromě sójového a hrachového mléka mají rostlinná mléka obecně nízký obsah bílkovin.
    Zahrňte ořechy a semena. Hrst denně je spojena s přínosy pro zdraví.
    Podívejte se na náhražky masa jako tofu, tempeh a seitan.

    Denní hodnota (DV) bílkovin, založená na dietě o 2 000 kaloriích, je 50 gramů. Zatímco vejce, mléčné výrobky, mořské plody, nezpracované maso a drůbež poskytují bílkoviny, níže uvedené příklady ukazují, že DV lze dosáhnout pouze za použití rostlinných bílkovin. Doplňte tyto rostlinné doporučení o ovoce, zeleninu a neslazené nápoje:

    Se snídaní
    Ovesné vločky vyrobené z ½ šálku ovsa 1 šálek sójového mléka
    nebo
    1 plátek celozrnného toastu se 2 lžícemi ořechového másla

    S obědem
    Obilný salát, který obsahuje 1 šálek pšeničných bobulí a ½ šálku vyloupaných fazolí edamame

    S večeří
    ½ šálku quinoa nebo hnědé rýže přelité pokrmem, který obsahuje 1 šálek fazolí, například černé fazole v mexickém stylu, fazole v chilli nebo cizrna v indické nebo středomořské kuchyni

    S občerstvením
    ¼ šálku mandlí
    nebo
    ¼ šálku dýňových semínek


    Nedávné pokroky v technologiích nanoenkapsulace pro řízené uvolňování biostimulantů a antimikrobiálních látek

    2.4.2.2 Rostlinné bílkoviny

    Rostlinné proteiny, jako je zein, sója a hrachové proteiny, se nejčastěji používají jako nosné materiály pro nanoenkapsulaci a dodávání aktivních materiálů. Zeinový protein z kukuřice je zásobní protein bohatý na prolin (Shewry a Casey, 2012). Zein je molekula ve tvaru cihly, která se může sama sestavit do koloidních struktur a zapouzdřit lipofilní molekuly ve svém nitru (Elzoghby et al., 2012). Díky svým vysoce hydrofobním vlastnostem se používá pro zapouzdření a dodávání lipofilních sloučenin, jako jsou silice, kurkumin (Zou et al., 2016) atd. Aktivní materiál jádra je zachycen různými metodami včetně elektrostatického zvlákňování a elektro -postřik (Gomez-Estaca et al., 2012), sušení rozprašováním (Chen a Zhong, 2014) a superkritické fluidní techniky (Hu et al., 2012). Zeinové nanokapsle umožňují pomalé uvolňování ve vodě rozpustných aktivních sloučenin (Xiao et al., 2011). The stability of zein particles in aqueous solution is improved by avoiding their aggregation, which is mainly carried out by coating them with emulsifiers, such as sodium caseinate ( Davidov-Pardo et al., 2015 ) or β-Lg ( Chen et al., 2014 ), or through adsorption of ionic polysaccharides such as pectin ( Hu et al., 2015 ) or alginate ( Hu and McClements, 2015 ) to their surfaces. In addition to zein, other cereal proteins such as wheat and barley proteins are also used as carriers for nanoencapsulation and delivery system.

    Another commonly used plant protein-based nanocarrier is pea protein. It consists of different types of globular proteins where globulins (65%) forms the major fraction, containing legumin, vicilin, and convicilin, while the minor fractions include albumins and glutelins ( Owusu-Ansah et al., 1987 ). Pea proteins with surface-active and structure-forming properties, have been used for encapsulation. The surface of pea proteins is predominantly hydrophilic and hence they show water-solubility. Pea proteins is used to form and stabilize oil-in-water nanoemulsions to generate emulsion, which leads to the generation of bioactive-loaded protein-coated lipid nanoparticle. Pea protein can also form electrostatic complexes with polysaccharides under pH conditions where the proteins and polysaccharides have opposite charges ( Gharsallaoui et al., 2012 ). These complexes increase the repulsive interactions between the lipid droplets and thus improve the stability of emulsions to aggregation ( Nesterenko et al., 2013 ). For example, lipid droplets coated by pea protein-pectin have better stability to pH changes and spray-drying as compared to capsules coated by proteins alone.

    In addition to zein and pea proteins, soy protein from soybean is also used as a coating material in nanoencapsulation. For example, soy protein has been applied for entrapment of β-carotene ( Deng, et al., 2017 ). Soy protein-based nanocapsules are produced using liquid-liquid dispersion ( Teng et al., 2012 ), cold gelation ( Zhang et al., 2012 ) and controlled thermal denaturation ( Zhu et al., 2017 ) techniques.


    The great nutrient collapse

    The atmosphere is literally changing the food we eat, for the worse. And almost nobody is paying attention.

    Irakli Loladze is a mathematician by training, but he was in a biology lab when he encountered the puzzle that would change his life. It was in 1998, and Loladze was studying for his Ph.D. at Arizona State University. Against a backdrop of glass containers glowing with bright green algae, a biologist told Loladze and a half-dozen other graduate students that scientists had discovered something mysterious about zooplankton.

    Zooplankton are microscopic animals that float in the world’s oceans and lakes, and for food they rely on algae, which are essentially tiny plants. Scientists found that they could make algae grow faster by shining more light onto them—increasing the food supply for the zooplankton, which should have flourished. But it didn’t work out that way. When the researchers shined more light on the algae, the algae grew faster, and the tiny animals had lots and lots to eat—but at a certain point they started struggling to survive. This was a paradox. More food should lead to more growth. How could more algae be a problém?

    Loladze was technically in the math department, but he loved biology and couldn’t stop thinking about this. The biologists had an idea of what was going on: The increased light was making the algae grow faster, but they ended up containing fewer of the nutrients the zooplankton needed to thrive. By speeding up their growth, the researchers had essentially turned the algae into junk food. The zooplankton had plenty to eat, but their food was less nutritious, and so they were starving.

    Loladze used his math training to help measure and explain the algae-zooplankton dynamic. He and his colleagues devised a model that captured the relationship between a food source and a grazer that depends on the food. They published that first paper in 2000. But Loladze was also captivated by a much larger question raised by the experiment: Just how far this problem might extend.

    “What struck me is that its application is wider,” Loladze recalled in an interview. Could the same problem affect grass and cows? What about rice and people? “It was kind of a watershed moment for me when I started thinking about human nutrition,” he said.

    In the outside world, the problem isn’t that plants are suddenly getting more light: It’s that for years, they’ve been getting more carbon dioxide. Plants rely on both light and carbon dioxide to grow. If shining more light results in faster-growing, less nutritious algae—junk-food algae whose ratio of sugar to nutrients was out of whack—then it seemed logical to assume that ramping up carbon dioxide might do the same. And it could also be playing out in plants all over the planet. What might that mean for the plants that people eat?

    What Loladze found is that scientists simply didn’t know. It was already well documented that CO2levels were rising in the atmosphere, but he was astonished at how little research had been done on how it affected the quality of the plants we eat. For the next 17 years, as he pursued his math career, Loladze scoured the scientific literature for any studies and data he could find. The results, as he collected them, all seemed to point in the same direction: The junk-food effect he had learned about in that Arizona lab also appeared to be occurring in fields and forests around the world. “Every leaf and every grass blade on earth makes more and more sugars as CO2 levels keep rising,” Loladze said. “We are witnessing the greatest injection of carbohydrates into the biosphere in human history―[an] injection that dilutes other nutrients in our food supply.”

    He published those findings just a few years ago, adding to the concerns of a small but increasingly worried group of researchers who are raising unsettling questions about the future of our food supply. Could carbon dioxide have an effect on human health we haven’t accounted for yet? The answer appears to be yes—and along the way, it has steered Loladze and other scientists, directly into some of the thorniest questions in their profession, including just how hard it is to do research in a field that doesn’t quite exist yet.

    IN AGRICULTURAL RESEARCH, it’s been understood for some time that many of our most important foods have been getting less nutritious. Measurements of fruits and vegetables show that their minerals, vitamin and protein content has measurably dropped over the past 50 to 70 years. Researchers have generally assumed the reason is fairly straightforward: We’ve been breeding and choosing crops for higher yields, rather than nutrition, and higher-yielding crops—whether broccoli, tomatoes, or wheat—tend to be less nutrient-packed.

    In 2004, a landmark study of fruits and vegetables found that everything from protein to calcium, iron and vitamin C had declined significantly across most garden crops since 1950. The researchers concluded this could mostly be explained by the varieties we were choosing to grow.

    Loladze and a handful of other scientists have come to suspect that’s not the whole story and that the atmosphere itself may be changing the food we eat. Plants need carbon dioxide to live like humans need oxygen. And in the increasingly polarized debate about climate science, one thing that isn’t up for debate is that the level of CO2 in the atmosphere is rising. Before the industrial revolution, the earth’s atmosphere had about 280 parts per million of carbon dioxide. Last year, the planet crossed over the 400 parts per million threshold scientists predict we will likely reach 550 parts per million within the next half-century—essentially twice the amount that was in the air when Americans started farming with tractors.

    If you’re someone who thinks about plant growth, this seems like a good thing. It has also been useful ammunition for politicians looking for reasons to worry less about the implications of climate change. Rep. Lamar Smith, a Republican who chairs the House Committee on Science, recently argued that people shouldn’t be so worried about rising CO2 levels because it’s good for plants, and what’s good for plants is good for us.

    “A higher concentration of carbon dioxide in our atmosphere would aid photosynthesis, which in turn contributes to increased plant growth,” the Texas Republican wrote. “This correlates to a greater volume of food production and better quality food.”

    But as the zooplankton experiment showed, greater volume and better quality might not go hand-in-hand. In fact, they might be inversely linked. As best scientists can tell, this is what happens: Rising CO2 revs up photosynthesis, the process that helps plants transform sunlight to food. This makes plants grow, but it also leads them to pack in more carbohydrates like glucose at the expense of other nutrients that we depend on, like protein, iron and zinc.

    In 2002, while a postdoctoral fellow at Princeton University, Loladze published a seminal research paper in Trendy v ekologii a evoluci, a leading journal, arguing that rising CO2 and human nutrition were inextricably linked through a global shift in the quality of plants. In the paper, Loladze complained about the dearth of data: Among thousands of publications he had reviewed on plants and rising CO2, he found only one that looked specifically at how it affected the balance of nutrients in rice, a crop that billions of people rely on. (The paper, published in 1997, found a drop in zinc and iron.)

    Increasing carbon dioxide in the atmosphere is reducing the protein in staple crops like rice, wheat, barley and potatoes, raising unknown risks to human health in the future. | Getty Images

    Loladze’s paper was first to tie the impact of CO2 on plant quality to human nutrition. But he also raised more questions than he answered, arguing that there were fundamental holes in the research. If these nutritional shifts were happening up and down the food chain, the phenomenon needed to be measured and understood.

    Part of the problem, Loladze was finding, lay in the research world itself. Answering the question required an understanding of plant physiology, agriculture and nutrition―as well as a healthy dollop of math. He could do the math, but he was a young academic trying to establish himself, and math departments weren't especially interested in solving problems in farming and human health. Loladze struggled to get funding to generate new data and continued to obsessively collect published data from researchers across the globe. He headed to the heartland to take an assistant professor position at the University of Nebraska-Lincoln. It was a major agricultural school, which seemed like a good sign, but Loladze was still a math professor. He was told he could pursue his research interests as long as he brought in funding, but he struggled. Biology grant makers said his proposals were too math-heavy math grant makers said his proposals contained too much biology.

    “It was year after year, rejection after rejection,” he said. “It was so frustrating. I don’t think people grasp the scale of this.”

    It’s not just in the fields of math and biology that this issue has fallen through the cracks. To say that it’s little known that key crops are getting less nutritious due to rising CO2 is an understatement. It is simply not discussed in the agriculture, public health or nutrition communities. Vůbec.

    When POLITICO contacted top nutrition experts about the growing body of research on the topic, they were almost universally perplexed and asked to see the research. One leading nutrition scientist at Johns Hopkins University said it was interesting, but admitted he didn’t know anything about it. He referred me to another expert. She said they didn’t know about the subject, either. The Academy of Nutrition and Dietetics, an association representing an army of nutrition experts across the country, connected me with Robin Foroutan, an integrative medicine nutritionist who was also not familiar with the research.

    “It’s really interesting, and you’re right, it’s not on many people’s radar,” wrote Foroutan, in an email, after being sent some papers on the topic. Foroutan said she would like to see a whole lot more data, particularly on how a subtle shift toward more carbohydrates in plants could affect public health.

    "We don't know what a minor shift in the carbohydrate ratio in the diet is ultimately going to do,” she said, noting that the overall trend toward more starch and carbohydrate consumption has been associated with an increase in diet-related disease like obesity and diabetes. "To what degree would a shift in the food system contribute to that? We can't really say.”

    Asked to comment for this story, Marion Nestle, a nutrition policy professor at New York University who’s one of the best-known nutrition experts in the country, initially expressed skepticism about the whole concept but offered to dig into a file she keeps on climate issues.

    After reviewing the evidence, she changed her tune. “I’m convinced,” she said, in an email, while also urging caution: It wasn’t clear whether CO2-driven nutrient depletion would have a meaningful impact on public health. We need to know a whole lot more, she said.

    Kristie Ebi, a researcher at the University of Washington who’s studied the intersection of climate change and global health for two decades, is one of a handful of scientists in the U.S. who is keyed into the potentially sweeping consequences of the CO2-nutrition dynamic, and brings it up in every talk she gives.

    "It's a hidden issue,” Ebi said. “The fact that my bread doesn't have the micronutrients it did 20 years ago―how would you know?"

    As Ebi sees it, the CO2-nutrition link has been slow to break through, much as it took the academic community a long time to start seriously looking at the intersection of climate and human health in general. “This is before the change,” she said. “This is what it looks like before the change."

    Soybeans growing in a field outside Lincoln, Nebraska, one of many crops whose nutrient content is shifting as a result of rising carbon dioxide levels. | Geoff Johnson for POLITICO

    LOLADZE'S EARLY PAPER raised some big questions that are difficult, but not impossible, to answer. How does rising atmospheric CO2 change how plants grow? How much of the long-term nutrient drop is caused by the atmosphere, and how much by other factors, like breeding?

    It’s also difficult, but not impossible, to run farm-scale experiments on how CO2 affects plants. Researchers use a technique that essentially turns an entire field into a lab. The current gold standard for this type of research is called a FACE experiment (for “free-air carbon dioxide enrichment”), in which researchers create large open-air structures that blow CO2 onto the plants in a given area. Small sensors keep track of the CO2 úrovně. When too much CO2 escapes the perimeter, the contraption puffs more into the air to keep the levels stable. Scientists can then compare those plants directly to others growing in normal air nearby.

    These experiments and others like them have shown scientists that plants change in important ways when they’re grown at elevated CO2 úrovně. Within the category of plants known as “C3”―which includes approximately 95 percent of plant species on earth, including ones we eat like wheat, rice, barley and potatoes―elevated CO2 has been shown to drive down important minerals like calcium, potassium, zinc and iron. The data we have, which look at how plants would respond to the kind of CO2 concentrations we may see in our lifetimes, show these important minerals drop by 8 percent, on average. The same conditions have been shown to drive down the protein content of C3 crops, in some cases significantly, with wheat and rice dropping 6 percent and 8 percent, respectively.

    Earlier this summer, a group of researchers published the first studies attempting to estimate what these shifts could mean for the global population. Plants are a crucial source of protein for people in the developing world, and by 2050, they estimate, 150 million people could be put at risk of protein deficiency, particularly in countries like India and Bangladesh. Researchers found a loss of zinc, which is particularly essential for maternal and infant health, could put 138 million people at risk. Také odhadnuto that more than 1 billion mothers and 354 million children live in countries where dietary iron is projected to drop significantly, which could exacerbate the already widespread public health problem of anemia.

    There aren’t any projections for the United States, where we for the most part enjoy a diverse diet with no shortage of protein, but some researchers look at the growing proportion of sugars in plants and hypothesize that a systemic shift in plants could further contribute to our already alarming rates of obesity and cardiovascular disease.

    Another new and important strain of research on CO2 and plant nutrition is now coming out of the U.S. Department of Agriculture. Lewis Ziska, a plant physiologist at the Agricultural Research Service headquarters in Beltsville, Maryland, is drilling down on some of the questions that Loladze first raised 15 years ago with a number of new studies that focus on nutrition.

    Lewis Ziska, a plant physiologist with the U.S. Department of Agriculture, examines rice growing in his laboratory in Beltsville, Md. Ziska and his colleagues are conducting experiments to find out how rising carbon dioxide levels affect the nutrient profile of plants. Plant physiologist Julie Wolf harvests peppers to study changes in vitamin C, lower right. | M. Scott Mahaskey/POLITICO

    Ziska devised an experiment that eliminated the complicating factor of plant breeding: He decided to look at bee food.

    Goldenrod, a wildflower many consider a weed, is extremely important to bees. It flowers late in the season, and its pollen provides an important source of protein for bees as they head into the harshness of winter. Since goldenrod is wild and humans haven’t bred it into new strains, it hasn’t changed over time as much as, say, corn or wheat. And the Smithsonian Institution also happens to have hundreds of samples of goldenrod, dating back to 1842, in its massive historical archive—which gave Ziska and his colleagues a chance to figure out how one plant has changed over time.

    They found that the protein content of goldenrod pollen has declined by a third since the industrial revolution—and the change closely tracks with the rise in CO2. Scientists have been trying to figure out why bee populations around the world have been in decline, which threatens many crops that rely on bees for pollination. Ziska’s paper suggested that a decline in protein prior to winter could be an additional factor making it hard for bees to survive other stressors.

    Ziska worries we’re not studying all the ways CO2 affects the plants we depend on with enough urgency, especially considering the fact that retooling crops takes a long time.

