Qualität des Proteins aus der gemeinen Bohne

Der Mensch benötigt bestimmte Mindestmengen der unentbehrlichen Aminosäuren (IAA) aus Nahrungsproteinen, um ein gesundes Wachstum und eine gesunde Körperfunktion aufrechtzuerhalten (1). Diese Aminosäuren werden nicht im Körper hergestellt und müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Bei der Proteinqualität geht es darum, wie Nahrungsproteine ​​den Bedarf des Körpers an IAA in verschiedenen Lebensphasen decken können (1,2), um verschiedene Körperproteine ​​und Biomoleküle herzustellen. Es ist wichtig für die öffentliche Gesundheit und hat wirtschaftliche Erwägungen in Bezug auf die nationale Ernährungspolitik, die weltweite Produktion und den Handel mit Proteinen. Unsicherheit über die Qualität der Ernährung, insbesondere in Bezug auf ihre Proteinqualität, wirkt sich potenziell auf die Gesundheit, Wirtschaft, Landwirtschaft und Ernährungssicherheit einer Nation aus. Internationale Organisationen haben begonnen, sich mit diesen Problemen auseinanderzusetzen. Eine schlechte Ernährung wirkt sich deutlich negativ auf die sensiblen Phasen der Schwangerschaft (3) und die ersten beiden Lebensjahre (die ersten 1000 Tage) aus. Darüber hinaus hängt die Proteinqualität mit Wachstumsverzögerung zusammen, die in vielen Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen weit verbreitet ist, da eine angemessene Proteinqualität für ein optimales lineares Wachstum erforderlich ist. Daher wird es wahrscheinlich Auswirkungen auf das globale Ernährungsziel der WHO für 2025 haben, um die Prävalenz von Wachstumsverzögerung (geringe Körpergröße im Verhältnis zum Alter) bei Kindern unter 5 Jahren um 40 % zu reduzieren. Es hat sich gezeigt, dass Stunting die Lernfähigkeit bei Kindern und damit die Produktivität bei Erwachsenen verringert (4). Von Bedeutung ist auch, dass Wachstumsverzögerungen das Risiko für die Entwicklung von Fettleibigkeit und chronischen nicht übertragbaren Krankheiten (CNCD) erhöhen und daher eine Rolle bei den Auswirkungen von CNCD auf die steigenden Kosten für Gesundheit und Wirtschaft spielen, insbesondere in Entwicklungsländern (5). Es ist klar, dass zur Erfüllung der Ernährungsanforderungen der IAA eine genaue Bewertung ihrer Verfügbarkeit unerlässlich ist.

Die Verfügbarkeit von Aminosäuren aus Proteinquellen hängt von ihrer Aminosäurenzusammensetzung und Verdaulichkeit ab, die bei der Beurteilung der Proteinqualität als Maßstab verwendet wurden. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) veranstaltete 2011 ein internationales Symposium über Nahrungsprotein für die menschliche Gesundheit, bei dem anerkannt wurde, dass die derzeitige Messung der Proteinverfügbarkeit unter Verwendung der orofäkalen Stickstoffbilanz die Verdaulichkeit unterschätzt, da der Dickdarmstoffwechsel zusätzlichen Stickstoff zum Nahrungsstickstoff beiträgt beim Stuhlgang berücksichtigt. Das Komitee kam zu dem Schluss, dass eine robustere Methode zur Bewertung der Proteinqualität benötigt wird. Während das oro-ileale Gleichgewicht eine genauere Methode der Proteinverdaulichkeit ist (6,7), ist es eine teure und invasive Methode, und es liegen unzureichende Humandaten vor.

