- UA
- EN
Білок
Джек Норріс, RD
Останнє оновлення: січень 2016
Короткий огляд
Найважливіший момент щодо білка у веганському харчуванні – необхідно отримувати достатню кількість амінокислоти лізин. Обов'язково прочитайте інформацію про лізин, представлену нижче, і дізнайтеся, які продукти містять цю амінокислоту в великій кількості (використовуйте таблиці від http://veganworld.ru). Також існують дані, які показують, що краще вживати більше білка (щодня від 1,0 до 1,1 г на кг ваги – розраховується на здорову вагу дорослої людини), особливо людям віком від 60 років.
Зміст
Вступ
Білки необхідні для підтримки м'язової і кісткової маси, імунної системи та запобігання втоми.
Люди, не знайомі з веганським харчуванням, часто припускають, що задовольнити потребу в білках, харчуючись виключно рослинною їжею, вкрай складно (якщо вони взагалі вірять, що в рослинних продуктах є білок). З іншого боку, після прочитання різної літератури на цю тему більшість "освічених" веганів приймають діаметрально протилежну точку зору, згідно з якою людина не може недоотримати білка на веганському харчуванні.
Правда – десь посередині. Якщо людина вживає кілька порцій продуктів з високим вмістом лізину на день (бобові, сейтан, амарант, фісташки, кіноа, гарбузове насіння) - вона легко отримає достатню кількість білка на веганському харчуванні. Однак, є багато веганів, які не добирають достатньої кількості білка для оптимального здоров'я. Веганам, які не вживають бобові, може бути особливо важко отримати достатню кількість амінокислоти лізин.
Бобові включають в себе соєві боби і продукти з них (темпе, тофу, соєве молоко, соєве м'ясо і т.п.), боби та продукти з них (фалафель, хумус, бобовий паштет і т.п.), горох (зелений, лущений і т.п.), а також чорнооку квасолю, сочевицю та арахіс.
Вегани, що не одержують достатньої кількості калорій для підтримки своєї ваги, також повинні приділяти особливу увагу вживанню білка.
Повноцінні білки
Білки складаються з ланцюгів амінокислот. Деякі амінокислоти можуть бути синтезовані організмом (зазвичай з інших амінокислот), тоді як інші "незамінні" амінокислоти не можуть бути синтезовані подібним чином.
Білки складаються з 20 амінокислот, проте вони не є єдиними амінокислотами. Наприклад, карнітин та таурин належать до амінокислот, які не є складовими білка, але в цій статті мова йтиме тільки про білкові амінокислоти.
Через те, що деякі білкові амінокислоти є незамінними, рекомендована добова норма (РДН) для амінокислот заслуговує такої ж уваги, як і РДН для білка. Але через те, що РДН для білка враховує РДН для амінокислот, РДН для амінокислот згадується вкрай рідко. Типова західна дієта містить постійну кількість амінокислот, і РДН були розраховані з урахуванням цього.
Білки в людському організмі зазвичай містять однакові пропорції незамінних амінокислот. Пропорції незамінних амінокислот у тваринному і соєвому білку схожі з пропорціями амінокислот в людському білку. Тому ці білки називаються повноцінними. За винятком сої, білки, що містяться в рослинних продуктах, містять меншу кількість хоча б однієї амінокислоти, хоча їхний склад подібний.
У деяких людей складається неправильне враження, що за винятком сої в рослинних продуктах повністю відсутня як мінімум одна амінокислота. Насправді всі рослинні білки містять певну кількість всіх білкових амінокислот (див. https://veganworld.ru/health/nutrient_table/) У порівнянні з продуктами, що містять повноцінні білки, бобові містять менше амінокислоти метіонін, тоді як більшість інших рослинних продуктів містять менше лізину.
Для того, щоб вегетаріанці задовольняли свою потребу у всіх амінокислотах, автор випущеної на початку 1970-х книги "Дієта для маленької планети" Френсіс Лаппо популяризувала ідею комбінування різних рослинних продуктів під час кожного прийому їжі, щоб отримати повноцінний білок. Вона радила поєднувати квасолю і зернові, щоб отримати метіонін і лізин за один прийомом їжі.
Зараз загальновідомо, що наша печінка може накопичувати різні амінокислоти, тому немає необхідності комбінувати різні джерела білка з кожним прийомом їжі. В позиції Американської асоціації дієтологів щодо вегетаріанського харчування, випущеній у 2009 році, говориться:
"Потребу в білках можна задовольнити, вживаючи різноманітні рослинні продукти і достатню кількість калорій. Дослідження показують, що вживання різних рослинних продуктів протягом дня забезпечує здорових дорослих людей усіма незамінними амінокислотами і підтримує нормальну фіксацію азоту в організмі . Із цієї причини немає необхідності комбінувати різні білки кожного прийому їжі."
Для отримання додаткової інформації про те, які продукти мають “повноцінні” білки, див. пост блогу JackNorrisRd.com “Повноцінні білки”. [[blog]]
Лізин – лімітуюча амінокислота* у веганському харчуванні
*амінокислота, вміст якої в білку найсуттєвіше відрізняється від ідеального
Перед тим як почати детальне обговорення потреби веганів в білках, слід зазначити головне: рекомендована добова норма для амінокислоти лізин важливіша, ніж для білків. Отримуючи з веганським харчуванням достатню кількість лізину, ви, найімовірніше, отримаєте і достатню кількість білка.
Бобові містять найбільшу кількість амінокислоти лізин. Тофу, темпе і соєві замінники м'яса лідирують за вмістом лізину; за ними йдуть інші бобові. Фісташки і кіноа також є хорошими джерелами лізину.
Важко скласти раціон харчування, який не включає в себе бобові, кіноа або фісташки та при цьому не перевищує норму споживання калорій і задовольняє потребу в лізині для вегана, який щодня не займається фізичними вправами. Для людей, що регулярно займаються фізичними вправами, це легше, бо кількість необхідних калорій є вищою, а невелика кількість лізину з різних продуктах, що споживаються протягом дня, накопичується до необхідного рівня.
