Qualität pflanzlicher Eiweißquellen am Beispiel ausgewählter Hülsenfrüchte unter Berücksichtigung der Gesundheitseffekte
©2002
Diplomarbeit
71 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Einleitung:
Die Ernährung dient heutzutage nicht nur dem Aufbau, der Erhaltung und Fortpflanzung eines Lebewesens, sondern wird zunehmend als wirksamer Bestandteil zur Prävention von Zivilisationskrankheiten gesehen. Die Hauptnährstoffe Proteine, Fette und Kohlenhydrate sind existentiell für die Ernährung.
In der westlichen Zivilisation wird die Proteinversorgung bei weitem überschritten. Ursache ist der teilweise übermäßige Fleischkonsum, der längerfristig für einige Zivilisationskrankheiten wie Herzinfarkt, Gicht oder Fettsucht mitverantwortlich ist. Deshalb gewinnen pflanzliche Proteinquellen in der Ernährung immer mehr an Bedeutung. In den Entwicklungsländern werden zwar pflanzliche Eiweißquellen wie Getreide verwendet, jedoch ist die Proteinversorgung aufgrund mangelnder Qualität der Eiweiße teilweise unzureichend.
Gang der Untersuchung:
Diese Diplomarbeit soll einen Einblick in die Qualität pflanzlicher Eiweißquellen am Beispiel ausgewählter Hülsenfrüchte geben. Dabei werden zu Anfang Methoden zur Bestimmung der Eiweißqualität vorgestellt. Hier wird auf den von der FAO/WHO eingeführten "Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score" besonders eingegangen.
Des Weiteren werden Faktoren vorgestellt, die Einfluß auf die Qualität der Eiweiße haben können. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Vorstellung der pflanzlichen Proteinquellen, insbesondere der Sojabohne. Hier öffnet sich ein breites Feld von Möglichkeiten, welche die Sojabohne und daraus hergestellte Produkte betreffen. Diese beinhalten neben den hervorragenden technologischen Eigenschaften auch die Anwendungsbereiche und die Verwendung als Säuglingsnahrung. Hierbei wird auch eine mögliche Anreicherung mit Aminosäuren und das Allergiepotential der Sojabohne beleuchtet.
Weitere wichtige pflanzliche Eiweißquellen wie Ackerbohnen, Gemüseerbsen, Kichererbsen sowie Lupinen werden vorgestellt und charakterisiert.
Schließlich werden noch gesundheitliche Aspekte durch den Verzehr pflanzlicher Proteine betrachtet. Dabei stehen zum einen die Phytoöstrogene, zu denen die Isoflavone zählen und zum anderen der Bowman-Birk-Inhibitor im Vordergrund. Die vielfältigen Wirkungen dieser beiden Substanzen werden im letzten Kapitel aufgezeigt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
AbkürzungsverzeichnisI
AbbildungsverzeichnisII
TabellenverzeichnisIII
1.Einleitung1
2.Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden2
2.1Begriff und Notwendigkeit2
2.2Bewertung der […]
Die Ernährung dient heutzutage nicht nur dem Aufbau, der Erhaltung und Fortpflanzung eines Lebewesens, sondern wird zunehmend als wirksamer Bestandteil zur Prävention von Zivilisationskrankheiten gesehen. Die Hauptnährstoffe Proteine, Fette und Kohlenhydrate sind existentiell für die Ernährung.
In der westlichen Zivilisation wird die Proteinversorgung bei weitem überschritten. Ursache ist der teilweise übermäßige Fleischkonsum, der längerfristig für einige Zivilisationskrankheiten wie Herzinfarkt, Gicht oder Fettsucht mitverantwortlich ist. Deshalb gewinnen pflanzliche Proteinquellen in der Ernährung immer mehr an Bedeutung. In den Entwicklungsländern werden zwar pflanzliche Eiweißquellen wie Getreide verwendet, jedoch ist die Proteinversorgung aufgrund mangelnder Qualität der Eiweiße teilweise unzureichend.
