Von „gutem“ und „schlechtem“ Eiweiß: Aminosäureprofile

Yuuu! Fassen wir nochmals ein paar ausgewählte Aspekte meines Grundlagenartikels zu Proteinen zusammen:

  • Eiweißmoleküle sind lange Ketten aneinandergereihter Aminosäuren.
  • Im menschlichen Körper treten 21 verschiedene Aminosäuren auf, die nach Bauplan unserer RNA zu Eiweißen „zusammengesteckt“ werden. Acht davon sind essentiell, d.h. unser Körper kann sie nicht selbst herstellen.
  • Nehmen wir Proteine über unsere Ernährung zu uns, werden diese von unserer Verdauung in ihre Aminosäurebestandteile zerlegt. Der Körper kann die einzelnen Aminosäuren dann nach eigenem Bedarf wieder aneinanderketten.

In diesem Artikel mag ich nun noch mehr dazu schreiben, wie unser Körper Eiweiße verwertet, was bitte „pflanzliches Eiweiß“ und was „tierliches Eiweiß“ ist, warum verschiedene Eiweiße eine unterschiedliche „Qualität“ haben und wie wir mit diesem Wissen unsere Ernährung gestalten können.

Unsere Aminosäuren: Ein Überblick

Bloß, damit wir die Namen einmal gehört haben: Die acht essentiellen Aminosäuren heißen Isoleucin, Leucin, Lysin, Phenylalanin, Methionin, Valin, Threonin und Tryptophan.

Zwei weitere Aminosäuren werden vom Körper eines erwachsenen Menschen aus anderen Aminosäuren synthetisiert, nämlich Cystein aus Methionin und Tyrosin aus Phenylalanin. Bei Angaben zu unserem Nährwertbedarf fasst man diese Paare deshalb in der Regel zusammen. Bei Kindern findet eine solche Umwandlung noch nicht statt, weshalb Cystein und Tyrosin für Kinder und Schwangere nochmal separate essentielle Aminosäuren sind. Das gilt auch für Histidin.

Darüber hinaus gibt es Stoffwechselerkrankungen, die verhindern, dass eine nicht-essentielle Aminosäure selbst hergestellt werden kann. In einer solchen Situation ist man hier ebenfalls auf eine Zufuhr über die Ernährung angewiesen.

Die nicht-essentiellen Aminosäuren heißen Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Prolin, Serin, Selenocystein und eben Cystein, Histidin, Tyrosin. Unser Körper kann sie selbst synthetisieren, weshalb sie bei der Planung unseres Essens keine besondere Rolle spielen. Aber auch sie nehmen wir automatisch über unsere Ernährung auf — und das nicht ohne Nutzen, schließlich erspart das unserem Körper den Aufwand.

Die Proteinproduktionsmaschinerie

Die Verwertung von Aminosäuren kann man mit Hilfe von Fertigungsprozessen veranschaulichen: Ich möchte Stühle herstellen. Für jeden Stuhl brauche ich 4 Beine, 2 Armlehnen, 1 Sitzpolster und 1 Rückenlehne. Wenn ich 10 Beine, 7 Armlehnen, 2 Sitzpolster und 2 Rückenlehnen verfügbar habe, kann ich daraus 2 Stühle herstellen und mir bleiben 2 Beine und 3 Armlehnen übrig. Obwohl ich noch Material habe, kann ich damit nichts mehr anfangen.

Ebenso ist das in unserem Körper: Statt eines Stuhls will er Eiweiße herstellen. Seine Bauteile — Beine, Lehnen und Polster — sind die Aminosäuren. Wenn diese im richtigen Verhältnis vorliegen, kann er sie zu einem Protein zusammenfügen. Ist eine Aminosäure im Überschuss vorhanden (wie oben z.B. die Beine), kann sie nicht weiter verwertet werden. Oder, umgekehrt formuliert: Ist eine Aminosäure nicht ausreichend vorhanden (wie z.B. das Sitzpolster), so stoppt die Produktion.

Eine solche Aminosäure, die die weitere Bildung von Proteinen stoppt, bezeichnet mensch als limitierend. Sie spielt eine ganz besondere Rolle, da sie bestimmt, wieviel des aufgenommenen Eiweißes wir überhaupt verwerten können.

