Metabolische Verfügbarkeit von Methionin in Tempeh-Chips bei Frauen im reproduktiven Alter unter Verwendung der Indikator-Aminosäure-Oxidations-(IAAO)-Methode (IAAO)

Für die Vorstudienbewertung müssen die Teilnehmer ihr Körpergewicht, ihre Körpergröße und den Ruheenergieverbrauch (REE) mittels indirekter Kalorimetrie messen.

Das Studienprotokoll ist ein 3-tägiges experimentelles Protokoll, bestehend aus 2 Anpassungstagen und 1 Indikator-Aminosäure-Oxidations- (IAAO) Studientag. Für jedes 3-tägige experimentelle Protokoll erhalten die Teilnehmer entweder für 3 Tage eine Referenzdiät oder für 3 Tage eine Tempeh-Diät. Um ein weiteres 3-tägiges experimentelles Protokoll für denselben Teilnehmer zu beginnen, ist ein Abstand von mindestens 1 Woche erforderlich, um eine vollständige Auswaschung des Tracers sicherzustellen.

Während jeder Anpassungsphase erhält jeder Teilnehmer 4 gleiche Mahlzeiten pro Tag (Frühstück, Mittagessen, Abendessen und Snack), die 100 % ihres täglichen Energie- und Proteinbedarfs decken (Energiebedarf = Ruheenergieverbrauch (REE) × 1,7; Proteinbedarf = 1,0 g/kg/Tag × Körpergewicht). Die bereitgestellten Mahlzeiten umfassen eine proteinfreie Formel (erforderlich), proteinfreie Butterscotch-Kekse (erforderlich), eine kristalline Aminosäuremischung oder eine Kombination der kristallinen Aminosäuremischung mit Tempeh-Chips. Die Mahlzeiten sollten von den Teilnehmern innerhalb von 15 Minuten verzehrt werden. Ein tägliches Multivitaminpräparat und ein 500 mg Cholinpräparat werden ebenfalls bereitgestellt. Zusätzlich zu stillem Wasser ist während der Anpassungstage nur eine Tasse Tee oder Kaffee ohne Zucker oder Sahne erlaubt.

Während der IAAO-Studienphase kommen die Teilnehmer nach einem 12-stündigen nächtlichen Fasten für 8 Stunden in das Stoffwechsellabor des Kolej Tun Syed Nasir (KTSN). Insgesamt werden 9 isonitrogene und isokalorische stündliche Mahlzeiten bereitgestellt, wobei jede Mahlzeit 1/10 des Gesamtenergiebedarfs (REE × 1,5) und Proteinbedarfs (1,0 g/kg/Tag) beisteuert. Die Mahlzeiten bestehen aus einer proteinfreien Formel (erforderlich), proteinfreien Butterscotch-Keksen (erforderlich) und entweder einer kristallinen Aminosäuremischung oder einer Kombination der kristallinen Aminosäuremischung mit Tempeh-Chips. Jede Mahlzeit sollte innerhalb von 15 Minuten verzehrt werden. Die bereitgestellten Gesamtmahlzeiten decken 90 % des Energie- und Proteinbedarfs der Teilnehmer. Am Versuchstag wird ebenfalls ein tägliches Multivitaminpräparat und 500 mg Cholin bereitgestellt.

Während der ersten bis vierten Mahlzeit müssen die Teilnehmer nur die bereitgestellten Mahlzeiten verzehren. Ab der fünften Mahlzeit erhalten die Teilnehmer eine konstante orale Isotopeninkorporation. Phenylalanin, eine unentbehrliche Aminosäure, deren Endstoffwechsel Kohlendioxid produziert, wird als Tracer zur Messung der Oxidation verwendet. Zusätzlich wird NaH13CO3 (¹³C-Natriumhydrogencarbonat) als Priming-Dosis verabreicht, um zu ermöglichen, dass 13CO2 (Kohlendioxid-13-markiertes CO₂) in der Atemluft innerhalb von 2–3 Stunden ein Plateau erreicht. Eine Dosis von 0,176 mg/kg NaH13CO3 und 0,66 mg/kg L-[1-13C]phenylalanin wird während der fünften Mahlzeit als Priming-Isotop verabreicht. Von der fünften Mahlzeit bis zur letzten Mahlzeit wird kontinuierlich 1,2 mg/kg L-[1-13C]phenylalanin bereitgestellt. Die als Tracer (ohne das Priming-Isotop) bereitgestellte Menge an Phenylalanin wird von der diätetischen Bereitstellung abgezogen, um eine Gesamtphenylalaninaufnahme von 30 mg/kg/Tag beizubehalten. Zusätzlich werden 40 mg/kg/Tag (160 % des Gesamtbedarfs an aromatischen Aminosäuren) Tyrosin bereitgestellt, um sicherzustellen, dass kein markiertes Phenylalanin hydroxyliert wird, um den Tyrosinbedarf zu decken. Nach der fünften Mahlzeit wird die Produktionsrate von ausgeatmetem Kohlendioxid (VCO2) für 15 Minuten mittels indirekter Kalorimetrie gemessen.

Für die Atemprobenentnahme werden Proben alle 15 Minuten gesammelt, bevor das Tracer-Protokoll initiiert wird (d.h. vor der fünften Mahlzeit), und alle 15 Minuten, nachdem der isotopische stationäre Zustand erreicht ist (etwa 2,5 Stunden nach Isotopenverabreichung), bis zum Ende der Studie. Zusätzliche Atemproben werden 30 Minuten nach Ende der Studie gesammelt. Jede Atemprobe wird dreifach in 10 mL nicht-silikonbeschichteten Röhrchen gesammelt. Die Anreicherung von 13CO2 in der Atemluft wird mit einem Durchfluss-Isotopenverhältnis-Massenspektrometer analysiert und als Atomprozentüberschuss (APE) über dem Basiswert ausgedrückt. Der Anteil von 13CO2 (F13CO2) aus der L-[1-13C]phenylalanin-Oxidation relativ zur verabreichten Menge wird berechnet.

Unter Verwendung eines linearen gemischten Effekt-Regressionsmodells werden die Referenz- und Test-IAAO-Antwortsteigungen aus den F13CO2-Messungen und ihren entsprechenden Methioninaufnahmen generiert, mit einem gemeinsamen Ursprung der F13CO2-Antwort bei der Basis-Methioninaufnahme. Die metabolische Verfügbarkeit (MA) von Methionin im Testprotein wird durch die Steigungsverhältnismethode unter Verwendung der folgenden Gleichung bestimmt:

MA (%) = (Testprotein / Referenzprotein) × 100.