Biologische Wertigkeit: Warum Protein nicht gleich Protein ist

Im Jahr 2013 wurden 5,6 Milliarden US-Dollar weltweit für proteinhaltige Nahrungsergänzungsmittel ausgegeben. Aber nun stehen wir vor dem riesigen Angebot an eiweißreichen Lebensmitteln und sehen vor lauter Produkten das richtige Protein nicht mehr. Und leider müssen wir dir zusätzlich mitteilen: Protein ist nicht gleich Protein.

Um Licht in die Dunkelheit zu bringen, verraten wir in diesem Beitrag, was die biologische Wertigkeit von Proteinen ist und wie du sie als Maßstab für hochwertiges Eiweiß verwenden kannst. Außerdem erklären wir den Begriff „PDCAAS“ und welche Rolle deine Verdauung dabei spielt.

Warum Proteine für uns wichtig sind

Ohne Proteine können wir nicht überleben. Das Lebenselixier sollte deshalb täglich auf unserem Speiseplan stehen. Sportler und Fitnesstreibende haben das bereits erkannt, doch bei Laien spielt der Proteinkonsum leider meist nur eine Nebenrolle.

Proteine bestehen aus einer Kette von Baustoffen, den Aminosäuren. Insgesamt gibt es 20 von ihnen, die auf unterschiedlichste Weise kombiniert werden können. Als Ergebnis entstehen Eiweiße mit unterschiedlichsten Funktionen für unseren Körper. Im Folgenden findest du eine interessante Auswahl ihrer Jobs:

• Kontraktile Proteine: Das Protein Myosin sorgt dafür, dass sich Muskeln zusammenziehen und wir unsere Muskeln spielen lassen können.
• Transportproteine: Das Hämoglobin ist ein eisenhaltiger Proteinkomplex, der Sauerstoff durch unsere Blutbahn transportiert.
• Strukturproteine: Zu ihnen gehören Elastin und Kollagen. Sie dienen als Gerüst für Gewebe und Zellen. Beide geben Bändern und Sehnen ihre Mobilität und sorgen dafür, dass du beim Sport richtig gut performst.

Damit unser Körper die lebenswichtigen Proteine herstellen kann, benötigt er Aminosäuren. Einige von den Baustoffen kann er selber herstellen. Leucin, Tryptophan, Threonin, Methionin, Valin, Isoleucin und Phenylalanin werden hingegen als essenziell bezeichnet, weil unser Körper sie nicht selber herstellen kann. 

Sie müssen dem Körper deshalb täglich über die Nahrung zur Verfügung gestellt werden. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt jeden Tag 0,8 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht aufzunehmen. Wer allerdings intensiv Sport betreibt und seine Muskeln wachsen lassen möchte, der sollte sogar bis auf 1,5 Gramm Eiweiß aufstocken.

Was häufig außer Acht gelassen wird, ist das Aminosäure Profil von den Eiweißen, die wir essen. Nehmen wir immer nur die gleiche Proteinquelle zu uns, dann decken wir womöglich nicht den gesamten Bedarf an Aminosäuren ab.

Die biologische Wertigkeit von Proteinen

Die Zusammensetzung der Aminosäuren eines Eiweißes bestimmt maßgeblich, welchen Wert das Protein für unseren Körper besitzt: Enthält es nur bestimmte Aminosäuren, oder ein breites Spektrum? Seine Bedeutung für uns ist umso größer, je vollständiger das Nahrungsprotein für die Herstellung unserer körpereigenen Proteine umgewandelt werden kann.

Die Qualität von Proteinen zeichnet sich durch ihre biologische Wertigkeit aus – Orgainic.

„Die Zusammensetzung der Aminosäuren eines Eiweißes bestimmt maßgeblich, welchen Wert das Protein für unseren Körper besitzt.“

Zur Bestimmung der Qualität eines Lebensmittels wird das Hühnereiweiß als Referenzwert herangezogen. Seine biologische Wertigkeit entspricht 100 Prozent. Besitzt das Testobjekt ein komplexeres Aminosäure Profil und wird besser als sein Konkurrent für die Herstellung körpereigener Proteine verwendet, liegt der Wert über 100. Ist das nicht der Fall, so liegt er darunter. 

Die Proteinwertigkeit gehört nicht zu den Pflichtangaben der Lebensmittelkennzeichnung. Deshalb haben wir für dich eine Tabelle mit einer Auswahl an Proteinwertigkeitsangaben erstellt.

Tablelle 1: Die biologische Wertigkeit ausgewählter Lebensmittel

Wertigkeit wird im Labor berechnet

Die Bestimmung der biologischen Wertigkeit eines Lebensmittels erfolgt im Labor und erfordert ein wenig chemisches Know-How. 

Aminosäuren enthalten ein Stickstoffatom in ihrer Aminogruppe. Durch die Verdauung von Proteinen geht der Stickstoff Verbindungen mit anderen Substanzen ein. Ein gutes Beispiel ist der Harnstoff-Stickstoff, den wir bei unserem Toilettengang ausscheiden. Laboranten können durch aufwendige Messmethoden diese Verbindung identifizieren und eine Aussage über die Proteinverdauung treffen. 

