Proteine (Eiweiße) – Biologische Wertigkeit, Aminosäureprofil und Proteinquellen
Die ernährungsmedizinische Bewertung von Nahrungseiweiß beruht nicht primär auf der Gesamtproteinmenge, sondern auf der Fähigkeit eines Proteins, den physiologischen Bedarf (körpereigenen Bedarf) an unentbehrlichen (essentiellen) Aminosäuren zu decken und diese in verwertbarer Form bereitzustellen. Moderne Konzepte der Proteinqualität integrieren daher Aminosäureprofil (Aminosäurezusammensetzung) und Verdaulichkeit (Verwertbarkeit) in standardisierte Scores und ermöglichen eine deutlich präzisere Einordnung tierischer und pflanzlicher Proteinquellen als klassische Kennzahlen [1-4].
Grundbegriffe: Aminosäureprofil, limitierende Aminosäure, Proteinqualität
- Aminosäureprofil: Charakteristische Verteilung der proteinogenen Aminosäuren (eiweißbildenden Aminosäuren) in einem Lebensmittelprotein; entscheidend ist die Abdeckung der essentiellen Aminosäuren im Verhältnis zu Referenzmustern (Bedarfsmuster) [1, 2].
- Limitierende Aminosäure: Die essentielle Aminosäure, die im Verhältnis zum Bedarf am knappsten vorliegt und dadurch die maximale körpereigene Proteinsynthese (Eiweißaufbau) begrenzt, unabhängig von der Gesamtproteinmenge [1-3].
- Proteinqualität: Zusammenfassender Begriff für die ernährungsphysiologische Eignung (Ernährungstauglichkeit) eines Proteins zur Deckung des Aminosäurebedarfs (Bedarf an Eiweißbausteinen), unter Einbezug von Verdaulichkeit und Bioverfügbarkeit (tatsächlicher Verfügbarkeit) der unentbehrlichen Aminosäuren [1-4].
Von der biologischen Wertigkeit zu modernen Scores
Die biologische Wertigkeit (Eiweißwert) beschreibt klassisch, wie effizient Nahrungseiweiß in körpereigenes Eiweiß umgesetzt werden kann. Methodisch ist sie jedoch stark abhängig von Studiendesign, Referenzprotein (Vergleichsprotein) und physiologischer Situation (körperlicher Ausgangslage) und bildet die unentbehrlichen Aminosäuren nicht immer ausreichend differenziert ab. In der aktuellen wissenschaftlichen Diskussion werden deshalb zunehmend Aminosäure-Score-basierte Verfahren (Aminosäure-Bewertungsverfahren) genutzt, die die Verdaulichkeit unentbehrlicher Aminosäuren einbeziehen, insbesondere der Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS; Verdaulichkeits-Score unentbehrlicher Aminosäuren) als derzeit präferiertes Routinekonzept zur Qualitätsbewertung einzelner Proteinquellen [1, 3, 4].
- PDCAAS: Älteres Konzept, berücksichtigt Aminosäureprofil und fäkale Gesamtproteinverdaulichkeit (Verdaulichkeit nach Stuhlbestimmung), kann jedoch bei einigen Proteinen zu Über- oder Unterschätzung führen [3, 4].
- DIAAS: Bewertet die ileale Verdaulichkeit (Darmverdaulichkeit) unentbehrlicher Aminosäuren und gilt als präziser, insbesondere bei Vergleichen zwischen tierischen und pflanzlichen Proteinen sowie bei prozessierten Proteinmatrizen (verarbeiteten Eiweißmatrizen) [3, 4].
Proteinquellen und typische Muster der Proteinqualität
Tierische Proteine weisen im Mittel eine hohe Proteinqualität auf, da das Aminosäuremuster (Aminosäurezusammensetzung) häufig näher am menschlichen Bedarf liegt und die Verdaulichkeit der unentbehrlichen Aminosäuren typischerweise hoch ist. Pflanzliche Proteine können je nach Quelle, Lebensmittelmatrix (Lebensmittelstruktur) und Verarbeitung ebenfalls hochwertige Profile erreichen, zeigen jedoch häufiger limitierende Aminosäuren (z. B. Lysin in Getreide, Methionin in Hülsenfrüchten) und teils geringere Verdaulichkeit, was bei der praktischen Ernährungsplanung (Ernährungszusammenstellung) berücksichtigt werden sollte [1, 2, 5].
Kombinationsprinzip: Aminosäurekomplementierung
Durch die gezielte Kombination komplementärer Proteinquellen (sich ergänzender Eiweißquellen) kann die limitierende Aminosäure ausgeglichen und die funktionelle Proteinqualität einer Mahlzeit deutlich verbessert werden. Klassisch ist die Kombination Hülsenfrüchte+Getreide (z. B. Bohnen + Mais, Linsen + Reis), die die gegenseitigen Limitierungen partiell kompensiert; in der Praxis sind zusätzlich die Gesamtenergiezufuhr (gesamte Kalorienzufuhr) und die Verteilung über den Tag relevant, um die Umsetzung in körpereigenes Protein zu optimieren [1-3].
