ernährungsphysiologische betrachtung pflanzlicher proteine · 34 bis 38 % (sojabohne), nüsse 10...
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Pflanzliche Proteine vielseitig & wertvoll
16.02.2017 1 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Ernährungsphysiologische
Betrachtung pflanzlicher Proteine
Elisabeth Klippel
M.Sc. (FH) Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften
Qualitätssicherung, F&E / Quality Assurance, R&D
All Organic Treasures GmbH
BIOFACH 2017
Pflanzliche Proteine vielseitig & wertvoll
16.02.2017 2 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
1. Proteine
2. Aminosäuren
3. Pflanzliche Proteine in Lebensmitteln
4. Ernährung in besonderen Lebenssituationen
• Vegetarismus und Veganismus
• Sporternährung
5. Pflanzliche Proteine der AOT
• Überblick über Mikronährstoffe
• Proteinmischungen
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Proteine - Makronährstoff
- Empfohlene Tageszufuhr für einen normalen Erwachsenen:
0,8 g/kg Körpergewicht (WHO)
- Tatsächliche Zufuhr: 13 bis 15 % Energie% (NVS II, 2008)
- Veränderter Proteinbedarf für bestimmte Personengruppen
- Hauptquellen pflanzlich: Getreide und Hülsenfrüchte
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Proteine - Baustoffe des Körpers
- Vielfältige Funktionen im Stoffwechsel
- Bausteine sind Aminosäuren (20 proteinogene)
Verbindung über Peptidbindungen
essentielle Aminosäuren (unentbehrlich),
semiessentielle Aminosäuren und
nicht essentielle Aminosäuren (entbehrlich).
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Proteine
• Strukturproteine (Form und Festigkeit, z.B. Kollagen)
• Kontraktile Proteine (Bewegung, z.B. Aktin und Myosin)
• Speicherproteine (z.B. Ferritin als Eisenspeicher)
• Transportproteine (z.B. Sauerstofftransport durch Hämoglobin)
• Schutzproteine (z.B. Antikörper)
• Hormone (z.B. Insulin)
• Enzyme (Steuerung von Stoffwechselfunktionen)
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Proteine • Proteinumsatz = täglicher Umsatz von Protein im Körper
(Turnover, ca. 300 bis 400 g/Tag)
• Proteolyse
• Protein Peptide freie Aminosäuren
• Verstoffwechselung freier Aminosäuren in der Leber
• Ausscheidung über die Niere (Harnstoff)
• Speicher: Leber (kurzfristig, 24 h), Muskulatur (langfristig)
sowie freier Aminosäurepool (kurzfristiger Zwischenspeicher)
• körpereigener Aminosäurepool Aufnahme und Abgabe von
Aminosäuren durch verschiedene Stoffwechselprozesse
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Proteine – Biologische Wertigkeit
• Biologische Wertigkeit (BW): wie effizient lässt sich ein
Nahrungsprotein in körpereigenes Protein umwandeln
• BW durch limitierende Aminosäure bestimmt:
essentielle Aminosäure, die in geringster Menge
in einem Nahrungsprotein enthalten ist
• Liebig´sches Fass:
Empfehlung: Mischkost verschiedener
Proteinquellen, in denen sich limitierende
Aminosäuren ergänzen (Aufwertungseffekte)
Abb. 1: Liebig´sches Minimumprinzip
[5; Stand 19.12.2016].
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Proteine – Aminosäuren • Aufbau: zentrales C-Atom, Aminogruppe NH2 und
Carboxylgruppe COOH, Wasserstoffatom H sowie
spezifische Seitenkette
• Proteinogene Aminosäuren: Bausteine natürlich
vorkommender Peptide und Proteine, Stickstoff-
bzw. Aminogruppendonator, Substrate für Gluco-
neogenese (Energiegewinnung), Bildung von
Hormonen, Signalmolekülen und Neurotransmittern
• Einflussfaktoren auf Aminosäureversorgung:
Aminosäurepool
Carrier-Spezifität
Abb. 2: Aminosäurenaufbau
[2; Stand 03.01.2017].