Die biologische Wertigkeit

Wir können jetzt davon sprechen, dass das Protein eines Lebensmittels eine bestimmte Qualität besitzt — je nachdem, wie groß der Anteil des verwertbaren Eiweißes ist. Diese Qualität nennt man die biologische Wertigkeit, sie ist eine Prozentzahl zwischen 0 und 100. Von einem Lebensmittel mit einem Eiweißgehalt von 10 Gramm und einer biologischen Wertigkeit von 80 können wir 8 Gramm Eiweiß verwerten.

Weit öfter noch wird der Chemical Score verwendet. Hier wird einem Produkt (oft Hühnereieiweiß) als Referenzwert der Score 100 zugeschrieben. Für andere Lebensmittel wird dann die limitierende Aminosäure und ihr Gehalt ermittelt und mit dem Gehalt dieser Aminosäure im Hühnereieiweiß in Relation gesetzt. Dieser Score kann über 100 liegen.

Menschen haben sich neben der Wertigkeit und dem Chemical Score noch weitere Wertesysteme ausgedacht, um Eiweißqualität zu beurteilen. Je nachdem, welches Maß man verwendet, gibt es kleine Unterschiede, wie gut oder schlecht ein Lebensmittel abschneidet.

Ein großes Gewusel! Nachdem ich außerdem zu den hier von mir erwähnten vorgestellten Varianten in unterschiedlichen Quellen ganz unterschiedliche Beschreibungen gefunden habe, habe ich mein Interesse an einem präzisen Verständnis dieser Scorings erstmal verloren. Wir halten mal fest: Man kann Eiweißen einen Zahlenwert für ihre Qualität zuschreiben.

Von "gutem" und "schlechtem" Eiweiß: AminosäureprofileEin Aminosäureprofil kann anschaulich als eine Art Fächer dargestellt werden. Was ich mit dem Titelbild des Artikels spielerisch dargestellt habe, seht ihr hier etwas schematischer: Eiweißprofil von Vollkornweizenmehl. Im Bereich „Protein Quality“ der Seite seht ihr solch einen Fächer abgebildet. Die Spalte Lys ist dort nicht vollständig gefüllt — Lysin ist die limitierende Aminosäure in Weizenvollkornmehl.

Bevor ich euch jetzt einen Überblick über den Score verschiedener pflanzlicher Lebensmittel gebe, möchte ich noch über ein paar interessante Aspekte im Zusammenhang mit dieser Aminosäurenprofilgeschichte schreiben.

Pflanzliches und tierliches Eiweiß: Scheinbegriffe

Mit der oben beschriebenen Art und Weise, wie unser Körper Eiweiße verwertet, können wir folgende Aussage treffen: Am nahrhaftesten sind diejenigen Eiweiße, die die verschiedenen Aminosäuren in möglichst gleichem Verhältnis enthalten, wie die Proteine unseres Körpers. Ich nenne sie mal die Verhältnisaussage.

Um sie etwas anschaulicher zu machen, können wir die Aussage etwas abändern: Für uns ist besonders das Eiweiß wertvoll, das unserem körpereigenen Eiweiß am meisten ähnelt. Ich möchte das die Ähnlichkeitsbehauptung nennen. Unser ernährungsphysiologisch wertvollster Eiweißlieferant wäre damit Menschenfleisch.

Nun, glücklicherweise ist es nicht gang und gäbe, Menschenfleisch zu essen. Was in unserer Gesellschaft allerdings sehr normal ist, ist der Verzehr von Fleisch, Milch und Eiern anderer empfindsamer Tiere.

Tiere — mit ihren Muskeln und Bindegewebe — ähneln uns stärker als Pflanzen, die allgemein weniger Bewegungsfähigkeit besitzen und ihre Struktur z.B. durch Zellulosefasern gewinnen. Und tatsächlich: Greift man sich einige pflanzliche Lebensmittel und einige tierliche „Erzeugnisse“ heraus, haben die pflanzlichen Lebensmittel oftmals einen niedrigeren Score. Der Grund dafür ist meist Lysin, das in vielen pflanzlichen Lebensmitteln als limitierende Aminosäure auftritt.