Багато спортсменів, що успішно дотримуються сироїдіння, мабуть, краще себе почувають в порівнянні з сироїдами, що не займаються спортом. Я припускаю, що головною причиною цього є більш калорійне харчування спортсменів, що допомагає їм задовольнити потребу в лізині, незважаючи на порівняно низький його вміст в споживаних спортсменами продуктах.
У таблиці 1 перераховані РДН лізину для всіх вікових груп.
Потреба в білках для людей від 60 років
Багато нещодавніх досліджень припускають, що людям старше 60 років найкраще вживати від 1,0 до 1,3 г білка на день [8] [9] [10] і багато інших). Велика частина цих досліджень були спонсоровані або будь-яким чином пов'язані з людьми, чию роботу підтримували торгівельні організації галузей тваринництва [8] [9] [та багато інших].
За основу своїх рекомендацій вони взяли припущення, яке базується на ряді інших досліджень, згідно з якими здатність людей старшого віку підтримувати м'язову і кісткову масу знижується, тому їм необхідно більше білка. Цей аргумент переконливий, тому, незважаючи на зв'язок дослідників з індустрією тваринництва, людям в літньому віці варто прислухатися до цих рекомендацій і збільшити споживання білка. В таблиці 1 наданий діапазон показників рекомендованої норми споживання білка і лізину для людей віком від 60 років.
Рекомендації для веганів по вживанню білка
Крім лізину, скільки ж білка необхідно веганам?
До недавнього часу ми думали, що на це питання є проста відповідь. Передбачалося, що веганам потрібно було або задовольняти РДН, або вживати на 10% більше РДН через нижчий рівень засвоюваності рослинних білків.
РДН для білків розрахована з урахуванням потреби 97-98% населення. Наразі РДН для дорослої людини становить 0,8 г на кг здорової ваги тіла на день. Крім РДН також існує приблизна середня потреба (ПСП) білка, і вона становить 0,66 г на кг ваги людини віком від 19 до 50 років [1]. ПСП представляє потребу білка середньостатистичної людини.
РДН для білка базується на дослідженнях, в яких використовували метод азотного балансу, особливо на метааналізі цих досліджень, випущеному в 2003 році [3]. У дослідженнях використовують метод азотного балансу, тому що білок містить азот – компонент, відсутній у жирах, вуглеводах і алкоголі. У цьому методі вимірюється кількість спожитого людиною азоту, з якого вираховується кількість азоту, втраченого із сечею, калом, волоссям, потом, тощо. Якщо людина втрачає більше азоту, ніж вживає - потрібно вживати більше білка. Якщо втрачає рівно стільки, скільки споживає - то перебуває в азотному балансі, за яким і визначають кількість необхідного білка.
З огляду на всю метушню щодо веганів та протеїну протягом останніх 40 років, багато людей припустили б, що існує велика кількість досліджень, в яких вивчався азотний баланс серед веганів. Вгадаєте скільки таких досліджень проведено? Жодного.
Національний інститут медицини, який встановлює РДН, стверджує, що "наявні дані не є підставою для встановлення окремої норми споживання для вегетаріанців, які вживають різноманітні рослинні білки". Але які докази ми маємо?
Було проведено два дослідження, в яких вивчався азотний баланс на веганському харчуванні (з людьми, які не є веганами).
Дослідження 1965 року розділене на дві частини [11]. У першій частині вісім молодих чоловіків перевели на веганське харчування і годували таким чином, щоб вони вживали 0,5 г/кг білка на день. Профіль амінокислот в їхньому харчуванні був схожий з профілем амінокислот у коров'ячому молоці. За винятком декількох випадків, ці чоловіки не змогли зберегти азотний баланс, що не дивно. У другій частині дослідження вчені підвищили вміст білка в харчуванні до 0,75 г/кг, додаючи 0,25 г/кг соєвого білка. У цій частині дослідження учасники здебільшого зберегли азотний баланс. Ці результати показують, що 0,75 г/кг білка можуть бути достатніми для веганів, особливо для молодих чоловіків. Однак при такому рівні споживання є необхідність споживати 0,25 г/кг білка з сої (або інших бобових).
У дослідженні 1967 року виявили, що рівень засвоєння білка на веганському харчуванні (протягом 3 тижнів) був на 2,6% нижче, ніж на всеїдному харчуванні [4]. Вміст білка в раціонах учасників в середньому становив 0,91 г/кг (за моїми розрахунками, які базуються на показниках ваги і зросту), 0,55 г/кг – з бобових. В результаті 9 з 12 учасників, які дотримувались веганського харчування, змогли зберегти азотний баланс.
У дослідженні 1986 року групу молодих чоловіків перевели на майже веганське харчування (крім 41 г сухого знежиреного молока) на 90 днів. Раціон включав 1 г/кг білка на день [1]. Певна кількість білка отримувалася з бобових, але не зовсім зрозуміло, скільки саме. Тільки один з восьми учасників дослідження не зміг зберегти азотний баланс.
Крім методу азотного балансу, потреба в білках може вимірюватися за допомогою аналізу швидкості синтезу альбуміну. Альбумін – це білок, що міститься в крові та реагує на зміни кількості білка, що надходить з їжею.
У 2000 році було проведено дослідження за участю здорових чоловіків. Протягом певного часу вони дотримувалися режиму харчування, в якому 63% білка було рослинним. Згодом їх перевели на харчування, в якому 26% від загальної кількості білка було рослинним. Результати показали, що в першому випадку швидкість синтезу альбуміну була на 12% нижче. В обох випадках учасники дотримувалися такого режиму харчування протягом 10 днів, загальна кількість білка була однаковою [6]. Після додавання 18 г соєвого білка на день (збільшуючи пропорцію рослинного білка до 78% і кількість від 78 г/день до 96 г/день) синтез альбуміну прийшов в норму. Підрахувавши кількість білка на кілограм здорової ваги, бачимо, що вони вживали близько 1,09 г/кг без сої та 1,34 г/кг із соєвим білком, що представляє собою підвищення на 23% [7]. Невідомо, чи дійсно необхідно вживати таку кількість білка, щоб нормалізувати синтез альбуміну. Цілком можливо, що 10 днів було недостатньо, щоб визначити, чи здатний синтез альбуміну покращитися в процесі пристосування організму до рослинного харчування.
У цьому дослідженні синтез двох інших білків, преальбуміну і трансферину, також знизився при харчуванні, в якому 63% білка є рослинними. Цікавим є факт, що синтез трансферину, білка, що транспортує залізо, знизився. Раніше було показано, що споживання добавок, що містять лізин, сприяло поліпшенню засвоюваності заліза. Тому можливо, що учасники дослідження не вживали достатню кількість лізину.
З іншого боку, крос-секційне дослідження за участю веганів, проведене в 1999 році, показало, що вміст альбуміну в крові у веганів був значно вищим, ніж у вегетаріанців [12]. Вегани вживали 1,04 г білка на кілограм ваги (Ця інформація базується на показнику індексу маси тіла – 22). Приблизно 0,36 г від загальної кількості білка було з бобових. Автори пояснили результати так: "Незважаючи на те, що рівень альбуміну в крові не є найчутливішим показником споживання і засвоєння білка, вищий рівень альбуміну показує, що учасники-вегани вживали достатню кількість білка".
Дослідження, проведене в Бостоні, опубліковане в 2011 році, але виконане з використанням даних, зібраних у 1980-х роках, показало, що у жінок-веганок і невеганок середнього віку були однакові рівні м'язової маси, незважаючи на відмінності в споживанні білка: 1,0 г/кг на день для веганів і 1,3 г/кг на день для всеїдних [14]. Однак м'язова маса не вимірювалася безпосередньо – скоріш це оцінювалося з використанням формул, заснованих на кліренсі креатиніну (побічний продукт метаболізму м'язів). Дослідники вважали, що формули є точними, але оскільки вони не були перевірені на веганах, їх слід розглядати з допущення деякої невизначеності. При своїх 30 мг/кг на день жінки-веганки не отримували РДН для лізину, що складає 38 мг/кг на день. Тим не менш дослідження показало, що жінки-веганки споживають усього 1511 ккал/день проти 1866 ккал/день для всеїдних, але їхні індекси маси тіла дуже схожі: 20,0 і 20,7 відповідно. Це може вказувати на те, що споживання їжі веганами було недооціненим, можливо, через відсутність даних про веганські продукти.
Які висновки можна зробити на підставі всіх цих досліджень? Результати зібрані в таблиці 2. Відповідно до них, не зовсім очевидно, скільки білка необхідно веганам. Однак можна припустити, що веганам найкраще вживати від 1,0 до 1,1 г/кг. Що насправді потрібно для точного визначення потреби веганів у білках – це дослідження, в яких би використовувався метод азотного балансу за участю справжніх веганів.
Рекомендації для спортсменів по вживанню білка
Національний інститут медицини, який встановлює РДН, не рекомендує спортсменам вживати більшу кількість білка. Однак в спільній доповіді, що пояснює позицію Американського коледжу спортивної медицини, Американської асоціації дієтологів та Дієтологів Канади - спортсменам все ж рекомендується вживати більшу кількість білка. У доповіді представлені такі рекомендації:
Види спорту, для яких необхідна витривалість: "дослідження, засновані на методі азотного балансу, показують, що таким спортсменам необхідно вживати від 1,2 до 1,4 г/кг на день".
Силові види спорту: "рекомендована кількість білка для спортсменів варіюється від 1,2 до 1,7 г/кг на день"
Також: “Можливо, що людям, які регулярно займаються силовими тренуваннями, необхідна менша кількість білків для підтримки м'язової маси, бо їхній організм здатний краще засвоювати білок".Спортсмени-вегетаріанці: "Оскільки рослинні білки засвоюються гірше, ніж білки тваринного походження, рекомендується підвищити споживання білка на 10%. Тому рекомендації щодо вживання білка для спортсменів-вегетаріанців становлять приблизно від 1,3 до 1,8 г/кг на день".
Критика методу азотного балансу
У 2010 році група дослідників з Госпіталю для хворих дітей в Торонто випустила роботу, в якій висловила припущення про те, що в рекомендованій нормі споживання (РНС), яка включає РДН, недооцінена білкова потреба людини [5]. Один з авторів, доктор Пол Б. Пенчарц, був членом комісії, відповідальної за розрахунок РНС для макроелементів, і був одним з експертів, задіяних в спільній доповіді щодо потреби в білках і амінокислотах Всесвітньої організації охорони здоров'я, Продовольчої і сільськогосподарської організації ООН і Університету об'єднаних націй. У дослідженні було відзначено:
Ці рекомендації щодо вживання білків для дорослих людей засновані на повторному аналізі наявних досліджень, в яких використовується метод азотного балансу (1,12). У даного методу є певні методологічні обмеження, в зв'язку з чим його використання призводить до недооцінювання потреби в білках. Крім того, використання одного лінійного регресійного аналізу для визначення азотного балансу недоречне, адже відношення споживання азоту і рівня азоту в організмі нелінійне. На підставі цього ми повторно проаналізували опубліковані дослідження, в яких використовувався метод азотного балансу, використовуючи двофазну лійну регресію. Результати показали, що середня потреба в білках становить 0,91 г/кг на день і рівень споживання, що задовольняє потребу більшої частини населення, становить 1 г/кг на день. Використовуючи метод ІОА (індикатор окислення амінокислот), ми визначили, що ці показники становлять 0,93 і 1,2 г/кг на день відповідно. Вони перевищують державні рекомендації на 40%. Така велика різниця говорить про те, що необхідно терміново переоцінити офіційні рекомендації щодо вживання білка для дорослих людей.
Зазначені вчені також пояснюють, що методологічні обмеження методу азотного балансу полягають в тому, що в ньому переоцінюється споживання азоту і недооцінюється його втрата. Це призводить до невірного встановлення азотного балансу при нижчому рівні споживання білка.
Метод ІОА (індикатор окислення амінокислот), згаданий вище, пояснюється далі:
Метод ІОА заснований на концепції, що при нестачі однієї незамінної амінокислоти в харчуванні окислюються всі інші амінокислоти, включаючи амінокислоту, яку вважають індикатором (одна з незамінних амінокислот, зазвичай – Л [1-13C] фенілаланін) (5). З підвищенням споживання амінокислоти, якої бракує, (або загальної кількості білка) окислення амінокислоти-індикатора знижується, що відображає включення цієї амінокислоти в засвоюваний білок. Як тільки рівень споживаного білка доходить до оптимального, оксидація амінокислоти-індикатора припиняє змінюватися.
Іншими словами, група цих дослідників вважає, що середня потреба в білках становить 0,91-0,93 г/кг на день, а рівень споживання, що задовольняє потреби 97-98% населення (те ж саме, що і РДН), становить 1, 0-1,2 г/кг на день.
Підсумовуючи - веганам найкраще схиляться до споживання більшої кількості білка.
Споживання та рівні амінокислоти в плазми крові у веганів
У звіті від EPIC-Оксфорд від 2015 року проаналізували споживання їжі і рівні амінокислот в різних групах харчування в дорослих чоловіків [15]. У дослідження включено 98 чоловіків для кожної дієтичної групи (вегани, оволактовегетаріанці, пескетаріанці і м'ясоїди). Автори стверджують, що: "Наразі це найбільше дослідження циркуляції амінокислот в раціоні, що було проведене за допомогою стабільних дієтичних груп, і в середньому учасники слідували своєму раціону протягом декількох років".
РДН (рекомендована добова норма)
У дослідженні не порівнювали споживання амінокислот різними групами з офіційними для США даними РДН, але це згруповано в таблиці 4 нижче.
У документі не враховували вагу учасників, але вказувався середній індекс маси тіла – 22,1 кг/м2 для веганів. Якщо ми припустимо, що середній ріст для британського чоловіка – 175,3 см [17], середня вага веганів становить 67,9 кг, і ми можемо таким чином розрахувати середнє значення РДН на основі ваги 67.9 кг.
Вегани отримували РДН всіх незамінних амінокислот.
Це дослідження підтвердило думку про те, що лізин є лімітуючою амінокислотою у веганських дієтах, причому чоловіки-вегани перевершують РДН на найменшу кількість процентів – 9%. Метіонін, друга за значимістю амінокислота, перевершила РДН на наступному в порядку зростання низькому рівні в 33%.
95%-й довірчий інтервал для лізину становив 2,69-2,95 г/день; з нижньою межею в 104% від РДН. Люди з області низьких значень, можливо, менше важили (і, отже, мали нижчу РДН, ніж середньостатистичний веган).
РДН для білка і амінокислот однакова для жінок і чоловіків (на основі відсотка від їхньої маси тіла). Було виявлено, що чоловіки-вегани в EPIC-Оксфорд споживають на 10,7% більше білка, ніж жінки-веганки (62 проти 56 г в день, посилання). Якщо припустити, що жінки-веганки не споживають такий самий відсоток продуктів з високим вмістом лізину, як чоловіки, то їхній середній рівень споживання лізину буде всього лише 98,7% від РДН.
З огляду на те, що жінки в середньому мають меншу частку м'язової маси тіла, може здатися цікавим, чому в них однакова з чоловіками РДН для білка (і амінокислот). При визначенні РДН Інститут медицини США стверджує (посилання [2], стор. 644):
“Хоча дані показують, що жінки мають нижче споживання азоту на кілограм маси тіла, ніж чоловіки, це було статистично значимим тільки при включенні всіх досліджень, але не тоді, коли аналіз обмежувався основними наборами даних. Ця різниця може бути пов'язана з відмінностями в анатомії тіла в жінок та чоловіків, причому жінки і чоловіки мають в середньому 28 і 15 відсотків жирової маси, відповідно. Враховуючи м'язову масу тіла, статевих відмінностей відносно білку не було виявлено. Однак зважаючи на невизначеність важливості статевої різниці, вибирається одне і те саме значення для білку (ПСП - приблизна середня тобто розрахункова середня потреба, що є підставою для РДН) на основі маси тіла як для чоловіків, так і для жінок.”
Інше міркування полягає в тому, що вегани у Британії можуть споживати менше білка, ніж американці, що були в дослідженні Adventist Health Study-2, і врахування цього дає в середньому споживання білка 71 г/день для чоловіків і жінок в поєднанні – що значно більше, ніж в EPIC-Оксфорд (посилання). Можна безпечно припустити, що жінка-адвентистка сьомого дня, ймовірно, отримує з раціону багато лізину та інших амінокислот.
Нарешті, на думку авторів, "Це перевірка коректності [опитувальника з харчування] показала, що споживання білка особливо складно оцінити".
Рівні в крові
При порівнянні рівнів амінокислот між дієтичними групами бачимо, що у веганів нижчі рівні лізину, метіоніну, триптофану і тирозину і вищі рівні аланіну і гліцину.
Цікаво, що рівень аргініну (збільшення якого в раціоні турбує веганів з вірусом герпесу) був фактично незначно нижчим в крові веганів. Він також був нижчим в їхньому раціоні (3,92 г/добу для веганів проти 4,13 г/добу для м'ясоїдів, у оволактовегетаріанців найнижче споживання – 3,36 г/добу).
Автори, схоже, не стривожені ніякими відмінностями між дієтичними групами. Попрацювавши і порівнявши рівні плазми, виявлені в цьому дослідженні, з референтними значеннями, наданими Національною медичною бібліотекою США, представимо їх в таблиці 5 нижче.
Порівняння рівня крові веганів з референтними значеннями:
Аланін, глутамат, гліцин, лейцин, орнітин (небілкова амінокислота), фенілаланін і серін – вище за рівнем.
Аспартат – вище, але референсне значення несподівано низьке.
Немає ніякого референсного значення для триптофану, без пояснення причин.
Існує референсне значення для цистину (який є двома з'єднаними молекулами цистеїну), але EPIC-Оксфорд не дає даних щодо рівнів в плазмі для цистину або цистеїну.
Неясно, що це значить, а в Науковій бібліотеці США відзначається, що ці числа залежать від конкретних використаних лабораторних методів.
Висновок
Вищевикладене дослідження не є хорошою заміною дослідження синтезу азоту або білка у веганів, але поки що це все, що нам доступно. Основний висновок полягає в тому, що вегани, і особливо жінки-веганки, повинні продовжувати стежити за тим, щоб включати в раціон велику кількість продуктів, багатих на лізин. Немає підстав думати, що вегани в цьому дослідженні усвідомлювали важливість лізину або намагалися збільшити його споживання, тому будь-який веган, що дотримується норм щодо лізину, знаходиться в безпеці.
Посилання
PeaCounter.com забезпечує зручний спосіб пошуку амінокислотного вмісту будь-якої їжі з бази даних поживних речовин Міністерства сільського господарства США (USDA). Він також дозволяє відслідковувати споживання амінокислот на щоденній основі.
Як задовольнити свою потребу в білках, не використовуючи сою? [[blog]]
[Додано перекладачем: інформація про аналіз крові на вміст білка]
Використана література
Protein
by Jack Norris, RD
Last updated: January 2016
Summary
The most important thing to be aware of regarding protein in vegan diets is that you need to get enough of the amino acid lysine. Make sure you read the section on lysine below and check out the high-lysine foods. Beyond that, there is evidence that erring on the side of more protein (1.0 to 1.1 grams of protein per kg of healthy body weight per day for adults) is a good idea, and especially for people 60 years and older.
Contents
Introduction
Protein is important for maintaining muscle and bone mass, for keeping the immune system strong, and to prevent fatigue.
People not familiar with vegan nutrition often assume it is terribly hard to get enough protein on a vegan diet, and that's if they even think there is any protein in plant foods at all (how they think vegans survive is an interesting question, though many of them probably don't think we do). On the other hand, once "educated", most vegans have the diametrically opposite view, considering it impossible for someone not to get enough protein on a vegan diet.
The truth lies somewhere in the middle. It is easy to get enough protein on a vegan diet if you eat multiple servings of high-lysine foods (legumes, seitan, amaranth, quinoa, pistachios, and pumpkin seeds) each day. But there are many vegans who are probably not eating enough high-lysine foods.
Legumes include soybeans and their products (tempeh, tofu, soy milk, soy meats, etc.), beans (garbanzo, kidney, pinto, etc.) and their products (falafel, hummus, refried, etc.), peas (green, split, black-eyed, etc.), lentils, and peanuts.
Vegans who do not eat enough calories to maintain their weight also need to pay special attention to making sure they are getting enough protein.
High Quality or Complete Proteins
Proteins are made out of chains of amino acids. Some amino acids can be made by the body (generally from other amino acids), but some cannot. The ones that cannot are known as "essential" or "indispensable."
Twenty amino acids are used to build protein, but they are not the only amino acids. Carnitine and taurine are amino acids which are not building blocks of protein, but the discussion here is limited to the protein amino acids.
Because some amino acids are essential, the RDA for amino acids should be as important as the RDA for protein. But because the RDA for protein takes into account the RDA for amino acids, the amino acid RDA is rarely mentioned. The essential amino acids are found in fairly consistent amounts in average Western diets and the RDA for protein is calculated with typical diets in mind.
Proteins in the human body tend to have a consistent percentage of the essential amino acids. The percentages of essential amino acids in both animal and soy products closely mimic those found in human proteins, and they are, therefore, considered complete or high-quality protein. Non-soy plant proteins have a lower percentage of at least one amino acid, although all legume products are pretty close to soy.
Some people are under the false impression that all non-soy plant foods are completely devoid of at least one essential amino acid. The truth is that all plant proteins have some of every essential amino acid (see https://veganworld.ru/health/nutrient_table/). As a general rule, legumes are lower in the amino acid methionine while most other plants foods are lower in lysine.
In an effort to make sure vegetarians were getting enough of all the amino acids, in the early 1970s in her book Diet for a Small Planet, Frances Moore Lappe popularized the idea of combining plant proteins at each meal in order to get a "complete" protein. By mixing beans and grains, you can make sure that you are getting both methionine and lysine at each meal.
It is now well known that our livers store the various essential amino acids and so it's not critical to combine different protein sources at each meal. The 2009 American Dietetic Association's Position Paper on Vegetarian Diets says:
"Plant protein can meet requirements when a variety of plant foods is consumed and energy needs are met. Research indicates that an assortment of plant foods eaten over the course of a day can provide all essential amino acids and ensure adequate nitrogen retention and use in healthy adults, thus complementary proteins do not need to be consumed at the same meal."
For more information on which foods have "complete" proteins, see JackNorrisRd.com blog post, Complete Proteins. [[blog]]
Lysine: The Limiting Amino Acid in Vegan Diets
Before getting into a somewhat technical discussion about the protein needs of vegans, let's just cut to the chase – the RDA for lysine is more important than for protein. If you meet lysine requirements on a vegan diet, you will most likely meet protein requirements.
Per serving, legumes and seitan are the foods highest in the amino acid lysine. Tofu, tempeh, soy meats, lentils, and seitan are the highest, followed by other legume foods. Quinoa, amaranth, pistachios, and pumpkin seeds are also decent sources of lysine.
It is very hard to design a vegan diet that meets lysine requirements for a person who does not exercise daily without including legumes, seitan, quinoa, amaranth, pistachios, or pumpkin seeds without having too many calories. It is much easier to do for regular exercisers whose calorie requirements are higher – the low lysine foods will add up to provide enough.
While many vegan, raw foodist athletes appear to thrive on the diet many raw foodist non-athletes struggle with raw diets; it might be the case that part of this is due to the athletes eating more calories and thus meeting lysine needs with low lysine foods.
Table 1 lists the lysine RDA for all age groups.
Protein Needs for People Over 60
Many recent papers have suggested that people over 60 years old are better off with 1.0 to 1.3 g/kg of protein per day [8] [9] [10] and many more). Most of this research is supported by or connected to people who have done work supported by animal agriculture trade organizations [8] [9] [and many more].
Their argument, based on some research, is that older people are less efficient at maintaining muscle and bone and therefore need more protein. These arguments are convincing enough that, despite their support from animal agriculture, it is probably a good idea for older people to get more protein. Because of this, Table 1 gives a range of recommendations for higher lysine and protein needs for those 60 and older.
Protein Recommendations for Vegans
Aside from lysine, how much total protein do vegans need?
Until recently, we thought this was a pretty straightforward answer: vegans either need to meet the RDA or possibly 10% higher due to plant proteins being harder to digest.
The RDA for protein is supposed to cover the needs of 97 to 98% of the population. It is currently set at .80 grams per kilogram of healthy body weight per day. In addition to the RDA, there is also an Estimated Average Requirement (EAR) for protein, and it is .66 g/kg for adults 19 to 50 years old [1]. The EAR is supposed to be how much protein the average person requires.
The RDA for the normal population is based on nitrogen balance studies, especially a 2003 meta-analysis of them [3]. Nitrogen balance studies are used because nitrogen is a component of protein that fat, carbohydrate, and alcohol do not have. The studies are done by measuring how much nitrogen someone eats and then subtracting how much they lose through urine, feces, hair, sweat, etc. If they lose more than they eat, then they are in negative nitrogen balance and need more protein. If they lose as much as they eat, they are considered in nitrogen balance and that is determined to be the ideal protein amount to eat.
With all the commotion regarding vegans and protein for the past 40 years, one would think we would have a plethora of nitrogen balance studies performed on actual vegans. Guess how many we have? None.
The Food and Nutrition Board, who sets the RDAs, says, "[A]vailable evidence does not support recommending a separate requirement for vegetarians who consume complementary mixtures of plant proteins[.]" But what is that available evidence?
There have been two studies looking at nitrogen balance using a vegan diet (on people who are typically not vegan).
A 1965 study had two parts [11]. In the first part, eight young men were fed a vegan diet of .50 g/kg of protein per day, with the amino acid profile matching that of milk. With some small exceptions, they did not stay in nitrogen balance. No surprises there. In the second part of the study, they increased the protein to .75 g/kg using .25 g/kg of soy protein per day and the subjects were, for the most part, in nitrogen balance. This indicates that .75 g/kg might be enough protein for vegans, especially young men, but it might require .25 g/kg of that protein to be soy (or at least legumes).
A 1967 study found that protein for people eating a vegan diet (for a 3-week period) was 2.6% less digested than the protein in a non-vegetarian diet [4]. The diets in this study averaged .91 g/kg of protein per day (my calculations based on weights and heights given), of which .55 g/day were legume protein. On the vegan diet, 9 out of 12 of the participants were in nitrogen balance.
A 1986 study fed young adult males a near-vegan diet (except for 41 g of dried, skim milk) for 90 days, using 1 g/kg of body weight per day [1]. Some of the protein was from beans, but it is not clear how much. Only one out of the eight subjects showed a negative nitrogen balance.
In addition to nitrogen balance, protein needs can be measured by the rate of albumin synthesis. Albumin is a protein in the blood that responds to different amounts of dietary protein.
A 2000 study of healthy men showed a 12% reduced rate of albumin synthesis when eating a diet of 63% plant protein compared to 26% plant protein (each for 10 days and equal amounts of total protein) [6]. When 18 g/day of soy protein was added (increasing the plant protein percentage to 78 and total protein from 78 g/day to 96 g/day), albumin synthesis returned to normal. I have estimated the grams of protein per kg of healthy body weight per day in this study and they were eating about 1.09 g/kg without the soy, and 1.34 with the soy an increase of 23% [7]. We do not know if that much protein was required to return albumin synthesis to normal, and it is possible that 10 days was not long enough to see if someone's albumin synthesis would become more efficient on a primarily plant-based diet.
The synthesis of two other proteins, prealbumin and transferrin, were also reduced on 63% plant protein. The fact that transferrin, an iron transport protein, decreased is interesting. Lysine supplements have been found to increase iron absorption so it's likely these subjects were not getting enough lysine.
On the other hand, a 1999 cross-sectional study on vegans found them to have significantly higher serum albumin levels than non-vegetarians [12]. The vegans were eating 1.04 grams of protein per kg of body weight (based on a BMI of 22). They were eating approximately .36 g/kg of legume protein. The authors stated, "Although serum albumin may not be a sensitive indicator of protein nutriture, the higher concentrations suggest that the diets of the vegan participants were adequate in protein."
A study out of Boston published in 2011 but performed using data collected during the 1980s, found that vegan and non-vegan, middle-aged women had similar levels of muscle mass despite differences in protein intake of 1.0 g/kg/day for vegans and 1.3 g/kg/day for omnivores [14]. However, the muscle mass was not measured directly – rather it was estimated using formulas based on creatinine clearance (a byproduct of muscle metabolism). The researchers believed the formulas to be accurate, but since they have not been validated on vegans it should be viewed with some uncertainty. At 30 mg/kg/day, the vegan women did not meet the RDA for lysine which is 38 mg/kg/day. However, the study showed the vegan women to be consuming only 1511 kcal/day vs. 1866 kcal/day for the omnivores, yet their body mass indexes were very similar at 20.0 and 20.7 respectively. This could indicate that food intake for the vegans was underestimated, possibly due to a lack of data on vegan foods.
So where does all this research leave us? The results are compiled in Table 2. It is not obvious what they indicate for the protein needs of vegans, but an estimate is that vegans might benefit from 1.0 to 1.1 g/kg of protein. What is really needed is nitrogen balance studies on actual vegans.
