Optimierung des Aminosäureprofils

Tim Dapprich |

Oft geht es in Zusammenhang mit der Qualität und der „Wertigkeit“ von Eiweiß um dessen Aminosäurestruktur. Was das genau bedeutet und wie das Team hinter isaac die Verwertbarkeit seines Proteinpulvers optimiert hat, erfahrt ihr in diesem Blogartikel.

Proteine sind die einzigen Makronährstoffe, die der Körper nicht selbst bilden kann und deshalb über die Nahrung aufnehmen muss (deshalb gibt es neben low-carb und low-fat Diäten keine Ansätze, die die Proteinzufuhr limitieren). Proteine bestehen, ernährungsphysiologisch betrachtet, aus verschiedenen Aminosäuren. Diese Aminosäuren nennt man proteinogen. Nicht-proteinogene Aminosäuren übernehmen im Körper andere Funktionen, z.B. als Neurotransmitter.

Die Wissenschaft kennt 20 proteinogene Aminosäuren (AS), die sich wie folgt unterteilen lassen:

Essentielle Aminosäuren: Diese Aminosäuren kann der Körper nicht selbst bilden, weshalb sie mit der Nahrung aufgenommen werden müssen.

Bedingt essentielle Aminosäuren: Bedingt essentielle AS können aus anderen Aminosäuren gebildet werden. Allerdings muss gewährleistet sein, dass genügend „Bausteine“ für die Synthese vorhanden sind. Vor allem bei Leistungssportlern, Verletzungen und im Wachstum oder der Schwangerschaft können sie oft nur unzureichend gebildet werden und müssen zusätzlich über die Nahrung aufgenommen werden.

Nicht essentielle Aminosäuren: Diese AS werden im normalen Stoffwechsel des Menschen synthetisiert und müssen nicht zwingend über die Nahrung aufgenommen werden.

Essentielle Aminosäuren Bedingt essentielle Aminosäuren Nicht essentielle Aminosäuren
Histidin Arginin Alanin
Isoleucin Asparagin Aspartat
Leucin Cystein Glutamat
Lysin Glutamin Serin
Methionin Glycin
Phenylalanin Prolin
Threonin Tyrosin
Tryptophan
Valin

Generell gilt also: einige Aminosäuren müssen zwingend in ausreichender Menge über die Nahrung aufgenommen werden, um die normalen Vorgänge des Stoffwechsels zu gewährleisten.

Eiweißquellen, ob tierisch oder pflanzlich, unterscheiden sich aufgrund unterschiedlicher Aminosäure-Strukturen, also ihrer Zusammensetzung. Deshalb spricht man von „biologischer Wertigkeit“ oder PDCAAS – Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score. Der PDCAAS berücksichtigt im Gegensatz zur Biologischen Wertigkeit auch den Verdauungsprozess des Körpers, bei dem ein Teil des aufgenommenen Eiweißes nicht verarbeitet werden kann. Beide Kennzahlen sind Indikatoren, die die Verfügbarkeit der Proteinquelle für den Körper bewerten. Dabei sind nicht nur die einzelnen in den Proteinen enthaltenen Aminosäuren ausschlaggeben, sondern vor allem ihre Mengenverhältnisse zueinander.

Wenn eine Aminosäure in zu geringer Menge vorhanden ist (limitierende Aminosäure), schafft eine Mehraufnahme aller anderen Aminosäuren keine Abhilfe. Die Proteine können als Gesamtes vom Körper dann nicht verarbeitet werden. Durch eine Kombination verschiedener Lebensmittel lässt sich jedoch die Gesamtqualität der aufgenommenen Proteine steigern, da sich die Aminosäuremuster ergänzen können. Pauschal lässt sich in diesem Zusammenhang sagen: Tierisches Eiweiß ist für den menschlichen Körper immer besser verwertbar als pflanzliches Protein.

isaac nutrition hat es sich zum Ziel gesetzt, ein hochfunktionales Proteinpulver zu entwickeln, das durch ein dem menschlichen Körper sehr ähnliches AS-Profil sehr gut von diesem verwertet werden kann. Bei den herkömmlichen Bewertungsmethoden wird meist die Wertigkeit von Vollei mit einer Biologischen Wertigkeit von 100 als Maßstab gesetzt.

Jetzt wird es technisch: In der Produktentwicklung hat isaac nutrition sich verschiedene pflanzliche Proteinquellen wie Reis, Erbse, Hanf, Lupine und Co. ganz genau angesehen und sie hinsichtlich ihrer ernährungsphysiologischen Eigenschaften analysiert. Alle möglichen Kombinationen dieser Pflanzenproteine mit dem Buffalo-Wurm in allen möglichen Verhältnissen auszuprobieren ist natürlich unmöglich. Um die perfekte Basis zu finden, haben wir einen evolutionären Algorithmus genutzt, der seine Ergebnisse schrittweise in Richtung einer möglichst guten Lösung verbessert. Dazu werden zunächst zufällige Kombinationen von Proteinquellen erzeugt und die Ähnlichkeit des Aminosäureprofils zum Zielprofil berechnet. Wie in der Evolution werden nun – ganz nach dem Motto „survival of the fittest“ – die besten Lösungen beibehalten. Aus den besten Ergebnissen einer Population werden nun durch Rekombination neue Lösungen erzeugt. Dabei werden gezielt Zufallsfaktoren (sogenannte Mutationen) eingebaut, um den Lösungsraum zu erweitern. Dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis sich die Lösungen nicht mehr merklich verbessern. Das Ergebnis ist eine Menge von Proteinbasen, die ein Aminosäureprofil aufweisen, das dem von Zielprofil sehr ähnlich ist. Aus dieser Menge an möglichen Lösungen des Optimierungsproblems hat sich die Proteinbasis, die Du im isaac Proteinpulver findest, als die Optimale ergeben. Neben der Aminosäurezusammensetzung wurden durch Restriktionen zusätzlich berücksichtigt, dass im Ergebnis der Fett- und Kohlenhydratgehalt, die vorhandenen Mineralstoffmengen und die Vitamine zu den Bedürfnissen der Sportlerinnen und Sportler passen.

Hier seht ihr unser Aminosäureprofil im Vergleich zu dem von Vollei