Gutes Protein, schlechtes Protein – die biologische Wertigkeit

Die biologische Wertigkeit eines Proteins trifft Aussagen darüber, wie effizient ein Nahrungsprotein in körpereigenes Protein umgewandelt werden kann - sie ist also ein Mass für die Qualität des Proteins.

In 5 Minuten etwas Neues lernen? In der Rubrik BITE-SIZED SCIENCE bereite ich dir jeden zweiten Sonntag wissenschaftliche Themen „mundgerecht“ auf. Kurz, prägnant und auch für Laien absolut verständlich.

Die biologische Wertigkeit eines Proteins trifft Aussagen darüber, wie effizient ein Nahrungsprotein in körpereigenes Protein umgewandelt werden kann – sie ist also ein Mass für die Qualität des Proteins. Oftmals denkt man bei „Protein“ an Lebensmittel tierischen Ursprungs. Doch sind Eier und Hähnchenbrustfilet wirklich „wertiger“ als Seitan und Gemüseburger?

Die Bausteine des Lebens

Proteine übernehmen in unserem Körper eine Vielzahl an lebenswichtigen Funktionen; im ersten Blogbeitrag zum Thema Protein habe ich euch die biochemischen Aufgaben der Proteine vorgestellt. Proteine sind unteranderem am Erhalt von unserem Immunsystem beteiligt und als Hormone koordinieren sie einen Grossteil unserer Körperfunktionen. Sie transportieren Moleküle in unserem Körper, versorgen die Zellen mit Nährstoffen und unterstützen die Zellteilung.

Proteine entstehen durch die Aneinanderreihung vieler kleinerer Untereinheiten; den Aminosäuren. Um körpereigene Protein-Strukturen aufzubauen, welche diese Vielzahl biologischer Funktionen übernehmen können, müssen wir zuerst die Bausteine durch unsere Nahrung zu uns nehmen. Hierfür muss das Protein in seine einzelnen Bestandteile, den Aminosäuren, zerlegt werden. Im menschlichen Körper gibt es 20 Aminosäuren die proteinogen sind; die zu Proteinen zusammengelagert werden können. Von diesen 20 Aminosäuren können 12 von unserem Körper (11 in Kindern) selber hergestellt werden. Die Restlichen müssen durch die Ernährung aufgenommen werden. Sie gelten als essentielle Nährstoffe. Fehlen einzelne oder mehrere dieser essentiellen Aminosäuren kann unser Körper nicht mehr optimal funktionieren und arbeiten.

Aminosäuren sind die Bausteine des Proteins, durch die Anlagerung von Aminosäuren zu einer Kette können verschieden lange Proteine hergestellt werden. Die individuelle Zusammensetzung der Aminosäuren hat Einfluss auf die biologische Wertigkeit des Proteins.

Definition der biologischen Wertigkeit

Die Protein-Zusammensetzung unterscheidet sich in den verschiedenen Lebensmitteln unseres Speiseplanes. Die biologische Wertigkeit kann deshalb Aussagen darüber treffen, wie hoch „die Qualität“ verschiedener Nahrungseiweisse ist. Je mehr die Aminosäuren-Zusammensetzung unseren körpereigenen Proteinen gleicht, desto besser.

Als Referenzwert dient das Hühnerei, welches 100 Punkte erhält. Enthält ein anderes Lebensmittel ein komplexeres Aminosäureprofil als das Ei und kann besser zur Produktion körpereigener Proteine eingesetzt werden, liegt sein Wert über 100. Ist das Aminosäureprofil weniger divers, liegt der Wert des Lebensmittels darunter.

Kritik an der Methode

Eine hohe biologische Wertigkeit bedeutet nicht per se eine hohe Qualität des Nahrungsmittels, denn sie berücksichtigt nicht die tatsächliche „Proteinverdaulichkeit“. Denn wir verzehren nicht nur ein einziges Lebensmittel, sondern kombinieren verschiedene Nahrungsmittel in unserer Ernährung. Dies wirkt sich auf die Verdaulichkeit unserer Nahrung und damit auch auf die Proteinverwertung aus.

