タンパク質結合

タンパク質の組み合わせまたはタンパク質の補完は、タンパク質摂取の生物学的価値を最適化することを目的としたタンパク質栄養に関する食事理論です。この理論によれば、個々のベジタリアンおよびビーガン食品は、一部の必須アミノ酸を十分に供給しない可能性があるため、「完全なタンパク質」を含む食事を得るためには、複数の補完食品とタンパク質を組み合わせる必要があります。すべての植物性食品には、9つの必須アミノ酸を含む20のアミノ酸すべてがさまざまな量で含まれていますが、一部のアミノ酸は非常に少量しか含まれていないため、必要量を満たすには非現実的に大量の食品を摂取する必要があります。^{[ 1 ]}

タンパク質の組み合わせは、歴史的に、ほとんどの野菜（例えば、米や豆）に含まれるタンパク質の不足を補う方法として推奨されてきました。これらの野菜には、それぞれのアミノ酸プロファイルで示されるように、限られた割合でしかタンパク質が含まれていません。1970年代のこの教義では、完全なタンパク質を形成するために、毎食を組み合わせる必要がありました。多様な食品を慎重に組み合わせることで、より栄養価の高い食事を作ることができることは疑いの余地がありませんが、植物性タンパク質の必須アミノ酸含有量に関する研究では、ベジタリアンやビーガンは、食事が多様で、毎日のカロリー必要量を満たしていれば、必要なレベルの必須アミノ酸に到達するために、毎食慎重に組み合わせる必要はないことが示されています。言い換えれば、組み合わせはより長い期間にわたって行うことができます。^{[ 2 ] [ 3 ]}

タンパク質栄養は複雑です。なぜなら、タンパク質を構成するアミノ酸のいずれも、代謝における制限因子となり得るからです。家畜の飼料を混合することで、成長を最適化したり、適切な成長を維持しながらコストを最小限に抑えたりすることができます。同様に、人間の栄養もリービッヒの最小律に従います。つまり、必須アミノ酸のうち、最も低いレベルが代謝における制限因子となるのです。

食事中の必須アミノ酸の含有量が個人の必要量よりも少ない場合、他のアミノ酸の利用が制限され、総窒素摂取量が十分であっても正常な合成速度が阻害されます。したがって、「制限アミノ酸」が食事中の総窒素またはタンパク質の栄養価を決定します。^{[ 4 ]}

植物を含むタンパク質源は、制限アミノ酸によって評価される。^{[ 5 ]}

植物性食品中心の食生活では、様々な食品に含まれるアミノ酸の含有量が問題視されることがある。しかし、満足のいく食事とは、すべての必須アミノ酸の必要最低限​​量を満たすものであるべきだ。

トウモロコシ、米、小麦などの穀物に加えて、豆類（豆やピーナッツなど）にも植物性タンパク質が含まれています。穀物はトリプトファンとリジンが不足しがちですが、豆類はメチオニンが不足しています。そのため、トウモロコシのトルティーヤとリフライドビーンズといったメキシコの庶民料理のように、穀物と豆類を組み合わせた食事は、基本的にアミノ酸がバランスよく含まれています。

生化学の分野に最初に足を踏み入れたのは、ユストゥス・フォン・リービッヒの弟子であったカール・ハインリヒ・リタウゼンであった。トーマス・バー・オズボーンはリタウゼンの研究を引き継ぎ、 1909年に『植物性タンパク質』を出版した。こうしてイェール大学はタンパク質栄養学の初期の中心地となり、ウィリアム・カミング・ローズもそこで学んでいた。オズボーンは必須栄養素の解明にも取り組み、後にシカゴ大学の生化学科長を務めた。

リタウゼンが1912年に亡くなった際、オズボーンは彼の生化学における功績を称賛した。

後年の彼の研究の結果、彼は異なる食品タンパク質の間には大きな違いがあることを証明し、この事実に最初に注目し、それが栄養における相対的な価値に及ぼす可能性のある影響について議論した。^{[ 9 ]}