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Proteine – Aminosäuren • Lebensmittel: überwiegend gebundene Form (Proteine) sowie
freie Aminosäuren
• Wertgebend sind insbesondere die essentiellen Aminosäuren
• Einflussfaktoren auf die Bioverfügbarkeit essentieller
Aminosäuren: Resorptionsmenge, Art und Struktur des Proteins,
antinutritive Faktoren, technologische
Maßnahmen/Produktbeschaffenheit
• Freie Aminosäuren, z.B. Glutaminsäure: geschmacksbildend
(EU-Richtlinie 2001/15/EG)
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Essentielle AS Semi-essentielle AS Nicht essentielle AS
Histidin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin Threonin Tryptophan Valin
Tyrosin Cystin Arginin Glutamin Glycin Prolin Serin
Alanin Asparagin Asparaginsäure Glutaminsäure
Proteine – Aminosäuren
Tab. 1: Proteinogene Aminosäuren
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Proteine – Aminosäuren
Lysin
• Funktionen: u.a. Proteinsynthese, Ausgangsstoff für Carnitinsynthese,
Unterstützung der Calciumspeicherung und Wundheilung
• Mangel: beeinträchtigte Proteinsynthese verlangsamte Neubildung von
Muskel- und Bindegewebe
• Bis auf Hülsenfrüchte in vegetarischen Lebensmitteln nahezu immer
limitierende essentielle Aminosäure
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Proteine – Aminosäuren
Phenylalanin
• Funktionen: u.a. Proteinsynthese, Bildung von Insulin /
Verdauungsenzymen / Schilddrüsenhormonen, Umwandlung
in die Neurotransmitter Dopamin / Noradrenalin / Adrenalin /
Phenylethylamin (Stimmungsaufheller), Stimulation der
Cholecystokinin-Produktion im Magen-Darm-Trakt
( Appetitzügelung), Tyrosinbildung
• Angeborene Stoffwechselerkrankung Phenylketonurie
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Proteine – Aminosäuren
Tryptophan
• Funktionen: u.a. Proteinsynthese, Bildung von Serotonin und
Melatonin, körpereigene Vitamin B3-Synthese, Umwandlung in
Signalmoleküle (z.B. biogene Amine, Schilddrüsenhormone)
• Zerstörung durch Hydrolyseprozesse
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Proteine – Aminosäuren
BCAAs
• Branched Chained Amino Acids = verzweigtkettige Aminosäuren
= Isoleucin, Leucin und Valin
• Verstoffwechselung in der Muskulatur (Voraussetzung:
ausreichende Mengen Biotin, Pantothensäure und Vitamin B6)
• Funktionen: u.a. Muskel- und Gewebeaufbau, Stimulation der
Insulinsekretion, Energielieferanten bei Glykogenmangel,
Hemmung Tryptophan-Aufnahme
• Wichtig! richtiges Verhältnis in der Zufuhr
Leucin:Isoleucin:Valin 2:1:1
Herausforderung: Natürlichkeit!
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Pflanzliche Proteine in Lebensmitteln • Hauptquellen v.a. Getreide, Nüsse, Hülsenfrüchte, Ölsaaten
• Bewertung pflanzlicher Proteinquellen
• Nährstoffdichte
• Protein-Verdaulichkeit
• Profil an essentiellen Aminosäuren
• Biologische Wertigkeit (Aufwertungseffekte)
• Proteingehalt Hülsenfrüchte zwischen 25 % (Erdnuss) und
34 bis 38 % (Sojabohne), Nüsse 10 bis 20 %, Ölsaaten 17 bis 37 %
• durch Verarbeitungsprozesse Aufwertung des Proteingehalts möglich
• Gesundheitliche Vorteile
• Hohe Sättigungswirkung
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Pflanzliche Proteine in Lebensmitteln • Quelle des Nahrungsproteins beeinflusst die
Resorptionsgeschwindigkeiten:
Nahrungsprotein < Proteindrink < Hydrolysate = freie Aminosäuren
Protein im Nährstoffpaket bevorzugen!
