افراد پایبند به رژیم‌های گیاهخواری و وگانیسم برای تامین پروتئین مورد نیاز باید تلاش بیشتری کنند؛ زیرا جایگزین‌های رایج گوشت معمولا تراکم پروتئینی کمتر از همتایان حیوانی دارند. به عنوان مثال در هر صد گرم توفو تنها حدود هشت گرم پروتئین یافت می‌شود، در حالی که صد گرم سینه مرغ سی و یک گرم پروتئین دارد.
ساختار سلولی و نیاز‌های بیولوژیکی
کریستی کالهون، مسئول ارتباطات علمی انجمن علوم گوشت آمریکا، بیان می‌کند که گوشت در سطح بیولوژیکی پروتئین بیشتری نسبت به گیا‌هان دارد؛ چرا که حیوانات و گیا‌هان نیاز‌های سلولی متفاوتی دارند که به ساختار‌های سلولی متمایز منجر شده است. کالهون به لایوساینس می‌گوید حیوانات پروتئین بیشتری را در بافت‌های خود ذخیره می‌کنند؛ چون بدنشان برای حمایت از عملکرد‌های فعال همانند حرکت عضلات، متابولیسم انرژی و ترمیم سلولی طراحی شده است.
مولکول‌های کلیدی در عملکرد‌های بدن حیوانات، همانند آنزیم‌ها و هورمون‌ها، در واقع پروتئین‌هایی با ساختار‌های پیچیده هستند. پروتئین‌هایی نظیر اکتین و می‌وزین فیبر‌های عضلانی را راه‌اندازی کرده و حرکت عضلات را ممکن می‌سازند.
تفاوت در ترکیبات اصلی بافت
کالهون افزود که گیا‌هان برای ساختار و ذخیره انرژی بیش‌تر به کربوهیدرات‌ها و دیگر مولکول‌ها متکی هستند؛ به همین دلیل بافت آن‌ها به طور طبیعی حاوی پروتئین کمتری است. کربوهیدرات‌ها هم برای گیا‌هان و هم برای جانوران انرژی فراهم می‌کنند، اما نمی‌توانند به اندازه پروتئین‌ها عملکرد‌های گوناگون سلولی را انجام دهند؛ زیرا ساختار مولکولی ساده‌تری دارند. با این حال، سطح پروتئین همه داستان را روایت نمی‌کند و در نظر گرفتن نوع پروتئین نیز اهمیت دارد.
پروفایل آمینو‌اسید و پروتئین کامل
کینگا بالو، متخصص تغذیه در جی‌ام نیو‌تریشین کانادا، تشبیه می‌کند می‌توان پروتئین‌ها را به‌گونه‌ای گردنبند مهره‌ای تصور کرد که هر مهره از آمینو‌اسید‌های متغیری ساخته شده است. بدن انسان طیف وسیعی از این گردنبند‌ها را برای ساخت پروتئین‌های متنوع با عملکرد‌های گوناگون به هم متصل می‌کند.
پروتئین‌ها از واحد‌های کوچک‌تر به نام آمینو‌اسید، همانند حروف الفبا، ساخته شده‌اند. چیدمان این آمینو‌اسید‌ها پروتئین‌های مختلفی را تشکیل می‌دهد که هر یک کارکرد منحصر به فرد خود را دارند، همانند اینکه کلمات گوناگون بر پایه حروف، معانی متفاوتی می‌دهند.
پروتئین‌ها تنها زنجیره‌ای از یک رشته آمینو‌اسید نیستند. ساختار سوم پروتئین زمانی شکل می‌گیرد که زنجیره پروتئین به شکلی سه‌بعدی خاص توی شود؛ همانند می‌وگلوبین. برخی پروتئین‌ها همانند هموگلوبین حتی پیچیده‌ترند و ساختار چهارم دارند. پروتئین‌های دارای ساختار چهارم با دیگر زنجیره‌های پروتئینی ترکیب شده و یک ساختار بزرگ‌تر و چندبخشی می‌سازند.
بیست نوع آمینو‌اسید وجود دارد که هر یک نقش منحصر به فردی در فرا‌یند‌های سلولی همانند ترمیم بافت، انتقال مواد مغذی و کارکرد مغز دارند. بدن می‌تواند یازده مورد را ز کند، اما نه مورد دیگر که آمینو‌اسید‌های ضروری نام دارند، نمی‌تواند به تنه‌ایی تولید کند. انسان باید این آمینو‌اسید‌های ضروری را از طریق رژیم غذایی دریافت نماید.
