Kvaliteten på protein fra vanlig bønne

Mennesker krever visse minimale mengder av de uunnværlige aminosyrene (IAA) fra diettproteiner for å opprettholde sunn vekst og kroppsfunksjon (1). Disse aminosyrene lages ikke i kroppen og må tilføres i kosten. Proteinkvalitet handler om hvordan kostholdsproteiner kan tilfredsstille kroppens behov for IAA på ulike stadier av livet (1,2) for å lage ulike kroppsproteiner og biomolekyler. Det er viktig for folkehelsen og har økonomiske hensyn med hensyn til nasjonal matpolitikk, verdensproduksjon og handel med proteiner. Usikkerhet over kvaliteten på kostholdet, spesielt med henvisning til proteinkvaliteten, kan potensielt påvirke en nasjons helse, økonomi, landbruk og næringssikkerhet. Internasjonale organisasjoner har begynt å ta tak i disse problemene Dårlig kostholdskvalitet har en markant negativ innvirkning på de sensitive periodene av svangerskapet (3) og de to første leveårene (de første 1000 dagene). Videre er proteinkvalitet relatert til stunting som er utbredt i mai lav- og middelinntektsland fordi tilstrekkelig proteinkvalitet er nødvendig for optimal lineær vekst. Derfor vil det sannsynligvis ha en innvirkning på WHO Global Nutrition Target 2025 for å redusere forekomsten av stunting (lav høyde for alder) hos barn under 5 år med 40 %. Stunting har vist seg å redusere læringskapasiteten hos barn, og dermed produktiviteten hos voksne (4). Av betydning er det også at stunting øker risikoen for å utvikle fedme og kroniske ikke-smittsomme sykdommer (CNCD), og spiller derfor en rolle i virkningen av CNCD på økende kostnader for helse og økonomi, spesielt i utviklingsland (5). Det er klart at for å oppfylle kostholdskravene til IAA er nøyaktig vurdering av tilgjengeligheten avgjørende.

Tilgjengeligheten av aminosyrer fra proteinkilder avhenger av deres aminosyresammensetning og fordøyelighet som har vært målestokker brukt i vurderingen av proteinkvalitet. Food and Agriculture Organization (FAO) i 2011 holdt et internasjonalt symposium om kostholdsprotein for menneskers helse der det ble anerkjent at dagens mål på proteintilgjengelighet ved bruk av oro-fekal nitrogenbalanse undervurderer fordøyelighet fordi kolonmetabolisme som bidrar med ekstra nitrogen til diettnitrogen ikke er tatt i betraktning ved avføringstapet. Komiteen konkluderte med at det er behov for en mer robust metode for å vurdere proteinkvalitet. Mens oro-ileal balanse er en mer nøyaktig metode for proteinfordøyelighet (6,7), er det en kostbar og invasiv metode, og det er utilstrekkelig menneskelige data.

Etter symposiet i 2011 innkalte FAO i 2013 til et ekspertkonsultasjonsmøte og ga ut en rapport , 'Dietary protein quality evaluation in human nutrition', (8) som en del av oppfordringen fra FN om å fremme bærekraftig kosthold og helse og påvirket av WHOs tekniske notat fra 2012 om matvarer for behandling av moderat akutt underernæring hos barn(9) Denne rapporten var hovedsakelig motivert av fremskritt i tilgjengelige metoder for å måle kvaliteten på ernæringsproteiner med mer nøyaktighet. Det ble foreslått at en minimalt invasiv metode basert på Dual Stable Isotope Tracer-tilnærming kunne utvikles for nøyaktig å vurdere proteinkvaliteten. IAEA holdt et konsulentmøte i oktober 2013 for å diskutere stabile isotopiske metoder for å måle proteinkvalitet hos mennesker, etterfulgt av et FAO Expert Working Group-møte i mars 2014 i Bangalore, for å spesifikt definere de mest passende forskningsmetodikkene for å måle proteinfordøyelighet og bruk hos mennesker (10). Derfor har Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA) etablert et koordinert forskningsprosjekt (CRP) med mål om å utvikle og validere en ny Dual Stable Isotope Tracer-metode som er minimalt invasiv for å vurdere proteinfordøyelighet og utnyttelse fra plantebaserte dietter, ettersom de konsumeres av sårbare befolkninger, i regioner som vanligvis er avhengige av plantebaserte dietter. Generelt er metoden basert på konseptet at hvis IAA blir merket med isotop i matrisen, gir deres utseende i blodet et mål på biotilgjengelighet, som er uavhengig av andre proteiner i maten og uavhengig av endogene kroppsproteiner. Sammenlignende sporstoffutseende i blod av merkede test- og referanseproteiner gir et direkte mål på fordøyelsen og biotilgjengeligheten til testproteinet. Når referanseproteinet er ledsaget av en spormengde av en annerledes merket aminosyre som 13C6-fenylalanin, vil det gi en indeks for aminosyreabsorpsjon etter fordøyelsen. Vi har blitt tildelt et IAEA-stipend som en del av CRP og foreslår å gjennomføre studier på friske voksne mennesker for å vurdere tilgjengeligheten av IAA fra egenmerkede vanlig bønne (Phaseolus vulgaris) som er blant de åtte artene som anses som globale prioriteringer av den rådgivende myndigheten. Group for International Agricultural Research (CGIAR, 2012) (11) Forskningsprogrammet inkluderer utnyttelse av belgfrukter for å bekjempe fattigdom, sult, underernæring og miljøforringelse. Vår samarbeidspartner fra Vitenskapelig forskningsråd skal dyrke bønnene. Aminosyrene i bønnen vil bli merket med deuterium, ved å tilsette en bolusdose deuteriumoksid til vanningsvannet. De har med suksess produsert merkede bønner i en pilotstudie. Å nøyaktig måle IAA-tilgjengelighet og proteinkvalitet i den vanlige bønnen vil være nyttig for å informere kostholdsvalg i samsvar med god helse. Hovedmålet med denne studien er å utvikle en minimalt invasiv metode for nøyaktig å måle proteinkvaliteten i den vanlige bønnen for å informere om konsistente kostholdsvalg med god helse. Vi tar også sikte på å etablere en absorpsjonsindeks i forhold til fenylalanin for bruk i fremtidige studier og å vurdere utnyttelsen av proteinet ved å måle proteinoksidasjon og urinaminosyrer.

Spesifikke mål er:

1. å karakterisere bønneproteinet for isotopisk berikelse
2. å kvantifisere bønneaminosyrer som gjøres tilgjengelig for kroppen når bønnen og et referanseprotein konsumeres av friske voksne i alderen 20 til 45 år.
3. å etablere en indeks for absorpsjon av aminosyrer
4. å bestemme fordøyelige uunnværlige aminosyrepoeng