Måling af proteinkvalitet - DIAAS og PDCAAS

20. december 2023

Puk Maia Ingemann Holm

Chefkonsulent

Puk Maia Ingemann Holm

 

Proteinkvalitet er et udtryk for i hvilket omfang aminosyrerne i en fødevare kan bruges til at bygge proteiner af i kroppens proteinstofskifte. Man kan ikke se på en fødevare, hvordan kvaliteten og fordøjeligheden er af dets proteiner. Proteinkvaliteten afhænger af indholdet af essentielle aminosyrer samt fordøjeligheden af disse essentielle aminosyrer.

Et ekspertudvalg under FAO anbefaler metoden Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS) til vurdering af proteiners ernæringsmæssige værdi. Metoden erstatter den tidligere anbefalede Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS) og er en videreudvikling af denne (1,2). 

DIAAS, indebærer i hovedtræk at: 

  • De enkelte aminosyrer betragtes som selvstændige næringsstoffer. 
  • Hver enkelt aminosyre vurderes i forhold til den tilsvarende aminosyre i referenceproteinet. Den laveste værdi er DIAAS.
  • DIAAS over 100 (%) rundes IKKE ned. 
  • Aminosyrens fordøjelighed måles ideelt hos mennesker i ileum (den sidste del af tyndtarmen). Det gøres dog ikke i praksis. Her anvender man grise og rotter, men der udvikles også på mekaniske modeller. 

DIAAS beregner derfor en score for hver essentielle aminosyre, men den samlede score bliver for den aminosyre, der har den laveste score, da den vil være den begrænsende faktor for opbygningen af protein. DIAAS vurderes ligesom PDCAAS ud fra referenceproteinet, men beregner fordøjeligheden af den enkelte aminosyre, hvorimod PDCAAS tager udgangspunkt i fordøjeligheden af hele proteinet.  

DIAAS beregnes på aminosyrernes individuelle fordøjeligheder defineret ved den eksperimentelt bestemte ileale fordøjelighed, altså bestemt i ileum (den sidste del af tyndtarmen). DIAAS er et relativt nyt begreb. Der er derfor endnu kun få værdier til rådighed, hvilket betyder, at det ofte er svært at finde værdierne for de fødevarer, man ønsker. Det kan dermed være nødvendigt at finde PDCAAS, som findes for langt flere fødevarer. Hvis fødevaren man leder efter heller ikke findes der, kan man søge efter amino acid score (AAS). Dette er i praksis næsten det samme som DIAAS, men uden korrektion for fordøjelighed, dvs. at denne udregnes kun ud fra aminosyreprofilen og det “scoring pattern”, som FAO anbefaler. Det kan betyde, at metoden overestimerer proteinkvaliteten for fødevarer, der har lav fordøjelighed, de fleste planteproteiner, hvor fordøjeligheden generelt er 50-70% mod 70-90% for de fleste animalske proteiner.

Den praktiske konsekvens for DIAAS er, at den reelle forskel i kvaliteten mellem vegetabilske og animalske proteiner nu kommer tydeligere frem. Det ser dog ud til, at animalske kilders proteinkvalitet undervurderes og vegetabilske overvurderes via denne metode. Et DIAAS over 100 angiver, at det pågældende protein, eller produkt, har et potentiale for at kunne berige andre produkter, hvilket er tilfældet for animalske produkter. 

Overordnet set, ser kødproteiner ud til at have en gunstig aminosyreprofil og fordøjelighed, førende til høje DIAAS og PDCAAS. Der findes meget lidt forskning i aminosyreprofiler med test af ægte ileal fordøjelighed af forskellige typer af kødprodukter, så i praksis er det svært at beregne DIAAS værdierne for kød, som WHO og FAO har sat som standard for proteinkvalitet (3).

Referenceprotein 

FAO’s referenceprotein har den aminosyresammensætning, der bedst matcher menneskets behov. Det har pr. definition en aminosyrescore (AAS) på 1 (100%). Andre proteiner ligger lavere, fordi de aminosyresammensætninger er anderledes, og derfor ikke matcher den menneskelige organismes behov helt. De animalske proteiners aminosyrefordeling ligner menneskets behov mest, og fordøjeligheden er god. Aminosyreindholdet i animalske proteiner ligger højt. Nogle aminosyrer scorer højere end referenceproteinet, så AAS bliver over 1.

Generelt ligger en god proteinkvalitet på 100% eller mere og en lav på under 50%. Hvis scoren bliver 0 betyder det, at proteinkilden ikke indeholder en eller flere essentielle aminosyrer. Der tales om den begrænsende aminosyre, altså den essentielle aminosyre med det lavest fordøjelige indhold i forhold til at få dækket aminosyrebehovet. 