Gang der Untersuchung:
Diese Diplomarbeit soll einen Einblick in die Qualität pflanzlicher Eiweißquellen am Beispiel ausgewählter Hülsenfrüchte geben. Dabei werden zu Anfang Methoden zur Bestimmung der Eiweißqualität vorgestellt. Hier wird auf den von der FAO/WHO eingeführten "Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score" besonders eingegangen.
Des Weiteren werden Faktoren vorgestellt, die Einfluß auf die Qualität der Eiweiße haben können. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Vorstellung der pflanzlichen Proteinquellen, insbesondere der Sojabohne. Hier öffnet sich ein breites Feld von Möglichkeiten, welche die Sojabohne und daraus hergestellte Produkte betreffen. Diese beinhalten neben den hervorragenden technologischen Eigenschaften auch die Anwendungsbereiche und die Verwendung als Säuglingsnahrung. Hierbei wird auch eine mögliche Anreicherung mit Aminosäuren und das Allergiepotential der Sojabohne beleuchtet.
Weitere wichtige pflanzliche Eiweißquellen wie Ackerbohnen, Gemüseerbsen, Kichererbsen sowie Lupinen werden vorgestellt und charakterisiert.
Schließlich werden noch gesundheitliche Aspekte durch den Verzehr pflanzlicher Proteine betrachtet. Dabei stehen zum einen die Phytoöstrogene, zu denen die Isoflavone zählen und zum anderen der Bowman-Birk-Inhibitor im Vordergrund. Die vielfältigen Wirkungen dieser beiden Substanzen werden im letzten Kapitel aufgezeigt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
AbkürzungsverzeichnisI
AbbildungsverzeichnisII
TabellenverzeichnisIII
1.Einleitung1
2.Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden2
2.1Begriff und Notwendigkeit2
2.2Bewertung der […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 6303
Besler, Anja Kristin: Qualität pflanzlicher Eiweißquellen am Beispiel ausgewählter
Hülsenfrüchte unter Berücksichtigung der Gesundheitseffekte
Hamburg: Diplomica GmbH, 2003
Zugl.: Kiel, Universität, Diplomarbeit, 2002
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2003
Printed in Germany
Inhaltsverzeichnis Seite
Abkürzungsverzeichnis I
Abbildungsverzeichnis II
Tabellenverzeichnis III
1 Einleitung
1
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
2
2.1 Begriff und Notwendigkeit
2
2.2 Bewertung der Nahrungseiweiße
3
2.2.1 Überblick herkömmlicher Methoden
3
2.2.2 Der PDCAAS
6
2.3 Problembereiche
8
3 Faktoren, die die Eiweißqualität beeinflussen können
10
3.1 Aminosäurenzusammensetzung, -verfügbarkeit und verdaulichkeit 10
3.2 Lebensmittelbehandlung und verarbeitung
13
3.3 Unerwünschte Stoffe
15
4 Sojabohnen als wichtige pflanzliche Eiweißquellen
19
4.1 Ernährungsphysiologische Qualität des Sojaeiweißes im Vergleich mit
anderen Eiweißquellen
19
4.2 Herstellung und technologische Eigenschaften von Sojaproteinprodukten
24
4.2.1 Sojamehl und grieß
25
4.2.2 Sojaproteinkonzentrat und isolat
26
4.2.3 Texturierte Sojaproteinprodukte
28
4.3 Anwendungsbereiche der verschiedenen Sojaproteinprodukte
29
4.4 Säuglingsnahrung auf Sojabasis
31
5 Weitere bedeutende pflanzliche Eiweißquellen
34
5.1 Ackerbohnen
34
5.2 Gemüseerbsen
39
5.3 Kichererbsen
41
5.4 Lupinen
42
6 Gesundheitlicher Nutzen durch Verzehr pflanzlicher Eiweißquellen
49
6.1 Einflüsse der Isoflavone
49
6.2 Der Bowman-Birk-Inhibitor als Antikarzinogen
51
7 Schlußbetrachtung und Ausblick
53
8
Summary
55
Literaturverzeichnis IV
Anhang
VIII
Abkürzungsverzeichnis
I
Abkürzungsverzeichnis
AS Aminosäuren
Cys Cystin
His Histidin
Ile Isoleucin
Lys Lysin
Met Methionin
Phe Phenylalanin
Thr Threonin
Trp Tryptophan
Tyr Tyrosin
Val Valin
BBI Bowman-Birk-Inhibitor
BW Biologische
Wertigkeit
DNA
Desoxyribo Nucleic Acid
ess. Essentiell
FAO
Food & Agriculture Organization
Konz. Konzentrat
KTI Kunitz-Trypsin-Inhibitor
MG Molekulargewicht
N Stickstoff
NPU
Netto Protein Utilization
o.S. ohne
Seite
o.V. ohne
Verfasser
PDCAAS
Protein Digestibility Amino Acid Score
PER
Protein Efficienty Ratio
ppm
parts per million
Prot. Protein
USDA
United States Department of Agriculture
WHO
World Health Organization
WV Wahre
Verdaulichkeit
Abbildungsverzeichnis
II
Abbildungsverzeichnis
Seite
Abbildung 1: Biologische Wertigkeit und Netto Protein Utilization
4
Abbildung 2: Faeces-Bilanz-Methode
4
Abbildung 3: Verfahrensschema der Süßlupinenverarbeitung
47
Diagramm 1: Proteinverteilung der Hülsenfrüchte in % auf die OSBORNE-
Fraktionen 20
Tabellenverzeichnis
III
Tabellenverzeichnis Seite
Tab. 1: Aminosäurebedarfswerte bei verschiedenen Altersgruppen
2
Tab. 2: Überblick der wichtigsten essentiellen Aminosäuren in
verschiedenen Eiweißquellen
10
Tab. 3: Wahre Verdaulichkeit in % von Proteinen und Aminosäuren in
verschiedenen Lebensmitteln
12
Tab. 4: Antinutritive Faktoren in Hülsenfrüchten: Samen und daraus
hergestellte Proteinisolate
18
Tab. 5: Essentielle Aminosäuren verschiedener Proteinquellen und
menschlicher Bedarf
21
Tab. 6: Proteingehalt (N*6,25), Wahre Verdaulichkeit (WV in %),
Aminosäurescore (AAS) und PDCAAS von ausgewälten
Lebensmitteln
22
Tab. 7: PDCAAS für einige Proteinmischungen (50:50 Proteinbasis)
23
Tab. 8: Typische Zusammensetzung der Sojaproteinprodukte
27
Tab. 9: Aminosäurenzusammensetzung der Sojaproteinprodukte
28
Tab. 10: Zusammensetzung und PER-Wert verschiedener pflanzlicher
Proteinquellen
34
Tab. 11: Aminosäurenzusammensetzung der Ackerbohnenprodukte
36
Tab. 12: Aminosäurenzusammensetzung der Ackerbohnengerichte im
Vergleich mit rohen Ackerbohnen und Vollei
38
Tab. 13: Chemische Zusammensetzung der Lupinenarten
43
Tab. 14: Essentielle Aminosäuren der Lupinenarten
44
1 Einleitung
1
1 Einleitung
Die Ernährung dient heutzutage nicht nur dem Aufbau, der Erhaltung und Fort-
pflanzung eines Lebewesens, sondern wird zunehmend als wirksamer Bestandteil
zur Prävention von Zivilisationskrankheiten gesehen. Die Hauptnährstoffe Protei-
ne, Fette und Kohlenhydrate sind existentiell für die Ernährung.