Biologische Wertigkeit verschiedener Eiweißquellen
| Eiweißquelle | Biologische Wertigkeit |
|---|---|
| Vollei | 100 |
| Kuhmilch | 91 |
| Kartoffel | 89 |
| Soja | 86 |
| Rindfleisch | 83 |
| Bohnen | 71 |
| Weizen | 59 |
Biologische Wertigkeit ausgewählter Kombinationen
| Kombination | Wertigkeit |
|---|---|
| Vollei + Kartoffel | 136 |
| Kuhmilch + Weizen | 125 |
| Vollei + Kuhmilch | 119 |
| Kuhmilch + Kartoffel | 114 |
| Vollei + Mais | 114 |
| Bohnen + Mais | 99 |
Vorkommen und praktische Einordnung von Proteinquellen
Eiweiß findet sich sowohl in tierischen als auch in pflanzlichen Lebensmitteln; Menge, Matrix (Struktur), Verarbeitungsgrad (Grad der Verarbeitung) und Aminosäureprofil unterscheiden sich jedoch deutlich. Für die ernährungsmedizinische Praxis sind deshalb neben dem Proteinanteil pro Portion (Eiweiß pro Portion) auch die Proteinqualität im Sinne des Aminosäureprofils und der (unentbehrlichen) Aminosäureverdaulichkeit (Verwertbarkeit der Eiweißbausteine) relevant [1-5].
| Proteinquelle | Typischer Eiweißgehalt | Ernährungsmedizinische Einordnung |
|---|---|---|
| Fleisch | ca. 18-23 g/100 g | Hohe Proteinqualität; Aminosäureprofil meist bedarfsnah; Auswahl abhängig von Fettqualität (Fettzusammensetzung) und Gesamt-Ernährungsmuster (Ernährungsweise) [1, 2, 5]. |
| Fisch und Meeresfrüchte | ca. 18-22 g/100 g | Gut verdauliche Proteine; häufig günstige Begleitnährstoffe (z. B. Jod); Proteinqualität meistens hoch [1, 2]. |
| Eier | ca. 12-14 g/100 g (≈ 6-7 g/Ei) | Referenznahe Proteinqualität; häufig als Benchmark (Vergleichsstandard) in klassischen Konzepten genutzt [1-3]. |
| Milchprodukte | Milch 3-3,5 g/100 g; Joghurt 4-5 g/100 g; Quark 12-14 g/100 g; Skyr/Griechischer Joghurt 10-11 g/100 g; Hartkäse bis zu 35 g/100 g | Milchproteine (Casein, Molkenprotein/Whey) mit hoher Proteinqualität; Verarbeitungsgrad beeinflusst Verdaulichkeit und Portionstauglichkeit (Eignung als Portion) [1, 3, 4]. |
| Hülsenfrüchte | Linsen 23-26 g/100 g (trocken); Bohnen/Kichererbsen 19-21 g/100 g (trocken); Sojabohnen 35-40 g/100 g (trocken) | Zentrale pflanzliche Proteinquelle; häufig Methionin als limitierende Aminosäure, Kombination mit Getreide verbessert Mahlzeitenqualität (Eiweißqualität der Mahlzeit) [1-3, 5]. |
| Pflanzliche Eiweißquellen | Nüsse/Samen 15-25 g/100 g; Quinoa 13-15 g/100 g; Haferflocken 13 g/100 g; Tofu/Tempeh 10-20 g/100 g | Proteinqualität heterogen; Soja häufig günstig; Verarbeitung (z. B. Fermentation (Gärung)) kann Verdaulichkeit und Nutzbarkeit beeinflussen [1, 2, 5]. |
Konsequenzen für Ernährungsmedizin und Praxis
- Qualität vor Quantität: Bei gleicher Proteinmenge kann die Versorgung mit unentbehrlichen Aminosäuren je nach Quelle deutlich variieren [1-4].
- Kombinationsstrategien: Pflanzliche Proteine lassen sich durch Komplementierung (gezielte Ergänzung) (Hülsenfrüchte + Getreide, Soja + Getreide) in der Mahlzeitqualität gezielt optimieren [1-3,5].
- Verarbeitung beachten: Erhitzung, Extrusion (Formgebung unter Druck), Fermentation und Matrixeffekte (Struktureffekte) beeinflussen die Verdaulichkeit unentbehrlicher Aminosäuren und damit die tatsächliche Proteinqualität [3-5].
Literatur
- Matthews JJ, Arentson-Lantz EJ, Moughan PJ, Church DD. Understanding Dietary Protein Quality: Digestible Indispensable Amino Acid Scores and Beyond. J Nutr. 2025. https://doi.org/10.1016/j.tjnut.2025.07.005
- Calvez J, Azzout-Marniche D, Tomé D. Protein quality, nutrition and health. Front Nutr. 2024;11:1406618. https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1406618
- Moughan PJ. Digestible indispensable amino acid score (DIAAS): 10 years on. Front Nutr. 2024;11:1389719. https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1389719
- Gaudichon C. Evolution and significance of amino acid scores for protein quality. Front Nutr. 2024;11:1437853. https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1437853
- Azizi R, Baggio A, Capuano E, Pellegrini N. Protein transition: focus on protein quality in sustainable alternative sources. Crit Rev Food Sci Nutr. 2025;65:3401-3421. https://doi.org/10.1080/10408398.2024.2365339
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