Biologische Wertigkeit

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Die biologische Wertigkeit der Proteine eines Lebensmittels ist ein Maß dafür, mit welcher Effizienz diese Nahrungsproteine in körpereigene Proteine umgesetzt werden können. Je ähnlicher die Nahrungsproteine den Körperproteinen in ihrer Aminosäuren­zusammensetzung sind, desto weniger Nahrungsproteine werden für deren Aufbau benötigt. Besondere Bedeutung kommt hierbei dem Gehalt an essentiellen Aminosäuren zu. Als Referenzwert dient Vollei, dessen biologische Wertigkeit als 100 oder 1 (100 %) definiert wurde, da es zum Zeitpunkt der Definitionsfindung die Proteinquelle mit der höchsten bekannten biologischen Wertigkeit war.

Das Konzept der biologischen Wertigkeit wurde von dem deutschen Ernährungswissenschaftler Karl Thomas (1883–1969) auf Anregung von Max Rubner entwickelt.

Definition[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wird ein Nahrungsprotein besser als Eiprotein vom Körper verwertet, hat es eine biologische Wertigkeit mit einem Wert über 100. Wird im Gegensatz dazu ein Protein schlechter als Eiprotein vom Körper verwertet, liegt die biologische Wertigkeit dieses Proteins unter 100. Je höher die biologische Wertigkeit eines Nahrungsproteins ist, desto niedriger ist die Bedarfsmenge. Um den Proteinbedarf mit Proteinen aus Vollei zu decken, ist z. B. eine tägliche Mindestmenge von 0,5 g pro Kilogramm magerem Körpergewicht erforderlich. Mit zunehmender biologischer Wertigkeit sinkt die für das Eiweißgleichgewicht erforderliche Zufuhr; z. B. bei 136 für 65 % Kartoffel(-protein) mit 35 % Ei(-protein) auf unter 0,4 g/kg.

Durch geschickte Kombination können Nahrungsmittel mit einer relativ geringen biologischen Wertigkeit zu einer biologisch hochwertigen Mahlzeit werden, da sich die Aminosäurezusammensetzungen der jeweiligen Proteine ergänzen und es somit zu einer Aufwertung kommt. Viele traditionelle Speisenzusammenstellungen führen zu einer Ergänzungswirkung (siehe Kombinationsbeispiele). Tierisches Protein ist meist besser verwertbar als pflanzliches Protein, da dessen Aminosäurenzusammensetzung derjenigen des körpereigenen Proteins ähnlicher ist.

Hochwertiger ist dabei nicht automatisch mit „wertvoller“ oder „vollwertiger“ gleichzusetzen, da der gesundheitliche Wert eines Lebensmittels durch zahlreiche weitere Faktoren bestimmt wird, z. B. den Gehalt an Vitaminen, Mineralstoffe, Art und Menge der enthaltenen Fette, Kohlenhydrate, Ballaststoffe, sekundären Pflanzenstoffe, Belastung durch anthropogene Giftstoffe (z. B. Pestizide, vgl. Ökologische Landwirtschaft) u. a. m. Das Adjektiv „hochwertig“ wird verwendet, um auszudrücken, dass eine geringere Menge an Proteinen gebraucht wird, um den Proteinbedarf des Körpers zu decken.

Das hinter der Biologischen Wertigkeit steckende logische Prinzip lässt sich mit einem Puzzlebeispiel[1] anschaulich darstellen.

Beispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Lebensmittel Biologische Wertigkeit
Molkenprotein 104[2]
Vollei (Referenzwert) 100
Soja 96[3]
Thunfisch 92
Sojamilch 91[3]
Buchweizen 90+[4]
Kuhmilch 88
Edamer Käse 85
Quinoa 83[5]
Reis 83[6]
Kartoffeln 76[7]
Roggenmehl (82 % Ausmahlung) 76–83
Rindfleisch 80[2]
Casein 77[2]
Bohnen 72
Mais 72
Hafer 60
Weizenmehl (83 % Ausmahlung) 56–59

Kombinationsbeispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Lebensmittel-Kombination Wertigkeit
65 % Kartoffel und 35 % Vollei 136[8]
75 % Milch und 25 % Weizenmehl 123[8]
60 % Hühnerei und 40 % Soja 122
71 % Hühnerei und 29 % Milch 122[9]
85 % Reis und 15 % Hefe 118[8]
68 % Hühnerei und 32 % Weizen 118[9]
77 % Rindfleisch und 23 % Kartoffeln 114[8]
55 % Soja und 45 % Reis 111[8]
75 % Milch und 25 % Weizen 105[9]
55 % Kartoffel und 45 % Soja 103[8]
52 % Bohnen und 48 % Mais 101[9]

Das Mischungsverhältnis bezieht sich dabei auf das im Lebensmittel enthaltene Protein, nicht auf das Gesamtgewicht des Lebensmittels. Besonders die Kombination Bohnen–Mais spielt eine wichtige Rolle bei der Optimierung der meist eiweißarmen Ernährung in Entwicklungsländern.

