Bewertung von Rapsprotein im Vergleich zu Sojaprotein Ergebnisse einer Interventionsstudie beim Menschen

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1 17. Thüringer Rapstag am 6. Juni 2013 Bewertung von Rapsprotein im Vergleich zu Sojaprotein Ergebnisse einer Interventionsstudie beim Menschen Gerhard Jahreis, Manja Fleddermann, Anita Fechner, Melanie Bähr, Frank Liebert Friedrich-Schiller-Universität Jena Institut für Ernährungswissenschaften Lehrstuhl Ernährungsphysiologie Ziel der Studie Bewertung der Ernährungsrelevanz von zwei Rapsproteinvarianten (Isolat and Hydrolysat) im Vergleich zu Sojaisolat: Proteinqualität(Aminosäurengehalt) - Protein digestibility (rat assay) corrected amino acid score (PDCAAS) Bioverfügbarkeit beim Menschen: freie Aminosäuren im Plasma Nitrogen-Bilanz = N-Aufnahme (Urin-N + Faeces-N + Haut-N) N-Ausscheidung 2

2 3 Chemische Zusammensetzung der Testproteine CPI = Canolaproteinisolat, CPH = Canolaproteinhydrolysat, = Sojaproteinisolat CPI CPH TM[%] 95.0 ± ± ± 0.1 Asche [%] 2.95 ± ± ± 0.02 Fett[%, DM] 1.17 ± 0.07 <0.10 ± ± 0.06 Protein (Nx6.25) [%, TM] 86.0 ± ± ± 0.4 NPN[% des Proteins] 21.4 ± ± ± Values are presented as mean ±SD. CPI, canola protein isolate; CPH, canola protein hydrolyzate;, soy protein isolate; DM, dry matter; NPN, non-protein nitrogen. 4

3 Rattenversuch (1)Täglicher N-Erhaltungsbedarf128 mg/bw kg 0.67 (2)Theoretisch maximaler N-Ansatz1309 mg/bw kg 0.67 fürwistarratten (3)10 TageAdaptationsperiode, männlichewistarratten (n=8; KG beistart 100 g) in Stoffwechselkäfigen iso-nitrogene semi-synthetische Ration mit 15,0 % CPI und 17,5 % CPH. (4) Täglicher Futterverzehr: 12 g/ratte (5)Sammlungvon Faecesund Urinüber6 Tage 5 Wahre Stickstoffverdaulichkeit [%] der drei Testproteine, Ergebnisse von zwei Rattenexperimenten. Mittelwerte ± Standardabweichung. CPI, Rapsproteinisolat; CPH, Rapsproteinhydrolysat;, Sojaproteinisolat; TM, Trockenmasse; NPN, Nicht-Protein-Stickstoff. CPI CPH Experiment 1 94,8 ± 1,2 98,0 ± 1,4 96,0 ± 1,4 Experiment 2 91,9 ± 1,3 96,6 ± 0,6 93,8 ± 0,4 Mittel 93,3 ± 1,9 97,3 ± 1,3 94,9 ± 0,4 6

4 Aminosäurenverteilung in den Testproteinen 1 CPI CPH AA[g/100 gprotein, TM] Proteinogene AA 92.0 ± ± ± 4.3 Met 1.57 ± ± ± 0.03 Thr 4.37 ± ± ± 0.05 Val 4.12 ± ± ± 0.09 Ile 3.33 ± ± ± 0.04 Leu 6.96 ± ± ± 0.39 Phe 3.82 ± ± ± 0.14 Lys 4.78 ± ± ± 0.21 Trp 2.97 ± ± ± 0.44 Arg 6.79 ± ± ± 0.28 Cys 1.78 ± ± ± 0.02 His 2.53 ± ± ± 0.06 Gly 4.92 ± ± ± 0.09 Tyr 2.68 ± ± ± 0.09 Pro 5.58 ± ± ± 0.15 Asp 8.34 ± ± ± 0.6 Ser 4.15 ± ± ± 0.30 Ala 4.23 ± ± ± 0.13 Glu 19.1 ± ± ± 1.1 PDCAAS ² Values are presented as mean ±SD. CPI, canola protein isolate; CPH, canola protein hydrolyzate;, soy protein isolate; DM, dry matter. ² Calculated on basis of requirement pattern of preschool children (1-2 years) (24). 7 Ausgangswerte der Studiengruppen Gruppe A erhielt Rapsproteinisolat (CPI), Gruppe B Rapsproteinhydrolsat (CPH). Sojaproteinisolat () diente als Referenz bei beiden Studiengruppen innerhalb der Cross-over-Studie. Mittelwerte ± Standardabweichung. 1 Gruppe A: CPI oder (n = 14); 2 Gruppe B: CPH oder (n = 14). Signifikant höher in Gruppe B verglichen mit Gruppe A (P 0,05; Student s t-test) Gruppe A 1 Gruppe B 2 Alter[Jahre] 26,4 ± 3,2 24,4 ± 4,3 BMI[kg/m²] 23,4 ± 1,8 24,0 ± 2,7 Körperfett[%] 15,4 ± 3,7 14,3 ± 5,5 Körperwasser[%] 46,1 ± 4,1 49,6 ± 4,4 FettfreieKörpermasse[kg] 63,0 ± 5,6 67,7 ± 6,0 8