Protein Needs of Athletes
The Institute of Medicine, who sets the RDAs, does not recommend higher protein intakes for athletes. However, in a 2009 joint position paper on nutrition and athletic performance, the American College of Sports Medicine (ACSM), the American Dietetic Association (ADA), and Dietitians of Canada recommend higher protein intakes for athletes. They say:
Endurance athletes – "Nitrogen balance studies suggest that dietary protein intake necessary to support nitrogen balance in endurance athletes ranges from 1.2 to 1.4 g/kg/day."
Strength athletes – "Recommended protein intakes for strength-trained athletes range from approximately 1.2 to 1.7 g/kg/day." and "The amount of protein needed to maintain muscle mass may be lower for individuals who routinely resistance train because of more efficient protein use."
Vegetarians – "Because plant proteins are less well digested than animal proteins, an increase in intake of approximately 10% protein is advised. Therefore, protein recommendations for vegetarian athletes approximate 1.3–1.8 g/kg/day."
Nitrogen Balance Methods Critiqued
In 2010, a group of researchers from The Hospital for Sick Children in Toronto wrote a paper suggesting that the methods for determining the DRIs for protein (which includes the RDA) were underestimating protein needs [5]. One of the authors, Dr Paul B. Pencharz, was a member of the Panel on DRIs for macronutrients and a member of the Joint WHO/FAO/United Nations University (UNU) Expert Consultation on Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition. They write:
The current recommendations for protein intakes in adults are primarily based on the reanalysis of existing nitrogen balance studies [1,12]. The nitrogen balance technique has inherent methodological limitations, which lead to an underestimation of the requirement estimate. Furthermore, the application of a single linear regression analysis to identify zero nitrogen balance is not appropriate because the nitrogen intake response relationship is not linear. On the basis of these concerns, we reanalyzed published nitrogen balance studies using two-phase linear regression analysis. We also applied the IAAO method to determine total protein requirements in adults. The mean and population-safe intakes based on the reanalysis were determined to be 0.91 and 1.0 g protein/kg/day and 0.93 and 1.2 g/kg/day, respectively, based on the IAAO method. These new values are approximately 40% higher than the current recommendations, and therefore, there is an urgent need to reassess recommendations for protein intake in adult humans.
They say that the inherent methodological errors in nitrogen balance studies are that nitrogen intakes are overestimated and nitrogen loss is underestimated, leading to false nitrogen balance at lower protein levels.
The IAAO method referenced above is described in this excerpt:
[The IAAO method is] based on the concept that when one indispensable amino acid (IDAA) is deficient in the diet, then all other amino acids, including the indicator amino acid (another IDAA, usually L-[1-13C]phenylalanine), will be oxidized [5]. With increasing intake of the limiting amino acid (or total protein), oxidation of the indicator amino acid will continue to decrease, reflecting increasing incorporation into protein. Once the requirement is met for the limiting amino acid, there will be no further change in the oxidation of the indicator amino acid.
In other words, this group of researchers considers the average protein requirement to be .91 – .93 g/kg/day and the amount to cover 97% to 98% of the population (equivalent to the RDA) to be 1.0 – 1.2 g/kg/day.
Erring on the side of more protein is probably a good idea for vegans.
Intakes and Plasma Amino Acid Levels in Vegans
A 2015 report from EPIC-Oxford analyzed the dietary intakes and blood levels of amino acids in various diet groups in adult men [15]. The study included 98 men for each diet group (vegan, lacto-ovo, pesco, and meat-eater). The authors say, "[T]his is the largest study to date of amino acids in the circulation or in the diet by habitual diet group, and on average participants had followed their diet for several years."
RDA
The study didn't compare the intakes of the various diet groups to the US RDA for amino acids, but I have done so in Table 4 below.
The paper didn't include the weight of the participants, but it gave an average Body Mass Index of 22.1 kg/m2 for vegans. If we assume an average height of 175.3 cm for a British male [17], the average weight of the vegans was 67.9 kg, and we can thus calculate an average RDA based on a weight of 67.9 kg.
Vegan men met the RDA for all essential amino acids.
This study bolstered the idea that lysine is the limiting amino acid in vegan diets, with vegan men surpassing the RDA by the lowest amount–9%. Methionine, the amino acid of second most concern, surpassed the RDA at the next lowest level of 33%.
The 95% confidence interval for lysine was 2.69-2.95 g/day; with the lower margin coming in at 104% of the RDA. The people on the lower end might have been the people who weighed less (and thus had a lower RDA than the average vegan).
The RDA for protein and amino acids is the same for women as it is for men (based on a percentage of their body weight). Male vegans in EPIC-Oxford were found to eat 10.7% more protein than female vegans (62 vs. 56 g per day; link). If you assume female vegans don't eat the same percentage of high-lysine foods as men, their average lysine intakes would be only 98.7% of the RDA.
Given that women have a lower percentage of lean body mass on average, it might seem curious that they have the same RDA for protein (and amino acids). In determining the RDAs, the Institute of Medicine says (Ref [2], p. 644):
“Although the data indicate that women have a lower nitrogen requirement than men per kilogram of body weight, this was only statistically significant when all studies were included, but not when the analysis was restricted to the primary data sets. This difference may be due to differences in body composition between men and women, with women and men having on average 28 and 15 percent fat mass, respectively. When controlled for lean body mass, no gender differences in the protein requirements were found. However, in view of the uncertain significance of the difference between the genders, the same protein EAR [i.e., Estimated Average Requirement, a foundation for the RDA] on a body weight basis for both men and women is chosen.”
Another consideration is that the vegans in the UK may eat lower amounts of protein than those in the U.S. Adventist Health Study-2 found an average protein intake of 71 g/day for men and women combined, considerably more than in EPIC-OXford (link). It seems safe to assume that Seventh Day Adventist woman are likely getting plenty of lysine and other amino acids.
Finally, according to the authors, "[T]he validation of the [food frequency questionnaire] showed that protein intake was particularly difficult to estimate."