• Durch die EFSA zugelassene Health Claims:
• Proteinquelle/Source of protein: mind. 12 % des Energiegehalts
des Lebensmittels stammen aus Protein
• Hoher Proteingehalt/High protein: mind. 20 % des Energiegehalts
des Lebensmittels stammen aus Protein
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Ernährung in besonderen Lebenssituationen Vegetarismus und Veganismus
• Je nach Ausprägungsform pflanzliche Proteine Haupt-Eiweißquelle
• Vegetarier decken ihren täglichen Energiebedarf durch ca. 13 En%
Protein
• Potentiell kritische Nährstoffe: Eisen, Jod, Vitamin D, Zink, Omega-3-
Fettsäuren
• Zusätzlich bei Veganern: Protein, Vitamin B2, Vitamin B12 und Calcium
gezielte Auswahl proteinreicher und nährstoffdichter Lebensmittel
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Ernährung in besonderen Lebenssituationen Sporternährung
• Proteine als Baustoff
• Empfehlungen für die Proteinzufuhr:
• Ausdauersportler ca. 1,2 – 1,6 g Protein / kg Körpergewicht
• Kraftsportler ca. 1,2 – 2,0 g Protein / kg Körpergewicht
• erhöhter Eiweißbedarf:
• Wiederherstellung und Neubildung von Muskelgewebe
• Senkung der Verletzungsanfälligkeit von Muskel- und Bindegewebe
• Energiegewinnung aus glukogenen Aminosäuren bei intensiven, mehrstündigen
Belastungen (v.a. BCAAS)
• Schutz vor Muskelabbau zum Zweck der Energiegewinnung bei Kraftsportlern
mit hoher Leistungsintensität
• Substanzerhaltung und Muskelaufbau
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Ernährung in besonderen Lebenssituationen Sporternährung
• Größere Zufuhrmengen können schädlich sein
• Auf ausreichende Flüssigkeitszufuhr achten!
• Verlust von Mineralstoffen über den Schweiß
(Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Jod)
• Prinzipiell kein erhöhter Vitaminbedarf Antioxidantien
(Vitamin C und E) zur Unterstützung der Muskelregeneration
• Aminosäuren-Aufnahme in die Muskulatur durch Insulin verstärkt
• Wichtig! richtiges Verhältnis in der Zufuhr Leucin : Isoleucin : Valin (2:1:1)
Empfehlung: BCAAs nach dem Training mit mäßiger Menge
Kohlenhydrate bewirkt maximal beschleunigte Regeneration und Muskelaufbau
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Pflanzliche Proteine der AOT
• Produktschonendes Herstellungsverfahren Nährstoffpakete
mit wertvollem Protein, essentiellen Aminosäuren, Ballaststoffen,
Vitaminen und Mineralstoffen
• Natürlichkeit steht im Vordergrund: Aufwertung des Proteingehaltes
erfolgt durch reine Fettextraktion
• Geeignete Kombination der Proteinpulver unterstützt die
Bedarfsdeckung potentiell kritischer Nährstoffe bei Vegetariern
und Veganern
• Außerdem Unterstützung der täglichen Ernährung von Sportlern
• Lebensmittel: langsamere Resorption aber dafür effektiverer
Einbau in Muskulatur, unterstützende Insulinausschüttung durch
Kohlenhydrate
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Pflanzliche Proteine der AOT
Heliaflor® 45 und 55, kbA
Chia- protein, kbA
