Plant-based proteins: sources, extraction methods and functional perspectives for the sustainable food industry

Abstract

Current research in the food industry highlights the importance of alternative protein sources in the context of global population growth and the need to reduce the negative impact of raising animals, producing animal proteins, on the environment. Plant proteins represent a sustainable, affordable and beneficial option for health, with high potential to replace animal proteins in the food industry. Plant sources rich in protein include legumes, cereals, pseudocereals, oilseeds, green leaves, algae and, more recently, insects. They differ considerably in protein content and amino acid profile, and their strategic combination can ensure a balanced intake of essential nutrients. Legumes offer high protein content, but are deficient in sulfur amino acids. Cereals, although lower in protein, bring technological benefits and can complement the amino acids missing from legumes. Pseudocereals have a higher nutritional value than conventional cereals, while green leaves and algae offer a high proteins intake and compounds with antioxidant potential, although they require advanced technologies to overcome extraction limitations. Extraction methods play a decisive role in the yield and quality of plant proteins. Conventional techniques are efficient but can cause denaturation and provide low yields. On the other hand, emerging methods allow the recovery of proteins in larger quantities, preserving their functional and technological properties.

Cercetările actuale în domeniul industriei alimentare evidențiază importanța surselor alternative de proteine în contextul creșterii populației globale și al necesității de a reduce impactul negativ al creşterii animalelor, producătoare de proteine de origine animală, asupra mediului. Proteinele vegetale reprezintă o opțiune sustenabilă, accesibilă și benefică pentru sănătate, cu potențial înalt de a înlocui proteinele animale în industria alimentară. Sursele vegetale bogate în proteine includ leguminoasele, cerealele, pseudocerealele, oleaginoasele, frunzele verzi, algele și, mai recent, insectele. Acestea diferă considerabil prin conținutul proteic și profilul de aminoacizi, iar combinarea lor strategică poate asigura un aport echilibrat de nutrienți esențiali. Leguminoasele oferă un conținut proteic ridicat, dar sunt deficitare în aminoacizi sulfurați. Cerealele, deși mai sărace în proteine, aduc beneficii tehnologice și pot completa aminoacizii lipsă din leguminoase. Pseudocerealele prezintă o valoare nutritivă superioară cerealelor convenționale, în timp ce frunzele verzi și algele oferă un aportului înalt de proteine şi compuşi cu potenţial antioxidant, deși necesită tehnologii avansate pentru a depăși limitările de extracție. Metodele de extracție au un rol determinant asupra randamentului și calității proteinelor vegetale. Tehnicile convenționale sunt eficiente dar pot cauza denaturări şi oferi randamente scăzute. Pe de altă parte, metodele emergente permit recuperarea proteinelor în cantităţi mai mari, păstrarea proprietăţile lor funcţionale şi tehnologice.