Ernährungsphysiologische Betrachtung pflanzlicher Proteine · 34 bis 38 % (Sojabohne), Nüsse 10 bis 20 %, Ölsaaten 17 bis 37 % • durch Verarbeitungsprozesse Aufwertung des Proteingehalts

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



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



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



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).



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)



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



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].



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].



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)



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




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




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




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




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!



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



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



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



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



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



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




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



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



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




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




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



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)



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



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



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



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)



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 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)



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 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)



Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!



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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