Kürbis-protein, kbA
Lein-protein, kbA
Lupinen-protein, kbA
Mandel-protein, kbA
Paranuss-protein, kbA
Weizen-keimprotein, kbA
Vitamin B1 Vitamin B6 Folsäure Vitamin E (45)
Calcium Magnesium
Magnesium Phosphor Eisen Mangan Zink
Calcium Magnesium Phosphor Eisen
Lysin Vitamin B2 Vitamin B3 Vitamin E Calcium Magnesium
Selen Vitamin B1 Vitamin B3 Folsäure Magnesium Phosphor Eisen Mangan Zink
Tab. 2: Pflanzliche Proteine der AOT
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Pflanzliche Proteine der AOT Durch die EFSA zugelassene Health Claims:
• [Vitamin-/Mineralstoff-] Quelle: Lebensmittel enthält eine Menge,
die 15 % der in Anhang I von Richtlinie 90/496/EWG empfohlenen
Tagesdosis entspricht
• Hoher [Vitamin-/Mineralstoff-] Gehalt:
Lebensmittel enthält mindestens die
doppelte Menge wie des unter [Vitamin-/Mineralstoff-]
Quelle genannten Wertes
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Pflanzliche Proteine der AOT Health Claims pflanzliche Proteine AOT:
Heliaflor® 45, kbA: Hoher Vitamin B1 / B6 / Folsäure / E - Gehalt
Heliaflor® 55, kbA: Hoher Vitamin B1 / B6 / Folsäure - Gehalt
Chiaprotein, kbA: Hoher Calcium / Magnesium / Phosphor - Gehalt
Kürbisprotein, kbA: Hoher Magnesium / Phosphor / Eisen / Mangan / Zink - Gehalt
Leinprotein, kbA: Hoher Calcium / Magnesium / Phosphor / Eisen – Gehalt
Mandelprotein, kbA: Hoher Vitamin B2 / Vitamin B3 / Vitamin E / Calcium / Magnesium - Gehalt
Paranussprotein, kbA: Hoher Selen - Gehalt
Weizenkeimprotein, kbA: Hoher Vitamin B1 / Folsäure / Magnesium / Phosphor / Eisen /
Mangan / Zink - Gehalt, Vitamin B3-Quelle
Alle Produkte weisen außerdem einen hohen Proteingehalt auf und enthalten
wertvolle Ballaststoffe
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Pflanzliche Proteine der AOT
Mineral-stoffe
Chia-protein
Kürbis-protein
Lein-protein
Mandel-protein
Paranuss-protein
Weizenkeim-protein
Calcium 115 17 50 70 - 9
Phosphor 156 260 110 153 - 168
Magnesium 120 230 145 140 - 100
Eisen - 120 67 - - 70
Mangan - 400 - - - > 1000
Zink - 160 - - - 170
Selen - - - - > 1000 -
Tab. 3.: Deckung des Tagesbedarfs [%] an Mineralstoffen durch den Verzehr von 100 g pflanzliche Proteine der AOT
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Pflanzliche Proteine der AOT
Vitamine Heliaflor®45, kbA
Heliaflor® 55, kbA
Mandel-protein, kbA
Weizen-keimprotein, kbA
Vitamin B1 220 220 - 120
Vitamin B2 26 29 110 -
Vitamin B3 19 26 50 27
Vitamin B6 70 80 - -
Folsäure 90 85 - 100
Vitamin E 40 - 44 -
Tab. 4: Deckung des Tagesbedarfs [%] an Vitaminen durch den Verzehr von 100 g pflanzliche Proteine der AOT
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Pflanzliche Proteine der AOT Mengenelemente
Calcium
• Funktionen: Baustein von Knochengewebe und Zähnen, neuromuskuläre
Reizübertragung, Blutgerinnung, enzymatische Reaktionen
Phosphor
• Funktionen: Energiestoffwechsel, Baustein von Knochengewebe, Baustein
in DNA, Puffersystem im Blut