Es ist dieser Gedankengang, der zur oft formulierten Aussage führt, tierliches Eiweiß sei wertvoller als pflanzliches Eiweiß. Ganz abgesehen davon, dass sich daraus noch keine ethische Rechtfertigung ableiten lässt, andere Tiere zu töten und beherrschen, hat dieser Gedankengang zwei Haken:

  1. Die Ähnlichkeitsbehauptung ist keine reine Umformulierung sondern eine Einschränkung der Verhältnisaussage. In meinem Eiweißartikel habe ich beschrieben, welch große Rolle die Form eines Proteins für seine Funktionalität spielt. Jetzt ist es doch durchaus denkbar, dass ein Eiweiß eines Pflänzchens ein sehr ähnliches Aminosäureprofil besitzt und nur einfach in einer gänzlich anderen Reihenfolge zusammengefügt ist.

    Dass das kein bloßes Gedankenszenario ist, zeigt sich mir zum einen daran, dass es tatsächlich Pflanzen mit sehr wertvollem Protein gibt (siehe unten) — zum anderen, dass Fisch unter den Tierprodukten an Eiweißqualität ganz mit vorn dabei ist (und ich mal vermuten würde, dass Fische uns „unähnlicher“ sind als Säugetiere).

    Ich mag die Ähnlichkeitsbehauptung dafür, dass sie uns eine angemessene Idee gibt, warum viele pflanzliche Produkte in ihrer Eiweißqualität beschränkt sind — aber sie ist eben nur die dreiviertel Wahrheit.

  2. Die Aussage, tierliches Eiweiß sei wertvoller als pflanzliches Eiweiß, wird in den meisten mir begegnenden Fällen absolut formuliert. Dabei kann sie nur als rein tendenzielle Aussage gelten: „Gegessenes aus Tieren hat oft ein gutes Aminosäureprofil, viele pflanzliche Lebensmittel haben ein nicht-vollwertiges Aminosäureprofil.“ Das hat keinerlei Einfluss darauf, dass man seine vegane Ernährung ohne weiteres mit (Haupt-)Bestandteilen gestalten kann, die ein wertvolles Aminosäureprofil besitzen.

Ist die Diskussion um pflanzliches und tierliches Eiweiß damit wohl abgehakt? Nu… nö! Es scheint der Fall zu sein, dass manche in Pflanzen vorkommende Ballaststoffe es unserem Körper erschweren, das Eiweiß aus Pflanzen aufzunehmen. Ein Teil des Eiweißes landet deshalb in der Toilette.

Pflanzen brächten damit wirklich einen Nachteil bezüglich unserer Eiweißverwertung mit sich — eine Recherche von mir steht da noch aus… An dieser Stelle möchte ich festhalten, dass die zusätzliche Anwesenheit von Ballaststoffen keine Eigenschaft des Eiweißes selbst ist und meinen Standpunkt formulieren, dass die Begriffe „pflanzliches Eiweiß“ und „tierliches Eiweiß“ irreführend bis falsch sind!

Zusätzliche Faktoren bei der Eiweißplanung

Ookay — begeben wir uns langsam wieder in Richtung der Frage, welche Lebensmittel denn gutes Eiweiß liefern. Wenn wir unsere Ernährung zusammenstellen, gibt es dabei neben dem prinzipiellen Wunsch nach ausgeglichenem Eiweiß zwei Stellschrauben:

  • Die Eiweißmenge. Klaro: Wenn ein Lebensmittel ein wunderbares Aminosäureprofil besitzt, sein Eiweißgehalt insgesamt aber nur sehr gering ist, bringt das nicht mehr, als ein Lebensmittel mit hohem Eiweißgehalt zu essen, von dem wir aber nur 50% verwerten können.
  • Kombinationen von Lebensmitteln. Ein Lebensmittel hat einen Tryptophanüberschuss, aber ein Lysindefizit? Wir finden ein anderes Lebensmittel mit einem Lysinüberschuss und einem Tryptophanmangel? Prima, schmeiß zusammen! Unserem Magen ist ganz gleich, woher die Aminosäuren kommen. Zwei niederwertige Eiweißprofile kann man also zu einem hohen Score kombinieren.