   

Forskel på DIAAS og PDCAAS

DIAAS og PDCAAS angives som numeriske værdier med værdier fra 0-140, hvor scorer over 90 anses som højkvalitetsprotein. Disse scorer defineres af den aminosyre, der er til stede i proteinet i de mindste mængder relativt til et scoring pattern, defineret af WHO og deres ernæringsfaglige organ Food and Agriculture Organization, FAO. Scoren angives ofte som den numeriske værdi efterfulgt af, hvilken aminosyre, der er den begrænsende i den pågældende fødevare. 

DIAAS, Digestible Indispensable Amino Acid Score 

Således udregnes scoren for fordøjelige essentielle aminosyrer. DIAAS er fordøjeligheden af den enkelte begrænsende aminosyre, der vurderes op imod referenceproteinet. 

I DIAAS bevarer man den reelle aminosyrescore, så den virkelige forskel i kvaliteten mellem vegetabilske og animalske proteiner bliver tydelig. Et DIAAS over 1 (100) angiver, at det pågældende protein, eller produkt, har et potentiale for at kunne berige andre produkter. I de tilfælde hvor det vurderes, at der er brug for en øget indtagelse af protein eller specifikke aminosyrer, får man formodentlig det bedste resultat, hvis man bruger proteinkilder med høj DIAAS. 

I nedenstående tabel rangeres proteinkvaliteten - udtrykt som DIAAS - af animalsk- og vegetabilsk protein:

Kilder til skemaet: 4, 5, 6 og 7.

PDCAAS, Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score 

Således udregnes den proteinfordøjelighedskorrigerede aminosyrescore. Fordøjeligheden af det totale protein korrigeres i forhold til aminosyresammensætningen og sammenlignes med referenceproteinet. 

I PDCAAS runder man scorerne ned til 1 (100) uden yderligere stillingtagen til de overskydende aminosyrer.

DIAAS vurderer fordøjeligheden af den enkelte aminosyre, mens PDCAAS bruger det intakte proteins fordøjelighed til at finjustere scoren. Desuden er målet nu at måle fordøjeligheden af aminosyrerne på prøver fra ileum hos mennesker, hvor protein optages i kroppen. Hvis data af denne kvalitet ikke findes, bruger man stadig fordøjelsesdata fra ileum hos rotter eller grise, samt data baseret på fæcesprøver, dog helst humane. Fæcesprøver er dog ikke så præcise, da ikke al protein optages i kroppen. Det protein, der ikke optages i ileum, passerer videre til tyktarmen, hvor det ikke optages, men omsættes af bakterier og bliver til en energikilde fremfor de vigtige ”byggesten”, som protein ellers fungerer som. Fæces vil derfor være et udtryk for den optagede mængde af proteinet (i form af peptider og aminosyrer) samt den mængde, der er omsat i tyktarmen.

Sådan beregnes proteinkvaliteten 

Fordelingsnøglen er et mål for, hvor meget der bør være af den enkelte aminosyre i et gram protein. Fordelingsnøglen viser dermed forholdet for hver enkelt aminosyre. 

Ved udregning skal man have to faktorer med i overvejelserne:

  • Sammensætning af aminosyrer er bestemt af proteinkilden.
  • Proteinerne og aminosyrerne er en del af forskellige fødevarematricer, så optaget kan være påvirket af øvrige kemiske komponenter.

Hvis en fødevare fx indeholder 25 mg threonin, vil regnestykket blive:

7 mg / 25 mg x 100% = 28 % 

 

Fordelingsnøglen anvendes ved at beregne værdien for alle 9 essentielle aminosyrer. Notér, at Met + Cys og Phenyl + Tyr skal lægges sammen. 

Aminosyrescoren overvurderes for mange af de vegetabilske proteinkilder, da aminosyrernes fordøjelighed generelt set er lavere end for de animalske proteinkilder.

Der er forskel på proteinkilderne alt afhængig af hvilke aminosyrer, der er begrænsende. Der findes også proteinkilder, hvor der ikke opnås det anbefalede indtag af aminosyrer pr. gram protein. Proteinkvalitet er altså variabel fra fødevare til fødevare. Samtidig påvirker forarbejdning også tilgængelighed og kvalitet af protein. Der er fx forskel på hvede (DIAAS 105 SAA) og hvedeprotein koncentrat (DIAAS 133 His) samt sojamel (DIAAS 54 Lys) og sojaprotein isolat (DIAAS 98 SAA) (9, 10, 11).

I det ovenstående eksempel er der udregnet DIASS for forskellige kilder. Det kan aflæses at den først begrænsede aminosyre for hvedeproteinkoncentrat er histidine, for mælkeproteinkoncentrat, ærteproteinkoncentrat, sojaprotein isolat og hvede, er det svovlaminosyrer (SAA, methionine og cystein) mens det for sojamel er lysin. 