Magnesium
• Funktionen: neuromuskuläre Reizübertragung, enzymatische Reaktionen,
Baustein von Knochengewebe
• Mangel verursacht Krämpfe (Sportler)
• Optimales Verhältnis zu Calcium 2:1 (1000 mg Ca und 500 mg Mg)
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Pflanzliche Proteine der AOT Spurenelemente
Eisen
• Funktionen: Produktion rote Blutkörperchen, Sauerstofftransport im Blut und
Sauerstoffspeicher im Muskel, enzymatische Reaktionen
• Förderung der Resorption pflanzlichen Eisens durch Vitamin C
Mangan
• Funktionen: enzymatische Reaktionen
Zink
• Funktionen: Unterstützung des Immunsystems, Förderung der Wundheilung,
Insulinspeicherung, enzymatische Reaktionen
Selen
• Funktionen: Antioxidans, Baustein von Serotonin, Immunsystem (Stärkung in Kombination
mit Zink), Bindung von Schwermetallen
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Pflanzliche Proteine der AOT Vitamin B1
• Funktionen: Kohlenhydratstoffwechsel
Vitamin B2
• Funktionen: Energie- und Fettsäurestoffwechsel
Vitamin B3
• Funktionen: Energiestoffwechsel
Vitamin B6
• Funktionen: Schlüsselenzym der Proteinsynthese (Pyridoxin als Vorstufe),
Synthese von Neurotransmittern, Immunstimulation
• Empfehlung für Sporternährung: 0,02 mg Vitamin B6 pro 1 g Protein (Heliaflor®)
Folsäure
• Funktionen: DNA-Synthese, Zellteilung, Proteinstoffwechsel
• Insbesondere Frauen, die planen, schwanger zu werden, oder schwanger sind,
sollen auf eine ausreichende Zufuhr achten
Vitamin E
• Funktionen: Antioxidans, Membranstruktur
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16.02.2017 29 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Pflanzliche Proteine der AOT Vegetarische und vegane Ernährung
• Potentiell kritische Nährstoffe
Vegetarismus: Eisen, Jod, Vitamin D, Zink, Omega-3-Fettsäuren
Veganismus: zusätzlich Vitamin B2, Vitamin B12 und Calcium
Sport
• Potentieller Mehrbedarf
Vitamin C und Vitamin E, Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Jod
Protein bei sportartbedingten kalorienreduzierten Diäten
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16.02.2017 30 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Pflanzliche Proteine der AOT 1. Rezeptur für eine gesunde und ausgewogene Ernährung
Ziel: Ausgewogene Zufuhr von Vitaminen und Mineralstoffen
Zusammensetzung: 40 % Heliaflor 55; 18 % Weizenkeimprotein, 12 % Kürbis-
protein, 15 % Mandelprotein, 10 % Lupinenprotein, 5 % Paranussprotein
Inhaltsstoffe Protein- mischung I
Inhaltsstoffe Protein-mischung I
Vitamin B1 108 Calcium 26
Vitamin B2 39 Phosphor 205
Vitamin B3 28 Magnesium 201
Vitamin B6 39 Eisen 39
Folsäure 58 Mangan 133
Vitamin E 6 Selen 73
Zink 63
Tab. 5: Deckung des Tagesbedarfs [%] an
Vitaminen und Mineralstoffen durch den Verzehr
von 100 g Proteinmischung I
Proteingehalt 50 %
Zubereitung mit Wasser oder
Pflanzen-drink, einem Schuss
Zitronensaft (Vit C) und 1 EL Lein-
oder Hanföl (Omega-3-FS), evtl.