In der westlichen Zivilisation wird die Proteinversorgung bei weitem überschrit-
ten. Ursache ist der teilweise übermäßige Fleischkonsum, der längerfristig für
einige Zivilisationskrankheiten wie Herzinfarkt, Gicht oder Fettsucht mitverant-
wortlich ist. Deshalb gewinnen pflanzliche Proteinquellen in der Ernährung im-
mer mehr an Bedeutung. In den Entwicklungsländern werden zwar pflanzliche
Eiweißquellen wie Getreide verwendet, jedoch ist die Proteinversorgung aufgrund
mangelnder Qualität der Eiweiße teilweise unzureichend.
Diese Diplomarbeit soll einen Einblick in die Qualität pflanzlicher Eiweißquellen
am Beispiel ausgewählter Hülsenfrüchte geben. Dabei werden zu Anfang Metho-
den zur Bestimmung der Eiweißqualität vorgestellt. Hier wird auf den von der
FAO/WHO eingeführten ´Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score` be-
sonders eingegangen.
Des Weiteren werden Faktoren vorgestellt, die Einfluß auf die Qualität der Eiwei-
ße haben können. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der Vorstellung der
pflanzlichen Proteinquellen, insbesondere der Sojabohne. Hier öffnet sich ein
breites Feld von Möglichkeiten, welche die Sojabohne und daraus hergestellte
Produkte betreffen. Diese beinhalten neben den hervorragenden technologischen
Eigenschaften auch die Anwendungsbereiche und die Verwendung als Säuglings-
nahrung. Hierbei wird auch eine mögliche Anreicherung mit Aminosäuren und
das Allergiepotential der Sojabohne beleuchtet.
Weitere wichtige pflanzliche Eiweißquellen wie Ackerbohnen, Gemüseerbsen,
Kichererbsen sowie Lupinen werden vorgestellt und charakterisiert.
Schließlich werden noch gesundheitliche Aspekte durch den Verzehr pflanzlicher
Proteine betrachtet. Dabei stehen zum einen die Phytoöstrogene, zu denen die
Isoflavone zählen und zum anderen der Bowman-Birk-Inhibitor im Vordergrund.
Die vielfältigen Wirkungen dieser beiden Substanzen werden im letzten Kapitel
aufgezeigt.
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
2
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
2.1 Begriff und Notwendigkeit
Die in der Nahrung enthaltenen Eiweiße oder Proteine ( griech. Proton = das Ers-
te, Wichtigste) liefern dem Organismus lebenswichtige Bausteine, die Aminosäu-
ren. Aus ihnen werden körpereigene Eiweiße aufgebaut, die als Grundstoffe für
Muskeln, Haut, Enzyme, Hormone, und während der Wachstumsphase benötigt
werden. Die Eiweißqualität hängt von der Aminosäurenzusammensetzung und
deren physiologischen Verfügbarkeit, d.h. der Verwendung der Aminosäuren
nach Verdauung und Absorption im Stoffwechsel ab (Friedman, 1996, S. 281).
Proteine guter Qualität enthalten essentielle Aminosäuren in Mengen, die dem
menschlichen Bedarf sehr nahe kommen. Dieser Bedarf variiert mit Alter, physio-
logischer Kondition und Gesundheitszustand.
Tabelle 1: Aminosäuren-Bedarfswerte bei verschiedenen Altersgruppen (mg/g
Rohprotein)
Aminosäure
Bedarfsschätzungen
Säuglinge
Vorschulkind Schulkind Erwachsener
2-5 Jahre 10-12 J.
Histidin
26
19
19
16
Isoleucin
46
28
28
13
Leucin
93
66
44
19
Lysin
66
58
44
16
Meth+Cys
42
25
22
17
Phe+Tyr
72
63
22
19
Threonin
43
34
28
9
Tryptophan
17
11
9
5
Quelle: Auszug aus Tab. 7, FAO/WHO-Bericht, 1989
Aus mehreren Gründen ist es notwendig, die Qualität eines Nahrungseiweißes zu
bestimmen. Die Bewertung der Effektivität, mit welcher eine Proteinquelle den
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
3
menschlichen Bedarf decken kann, hat auch Auswirkungen auf den kommerziel-
len Wert sowie auf Kosten und Verfügbarkeit eines Proteinproduktes, indem zum
Beispiel der Konsum von Nahrung mit hohem Gesundheitswert angeregt wird
(FAO/WHO, 1989, S. 5).
