Quantität ist nicht alles!

Ohne Proteine würde unser Immunsystem keine Antikörper bilden, Stoffwechselprozesse würden ausfallen und das Hormonsystem würde nicht funktionieren. Und das sind nur einige der umfangreichen Aufgaben, die Proteine neben dem Aufbau unserer Muskeln haben.

Proteine setzen sich aus verschiedenen Aminosäuren zusammen, von denen unser Körper einige selbst produzieren kann. Die sogenannten essenziellen Aminosäuren kann er jedoch nicht selbst herstellen. Um die verschiedenen Funktionen zu gewährleisten, müssen wir sie deshalb zusätzlich über die Nahrung aufnehmen.
Wie viele Proteine für die vielfältigen Körperfunktionen benötigt werden, ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Neugeborene haben einen besonders hohen Bedarf an Eiweiß, der dann bis zum 15. Lebensjahr kontinuierlich abnimmt. Grundsätzlich liegt die Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung, kurz DGE, für einen erwachsenen Menschen bei täglich 0,8 g Protein pro Kilogramm Körpergewicht. Neben dem Gewicht bestimmen aber auch Körpergröße, Geschlecht und körperliche Aktivität den individuellen Proteinbedarf. Ab Quantität ist nicht alles! mindestens fünf Stunden Training pro Woche liegt der Bedarf bei Sportlern bei ca. 1,2–2,0 g pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag. Wenn es um den Proteinbedarf geht, wird meist von der „benötigten Aufnahmemenge“ gesprochen. Bezüglich der Qualität wird oft argumentiert, dass Pflanzenproteine qualitativ weniger hochwertig seien als tierische Proteine. Stimmt das?
Bei der Beurteilung der Qualität wird betrachtet, wie gut der Körper die über die Nahrung zugeführten Proteine aufnehmen und verwerten kann. Je mehr die Eiweiße hinsichtlich ihrer Zusammensetzung den menschlichen Eiweißen ähneln, desto besser ist die Aufnahme – und desto effizienter auch die Verwertung. Proteine aus tierischen Quellen sind dem menschlichen Organismus ähnlicher als Pflanzeneiweiße. Auf den ersten Blick ist die Proteinqualität veganer Produkte geringer und für unseren Körper schwerer zu nutzen. Trotzdem kann der qualitative Bedarf auch bei einer pflanzlichen Ernährungsweise gesichert werden kann.

FAKTOREN ZUR QUALITÄTSBESTIMMUNG

Im Gegensatz zur Quantität ist die Qualität deutlich schwieriger zu messen. Dafür müssen zunächst Faktoren, von denen die Qualität abhängt, bestimmt werden. Einer dieser Faktoren ist das Aminosäureprofil, aus dem sich das Protein zusammensetzt. Hier sind besonders die essenziellen Aminosäuren interessant, die wir nicht selbst synthetisieren können, aber für lebensnotwendige Prozesse benötigen. 8 von 20 Aminosäuren im System des menschlichen Organismus zählen als essenziell: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Hat ein Protein all diese acht Aminosäuren, gilt es als vollkommene Proteinquelle und hochwertig.
Die essenziellen Aminosäuren, die am wenigsten in einem Protein enthalten sind, werden als „limitierende Aminosäuren“ bezeichnet. Nach ihnen richtet sich die Menge, wie viele Proteine der Körper aus den über die Nahrung aufgenommenen Eiweißen herstellen kann. Daraus leitet sich wiederum die Qualität ab, denn alle anderen Proteine, denen eine der essenziellen Aminosäuren fehlt, können nicht verarbeitet werden. Sie sind somit zumindest für die Proteinbiosynthese, also die Herstellung körpereigener Proteine, unbrauchbar.
Ein anderer Faktor zur Bestimmung der Qualität ist der Stickstoffgehalt im Körper. Proteine sind die einzige von uns Menschen verwertbare Quelle für Stickstoff. Bei der Messung des aufgenommenen Stickstoffgehalts lassen sich deshalb Rückschlüsse auf die Proteinverwertung ziehen. Je mehr Stickstoff des aufgenommenen Eiweißes im Körper verbleibt, desto mehr Proteine hat der Körper verarbeitet und desto höher ist die Qualität der Eiweißquelle.