Weitere Kombinationsbeispiele bei denen die biologische Wertigkeit wesentlich erhöht wird:

  • Aspik–Fleisch
  • Hülsenfrüchte–Fleisch oder Fleischwaren
  • Brot–Fleischwaren

Unvollständige Proteine[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Proteinquellen, die nicht alle essentiellen Aminosäuren enthalten, werden als „unvollständiges Protein“ bezeichnet und haben eine biologische Wertigkeit von 0. Durch die geeignete Kombination mit anderen Proteinquellen kann die Wertigkeit – wie weiter oben schon beschrieben – jedoch deutlich erhöht werden.

Ähnliche Effekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Auch außerhalb des Zusammenhangs mit Proteinen kommen Effekte zum Tragen, die vom logischen Prinzip her mit der biologischen Wertigkeit verwandt sind. Das Minimumgesetz besagt, dass das Wachstum von Pflanzen durch die im Verhältnis knappste Ressource (Nährstoffe, Wasser, Licht etc.) eingeschränkt wird. In der ökonomischen Theorie der Produktion wird die Bedeutung der knappsten Ressource durch die Leontief-Produktionsfunktion beschrieben.

Kritik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Methode der biologischen Wertigkeit misst nur die Menge der Proteine, die im Körper zurückgehalten wird.[10] Daher haben Kritiker darauf hingewiesen, dass beispielsweise Molkenprotein so schnell verdaut wird, dass es in den Blutkreislauf gelangt und durch einen Prozess, der als Gluconeogenese bezeichnet wird, viel schneller in Kohlenhydrate umgewandelt wird, als bisher angenommen wurde. Es wurde entdeckt, dass die Oxidationsraten ebenfalls anstiegen und ein Stoffwechsel im Steady State, ein Prozess, bei dem sich die Gesamtproteinbilanz nicht ändert, entsteht.[11] Somit behaupten die Kritiker, dass, wenn der menschliche Körper Molkenprotein konsumiert, es so schnell absorbiert wird, dass das meiste davon zur Oxidation in die Leber gelangt und damit zur Energieproduktion und nicht für die Proteinsynthese verwendet wird. Dies würde in Frage stellen, ob die Methode definiert, welche Proteine ​​biologisch am besten verwertbar sind.

Als Folge daraus beurteilen Organisationen wie die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO / WHO) oder die Food and Drug Administration (FDA) die Qualität von Proteinen im Menschen nicht mehr durch die biologische Wertigkeit, sondern durch den Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS).[12][13]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Löffler, Petrides: Biochemie & Pathobiochemie. 7. Auflage. Springer-Verlag, 2003, ISBN 3-540-42295-1, S. 685ff

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Die Biologische Wertigkeit. http://workshopernaehrung.de. Abgerufen am 3. März 2016.
  2. a b c Jay R. Hoffman, Michael J. Falvo: Protein – Which is Best. In: Journal of Sports Science and Medicine. 3, Nr. 3, 2004, S. 118–30.
  3. a b [Soybeans: Chemistry and Technology (copyright 1972) (b) Synder HE, Kwon TW. Soybean Utilization. Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1987]
  4. Eggum BO, Kreft I, Javornik B: Chemical-Composition and Protein-Quality of Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). In: Qualitas Plantarum Plant Foods for Human Nutrition. 30, Nr. 3–4, 1980, S. 175–9. doi:10.1007/BF01094020.
  5. J. Ruales, B. M. Nair: Nutritional quality of the protein in quinoa (Chenopodium quinoa, Willd) seeds. In: Plant Foods for Human Nutrition Band 42, Nummer 1, Januar 1992, S. 1–11, ISSN 0921-9668. PMID 1546052.
  6. Jolliet, P. "Enteral nutrition in intensive care patients: a practical approach." Intensive Care Medicine (1998).
  7. gesundheit.gv.at - Lexikon medizinischer Begriffe: Biologische Wertigkeit
  8. a b c d e f Biologische Wertigkeit Tabelle der besten Eiweiss Quellen -. 1. Juni 2012 (flaviosimonetti.de [abgerufen am 2. April 2018]).
  9. a b c d Biologische Wertigkeit - Nobelpreis nutzen. In: Stoffwechsel anregen - Die besten Abnehmtipps. 16. Juli 2014 (stoffwechselanregentipps.com [abgerufen am 2. April 2018]).
  10. Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation on Energy and Protein Requirements, The use of biological value of protein in evaluatiing its quality for human requirements, S.G. Srikantia, University of Mysore.
  11. Testosterone Nation, The Protein Roundtable, August 24, 2000.
  12. FAO/WHO (1991) Protein Quality Evaluation Report of Joint FAO/WHO Expert Consultation, Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO Food and Nutrition Paper No. 51, Rome.
  13. Schaafsma, G. (2000) 'The protein digestibility-corrected amino acid score. Journal of Nutrition 130, 1865S-1867S