DIAAS Bewertungsmethode Proteinqualität

Der DIAAS ist eine neue Form die Proteinqualität und damit die biologische Wertigkeit von Proteinen zu beurteilen. Das Verständnis setzt ein Basis-Wissen über Proteine voraus, weshalb sich ein Blick in unseren Blog lohnt, in dem wir einen Überblick über die Proteinaufnahme im Körper, die Proteinqualität und auch verschiedene Proteinquellen im Vergleich bieten. Wir beschreiben auch die Vorteile von Insektenprotein und warum wir Insekten für die menschliche Proteinversorgung empfehlen. 

Was ist die Proteinqualität? 

Eine kleine Wiederholung: Die Proteinqualität ist in vereinfachter Form abhängig von drei Faktoren. Erstens, der Proteingehalt von Nahrungsmitteln und deren Aminosäurezusammensetzung. Zweitens, der menschliche bzw. individuelle Bedarf an essenziellen Aminosäuren (auch unentbehrliche oder unverzichtbare Aminosäuren genannt). Und drittens, die eigentliche Aufnahme und Verdaulichkeit der (essenziellen) Aminosäuren im menschlichen Körper bzw. die Bioverfügbarkeit der Proteine. In unserem Blogbeitrag über die Proteinqualität beschäftigen wir uns mit den beiden ersten Punkten. Hier erfährst du mehr zur Proteinaufnahme im menschlichen Körper. Nachfolgend wollen wir uns nun mit der Verdaulichkeit der Proteine beschäftigen und herausfinden, wie man die Proteinqualität in Zahlen ausdrücken kann. 

Welches Protein hat die beste Bioverfügbarkeit? Welches Protein ist gut verdaulich? 

Die Bioverfügbarkeit beschreibt allgemein, inwieweit ein Nährstoff aus der Nahrung aufgenommen, verdaut und vom menschlichen Körper genutzt werden kann. Im Kontext des Eiweiß bedeutet das also, wie gut der menschliche Körper die Proteine aufnehmen und verwerten kann. Vielen sagt vielleicht noch das Konzept der biologischen Wertigkeit von Proteinen etwas. Es gibt ein relatives Maß an, wie gut die Proteine aus der Nahrung in körpereigene Proteine umgewandelt werden können. Diese Angabe enthält aber nicht die Verdaulichkeit der Proteine und damit die tatsächliche Aufnahme der Aminosäuren. Daher gilt die biologische Wertigkeit als veraltete und ungenaue Angabe, wenn es darum geht, wie viel Protein im menschlichen Körper tatsächlich ankommt und verwertet wird. 

Welche Proteine haben die höchste Wertigkeit? 

Über die Jahre wurden viele Methoden entwickelt, um die Verdaulichkeit der Proteine im menschlichen Körper zu berechnen bzw. zu bestimmen. Der PDCAAS ist ein Wert, der die Proteinqualität wiedergibt, aber auch Schwächen in der Berechnungsmethode aufweist. Deshalb empfiehlt die FAO seit rund zehn Jahren die Weiterentwicklung des PDCAAS, die sogenannte DIAAS (Digestable Indespensable Amino Acid Score) Methode zur Bestimmung der Proteinqualität. Stark vereinfacht geschrieben, wird der Frage nachgegangen, wie viele Aminosäuren aus dem Nahrungsmittel vom menschlichen Körper aufgenommen werden können. Es wird also die Verdaulichkeit und Aufnahme der im Nahrungsmittel enthaltenen Aminosäuren berechnet und in ein Verhältnis mit dem menschlichen Bedarf an essenziellen Aminosäuren gesetzt. Der berechnete Wert (für das Protein / die Proteinquelle) gibt dabei das niedrigste Verhältnis des Vergleichs der jeweils im Nahrungsmittel enthaltenen Aminosäuren und der entsprechenden essenziellen Aminosäure der Referenz wieder. 

Die hier verwendeten DIAAS Angaben wurden in einer gängigen Vorgehensweise im Verdauungssystem von Schweinen, mit einer Referenzmenge des menschlichen Bedarfs ab 3 Jahren bestimmt. Die Referenzmenge der Aminosäuren, auch Referenzprotein genannt, wurde von der FAO und WHO bestimmt. Der DIAAS zeigt also ein Verhältnis an, inwieweit die Proteine eines Nahrungsmittels unserem menschlichen Proteinbedarf entsprechen. 

In Zahlen ausgedrückt heißt das: DIAAS % = 100 x (mg der verdaulichen essenziellen Aminosäure in 1 g des Nahrungsmittelproteins) / (mg derselben essenziellen Aminosäure in 1 g des Referenzproteins). In der nachfolgenden DIAAS Tabelle wird der DIAAS einiger Nahrungsmittel aufgezeigt. 

Nahrungsmittel (Zubereitung)	DIAAS
Roggen, Gerste, Weizen	< 0,5
Kidneybohnen (gekocht), Erbsenproteinkonzentrat	ca. 0,75
Haferflocken (geschält), Pistazien (geröstet)	ca. 0,8
Buffalowurm (erhitzt und gemahlen)	0,83
Heimchen (erhitzt und gemahlen)	0,9
Sojaproteinisolat, Rinderhackfleisch (gekocht)	ca. 1
Hühnerbrust (?), Magermilchprotein	> 1
Schweinefleisch (?)	1,1
Eier	1,2
Ribeye Rindersteak (medium gebraten)	1,3
Trockenmilch	1,4

Tabelle 1: verschiedene Nahrungsmittel mit etwaiger Zubereitungsform und ihrem DIAAS 

Was ist hochwertiges Protein? Was ist ein vollwertiges Protein? 