Stück Avocado (Vit D)
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Pflanzliche Proteine der AOT 2. Vegane Ernährung
Ziel: Möglichst hohe Bedarfsdeckung von Calcium, Eisen,
Zink und Vitamin B2, Omega-3-Fettsäuren und Vitamin D
Zusammensetzung: 30 % Kürbisprotein, 30 % Mandelprotein, 15 % Heliaflor® 55,
10 % Heliaflor® 45, 10 % Weizenkeimprotein, 4 % Chiaprotein, 3 % Lupinenprotein
Inhaltsstoffe Protein- mischung II
Inhaltsstoffe Protein-mischung II
Vitamin B1 66 Calcium 31
Vitamin B2 53 Phosphor 213
Vitamin B3 28 Magnesium 210
Vitamin B6 23 Eisen 62
Folsäure 37 Mangan 119
Vitamin E 16 Selen 44
Zink 80
Tab. 6: Deckung des Tagesbedarfs [%, m/w] an Vitaminen
und Mineralstoffen durch den Verzehr von 100 g
Proteinmischung II
Proteingehalt 51 %
Zubereitung mit Pflanzendrink
(calciumreich), einem Schuss Zitronensaft
(Vit C) und 1 EL Leinöl (Omega-3-FS),
evtl. Stück Avocado (Vit D)
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16.02.2017 32 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Pflanzliche Proteine der AOT 3. Sportlermischung
Ziel: Proteingehalt, möglichst hohe Bedarfsdeckung von Calcium,
Magnesium, Eisen und Zink sowie Vitamin B6, Vitamin E und Vitamin C
Zusammensetzung: 33 % Heliaflor® 55, 28 % Kürbisprotein, 23 % Mandelprotein,
10 % Weizenkeimprotein, 3 % Chiaprotein, 3 % Lupinenprotein
Inhaltsstoffe Protein-
mischung III Inhaltsstoffe Protein-
mischung III
Vitamin B1 83 Calcium 30
Vitamin B2 49 Phosphor 221
Vitamin B3 28 Magnesium 218
Vitamin B6 30 Eisen 60
Folsäure 44 Mangan 119
Vitamin E 9 Zink
80
Tab. 6: Deckung des Tagesbedarfs [%, m/w] an Vitaminen
und Mineralstoffen durch den Verzehr von 100 g
Proteinmischung III
Proteingehalt 52 %
Zubereitung mit Pflanzendrink
(calciumreich), einem Schuss
Zitronensaft (Vit C) und 1 EL Leinöl
(Omega-3-FS)
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16.02.2017 33 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Pflanzliche Proteine vielseitig & wertvoll
16.02.2017 34 All Organic Treasures GmbH, Stand 9-563 www.aot.de, www.heliaflor.de, www.pure-plants.de
Quellen [1] Arndt, K., Albers, T. (2011). Handbuch Protein und Aminosäuren. Arnsberg: Novagenics Verlag.
[2] Bundesinstitut für Risikobewertung (2017). Gesundheitliche Bewertung von Aminosäuren. Abgerufen am 03.01.2017 von http://www.bfr.bund.de/de/gesundheitliche_bewertung_von_aminosaeuren-54420.html .
[3] Biesalski et al. (2010). Ernährungsmedizin: nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. Stuttgart: Georg Thieme Verlag.
[4] Feil, W. (2017). Leistungsfortschritt durch intelligente Eiweiß- und Aminosäurenaufnahme. Abgerufen am 04.01.2017 von http://www.greif.de/downloads/addon.pdf.
[5] Landwirt.com (2007). Schweinemast: Liebig´sches Minimumprinzip. Abgerufen am 19.12.2016 von https://www.landwirt.com/schweineberichte/Mastschweinbraucht,4,Schweinemast-Liebig%60sches-Minimumprinzip.html.
[6] Leitzmann, C., Keller, M. (2013). Vegetarische Ernährung. Stuttgart: Verlag Eugen Ulmer KG.
[7] Loeffelholz, C. (2012). Ernährungsstrategien in Kraftsport und Bodybuilding. Arnsberg: Novagenics Verlag.
[8] Löffler, G. (2008). Basiswissen Biochemie mit Pathobiochemie. S.135 – 156. Heidelberg: Springer Medizin Verlag.
[9] Lückerath, E., Müller-Nothmann, S-D. (2008). Diätetik und Ernährungsberatung – Das Praxisbuch. Stuttgart: Hippokrates Verlag.
[10] Raschka, C., Ruf, S. (2012). Sport und Ernährung – Wissenschaftlich basierte Empfehlungen und Ernährungspläne für die Praxis. Stuttgart: Georg Thieme Verlag.
[11] Scientific Committee on Food (SCF) (2001). Report of the Scientific Committee on Food on composition and specification of food intended to meet the expenditure of intense muscular effort, especially for sportsmen.
[12] Verordnung (EG) Nr. 1924/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 20. Dezember 2006 über nährwert- und gesundheitsbezogene Angaben über Lebensmittel. Abgerufen am 06.02.2017 von http://www.health-claims-verordnung.de/resources/hcvo-verordnungstext-berichtigt.pdf.
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