Mit wachsender Weltbevölkerung steigen auch die Nachfrage bzw. Produktion
und Handel mit Proteinprodukten (FAO/WHO, 1989, S. 5). Jedoch darf die Quali-
tätsbestimmung nicht nur auf Entwicklungsländer beschränkt sein, in denen die
Eiweißversorgung teilweise noch sehr knapp ist. Hier sind kostengünstige und
einfache Methoden anzuwenden. Bei uns ist es für manche Personengruppen, z.B.
Säuglinge und Kleinkinder, Kranke und Rekonvaleszente aber auch Hochleis-
tungssportler wichtig, hochwertiges Eiweiß aufzunehmen (Erbersdobler, 1992, S.
246).
Schon zu Anfang dieses Jahrhunderts gab es Bemühungen, möglichst genaue
Techniken zur Bestimmung der Eiweißqualität zu entwickeln (Friedman, 1996, S.
282). Im folgenden werden die bekanntesten Methoden besprochen.
2.2 Bewertung der Nahrungseiweiße
2.2.1 Überblick herkömmlicher Methoden
Es gibt eine Reihe von Bewertungsmethoden, die über mehrere Jahre in Gebrauch
waren. Entwickelt wurden diese, als es noch keine Informationen über den
menschlichen Bedarf an Aminosäuren gab. Sie galten als sicher, obwohl die Er-
gebnisse dieser Methoden den menschlichen Bedarf nicht genau widerspiegelten,
denn sie basieren auf Rattenversuchen (FAO/WHO, 1989, S. 5). Zu den älteren
Methoden gehören die sogenannten Bilanzversuche, wie die ´Biologische Wertig-
keit`(BW), die angibt, wieviel g Körpereiweiß aus dem Anteil an zugeführtem
Protein (Stickstoff) aufgebaut werden kann. Die BW bezieht sich auf das verdau-
liche oder resorbierte Protein. Ähnlich funktioniert die ´Netto Protein Utilizati-
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
4
on`
1
(NPU), die jedoch die gesamte Proteinzufuhr berücksichtigt. Die NPU ist eine
Kombination von BW und Proteinverdaulichkeit. Bei den genannten Methoden
müssen außer den aufgenommenen Proteinen auch endogene stickstoffhaltige
Verbindungen, wie Verdauungssekrete, berücksichtigt werden (Erbersdobler,
1992, S. 243).
Abb. 1: BW und NPU
BW = N-Aufnahme (N
Faeces
N
F.endogen
) (N
Urin
N
U.endogen
) / Aufnahme an
verdaulichem N
NPU = N-Aufnahme (N
Faeces
N
F.endogen
) (N
Urin
N
U.endogen
) / N-Aufnahme
Quelle: Erbersdobler, 1992, S. 243
Im FAO/WHO-Bericht wird die Bestimmung der Proteinverdaulichkeit mit der
Faeces-Methode in vivo beschrieben. Dabei wird die Stickstoffausscheidung von
der Stickstoffaufnahme abgezogen und der Wert in Prozent angegeben. Man er-
hält die ´scheinbare Verdaulichkeit` (bezogen auf Rohprotein), die sich mit geän-
derter Proteinmenge in der Nahrung ebenfalls ändert. Zur Bestimmung der
´Wahren Verdaulichkeit` muß der Wert für die fäkale Stickstoffmenge korrigiert
werden, wenn entweder eine proteinfreie Diät aufgenommen wird, oder die Nah-
rung hochverdauliches Eiweiß enthält, um dem Verlust an Körperproteinen vor-
zubeugen (FAO/WHO, 1989, S. 26). Die wahre Verdaulichkeit ist unabhängig
von der Konzentration des Proteins (Friedman, 1996, S. 288). Die Aminosäure-
verdaulichkeit wird im allgemeinen nach der Faeces-Bilanzmethode bestimmt, die
sich analog zur wahren Verdaulichkeit ergibt:
Abbildung 2: Faeces-Bilanzmethode
Aminosäureaufnahme (Aminosäureausscheidung stoffwechselbedingter Ver-
lust bei proteinfreier Diät)
Quelle: selbst erstellt
1
Utilization: engl. Verwendung, Nutzung
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
5
Seit 1919 gibt es die ´Protein Efficiency Ratio` (PER), sie mißt die Gewichtszu-
nahme in Relation zur Proteinaufnahme. Hierbei wird das Wachstum junger Rat-
ten herangezogen ( FAO/WHO, 1989, S. 4).