Pflanzliche Eiweißlieferanten

Soo, wat is denn nu gut, wat nich? Man kann hier beliebig rumrechnen, gestalten, Mengenempfehlungen einkalkulieren, im Internet zu jedem Lebensmittel drei verschiedene Angaben der Eiweißzusammensetzung finden und ganz hilflos dastehen, welche davon nun zutreffen mag…

Während ich dieser Herangehensweise nicht den Sinn absprechen möchte, ist das nücht mein persönlicher Stil. Ich mag es mehr, schlicht im Hinterkopf zu haben, was gut tut. Ich bin sehr überzeugt davon, dass für mich mit dieser Herangehensweise im Gesamten etwas Gutes rauskommt (: Meine Auflistung sollte euch aber in beiden Fällen Anhaltspunkte geben.

Nun, der Klassiker an wertvollem pflanzlichen Eiweiß sind Hülsenfrüchte: Kidneybohnen, weiße Bohnen, Kichererbsen.

Die Hülsenfrucht mit dem hochwertigsten Score, die ich auf nutritiondata.self.com gefunden habe, ist (Überraschung) die Sojabohne. Nicht zu vergessen dann auch Tofu. Beim allgemeinen Gesundheitswert von Trockensoja bin ich rein intuitiv nicht sonderlich erwartungsvoll, der Eiweißgehalt allerdings ist sehr hoch und könnte ähnlich wertvoll wie der von Soja sein.

Einige Hülsenfrüchte haben ein unvollständiges Eiweißprofil, das aber nicht durch das sonst so oft limitierende Lysin sondern durch Methionin und Cystein beschränkt ist. Wenn man davon ausgeht, dass unser Essen oft durch Lysin limitiert ist, sind solche Hülsenfrüchte eine wundervolle Kombinationsmöglichkeit.

Als Beispiele haben wir hier Mungbohnen, grüne Erbsen, Linsen, Lupine. Auch Tempeh scheint in diese Kategorie zu fallen — wie sich die Zusammensetzung von der Sojabohne hin zum Tempeh wohl ändert?

Ein eher schwaches, meist durch Lysin beschränktes Profil, hat unser Brotgetreide: Weizenvollkornmehl oder Dinkel, etwas mehr Lysin hat noch Roggen. Bulgur und Couscous sind Weizenprodukte und deshalb ähnlich einzuschätzen. Nicht viel anders sieht es bei Hafer aus.

Seitan und andere Produkte aus dem Weizeneiweiß Gluten haben zwar einen reichlichen Eiweißgehalt — dieser dürfte in seiner Verwertbarkeit aber recht eingeschränkt sein. Schade… nujo, trotzdem lecker.

Es gibt jedoch auch Getreide und Pseudogetreidesorten mit gutem Profil: Buchweizen, Quinoa, Amaranth.

Mais hat keinen besonders hohen Eiweißgehalt, aber nur ein „kleines“ Defizit an Lysin. Es ist wohl kein Zufall, dass Mais und Bohnen in vielen Ländern mit Versorgungsproblemen eine so essentielle (Wortwitz!) Zutatenkombination sind. Ähnlich ist das mit Reis.

Wie steht es mit Nüssen und Samen? Stark sind da Cashews, Pistazien, Chia. Auch noch gut sind Leinsamen.

Ein Lysindefizit haben Erdnüsse, Haselnüsse, Sonnenblumenkerne oder Walnüsse. Bei Mandeln fehlen zusätzlich noch Methionin und Cystein. Ganz schwierig sind Macadamias.

