La complementarità proteica, o combinazione proteica, è un concetto secondo cui per assicurare nella dieta umana tutti gli amminoacidi essenziali nelle giuste quantità e proporzioni, è possibile sostituire nell'alimentazione le fonti proteiche animali (latticini, uova, carne) con le fonti proteiche vegetali (cereali e pseudocereali, legumi, frutta secca, semi ed alghe) purché opportunamente combinate all'interno della dieta e non necessariamente nello stesso pasto.
Le proteine animali contengono tutti gli aminoacidi essenziali nelle corrette proporzioni, per questo sono tradizionalmente considerate di elevato valore biologico, mentre quelle vegetali – sebbene contengano tutti gli aminoacidi essenziali, salvo rare eccezioni – possono avere un profilo amminoacidico che si discosta da quello ideale, contenendo scarse quantità di uno o più aminoacidi, detti aminoacidi limitanti. Nel mais l'aminoacido limitante è il triptofano, negli altri cereali e nella frutta secca la lisina e nei legumi prevale la metionina. Alcuni alimenti come soia, ceci, quinoa, amaranto e grano saraceno, hanno invece un profilo aminoacidico completo, sovrapponibile ai prodotti animali).
Secondo la teoria della complementarità proteica – basata sull'interpretazione di studi effettuati nei primi anni del Novecento sulla crescita dei ratti – in una dieta vegetariana, per fornire all'organismo tutti gli aminoacidi essenziali, sarebbe necessario combinare le fonti proteiche vegetali (ad esempio consumando riso e fagioli).
Un secondo fattore che riduce la biodisponibilità e il valore biologico dei legumi è la presenza di alcune frazioni proteiche resistenti all'azione delle proteasi, e la presenza di fattori antinutrizionali (endogeni) quali polifenoli, fitati, fibra, inibitori di proteasi, lectine (in dosi minimi nei lupini), generalmente riducibili con una cottura non breve, fermentazione e/o ammollo. La lectina in particolare riduce l'attività degli enzimi tripsina e chimotripsina, necessari alla digestione delle proteine.
In seguito la teoria acquisì notorietà con la pubblicazione del best seller del 1971 Diet for a Small Planet, di Frances Moore Lappé. Tuttavia, in una successiva edizione del libro pubblicata nel 1981, la Lappé ha aggiornato la sua posizione sulla teoria, scrivendo:
L'Academy of Nutrition and Dietetics afferma che:
Questa tesi è sostenuta anche da altre importanti organizzazioni che si occupano di salute e nutrizione, come l'USDA (il dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti d'America), e dalle principali associazioni di medici e ricercatori che si occupano di nutrizione vegetariana.
Alghe, microalghe e blue food
L'industra alimentare si sta concentrando recentemente su alternative sempre più sostenibili alle proteine tradizionali utilizzando i "blue food", proteine alternative che derivano da piante acquatiche, alghe e microalghe che, oltre ad avere un gusto umami, sono ricchi di amminoacidi essenziali, biodisponibili e con meno allergenicità. Inoltre, utilizzando cellule muscolari e adipose di animali marini, come pesci, gamberi, molluschi e crostacei è possibile ricreare la consistenza e l'aroma dei frutti di mare, evitando la pesca intensiva e l'allevamento. La coltivazione di alghe richiede meno risorse, non necessita di pesticidi e aiuta a contrastare l'acidificazione degli oceani, tuttavia servono metodi di lavorazione ed estrazione più efficienti. Le alghe rosse sono microalghe con un contenuto elevato di proteine (19-47%) con un profilo di amminoacidi simile a quello della proteina dell'uovo, l'ovalbumina. Altre microalghe, come ad esempio Spirulina e Chlorella sono fonti ricche in proteine, vitamine e acidi grassi essenziali e si possono coltivare in acque non potabili e in terreni non arabili, pur richiedendo fertilizzanti quali azoto e fosforo.
Nonostante i batteri sono comunemente associati a malattie negli organismi viventi, esistono diverse specie di batteri che danno benefici agli umani come la fermentazione del cibo. La fermentazione di precisione è una biotecnologia che usa batteri, funghi, lieviti ed altri microorganismi per produrre proteine bioidentiche a quelle animali, e può ricreare alcune proteine del latte e delle uova. Tuttavia nella fermentazioni sono usati zuccheri per cui il costo è elevato e serve studiare meglio la produttività e quindi la velocità dei microorganismi nel produrre proteine ad ampio scalo.
Carne coltivata
la carne coltivata riguarda la produzione di carne a partire da cellule muscolari e adipose animali in un mezzo di coltura in apparecchiature chiamate bioreattori, anziché essere ottenuti direttamente da animali macellati. Questo diminuirebbe il rischio di malattie infettive e può aiutare a ridurre problemi ambientali legati all'inquinamento dell'aria, del suolo e dell'acqua, causate dall'agricoltura tradizionale. Inoltre, essa viene prodotta generalmente in condizioni sterili con il fine di eliminare la contaminazione con agenti patogeni ed evitare l'uso di antibiotici, un problema che, secondo l'Organizzazione Mondiale Della Salute (OMS), ha provocato la morte di circa 1.3 milioni di persone all'anno. Tuttavia, la produzione della carne coltivata richiede un consumo energetico importante dovuto alla preparazione del terreno di coltura per le cellule e al funzionamento dei bioreattori.