BIOLOGISCHE WERTIGKEIT

Um die Qualität von Proteinen anhand der genannten Faktoren zu bewerten, stehen nach heutigem Forschungsstand verschiedene Modelle zur Verfügung. Das wohl bekannteste ist die „biologische Wertigkeit“. Sie beschreibt den prozentualen Wert an Proteinen eines Lebensmittels, die der Körper vollständig verwerten kann, und wird deshalb auch gern synonym für „Proteinqualität“ verwendet. Das Hühnerei – auch Vollei genannt – dient als Basis. Alle seine Proteine können vollständig aufgenommen und verwertet werden, weshalb sein Wert 100 ist. Der Wert der meisten tierischen Eiweiße befindet sich in diesem Bereich; pflanzliche Eiweiße hingegen liegen dagegen bei einem Wert um die 70. Gemessen wird die biologische Wertigkeit anhand des Stickstoffgehalts im Körper. Genauer gesagt geht es um die vom Körper absorbierte Stickstoffmenge. Je mehr aufgenommenes Eiweiß der Körper in körpereigene Proteine umwandeln kann, desto höher sind die Qualität und somit auch die biologische Wertigkeit eines Lebensmittels. Das Aminosäureprofil spielt insofern eine Rolle, als Proteine nur dann verwertet werden können, wenn sie jeweils alle essenziellen Aminosäuren beinhalten. Fehlt auch nur eine einzige, ist das ganze Protein, wie bereits beschrieben, für die Proteinbiosynthese unbrauchbar.

AMINOSÄURENINDEX: JE HÖHER, DESTO VOLLSTÄNDIGER

Ein Beispiel hierfür ist Kollagen, dem die essenzielle Aminosäure Tryptophan fehlt. Im Gegensatz dazu hat Milcheiweiß ein vollständiges Aminosäureprofil. Es ist dem körpereigenen Protein sehr ähnlich und kann komplett verwertet werden, was es qualitativ hochwertig macht.
Noch deutlicher wird der Vergleich mit dem „Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score“ (PDCAAS, verkürzt als Aminosäureindex bezeichnet). Auf einer Skala von 0,1 bis 1,0 wird eingeordnet, wie vollständig das Aminosäureprofil eines Lebensmittels ist. Ist der Wert kleiner als 1, fehlt im Lebensmittel mindestens eine essenzielle Aminosäure. Je näher der Wert an 1 geht, desto vollständiger ist das Aminosäureprofil des jeweiligen Lebensmittels. Der PDCAAS von Whey Protein liegt bei 1,0, der von Kollagen bei 0,0. Die Eiweiße kollagenhaltiger Lebensmittel werden zwar aufgenommen, können aber nicht für die Proteinbiosynthese verwendet werden. In Bezug auf den Aufbau körpereigener Proteine hat unser Körper von kollagenem Eiweiß somit keinen Nutzen – was jedoch nicht bedeutet, dass Kollagen nicht an anderer Stelle durchaus sinnvoll für den Körper ist.

AUFWERTUNG PFLANZLICHER PROTEINE

Die beiden Modelle zur Messung der Proteinqualität haben eine Gemeinsamkeit: Sie sind sehr theoretisch und haben wenig Alltagsnähe, da sie die Qualität von nur einem Lebensmittel angeben. Für gewöhnlich ernähren wir uns jedoch vielseitig und mit mehreren Lebensmitteln gleichzeitig. Gerade also das Zusammenspiel verschiedener Nahrungsmittel spielt hier eine wichtige Rolle. Wie bereits dargestellt, haben tierische Proteine eine höhere biologische Wertigkeit als pflanzliche und dienen als ideale Grundlage zum Aufbau körpereigener Eiweiße. Doch an dieser Stelle lohnt es sich, weitere Erkenntnisse der Forschung zu betrachten, wie es der vegane Koch und Ernährungsberater Niko Rittenau in seinen Büchern und Youtube-Videos tut. Denn: Es gibt verschiedene Möglichkeiten, pflanzliche Proteine zu optimieren.

