Die aktuelle Methode zur Bestimmung des Nährwerts von Proteinen

Abb. 1: Ein Nahrungsprotein kann entweder verdaulich oder unverdaulich sein.

Abb. 2: Ein Protein ist unverdaulich, wenn es mit dem Stuhl ausgeschieden wird. In diesem Fall ist es im Hinblick auf den Nährwert wertlos.

Abb. 3: Im Gegensatz dazu ist ein Protein verdaulich, wenn es während des Verdauungsvorgangs enzymatisch hydrolisiert wird und in der Folge seine Aminosäuren in den ersten 100 cm des Dünndarms freisetzt, wo sie absorbiert werden. Diese Aminosäuren können dann entweder dem anabolen oder dem katabolen Wirkprinzip folgen.

 

Abb. 4: Wenn Aminosäuren dem anabolen Wirkprinzip folgen, dienen sie als Vorstufen für die Proteinsynthese im Körper – dies ist ihre Hauptfunktion – und werden für den Aufbau von Körperproteinen verwendet. Im anabolen Stoffwechselweg werden keine Stickstoff-Abbauprodukte freigesetzt und es entsteht keine Energie.

 

Abb. 5: Wenn Aminosäuren jedoch dem katabolen Wirkprinzip folgen – das ist ihre Nebenfunktion –, werden sie deaminiert. In diesem Fall stehen sie nicht als Vorstufen für die Proteinsynthese im Körper zur Verfügung. Im katabolen Stoffwechselweg entstehen Stickstoff-Abbauprodukte und Energie.

 

Abb. 6: Der anabole Stoffwechselweg hat zwei positive Hauptmerkmale: Er führt Proteinsynthese im Körper herbei und es werden keine Stickstoff-Abbauprodukte freigesetzt. Im Gegensatz dazu hat der katabole Stoffwechselweg zwei negative Hauptmerkmale: Er kann keine Proteinsynthese im Körper herbeiführen und es entstehen Stickstoff-Abbauprodukte, die giftiger Stoffwechselabfall sind.

 

Abb. 7: Der Prozentsatz der anabol verstoffwechselten Aminosäuren (AAA) eines Proteins ist umgekehrt proportional zu dem der katabol verstoffwechselten Aminosäuren (CAA). Also, je höher der Prozentsatz an Aminosäuren, die anabol verstoffwechselt werden, umso geringer der Prozentsatz der katabol verstoffwechselten, und umgekehrt.

 

Abb. 8: Der Prozentsatz der Aminosäuren, die anabol verstoffwechselt werden, so dass sie als Bausteine für die Proteinsynthese im Körper dienen, ist gleich dem Prozentsatz der Netto-Stickstoff-Verwertung NNU (Net Nitrogen Utilization). Der Prozentsatz der Aminosäuren, die katabol verstoffwechselt werden, ist hingegen gleich dem Prozentsatz der freigesetzten Stickstoff-Abbauprodukte.

 

Abb. 9: Daher kann man, wenn man den Prozentsatz der Netto-Stickstoff-Verwertung eines Proteins oder der freigesetzten Stickstoff-Abbauprodukte kennt, die Energie bestimmen, die freigesetzt wird.

 

Abb. 10: Der NNU-Wert eines Proteins ist die Maßeinheit für die Proteinsynthese im Körper. Er wird mit einer Methode bestimmt, die als „Stickstoffbilanz des Körpers“ bekannt ist.

 

Abb. 11: Die Ermittlung der Stickstoffbilanz des Körpers ist eine grundlegende analytische Methode, die bereits seit 160 Jahren angewendet wird. Sie kann durch die Gleichung B = I - O ausgedrückt werden, wobei „B“ die Stickstoffbilanz ist, „I“ die Stickstoffaufnahme durch Nahrungsprotein und „O“ die Stickstoffausscheidung.

 

Abb. 12: Die Stickstoffausscheidung entspricht der Summe von U + F + S, wobei „U“ den Stickstoffverlust über den Urin bezeichnet, „F“ den Verlust über den Stuhl und „S“ den Verlust über die Haut.

 

Abb. 13: Der NNU-Wert (der Netto-Stickstoff-Nutzen) eines Proteins repräsentiert seinen Nährwert. Folglich ist der Nährwert eines Proteins umso höher, je höher sein NNU-Wert ist, und umso niedriger, je niedriger der NNU-Wert.

 

Abb. 14: Gleichzeitig ist der NNU-Wert eines Proteins umgekehrt proportional zu der Menge an Stickstoff-Abbauprodukten und der Energie, die es freisetzt. Also ist die Menge der freigesetzten Stickstoff-Abbauprodukte und Energie eines Proteins umso niedriger, je höher der NNU-Wert ist, und umgekehrt.

 

Abb. 15: Zur Illustration: Die nahrhaftesten Nahrungsproteine wie Fleisch, Fisch oder Geflügel erzielen eine durchschnittliche Netto-Stickstoff-Verwertung von 32%. Das bedeutet, dass nur 32% ihrer Aminosäuren als Vorstufen der Proteinsynthese dienen, um dann körpereigene Proteine zu bilden. Die übrigen 68% werden abgebaut und setzen somit Stickstoff-Abbauprodukte und Energie frei.

 

Abb. 16: Milch, Soja, Kasein und Molke (die Hauptproteinquellen der meisten Protein-Nahrungsergänzungen) liefern überhaupt nur durchschnittlich 16% Netto-Stickstoffnutzen. Das bedeutet, dass nur 16% ihrer Aminosäuren als Bausteine für die Proteinsynthese im Körper dienen. Die verbleibenden 84% werden abgebaut und setzen somit Stickstoff-Abbauprodukte und Energie frei.

 

Abb. 17: Abschließend wäre also zu sagen, dass der Nährwert eines Proteins anhand folgender vier Faktoren beurteilt werden kann:
• Prozentsatz seiner Verdaulichkeit,
• Prozentsatz der Netto-Stickstoffnutzung für die Proteinsynthese,
• Menge der freigesetzten Energie und
• Prozentsatz der freigesetzten Stickstoff-Abbauprodukte.