その後、オズボーンはコネチカット農業試験場でラファイエット・メンデルと協力し、必須アミノ酸を特定した。

1950年代と1960年代に、ネビン・S・スクリムショーはこの知識をインドとグアテマラに持ち込んだ。彼はクワシオルコルの蔓延に対抗するため、地元の野菜を使った食事を考案した。グアテマラでは綿実粉とトウモロコシを組み合わせ、インドではピーナッツ粉と小麦を組み合わせました。^{[ 10 ]}

1954年、アデル・デイビスは『Let's Eat Right to Keep Fit』を出版し、「不完全」タンパク質を組み合わせて「完全」タンパク質を作ることの重要性を説明し、1時間以内に補完されない不完全タンパク質は体内で利用できないと助言した。^{[ 11 ]}

1971年、フランシス・ムーア・ラッペは『小さな惑星のための食事法』を出版し、菜食主義の食事で必須アミノ酸を補完的な供給源からどのように摂取できるかを説明した。この本はベストセラー となった。

ラッペがバークレーの即興演奏仲間に配布した1ページの小冊子を拡張した『小さな惑星のための食生活』（1971年）は、すぐにエコロジー運動のベジタリアン向けテキストとなり、その後10年間で3つの版と6つの言語で約200万部を売り上げた。^{[ 12 ]}

ラッペは次のように書いた。

相性の良いタンパク質の組み合わせは、美味しいレシピを生み出します。これらは世界の伝統料理の基礎を形成してきた組み合わせです。私たちは意識することなく、自然と料理にこれらの組み合わせを取り入れています。最も一般的な3つの相性の良いタンパク質の組み合わせは次のとおりです。

1. 穀物（米、トウモロコシ、小麦、大麦など）＋豆類（エンドウ豆、インゲン豆、レンズ豆）
2. 穀物と乳製品
3. 種子（ゴマまたはヒマワリ）＋豆類^{[ 13 ]： 238}

1975年、VogueとAmerican Journal of Nursingの両方に、タンパク質の組み合わせの原理と実践について説明した記事が掲載された。^{[ 14 ] [ 15 ]} しばらくの間、米国国立研究評議会と米国栄養士協会（ADA）は、ベジタリアンにタンパク質を組み合わせるように注意を促していた。^{[ 16 ]}

タンパク質結合という概念が一般化学の教科書に掲載されたのは1982年のことだった。

野菜のみの食事では、タンパク質不足になる可能性が高まる。ただし、野菜の種類を慎重に組み合わせ、互いに補完し合うようにすれば、この限りではない。

1985年、J.リゴによってタンパク質結合の原理が説明された。

一般的にタンパク質の生物学的価値、したがって穀物タンパク質の生物学的価値は、穀物に含まれる必須アミノ酸と、タンパク質を摂取する生物の必須アミノ酸の必要量との比率によって根本的に決定される...生物学的価値を高める最も重要な方法は...補完技術によって与えられる。^{[ 17 ]}

2011年、PLOS ONEは1251種類の植物性食品のタンパク質の組み合わせの詳細を調査した論文を発表しました。基準となるのは、人間の栄養に不可欠なアミノ酸と、食事におけるこれらのアミノ酸の理想的な比率です。彼らは、「補完とは、2つ以上の食品を一緒に摂取して、2つの食品を単独で摂取した場合の合計よりも優れたアミノ酸パターンを得ることである」と説明しています。^{[ 18 ]} 穀物と豆類を組み合わせるなど、食品群に基づく組み合わせとは対照的に、研究者らは食品群による組み合わせは自分たちの研究によって支持されなかったと報告しています。「各食品の上位100の組み合わせを調べたところ、食品群同士の組み合わせに一貫したパターンは見られませんでした。」^{[ 18 ]}