Der „Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score“ (PDCAAS) ist ein besseres Mass für die Qualität und Verwertbarkeit von Proteinen. Der Messwert beinhaltet neben der biologischen Wertigkeit auch die Verdaulichkeit von Proteinen. Der Lebensmittel-Score umfasst eine Skala von 0.0 bis 1.0, wobei letzterer für eine hohe Proteinqualität steht. Liegt der Wert bei 0.5, werden etwa 50 Prozent der Aminosäuren für den Aufbau körpereigener Proteine verwendet. Der Rest kann dann z.B. direkt für die Energiegewinnung genutzt werden.

LebensmittelBiologische WertigkeitPDCAAS
Hühner-Ei1001.0
Kartoffel960.6
Rindfleisch870.9
Kuhmilch851.0
Sojaprotein741.0
Mais720.5
Weizenmehl47-590.4
Biologische Wertigkeit und PDCAAS nach Biesalski et al. (2010) und Elmadfa et al. (2009)

Unterschiedliche biologische Wertigkeit von tierischen und pflanzlichen Proteinen

Lebensmittel tierischen Ursprungs enthalten meist die gesamte Bandbreite an essentiellen Aminosäuren, wobei pflanzliche Eiweissquellen auch mal ein Defizit an einer oder mehreren essentiellen Aminosäuren aufweisen kann.

Erhöhung der biologischen Wertigkeit durch Kombination von Lebensmitteln

Wissenschaftliche Daten zeigen, dass eine ausgewogene pflanzliche Ernährung mit verschiedenen Proteinquellen den Bedarf an allen essentiellen Aminosäuren decken kann. Nichtdestotrotz kann man das Verhältnis der einzelnen Aminosäuren optimieren, in dem man darauf achtet bestimmte pflanzliche Proteinquellen in Kombination zu verzehren. In Südamerika bietet beispielsweise der traditionelle Verzehr von Bohnen mit Mais ein vollständiges Aminosäureprofil. In Asien deckt die Kombination von Reis und Soja das gesamte Aminosäure-Spektrum ab.

Das Ding mit der ausgewogenen Ernährung

Vielfach macht man sich Gedanken ob eine Mahlzeit ausgewogen ist. Hat man genug Proteine, Vitamine und Ballaststoffe auf dem Teller? Genug Eisen, genug Calcium? Doch die Sorgen ob man eine ausgewogene Mahlzeit vor sich stehen hat, ist in den meisten Fällen unnötig und in den schlimmsten Fällen kann das zu einem obsessiven Essverhalten führen. Unser Körper vergibt uns kurzfristig gesehen so gut wie jede kleine Sünde. Auch mit dreimal täglich Pizza kann man funktionieren. Es sind die Langzeiteffekte welche unserem Körper schaden. Ob eine einzelne Mahlzeit ausgewogen ist oder nicht, ist schlussendlich egal, wenn man sich gesamthaft betrachtet ausgewogen und vielfältig ernährt.

Ich will damit andeuten, dass die Kombination von Lebensmitteln um die biologische Wertigkeit zu erhöhen nicht zwingend notwendig ist. Auch die wissenschaftliche Datenlage zeigt, dass es so gut wie unmöglich ist ein Defizit an einzelnen Aminosäuren zu entwickeln, wenn man seinen Kalorienbedarf mit einer vielfältigen und vollwertigen pflanzlichen Ernährung abdeckt.

Weiterführende Informationen:
Pichler, S.: Alles Pro für Proteine? Eiweiss in der Humanernährung. Journal für Ernährungsmedizin.

Quellenangaben:
Hoffman, J. R. & Falvo, M. J.: Protein – Which is Best?. Journal of sports science & medicine.
Young, V.R. & Pellett P.L.: Plant proteins in relation to human protein and amino acid nutrition. The American Journal of Clinical Nutrition.
Pichler, S.: Alles Pro für Proteine? Eiweiss in der Humanernährung. Journal für Ernährungsmedizin.
McDougall, J.: Plant Foods Have a Complete Amino Acid Composition. AHA Journals.
Woolf, P.J. et al.: vProtein: Identifying Optimal Amino Acid Complements from Plant-Based Foods. PLoS One.
Attwood, C.R.: „Complete“ Proteins? Dr. Attwood’s Low-Fat Prescription for Kids.


 

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