PER = g Gewichtszunahme / g Proteinaufnahme
In den USA war die PER in der Ernährungsindustrie als Standardmethode zur
Proteinbewertung vorgeschrieben. In Deutschland wurden neben der PER auch
die BW anerkannt ( Erbersdobler, 1992, S. 243; FAO/WHO, 1989, S. 4).
Die schnell wachsenden Ratten haben einen erhöhten Bedarf an essentiellen Ami-
nosäuren, der nicht dem des Menschen entspricht. Dies gilt z.B. für die schwefel-
haltigen Aminosäuren Methionin und Cystein. Folglich werden einige pflanzliche
Proteine mit niedrigem Methionin- und Cysteingehalt unterbewertet, während
tierische Proteine eine überhöhte Bewertung durch die PER erhalten.
Deshalb wurde die PER von der Industrie als zunehmend unangemessen angese-
hen, auch weil die Tests sehr viel Zeit in Anspruch nehmen und für Proteine nied-
riger Qualität unzuverlässig sind ( Friedman, 1996, S. 283).
Notwendigerweise suchten Experten nach alternativen Verfahren, die direkt auf
die Bedürfnisse des Menschen bzw. die Humanernährung anwendbar sind (Y-
oung und Pellet, 1994, S.1205S). Betrachtet werden sollte der Aminosäuregehalt
eines Nahrungsproteins mit Berücksichtigung der Bioverfügbarkeit im Vergleich
mit dem menschlichen Bedarf an Aminosäuren (FAO/WHO, 1989, S. 8). Dieses
Konzept wurde von der ´joint FAO/WHO expert consultation on protein quality
evaluation` übernommen und basiert auf einen Amino Acid Score (= Kerbe, Mar-
ke, Wert). Dieser ist definiert als die Konzentration der limitierenden Aminosäure
im Nahrungsprotein im Verhältnis zur Konzentration der gleichen Aminosäure in
einem Referenzprotein, ausgedrückt in Prozent. Hier wurde erst das Eiprotein als
Vergleich genommen. Später stellte sich heraus, dass die hohen Mengen an essen-
tiellen Aminosäuren im Eiprotein zu einer Unterbewertung vieler Proteine in der
Humanernährung führten. Daher wurde über den Gebrauch von menschlichen
Bedarfswerten als Bezug diskutiert (Young und Pellet, 1994, S. 1205S). Die Wei-
terentwicklung führte schließlich zur Protein Digestibility Corrected Amino Acid
Score Methode, frei übersetzt ,,Aminosäurescore für den Menschen kombiniert
mit der ,,Wahren Verdaulichkeit" des entsprechenden Proteins". Die Ergebnisse
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
6
dieser Überlegungen wurden in einem umfangreichen (66 Seiten) Report der
FAO/WHO 1990 in Rom veröffentlicht.