Offene Fragen

Sooo — dann wissen wir ja jetzt, was gut für uns ist? Leider nein… Wie in der Ernährung so üblich, ist das Zusammenspiel all der vielen Faktoren weit komplexer, als bestimmte Nährwerte anzusehen und zusammenzurechnen. Aber wir haben hoffentlich ein Grundgefühl dafür bekommen, wie das mit den Aminosäuren funktioniert und worauf da zu achten ist (:

Es gibt einige weitere Einflüsse auf die Eiweißqualität, die es da noch genauer zu durchleuchten gäbe (das Labor hat noch vieeel zu tun…). Ein paar Gedankenschubser möchte ich euch hier noch mitgeben:

  • Die Frage, was mit überschüssigen Aminosäuren passiert. Irgendwas muss unser Körper damit anstellen — sie anlagern oder sie ausscheiden. Das wird ihn Energie kosten! Lebensmittel mit unausgeglichenem Profil (z.B. Seitan) haben dann gleich zwei Probleme: Zum einen müssen überschüssige Aminosäuren versorgt werden, zum anderen muss von ihnen viel mehr gegessen werden, um unseren eigentlichen Bedarf zu decken (schließlich orientiert sich ja alles nur entlang der limitierenden Aminosäure).
  • Ich kann sie nur immer wieder betonen: Die Ganzheitlichkeit von Lebensmitteln. Meine Vorstellung der Aminosäureprofile hat sich rein auf die biologische Wertigkeit des Eiweißes eines Lebensmittels bezogen. Ein Lebensmittel kann jedoch neben einem wunderbaren Eiweißprofil gleichzeitig nachteilige Eigenschaften besitzen (z.B. ein ungünstiges Verhältnis von Omega-3- zu Omega-6-Fettsäuren in manchen Nüssen oder Cholesterin in Fleisch).
  • Das Zusammenspiel von Aminosäuren. Ebenfalls ein Ganzheitlichkeitsding! Leider soll es gerade bei Lysin einen Effekt geben, dass dessen Aufnahme durch eine unausgeglichene Aufnahme mit der nicht-essentiellen Aminosäure Arginin gehemmt wird. Dies spielt oft bei Nüssen eine Rolle, unter denen nicht wenige ein Mehrfaches ihres Lysingehalts auch als Arginin besitzen.
  • Ein Ausbau des Modells von Eiweißqualität um weitere Faktoren. Ganz vorn an steht hier eine Einbeziehung der Verdaulichkeit.
  • Die China-Study. Die China-Study ist eine Studie, die gerade der hohen Menge und „Qualität“ des Eiweißes in tierlichen Produkten zuspricht, dass sie nicht nur dem gesunden Teil unseres Körpers, sondern auch Krankheiten wie Krebszellen ein gutes Wachstum sichert.

    Die China Study ist zwar eine enorm umfangreiche Studie, oftmals aber (wohl nicht zu unrecht) in ihrer Wissenschaftlichkeit bezweifelt. Soweit mein Blick bisher reicht, ist das aber nicht in einem Rahmen, dass man ihre aufgeworfenen Gedanken völlig beiseite schieben müsste. Über ihre wissenschaftlichen Aspekte möchte ich ein wenig in der diesmonatigen Kleinen Küchenphilosophie zum Thema Ernährungstheorien und Wissenschaft schreiben.

 

Verwendete Quellen:

Das große Rohkost-Buch. Grundlagen und Praxisanleitungen für eine erfolgreiche Ernährungsumstellung. Von Angelika Fischer. Oberstdorf, 2012.
Ernährungswissenschaft. Von Hilka de Groot. Haan-Gruiten, 2011.
The China Study. The most comprehensive study of nutrition ever conducted. Von T. Colin Campbell und Thomas M. Campbell II. Dallas, 2006.
nutritiondata.self.com
wikipedia.de – Essentielle Aminosäure
wikipedia.de – Aminosäuren
wikipedia.de – Biologische Wertigkeit
onmeda.de – Eiweiß (Protein): Biologische Wertigkeit
fao.org – PROTEIN DIGESTIBILITY AND ABSORPTION: EFFECTS OF FIBRE, AND THE EXTENT OF INDIVIDUAL VARIATION

 

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3 Comments

  1. PingbackDie Lupine und ihr Ruf als „heimisches Soja“ – vegankitchenlab

  2. Biologische Wertigkeit ist falsch erklärt…mal kurz an Nahrungsmittelkombinationen denken, bei denen die Wertigkeit höher als 100 ist…Eier/Kartoffeln z.B.

    • Magst du das ein wenig genauer erklären? Wo siehst du Fehler? Meinst du nicht vielleicht einfach das, was ich als Chemical Score beschrieben habe?

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