Blood Levels
In comparing blood levels of amino acids between diet groups, vegans had lower levels of lysine, methionine, tryptophan, and tyrosine, and higher levels of alanine and glycine.
Interestingly, arginine, a dietary concern for vegans with herpes virus, was actually lower in the blood of vegans, but not significantly. It was also lower in the diet (3.92 g/day for vegans vs. 4.13 g/day for meat-eaters; lacto-ovo vegetarians had the lowest intake at 3.36 g/day).
The authors didn't seem alarmed by any of the differences found between diet groups. I decided to take things a bit further and compare the plasma levels found in this study to the reference ranges given by the U.S. National Library of Medicine in Table 5 below.
In comparing the vegan's blood levels to the reference range:
Alanine, glutamate, glycine, leucine, ornithine (a non-protein amino acid), phenylalanine, and serine are higher.
Aspartate is also higher, but the reference range is curiously low.
There is no reference range for tryptophan, with no explanation as to why.
There is a reference range for cystine (which is two cysteine molecules combined), but EPIC-Oxford didn't list plasma levels for cystine or cysteine.
It is not clear what any of this means and the U.S. Library of Science notes that these numbers are dependent on the specific laboratory methods used.
Conclusion
The above research is not a great substitute for a nitrogen or protein synthesis study on vegans, but for now it's what we have. The takeaway message is that vegans, and particularly vegan women, should continue to make sure they eat plenty of lysine-rich foods. There is no reason to think that the vegans in this study were aware of lysine or trying to increase their lysine intakes, so any vegan who does so should be well covered.
Links
PeaCounter.com provides a handy way to look up the amino acid content of any food from the USDA National Nutrient Database. It also allows you to track your amino acid intake on a daily basis.
Reference for normal plasma amino acid levels.
References
1. Yáñez E, Uauy R, Zacarías I, Barrera G. Long-term validation of 1 g of protein per kilogram body weight from a predominantly vegetable mixed diet to meet the requirements of young adult males. J Nutr. 1986 May;116(5):865-72. (Link)
2. Dietary Reference Intakes: Macronutrients. National Academy of Sciences. Institute of Medicine. Food and Nutrition Board. DRI table for carbohydrate, fiber, fat, fatty acids and protein. | PDF
3. Rand WM, Pellett PL, Young VR. Meta-analysis of nitrogen balance studies for estimating protein requirements in healthy adults. Am J Clin Nutr. 2003 Jan;77(1):109-27. (Link)
4. Register UD, Inano M, Thurston CE, Vyhmeister IB, Dysinger PW, Blankenship JW, Horning MC. Nitrogen-balance studies in human subjects on various diets. Am J Clin Nutr. 1967 Jul;20(7):753-9. (Link)
5. Elango R, Humayun MA, Ball RO, Pencharz PB. Evidence that protein requirements have been significantly underestimated. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2010 Jan;13(1):52-7. (Link)
6. Caso G, Scalfi L, Marra M, Covino A, Muscaritoli M, McNurlan MA, Garlick PJ, Contaldo F. Albumin synthesis is diminished in men consuming a predominantly vegetarian diet. J Nutr. 2000 Mar;130(3):528-33. (Link)
Average healthy body weight of the men based on a BMI of 22 and average height of 1.74 m = 66.6 kg
78 g protein per 66.6 kg = 1.17 g/kg
96 g protein per 66.6 kg = 1.44 g/kg
Actual average body weight of the men was 77 kg
78 g protein per 77 kg = 1.01 g/kg
96 g protein per 77 kg = 1.25 g/kg
Averageing the healthy body weight with the actual body weight gives 1.09 and 1.34 g/kg
8. Gaffney-Stomberg E, Insogna KL, Rodriguez NR, Kerstetter JE. Increasing dietary protein requirements in elderly people for optimal muscle and bone health. J Am Geriatr Soc. 2009 Jun;57(6):1073-9. (Link)
9. Paddon-Jones D, Short KR, Campbell WW, Volpi E, Wolfe RR. Role of dietary protein in the sarcopenia of aging. Am J Clin Nutr. 2008 May;87(5):1562S-1566S. (Link)
10. Morais JA, Chevalier S, Gougeon R. Protein turnover and requirements in the healthy and frail elderly. J Nutr Health Aging. 2006 Jul-Aug;10(4):272-83. (Link)
11. Doyle MD, Morse LM, Gowan JS, Parsons MR. Observations on nitrogen and energy balance in young men consuming vegetarian diets. Am J Clin Nutr. 1965 Dec;17(6):367-76. (Link)
12. Haddad EH, Berk LS, Kettering JD, Hubbard RW, Peters WR. Dietary intake and biochemical, hematologic, and immune status of vegans compared with nonvegetarians. Am J Clin Nutr. 1999 Sep;70(3 Suppl):586S-593S. (Link)
13. Position of the American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance. J Am Diet Assoc. 2009;109:509-527. Link.
14. Andrich DE, Filion ME, Woods M, Dwyer JT, Gorbach SL, Goldin BR, Adlercreutz H, Aubertin-Leheudre M. Relationship between essential amino acids and muscle mass, independent of habitual diets, in pre- and post-menopausal US women. Int J Food Sci Nutr. 2011 Nov;62(7):719-24. Epub 2011 May 16. (Link)
15. Schmidt JA, Rinaldi S, Scalbert A, Ferrari P, Achaintre D, Gunter MJ, Appleby PN, Key TJ, Travis RC. Plasma concentrations and intakes of amino acids in male meat-eaters, fish-eaters, vegetarians and vegans: a cross-sectional analysis in the EPIC-Oxford cohort. Eur J Clin Nutr. 2015 Sep 23. | link
16. Plasma amino acids. Medline Plus. U.S. National Library of Medicine. Accessed January 30, 2016. | link
17. Statistics reveal Britain's 'Mr and Mrs Average'. BBC News. 2010 Oct 13. | link
Also Reviewed
Evans WJ. Protein nutrition, exercise and aging. J Am Coll Nutr. 2004 Dec;23(6 Suppl):601S-609S. (Link)