Die Bestimmung der biologischen Wertigkeit eines Lebensmittels erfolgt in drei Schritten:

• Schritt 1: Ein Versuchstier wird über einen längeren Zeitraum mit dem Test-Lebensmittel gefüttert.
• Schritt 2: Messung der verbleibende Stickstoffmenge durch den Proteinverzehr im Körper. Dazu wird der Stickstoffgehalt im Harn (UN) und im Kot der Tiere (FN) bestimmt.
• Schritt 3: Die gemessenen Werte werden in folgende Formel eingesetzt: 

Biologische Wertigkeit = Stickstoffgehalt in Nahrung (IN) minus UN minus FN geteilt durch IN minus FN

Das Maximum der biologischen Wertigkeit – die richtigen Lebensmittel

Mutter Natur hat uns nicht nur zwei bis drei eiweißreiche Nahrungsmittel beschert, sondern sie hat fast alle Lebensmittel mit unterschiedlichen Proteinen bestückt. Das bedeutet für uns, wir können Lebensmittel kombinieren, damit wir unseren Körper optimal mit Aminosäuren versorgen. Wir müssen uns nicht nur auf das Bodybuilder Protein „Vollei“ beschränken.

Die smarte Kombination von Lebensmitteln erhöht ihre biologische Wertigkeit - Orgainic. 

„Wir können Lebensmittel kombinieren, damit wir unseren Körper optimal mit Aminosäuren versorgen.“

Wenn deine Mahlzeit aus 65 Prozent Kartoffeln und 35 Prozent Vollei besteht, ergänzen sich die Aminosäuren Profile und die Wertigkeit deines Essens steigt auf 136. Ähnliches gilt für Mais und Bohnen. Alleine erzielen sie jeweils einen Wert von 72. Kombinierst du allerdings 52 Prozent Bohnen mit 48 Prozent Mais, knackst du die 100 Marke. 

Falls du jetzt voll motiviert die besten Lebensmittelpartner für dein Lieblingsessen suchst, müssen wir dich leider erstmal bremsen. Die richtige Kombination wird im Labor getestet und mit viel Glück findest du eine passende Studie. 

Du bist nicht fündig geworden? Wenn du fit in Mathematik bist, kannst du durch den Gehalt an Aminosäuren in deinem Essen den sogenannten Essential Amino Acid Index (EAA-Index) berechnen. Der Wissenschaftler Bernard L. Oser hat diese Formel entwickelt, um die biologische Wertigkeit näherungsweise zu bestimmen.

Kritik an der Messmethode 

Die Proteinwertigkeit beschreibt nur die Menge an Proteinen, die unser Körper nach dem Verzehr einbehält. Allerdings werden Studien meistens an Ratten durchgeführt und die Relation zu uns Menschen fehlt. Trotzdem bieten uns die Tiere durch ihren ähnlichen Verdauungsmechanismus eine gute Grundlage für neue Erkenntnisse.

Des Weiteren fokussieren wir unsere Nahrungsaufnahme nicht nur auf ein Lebensmittel, sondern wir kombinieren diese. Das hat Auswirkungen auf die Verdaulichkeit von unserer Nahrung und damit auch auf die Proteinverwertung. 

Das beste Beispiel für Sportler ist die Nahrungsaufnahme nach dem Sport: Wenn wir zu dem Protein vier Anteile an Kohlenhydrate geben, dann füllen wir nicht nur unsere erschöpften Energiereserven auf, sondern fördern durch die Insulinausschüttung die Verdauung und die Aufnahmen von Aminosäuren in die beanspruchten Muskeln und fühlen uns unmittelbar aufgebaut.

Der modernere Messwert: PDCAAS

Ein besserer Maßstab für die Qualität und Verwertbarkeit von Eiweißen ist der „Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score" (PDCAAS). Der Messwert bezieht neben dem Aminosäure Index auch die Verdaulichkeit von Proteinen mit ein. 

Der Score des Nahrungsmittels liegt auf einer Skala zwischen 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 körpereigene Proteine verwendet. Der Rest kann zum Beispiel direkt für die Energiegewinnung bereitgestellt werden. 

Nachfolgend findest du wertvolle Aminosäure Quellen, die gut Verdaulich sind und deinen Körper beim Aufbau von Proteinen unterstützen. Lebensmittel mit einem hohen Score solltest du täglich in deine Mahlzeiten einbauen, um ausreichend mit Aminosäuren versorgt zu sein. Schließlich benötigen starke Muskeln ordentliches Baumaterial.

Tabelle 2: PDCAAS ausgewählter Lebensmittel

So wird der PDCAAS berechnet:

Smarter Lebensmittel kombinieren für hochwertiges Protein

Eiweiße sind wichtig, aber die smarte Kombination von Lebensmitteln sorgt für ein vollständig abgedecktes Aminosäure Spektrum. Der Nährstoff besteht aus Aminosäuren, die unser Körper zum Aufbau eigener Proteine verwendet. Sie besitzen zahlreiche Funktionen, die uns leistungsfähig halten.

Wie wichtig Lebensmittel für unseren Körper sind, wird durch die biologische Wertigkeit und den PDCAAS beschrieben. Während die Proteinwertigkeit nur die prozentuale Aufnahme von Aminosäuren in unseren Körper beschreibt, analysiert der PDCAAS zusätzlich das Aminosäure Profil und die Verdaulichkeit von Lebensmitteln. Letzterer wird deshalb häufiger zur Beschreibung der Proteinqualität verwendet. 

Beide Maßstäbe sind wichtig, um vollwertiges Eiweiß zu konsumieren und ein breites Aminosäure Spektrum abzudecken. Schließlich braucht ein kräftiger Muskel viel Baumaterial zum Wachsen. 

Lesetipp: Du möchtest deinem Lebensmittelkonsum ein Upgrade gönnen und dich besser ernähren? Dann ließ unseren Blogbeitrag „Bio Nahrungsergänzungsmittel – Der nachhaltige Guide für deine Ernährung“, um die richtigen Produkte für dich zu finden.

Titelbild von Malidate Van. Weitere Bilder von Pixabay.