Ein geringer Wert zeigt also, dass dieses Nahrungsmittel weniger für unsere menschlichen Proteinversorgung geeignet ist. Ein hoher Wert dagegen bedeutet, dass dieses Nahrungsmittel eine gute, über 1 sogar eine exzellente Proteinquelle ist. Hier zeigt sich also auch die generelle, klare Unterscheidung zwischen pflanzlichen Proteinquellen und hochwertigen tierischen Proteinquellen. Deshalb gilt große Vorsicht beim Vergleich zwischen Nährstofftabelle auf Lebensmittelverpackung, die noch nicht danach berechnet sind. Ein vollwertiges Protein entspricht umgangssprachlich also einem hohen DIAAS Wert, da es den menschlichen Bedarf an Protein “vollwertig” deckt. 

Was beeinflusst den DIAAS? Was beeinflusst die Proteinaufnahme? 

Die Aufnahme und Verdaulichkeit der Proteine werden von vielen Faktoren beeinflusst. Hier erfährst du mehr zur Proteinaufnahme im Körper und wie die Nährstoffmatrix entscheidend die Aufnahme im menschlichen Körper beeinflusst. Auch im Nahrungsmittel zusätzlich vorhandene Substanzen und Verbindungen beeinflussen die Proteinaufnahme im menschlichen Körper. Zum Beispiel können antinutritive Substanzen (auch Antinährstoffe) Körperfunktionen einschränken oder Enzyme und Vitamine blockieren und ihre Wirkungsweisen hemmen. Zusätzlich bestimmen die Haltbarmachung und die Zubereitung, das Zerkleinern und Erhitzen des Lebensmittels, die Proteinaufnahme und damit die Bioverfügbarkeit von Protein. 

Gibt es Kritik am DIAAS? 

Auch der DIAAS wird kritisiert. So wird, wie oben beschrieben, die Verdaulichkeit aus ethischen und durchführungstechnischen Gründen üblicherweise nicht am Menschen durchgeführt. Die Zubereitung der verfütterten Nahrungsmittel zur Berechnung des DIAAS ist nicht immer dieselbe Zubereitung, wie wir Menschen sie üblicherweise durchführen. Pflanzliche Nahrungsmittel werden z.T. unterrepräsentiert. Der Fokus liegt oftmals zu sehr auf isolierten Nährstoffen, anstatt deren natürliches Vorkommen in der Nährstoffmatrix. Außerdem besteht Kritik an der Berechnungsmethode. Das zeigt mal wieder die Unterschiede zwischen Forschung und Praxis und, dass der DIAAS zwar brauchbare Erkenntnisse liefern kann, aber auch noch Verbesserungspotential aufweist. 

Wie gut ist Insektenprotein? 

Letztes Jahr wurde dann die erste uns bekannte wissenschaftliche Studie zum DIAAS von Insekten veröffentlicht (Malla et al. 2022). Diese Studie berechnete einen DIAAS von 0,89 für Grillen bzw. Heimchen, im Fall des Buffalowurms 0,83 und beim Mehlwurm 0,64. In dieser Berechnung wurden die Insektenproteine in ein Verhältnis zum menschlichen Bedarf ab einem Alter von drei Jahren gesetzt – gilt also auch für Erwachsene. Die tatsächliche Aufnahme der Grillenproteine – deren Aminosäuren - in unserem menschlichen Körper entsprechen also zu rund 90% unseres Bedarfs.  

Bei der Berechnung des Proteingehaltes in Insekten muss das Chitin berücksichtigt werden. Chitin kommt natürlicherweise im Exoskelett von Insekten vor. Es kann eine absolute Berechnung der im Insekt enthaltenen Proteine verfälschen. Auch beim DIAAS kann die Berechnung von dem im Chitin enthaltenen Stickstoffs abhängig und daher verfälscht sein. In dieser Studie wurde deshalb auch die für Insekten korrigierte Berechnungsmethode des Proteingehaltes für die Berechnung des DIAAS verwendet, was einen jeweils höheren DIAAS hervorruft. Bei dieser Berechnung überschreiten auch Mehlwürmer die Mindestgrenze von 0,75, um damit, neben Buffalowürmern, als eine gute Proteinqualität-Quelle definiert zu sein. Die Grillen gelten danach mit einem DIAAS von 1,03 als Quelle für exzellente Proteinqualität. 

Da du nun über die sehr gute Proteinverfügbarkeit und Verdaulichkeit von Insektenprotein Bescheid weißt, lohnt sich ein Blick in die Auswahl der leckeren ZIRP Insektenlebensmittel. 

Was sind vollwertige Mahlzeiten in Bezug auf die Proteinzufuhr? 

Der DIAAS kann zur Bestimmung der Proteinqualität einer Proteinquelle und zur Berechnung der Proteinqualität einer Mahlzeit bzw. Mischkost verwendet werden. Im letzten Fall drückt der DIAAS aus, welche Menge am täglichen Proteinbedarf damit gedeckt werden kann. 

Auch in der Studie von Malla et al. wird auf die Wichtigkeit der Berechnung der Proteinqualität bzw. Nährstoffaufnahme in ganzen Mahlzeiten hingewiesen. So wurde beispielhaft auch der DIAAS einer Mahlzeit von Reis mit Grillen berechnet und schon bei einer Zugabe von 5% getrockneter Grillen (im Vergleich zum Reis) steigt der DIAAS von 0,6 auf 0,7 und damit die Proteinqualität dieser Mahlzeit signifikant an. Dies gilt aufgrund ähnlicher Aminosäurezusammensetzungen in Beigabe etwas größerer Mengen auch für die Mehl- und Buffalowürmer, weshalb wir an dieser Stelle gerne auf unsere Rezepte mit Insekten verweisen. Viel Freude beim Kochen & Mahlzeit!