پروتئین‌های حیوانی حاوی همه نه آمینو‌اسید ضروری هستند، به همین دلیل پروتئین‌های کامل نامیده می‌شوند. در مقابل، پروتئین‌های منبع گیاه‌ی اغلب یک یا چند مورد از این نه آمینو‌اسید را ندارند و پروتئین‌های ناقص نام‌گذاری می‌شوند.
دسترسی زیستی و امتیاز پی‌دی‌سی‌ای‌ای‌اس
علاوه بر تفاوت در آمینو‌اسید، بدن پروتئین‌های منبع حیوانی و گیاه‌ی را به شیوه‌های متفاوتی مدیریت می‌کند. به گفته کالهون، پروتئین‌های حیوانی همانند پروتئین‌های موجود در گوشت، دسترسی زیستی بالا‌تری دارند؛ بدین معنی که بدن انسان می‌تواند پروتئین حیوانی را راحت‌تر تجزیه و جذب کند. در حالی که پروتئین‌های گیاه‌ی ممکن است حاوی مواد هضم‌ناشدنی بیشتری همانند فیبر باشند، بنابراین بدن برای تجزیه آن‌ها باید تلاش بیشتری کند.
در سال ۱۹۹۳، سازمان غذا و داروی ایالات متحده و سازمان بهداشت جهانی مقیاسی را تدوین کردند که منابع پروتئین را بر پایه ترکیب آمینو‌اسید و قابلیت هضم کلی سنجیده می‌کند. این مقیاس که امتیاز آمینو‌اسید اصلاح‌شده با قابلیت هضم پروتئین یا به اختصار پی‌دی‌سی‌ای‌ای‌اس (PDCAAS) شناخته می‌شود، به مواد غذایی امتیازی بین صفر تا یک می‌دهد. امتیاز یک نشان‌دهنده کیفیت بالا و صفر نشان‌دهنده کیفیت پایین است.
بر پایه نمرات پی‌دی‌سی‌ای‌ای‌اس ارائه شده در همایش بین‌المللی انجمن تغذیه ورزشی، گوشت گاو و تخم‌مرغ امتیاز ۰.۹ تا ۱، لوبیا سیاه ۰.۷۵ و بادام زمینی ۰.۵۲ دارند. با این حال سویا، پایه محصولاتی همانند توفو و تمپه، به امتیاز گیاه‌ی بالای ۰.۹۲ می‌رسد.
ترکیب پروتئین‌های گیاه‌ی برای پروفایل کامل
تفاوت بین پروتئین‌های گیاه‌ی و حیوانی، مقایسه آن‌ها را تنها بر پایه محتوای کلی پروتئین دشوار می‌سازد. همان‌گونه که کالهون توضیح می‌دهد، تمرکز بر پروتئین کامل یا ناقص درک کاملی از تأثیر غذا بر سلامت انسان ارائه نمی‌دهد. هرچند پروتئین‌های حیوانی به طور کلی سطوح پروتئین بالا‌تر، آمینو‌اسید‌های ضروری بیش‌تر و دسترسی زیستی بالا‌تر دارند، اما در نظر گرفتن عوامل دیگر هنگام ارزیابی ارزش کلی آن‌ها در یک رژیم غذایی متعادل ضروری است.
برخلاف تصور رایج، علم تغذیه نشان داده است که پروتئین‌های گیاه‌ی همچنان می‌توانند کارآمد باشند. با بهبود قابلیت هضم و ترکیب منابع گیاه‌ی متنوع، می‌توان پروتئین‌های گیاه‌ی را هم کارآمد و هم از نظر تغذیه‌ای سودمند ساخت.
بالو می‌گوید هنگامی که از رژیم‌های گیاهخواری یا وگان صحبت می‌شود، افراد این گزینه را دارند که چندین غذای گیاه‌ی حاوی پروتئین‌های ناقص را ترکیب کنند. این استراتژی امکان مصرف همه نه آمینو‌اسید ضروری را از طریق ترکیب دو یا چند پروتئین ناقص فراهم می‌کند. مثال‌های غذا‌های پروتئین ترکیبی گیاه‌ی شامل نان توت سبوس‌دار به همراه کره بادام زمینی، لوبیا و برنج، یا سوپ عدس در کنار نان غلات کامل است.
توصیه نهایی تمرکز تنها بر پروتئین کافی نیست
با این حال بالو هشدار داد که تمرکز صرف بر پروتئین، استراتژی مناسبی نیست. او بیان می‌کند بدن ما زمانی کارکرد مساعد دارد که طیف گسترده‌ای از مواد مغذی را به شکل مداوم و در مقادیری که نیاز روزانه را برآورده می‌کند، مصرف کنیم. وقتی مقادیر کافی انرژی، کربوهیدرات و چربی را دریافت کنیم، پروتئین‌ها در بدنمان موثر‌ترین کارکرد را خواهند داشت.