Nach dem Symposium im Jahr 2011 berief die FAO im Jahr 2013 ein Expertenkonsultationstreffen ein und veröffentlichte einen Bericht „Dietary protein quality evaluation in human nutrition“ (8) als Teil des Aufrufs der Vereinten Nationen zur Förderung einer nachhaltigen Ernährung und Gesundheit und beeinflusst durch die technische Mitteilung der WHO aus dem Jahr 2012 zu Lebensmitteln für die Behandlung mittelschwerer akuter Mangelernährung bei Kindern(9) Dieser Bericht wurde hauptsächlich durch Fortschritte bei verfügbaren Methoden zur genaueren Messung der Qualität von Nahrungsproteinen motiviert. Es wurde vorgeschlagen, dass eine minimalinvasive Methode basierend auf dem Dual Stable Isotope Tracer-Ansatz entwickelt werden könnte, um die Proteinqualität genau zu bewerten. Die IAEO hielt im Oktober 2013 ein Beratertreffen ab, um stabile Isotopenmethoden zur Messung der Proteinqualität beim Menschen zu erörtern, gefolgt von einem Treffen der FAO-Expertenarbeitsgruppe im März 2014 in Bangalore, um speziell die am besten geeigneten Forschungsmethoden zur Messung der Proteinverdaulichkeit und -verwertung zu definieren beim Menschen (10). Daher hat die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) ein koordiniertes Forschungsprojekt (Coordinated Research Project, CRP) mit dem Ziel ins Leben gerufen, ein neuartiges duales stabiles Isotopen-Tracer-Verfahren zu entwickeln und zu validieren, das zur Bewertung der Proteinverdaulichkeit minimalinvasiv ist Nutzung durch pflanzliche Ernährung, da sie von gefährdeten Bevölkerungsgruppen in Regionen konsumiert wird, die sich gewöhnlich auf pflanzliche Ernährung verlassen. Im Allgemeinen basiert das Verfahren auf dem Konzept, dass, wenn IAA innerhalb der Nahrungsmittelmatrix mit Isotopen markiert werden, ihr Erscheinen im Blut ein Maß für die Bioverfügbarkeit liefert, das unabhängig von anderen Proteinen in der Nahrung und unabhängig von endogenen Körperproteinen ist. Das vergleichende Auftreten von Tracern im Blut von markierten Test- und Referenzproteinen ergibt ein direktes Maß für die Verdauung und Bioverfügbarkeit des Testproteins. Auch wenn das Referenzprotein von einer Spurenmenge einer anders markierten Aminosäure wie 13C6-Phenylalanin begleitet wird, liefert es einen Index der Aminosäureabsorption nach der Verdauung. Wir haben im Rahmen des CRP ein IAEA-Stipendium erhalten und schlagen vor, Studien an gesunden erwachsenen Menschen durchzuführen, um die Verfügbarkeit des IAA aus der intrinsisch gekennzeichneten gemeinen Bohne (Phaseolus vulgaris) zu bewerten, die zu den acht Arten gehört, die vom Konsultativausschuss als globale Priorität angesehen werden Group for International Agricultural Research (CGIAR, 2012) (11) Das Forschungsprogramm umfasst die Nutzung von Leguminosen zur Bekämpfung von Armut, Hunger, Unterernährung und Umweltzerstörung. Unser Mitarbeiter vom Scientific Research Council wird die Bohnen anbauen. Die Aminosäuren in der Bohne werden mit Deuterium markiert, indem dem Gießwasser eine Bolusdosis Deuteriumoxid zugesetzt wird. Sie haben in einer Pilotstudie erfolgreich gekennzeichnete Bohnen produziert. Die genaue Messung der IAA-Verfügbarkeit und Proteinqualität in der Gartenbohne wird nützlich sein, um Ernährungsentscheidungen im Einklang mit einer guten Gesundheit zu treffen. Das Hauptziel dieser Studie ist die Entwicklung einer minimalinvasiven Methode zur genauen Messung der Proteinqualität in der Gartenbohne, um konsistente Ernährungsentscheidungen zu treffen bei guter Gesundheit. Wir zielen auch darauf ab, einen Absorptionsindex relativ zu Phenylalanin zur Verwendung in zukünftigen Studien zu erstellen und die Verwendung des Proteins durch Messen der Proteinoxidation und der Aminosäuren im Urin zu bewerten.

Konkrete Ziele sind:

1. um das Bohnenprotein für die Isotopenanreicherung zu charakterisieren
2. zur Quantifizierung von Bohnen-Aminosäuren, die dem Körper zur Verfügung gestellt werden, wenn die Bohne und ein Referenzprotein von gesunden Erwachsenen im Alter von 20 bis 45 Jahren konsumiert werden.
3. um einen Index für die Absorption von Aminosäuren zu erstellen
4. um die Werte für verdauliche, unverzichtbare Aminosäuren zu bestimmen