2.2.2 Der Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score
In dem obengenannten Report werden Empfehlungen zur Aminosäureanalyse
gegeben, die z.B. die Hydrolyse der Proteine betreffen. Hierbei wird zwischen der
Säurehydrolyse für nicht oxidierte Proteine (anwendbar für alle Aminosäuren au-
ßer Tryptophan, Methionin und Cystin) und der für oxidierte Proteine (für Methi-
onin und Cystin) unterschieden. Die alkalische Hydrolyse wird zur Bestimmung
von Tryptophan verwendet, da diese Aminosäure bei der Säurehydrolyse zerstört
wird. Die Ergebnisse werden in mg AS/g N angegeben oder bezogen auf Gesamt-
protein als mg AS/g Protein mit dem Umrechnungsfaktor 6,25 (FAO/WHO, 1989,
S. 18ff.). Für die Entwicklung des neuen Systems des Protein Digestibility
Corrected Amino Acid Score (PDCAAS) ist es neben der Kenntnis über den
Gehalt an essentiellen Aminosäuren außerdem erforderlich, die Protein-
verdaulichkeit zu bestimmen, da es hier Unterschiede aufgrund der verschiedenen
Proteinquellen gibt (Young und Pellet, 1994, S. 1206S). Hierzu werden Verfahren
sowohl in vitro als auch in vivo erörtert (FAO/WHO, 1989, S. 26ff.). Dabei haben
die vergleichenden Untersuchungen zwischen Menschen und Ratten eine gute
Übereinstimmung gezeigt. Die Rattenmethode ist geeignet für die Voraussage von
menschlicher Proteinverdaulichkeit, da die Unterschiede bei nicht mehr als 5%
liegen (Erbersdobler, 1992, S. 244; FAO/WHO, 1989, S. 31).
Als Referenzwerte für das Aminosäuremuster werden die Bedarfswerte für Kinder
im Vorschulalter von 2-5 Jahren vorgeschlagen. Diese gelten als zuverlässig und
sollten für alle Altersgruppen außer Säuglingen angewendet werden. Für die
Gruppe der unter 1 jährigen Kinder wird das Aminosäuremuster der Frauenmilch
herangezogen ( FAO/WHO, 1989, S. 21).
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
7
Zur Berechnung des PDCAAS werden folgende Teilschritte durchgeführt:
-
Analyse der Hauptnährstoffe (Eiweiß, Fett, Kohlehydrate), Wasser, Ballast-
stoffe, Stickstoffgehalt
-
Proteinberechnung mit Faktor N*6,25
-
Analyse der essentiellen Aminosäuren
-
Berechnung des Aminosäure-Scores (unkorrigiert): mg limitierenden Amino-
säure in 1g Testprotein / mg der gleichen Aminosäure in 1g Referenzprotein
-
Bestimmung der Proteinverdaulichkeit: experimentell für neuartige Lebens-
mittel, sonst Werte vom Rattenversuch aus Tabellen ablesen
-
PDCAAS = Aminosäure-Score * Wahre Proteinverdaulichkeit
Quelle: FAO/WHO, 1989, S. 35
Diese Berechnung ist nicht auf Einzel-Lebensmittel beschränkt, sondern auch für
gemischte Proteine anwendbar, aber bei unterschiedlichen Mischverhältnissen
werden Durchschnittswerte angegeben.
Der höchste PDCAAS, der erreicht werden kann, beträgt 1,0. Das bedeutet, dass
nach der Verdauung des Nahrungsproteins pro Einheit Protein 100% oder mehr
der essentiellen Aminosäure geliefert wird, die ein 2-5jähriges Kind benötigen
würde.
Die PDCAAS-Methode ist ein einfaches aber wissenschaftliches Verfahren zur
routinemäßigen Proteinbewertung. Preisgünstig ist es gerade dann, wenn genaue
Daten über die Proteinverdaulichkeit vorliegen. Die Methode gibt Auskunft über
die limitierende Aminosäure in einer Proteinquelle und das mögliche Ergän-
zungspotential. Die limitierende Aminosäure ist in geringer Menge vorhanden und
begrenzt somit die Biologische Wertigkeit des Proteins. Neben diesen Vorteilen
dürfen diskutierte Kritikpunkte nicht vernachlässigt werden.