Det ses også at nogle kilder giver værdier under 100 og derfor er under referenceindtaget. Eksemplet viser også, at der er forskel på proteinkilderne i henhold til hvilke aminosyrer, der er begrænsende og det ses også at der er proteinkilder, hvor der ikke opnås det anbefalede indtag af aminosyre per gram protein. Eksemplet kan bruges til at understrege, at proteinkvalitet er en variabel, der varierer fra fødevare til fødevare, at det varierer efter hvordan fødevaren forarbejdes - Se forskel mellem hvede og hvedeprotein isolate, sojamel og sojaprotein isolat (2).

Et godt argument for at spise varieret er, at aminosyresammensætningen af et protein er vigtig i forhold til den videre metabolisme i kroppen. En blanding af forskellige proteinkilder, hvor hver enkelt proteinkilde har begrænset indhold af en eller flere aminosyrer, kan tilsammen give et mere komplekst indtag.

Selvom proteinkvaliteten angives for enkelte fødevarer, skal man huske, at kroppens evne til at bruge aminosyrerne er betinget af den samlede pulje af aminosyrer fra måltider, som vævene præsenteres for. Hvorfor proteinkvaliteten fra enkelte fødevarer ikke bør stå alene i vurdering af kostens proteinkvalitet, men i stedet bør man vurdere måltidets proteinkvalitet (12,13).

Læs mere om animalske og vegetabilske proteiner samt proteiners biotilgængelighed og anti-næringsstoffer.

 

 

Kilder:

1. Gilani S, Tomé D, Moughan P, et al, Report of a Sub-Committee of the 2011 FAO Consultation on “Protein Quality Evaluation in Human Nutrition” on: The assessment of amino acid digestibility in foods for humans and including a collation of published ileal amino acid digestibility data for human foods [Internet]. Food and Agriculture Organization; 2011 aug.

2. FAO Food and Nutrition Paper 92: “Dietary protein quality evaluation in human nutrition”. Report of an FAO Expert consultation, 31 march – 2 april 2011, Auckland, New Zealand. Food and agriculture organization of the United Nations, Rome 2013. ISBN 978-92-5-107417-6 - FAO Food and Nutrition Paper: Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition  

3. Mathai, J. K., Liu, Y. and Stein, H. H. (2017) ‘Values for digestible indispensable amino acid scores (DIAAS) for some dairy and plant proteins may better describe protein quality than values calculated using the concept for protein digestibili- ty-corrected amino acid scores (PDCAAS)’, British Journal of Nutrition, 117(4), pp. 490–499. doi: 10.1017/S0007114517000125.

4. Marinangeli, C.P.F. & House, J.D. Potential impact of the digestible indispensable amino acid score as a measure of protein quality on dietary regulations and health. Nutrition Reviews Vol 75(8):658-667. 2017 

5. Phillips, S.M. Current concepts and unresolved questions in dietary protein requirements and supplements in adults. Frontiers in Nutrition. Vol. 4, art.13, 2017. 

6. Ertl, P. et al. An approach to including protein quality when assessing the net contribution of livestock to human food supply. Animal 10:11, pp 1883-1889. 2016. 

7. Nosworthy, M.G. et al. Effect of processing on the in vitro and in vivo protein quality of beans (Phaseolus vulgaris and Vicia Faba). Nutritients. Jun: 10(6):671. 2018. 

8. https://www.ernaeringsfokus.dk/media/qfskdju3/susanne-buegel-hvordan-opnaas-den-rette-biotilgaengelighed.pdf

9. FAO food and nutrition paper. Dietary protein quality evaluation in human nutrition. Rom : Food and agriculture organization of the united nations, 2013

10. Nedergaard, A. (2017): Kød, Muskelproteiner og Co-produkter. 1. udgave, juni 2017. Copyright: Landbrug & Fødevarer

11. DCA – Nationalt Center for Fødevarer og Jordbrug. "Analyse af ’grønne’ proteiner til fødevarer" Rådgivningsrapport fraAarhus Universitet nov 2022.

12. British Journal of Nutrition (2014), 111, 1663–1672 doi:10.1017/S0007114513004273 q The Authors 2014. Digestible indispensable amino acid score and digestible amino acids in eight cereal grains. Sarah K. Cervantes-Pahm, Yanhong Liu and Hans H. Stein* Department of Animal Sciences, University of Illinois, Urbana, IL 61801, USA.

13. Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation on Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition (2002: Geneva, Switzerland). Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. (WHO technical report series; no. 935).  

Læs mere om protein her...

Måske du også er interesseret i...