SINNVOLL KOMBINIEREN

Eine davon ist die Proteinkombination von Getreide und Hülsenfrüchten. Lebensmittel dieser beiden Kategorien beinhalten genau die essenziellen Aminosäuren, die der anderen Gattung fehlen. Sie ergänzen das jeweils andere Aminosäureprofil und erhöhen die biologische Wertigkeit auf 100. Ein Beispiel verdeutlicht das: Linsen haben Methionin, ihnen fehlt aber Lysin, was wiederum in Haferflocken enthalten ist, die jedoch kein Methionin beinhalten. Die Kombination aus Linsen und Haferflocken gibt dem Körper die Möglichkeit, die jeweils fehlenden essenziellen mit komplementären Aminosäuren zu vervollständigen und vollwertige Proteine entstehen zu lassen, die komplett verarbeitet werden können. In vielen Esskulturen finden sich Gerichte, die Getreide und Hülsenfrüchte miteinander kombinieren. Im südamerikanischen Chili sin Carne sind es Bohnen mit Mais und das Curry aus Asien beinhaltet Linsen und Reis. Mit solchen Gerichten ist der Proteinbedarf auch qualitativ gesichert.

SPEICHERMÖGLICHKEITEN

Lange ging man davon aus, die Proteinkombination müsse innerhalb einer Mahlzeit stattfinden, was jedoch widerlegt wurde: Die Forschungsergebnisse einer Studie aus dem Jahr 1994 von Vernon R. Young und Peter L. Pellett haben gezeigt, dass sich die Aminosäureketten über den ganzen Tag hinweg vervollständigen können. Speichermöglichkeiten in unserer Muskulatur machen es möglich. Dort sammeln sich jede Menge freie Aminosäuren beispielsweise aus den Haferflocken im Frühstück an. Essen wir zu einer späteren Mahlzeit einen Linsen- eintopf, kann der Körper aus diesem gespeicherten Aminosäurepool schöpfen, kombinieren und so Proteine vervollständigen. Diese Erkenntnis zeigt, dass es nicht schwer ist, auch bei einer veganen Ernährung den qualitativen Proteinbedarf sicherzustellen.

AUFWERTUNG DURCH KEIMEN

Völlig unterschätzt wird auch das Keimen von Samen. Zahlreiche Studien belegen, dass dieser Prozess dafür sorgt, dass pflanzliche Proteine deutlich aufgewertet werden. Beim Keimen entstehen jede Menge Mikronährstoffe wie Vitamin B und C, aber auch Beta-Karotin. Gleichzeitig steigt der Anteil der limitierenden Aminosäure Lysin, die sonst im Getreide fehlt. Keimen ermöglicht also auch bei einer sehr einseitigen Ernährung mit Getreide, die Proteinqualität zu sichern. Außerdem wird das Protein beim Keimen in seine einzelnen Aminosäuren zerlegt, ist quasi vorverdaut und somit wesentlich verträglicher als im rohen Zustand.
Durch bestimmte Zubereitungsformen wie Einweichen, Garen oder Kochen von Lebensmitteln unterstützen wir unseren Körper ebenfalls beim Verdauungsvorgang. Die schwer verdaulichen robusten Zellwände und Ballaststoffe in Pflanzen werden durch diese Verarbeitung verträglicher, was eine höhere Aufnahme der Proteine sicherstellt und die biologische Wertigkeit von Pflanzenproteinen erhöht.

PUI-YEE HEINE
Die Diplom-Lebensmittelchemikerin mit Schwerpunkt Qualitätsmanagement überprüft die Snackprodukte der Goodlife Company GmbH und ist dort in beratender Funktion in der Produktentwicklung tätig.
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ANJA FÖRSTER
Die ausgebildete Werbetexterin ist als Creative Copy & Strategy im Bereich Lebensmittel- und Gesundheitsmarketing verantwortlich für die redaktionellen Inhalte der Goodlife Company GmbH.
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Diesen sowie weitere Artikel findest du in der TRAINER Ausgabe 01|2022