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
8
2.3 Problembereiche
Seitdem der PDCAAS in der Routine angewendet wird, werden auch Fragen hin-
sichtlich der Gültigkeit diskutiert. Diese betreffen in erster Linie die Diskrepanz
zwischen Aminosäure-Score und den Nährwert bei Proteinen, die antinutritive
Stoffe enthalten (Phytinsäure, Hämagglutinine, Proteininhibitoren, u.a.)
(FAO/WHO, 1989, S. 38). Diese Faktoren (ausführliche Beschreibung später)
können natürlich vorkommen oder während des Erhitzungsprozesses entstehen.
Die natürlich vorkommenden können die Nährstoffausnutzung ungünstig beein-
flussen und zu einer Wachstumsunterdrückung bei Tieren beitragen.
Verarbeitungsprozesse werden angewendet, um diese Stoffe zu deaktivieren. Je-
doch entstehen hierbei sogenannte Maillardverbindungen, oxidierte Formen von
schwefelhaltigen Aminosäuren, D-Aminosäuren und gebundene Peptidketten (Ly-
sinoalanin). Dies führt zu einer niedrigeren Aminosäureverfügbarkeit und damit
auch zu einer geringeren Proteinqualität. Der PDCAAS überbewertet die Protein-
quellen, die derartige Stoffe enthalten, die Methode kann auch nicht zwischen der
D-Form und der L-Form einer Aminosäure unterscheiden. Um das Problem in der
Humanernährung zu lösen, bedarf es einiger Spezialanalysen (Sarwar, 1997, S.
758ff). Das Problem wird auch im FAO/WHO-Bericht angesprochen, jedoch wird
die Scoring-Methode als ausreichend empfunden (FAO/WHO, 1989, S. 38).
Ein weiterer Kritikpunkt dieser Methode ist die Unfähigkeit, die zusätzliche Qua-
lität von Proteinen zu beurteilen, die einen höheren Score haben als das Referenz-
protein, wie z.B. Ei-, Fisch- Milch- und Fleischprotein. Ein PDCAAS-Wert über
1,0 wird abgerundet. Hinzuzufügen ist auch die Annahme durch den PDCAAS,
dass Proteine mit zugesetzten (supplementierten) Aminosäuren eine vollständige
Qualität besitzen. Dies ist jedoch in Bezug auf Proteine niedriger Qualität nicht
richtig. Eine Ungenauigkeit besteht auch hinsichtlich der Qualitätsbewertung von
Proteinen mit mehr als einer limitierenden Aminosäure, da die Bioverfügbarkeit
der einzelnen Aminosäuren nicht berücksichtigt wird. Diese kann aber niedriger
sein als die Proteinverdaulichkeit im gleichen Produkt (Sarwar, 1997, S. 758ff).
Eine genaue Aminosäureanalyse unter Einbeziehung der Verfügbarkeit sollte die
Scoring-Methode ergänzen.
2 Bedeutung der Eiweißqualität und Bestimmungsmethoden
9
Trotz der angesprochenen Problembereiche wird die Methode zum gegenwärtigen
Zeitpunkt in der Routine angewendet und auch in der vorliegenden Arbeit immer
wieder erwähnt.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2002
- ISBN (eBook)
- 9783832463038
- ISBN (Paperback)
- 9783838663036
- DOI
- 10.3239/9783832463038
- Dateigröße
- 1.2 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Christian-Albrechts-Universität Kiel – unbekannt
- Erscheinungsdatum
- 2003 (Januar)
- Note
- 1,7
- Schlagworte
- sojabohne eiweißbestimmung ackerbohnen lupine isoflavone