    “We’re falling behind in our ability to intercede and begin to use the traditional agricultural tools, like breeding, to compensate,” he said. “Right now it can take 15 to 20 years before we get from the laboratory to the field.”

    AS LOLADZE AND others have found, tackling globe-spanning new questions that cross the boundaries of scientific fields can be difficult. There are plenty of plant physiologists researching crops, but most are dedicated to studying factors like yield and pest resistance—qualities that have nothing to do with nutrition. Math departments, as Loladze discovered, don’t exactly prioritize food research. And studying living things can be costly and slow: It takes several years and huge sums of money to get a FACE experiment to generate enough data to draw any conclusions.

    Despite these challenges, researchers are increasingly studying these questions, which means we may have more answers in the coming years. Ziska and Loladze, who now teaches math at Bryan College of Health Sciences in Lincoln, Nebraska, are collaborating with a coalition of researchers in China, Japan, Australia and elsewhere in the U.S. on a large study looking at rising CO2 and the nutritional profile of rice, one of humankind’s most important crops. Their study also includes vitamins, an important nutritional component, that to date has almost not been studied at all.

    USDA researchers also recently dug up varieties of rice, wheat and soy that USDA had saved from the 1950s and 1960s and planted them in plots around the U.S. where previous researchers had grown the same cultivars decades ago, with the aim of better understanding how today’s higher levels of CO2 affect them.

    Mathematician Irakli Loladze tosses sugar over vegetables outside his home in Lincoln Nebraska, to illustrate how the sugar content of the plants we eat is increasing as a result of rising carbon dioxide levels. Loladze was the first scientist to publish research connecting rising CO2 and changes in plant quality to human nutrition. | Geoff Johnson for POLITICO

    In a USDA research field in Maryland, researchers are running experiments on bell peppers to measure how vitamin C changes under elevated CO2. They’re also looking at coffee to see whether caffeine declines. “There are lots of questions,” Ziska said as he showed me around his research campus in Beltsville. “We’re just putting our toe in the water.”

    Ziska is part of a small band of researchers now trying to measure these changes and figure out what it means for humans. Another key figure studying this nexus is Samuel Myers, a doctor turned climate researcher at Harvard University who leads the Planetary Health Alliance, a new global effort to connect the dots between climate science and human health.

    Myers is also concerned that the research community is not more focused on understanding the CO2-nutrition dynamic, since it’s a crucial piece of a much larger picture of how such changes might ripple through ecosystems. "This is the tip of the iceberg," said Myers. "It's been hard for us to get people to understand how many questions they should have."

    In 2014, Myers and a team of other scientists published a large, data-rich studie in the journal Příroda that looked at key crops grown at several sites in Japan, Australia and the United States that also found rising CO2 led to a drop in protein, iron and zinc. It was the first time the issue had attracted any real media attention.

    “The public health implications of global climate change are difficult to predict, and we expect many surprises,” the researchers wrote. “The finding that raising atmospheric CO2 lowers the nutritional value of C3 crops is one such surprise that we can now better predict and prepare for.”

    The same year―in fact, on the same day―Loladze, then teaching math at the The Catholic University of Daegu in South Korea, published his own papír, the result of more than 15 years of gathering data on the same subject. It was the largest study in the world on rising CO2 and its impact on plant nutrients. Loladze likes to describe plant science as “noisy”―research-speak for cluttered with complicating data, through which it can be difficult to detect the signal you’re looking for. His new data set was finally big enough to see the signal through the noise, to detect the “hidden shift,” as he put it.

    PHOTOS: How to measure a plant

    What he found is that his 2002 theory—or, rather, the strong suspicion he had articulated back then—appeared to be borne out. Across nearly 130 varieties of plants and more than 15,000 samples collected from experiments over the past three decades, the overall concentration of minerals like calcium, magnesium, potassium, zinc and iron had dropped by 8 percent on average. The ratio of carbohydrates to minerals was going up. The plants, like the algae, were becoming junk food.

    What that means for humans―whose main food intake is plants―is only just starting to be investigated. Researchers who dive into it will have to surmount obstacles like its low profile and slow pace, and a political environment where the word “climate” is enough to derail a funding conversation. It will also require entirely new bridges to be built in the world of science―a problem that Loladze himself wryly acknowledges in his own research. When his paper was finally published in 2014, Loladze listed his grant rejections in the acknowledgements.

    Helena Bottemiller Evich is a senior food and agriculture reporter for POLITICO Pro.


    Podívejte se na video: MÝCH TOP 5 ZDROJŮ BÍLKOVIN (Prosinec 2022).