タンパク質の組み合わせは、栄養学において不必要な複雑さを招く要因として批判を受けている。

1981年、 フランシス・ムーア・ラッペは、著書『小さな惑星のための食事』の改訂版で、10年前のタンパク質の組み合わせに関する見解を改め、次のように記した 。

「1971年に私がタンパク質の相補性を強調したのは、十分なタンパク質を摂取する唯一の方法は、動物性タンパク質と同じくらい体内で利用しやすいタンパク質を作り出すことだと考えていたからです。肉が良質なタンパク質を摂取する唯一の方法だという神話を打ち破ろうとした結果、私は別の神話を強化してしまいました。肉なしで十分なタンパク質を摂取するには、食品選びに相当な注意が必要だという印象を与えてしまったのです。実際には、私が考えていたよりもずっと簡単です。」

「重要な3つの例外を除けば、植物性食品中心の食生活でタンパク質欠乏症になる危険性はほとんどありません。例外は、[1]果物、[2]サツマイモやキャッサバなどの一部のイモ類、または[3]ジャンクフード（精製された小麦粉、砂糖、脂肪）に非常に依存した食生活です。幸いなことに、これらの食品が事実上唯一のカロリー源となる食生活で生き延びようとする人は、世界では比較的少数です。その他のすべての食生活では、十分なカロリーを摂取していれば、十分なタンパク質を摂取できることはほぼ確実です。」^{[ 13 ]： 162}

タンパク質の組み合わせの必要性は主張されなかった。むしろ、タンパク質を組み合わせた食事の生物学的価値が高まることが指摘された。ラッペは譲歩として、第2版から「相補的なタンパク質の正確な割合を示す図表」を削除した。^{[ 13 ]： 239}

米国栄養士協会は、1988年の菜食主義に関する見解書で、それまでの立場を覆した。同論文の主執筆者であるスザンヌ・ハバラは、その研究過程を次のように振り返る。

私が見る限り、タンパク質結合の根拠は何もありませんでした…。私はあちこちに電話をかけ、人々に話を聞き、タンパク質を補完する必要があるという主張の正当性を尋ねましたが、根拠は全くありませんでした。その代わりに、知識のある人々から興味深い見解が得られ、彼らは実際にはタンパク質を補完する必要はないと考えていました。そこで私たちは論文を修正することにしました。[注：この論文は査読と代表者による投票を経て正式に発表されました。]

1994年、ヴァーノン・ヤングとピーター・ペレットは、ヒトのタンパク質代謝に関する決定的な現代ガイドとなる論文を発表しました。この論文では、食事でタンパク質を補うことは全く不要であることも確認されました。したがって、動物性タンパク質の摂取を避けている人は、普段の食事に含まれる植物性タンパク質によるアミノ酸バランスの崩れを全く心配する必要はありません。^{[ 5 ]}

多くの植物性タンパク質は、動物性タンパク質に比べて1つ以上の必須アミノ酸、特にリジンが少なく、程度は低いもののメチオニンとスレオニンも少ないが、様々な植物を食べることで、バランスの取れた完全なアミノ酸源となることができる。^{[ 5 ]}

2009年、米国栄養士協会は次のように記した。

植物性タンパク質は、さまざまな植物性食品を摂取し、エネルギー必要量を満たせば、タンパク質の必要量を満たすことができます。研究によると、1日を通してさまざまな植物性食品を摂取することで、すべての必須アミノ酸を摂取でき、健康な成人の窒素保持と利用が十分に確保されるため、相補的なタンパク質を同じ食事で摂取する必要はありません。^{[ 19 ]}

アメリカ心臓協会は現在、次のように述べている。

食事で十分なタンパク質を摂取するために動物性食品を食べる必要はありません。食事中のタンパク質源が多様で、エネルギー必要量を満たすのに十分なカロリー摂取量であれば、植物性タンパク質だけでも必須アミノ酸と非必須アミノ酸を十分に供給できます。全粒穀物、豆類、野菜、種子、ナッツ類はすべて必須アミノ酸と非必須アミノ酸の両方を含んでいます。特定の食事の中でこれらの食品（「相補的なタンパク質」）を意識的に組み合わせる必要はありません。^{[ 20 ]}

一部の機関では、タンパク質の組み合わせを考慮せずに食事を評価するために、タンパク質消化率補正アミノ酸スコアを使用しているため、組み合わせの使用は彼らの方法論にとって課題となっている。