5 Studiendesign (n = 28, 30 g von jedemprotein, 11 Blutabnahmen, 8 h postprandial) Experiment 1 Experiment 2 3 Tage 1 Tag 3 Wochen 3 Tage 1 Tag GruppeA: n=14 Run-in Rapsproteinisolat(CPI) Sojaproteinisolat() Wash-out Run-in Rapsproteinisolat(CPI) Sojaproteinisolat() GruppeB: n=14 Rapsproteinhydrol. (CPH) Sojaproteinisolat() Rapsproteinhydrol. (CPH) Sojaproteinisolat() BIA BIA StandardisierteKost Blutentnahme 24h-Urin BIA BioelektrischeImpedanzanalyse Gehalt an gesamten freien Aminosäuren Plasma Aminosäurenkonzentration [nmol/ml] für CPI, CPH und der Gruppe A (n=14) und der Gruppe B (n=14) während der 8-stündigen Postprandial-Periode. Values that differed significantly from baseline (P 0.05, Repeated Measurement) within one group. b Significantdifference between CPHand,P 0.05,Repeated Measurement. 10

6 Delta Konzentration der Gesamtaminosäuren conz free total amino acid [nmol/ml] b,c b,c b 500 Time [min] CPI CPH Verändeurungen der freien Aminosäuren-Konzentration nach der Aufnahme der Testdrinks(CPI, CPH, ). 11 Veränderungen der freien essenziellen Aminosäuren [nmol/ml] implasma nachaufnahmevon CPI und in GruppeA (n=14) sowiecph und in GruppeB (n=14) ausgedrücktin deltaimvergleich zurbaseline 1. conz free total amino acid [nmol/ml] b,c b,c b 500 Time [min] CPI CPH 1 Data are presented as mean CPI, canola protein isolate; CPH, canola protein hydrolyzate;, soy protein isolate; EAA, essential amino acids. Values that differed significantly from baseline (P 0.05, Repeated Measurement) within one intervention. a Significant difference between CPI and (P 0.05, Repeated Measurement). b Significant difference between CPH and (P 0.05, Repeated Measurement). c Significant difference between CPH and CPI (P 0.05, Repeated Measurement). 12

7 Verzweigtkettigte Aminosäuren Plasma branched-chain amino acid concentration [nmol/ml] for CPIandof groupa(n=14)duringthepostprandialperiodof 8hours. Values that differed significantly from baseline(p 0.05, Repeated Measurement) within one group. a SignificantdifferencesbetweenCPIand,P 0.05,RepeatedMeasurement. CPI canola protein isolate soy protein isolate 13 Fläche unter der Kurve(AUC) AUC offreeaa 10³ [min nmol/ml] ToAA EAA BCAA non-eaa a n=14 CPI CPH Flächeunterder Kurve(AUC) [min nmol/ml] der gesamtenaminosäuren(toaa), essenzielle Aminosäuren(EAA), verzweigtkettige Aminosäuren(BCAA) und nichtessenziellen Aminosäuren(non-EAA) im Plasma nach Proteinintervention (CPI, CPH, ). CPI canola protein isolate CPH canola protein hydrolyzate soy protein isolate 14

8 Fläche unter der Kurve der verzweigtkettigen Aminosäuren a a Significant differences between CPI and, P 0.05, Student s t-test. CPI CPH canola protein isolate canola protein hydrolyzate soy protein isolate n=14 15 Resultate Klassifikation der Proteinqualität von Rapsprotein(Isolat und Hydrolyzate). 16

9 Resultate Die Aminosäuren-Konzentration des Plasmas hängt ab von der: - Aminosäurenverteilung im Nahrungsprotein (FARNFIELDMM et al. 2008) - Proteinverdaulichkeit (TANG JE et al. 2009) - Aminosäurenabsorption (KOOPMAN R et al. 2009) Hydrolysierte Proteine werden schneller in die Zirkulationsphäre aufgenommen (MANNINEN AH 2009): - Di- und Tripeptide werden intakt absorbiert - Spezifische Aminosäurentransporter - Isolate enthalte intakte Proteine: Hydrolyse im Bürstensaum vor der Absorption 17 Schlussfolgerung Beide Rapsproteine sind von hoher Qualität und können als Ersatz für Sojaprotein aufgrund der vergleichbaren Bioverfügbarkeit vom Menschen genutzt werden. 18

10 Der Fleischkonsum in Regionen der Welt -pro Kopf Land / Welt Rind & Kalb Schwein Geflügel Total in 2007 Welt 9,5 14,9 12,5 38,7 Deutschland 13,2 55,6 15,6 87,7 Südafrika 16,5 8,6 25,1 49,2 Russland 17,6 18,0 22,1 60,3 Ghana 2,0 0,7 5,1 13,6 Australien 43,5 23,0 39,3 121,2 USA 42,1 30,3 51,8 125,4 Indien 1,5 0,4 0,6 3,2 VR China 4,7 33,3 12,0 54,1

11 Nutrition Reviews Volume 68, Issue 4, pages , 26 MAR 2010 DOI: /j x Nährstoffverteilung der Zukunft Mehr Protein, speziell pflanzliches Protein 30 En% Weniger Kohlenhydrate mit niedr. glykämischen Index CHO 40 En% Mehr Omega-3- Fettsäuren Fett 30 En% Sättigungsgefühl Verlust an Gewicht- und Fettmasse Magermasse Blutdruck Verbesserte Insulinregulation TAG Sättigungsgefühl Blutdruck Verbesserte Insulinregulation TC, LDL-C Oxidativer Stress Entzündungsmarker Blutdruck Verbesserte Insulinregulation TAG HDL-C Entzündungsmarker Risikominderung für Metabolisches Syndrom häufigste Zivilisationskrankheit Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit