Proteinkvalitet og -fordøjelighed

20. december 2023

Puk Maia Ingemann Holm

Chefkonsulent

Puk Maia Ingemann Holm

Animalske fødevarer er ofte til debat i medierne, både i forhold til sundhed og klimapåvirkning. I den forbindelse bliver der talt om proteinrige plantebaserede fødevarer som alternativer til de animalske produkter. Spørgsmålet er, hvad der skal til for at de kan erstatte de animalske proteinkilder såsom kød, æg og mejeriprodukter - og hvilke konsekvenser det har for kostsammensætningen og proteinkvaliteten. For at vurdere proteinets ernæringsmæssige egenskaber skal man forholde sig til proteinfordøjeligheden, proteinets biotilgængelighed samt aminosyresammensætningen. 

Måling af proteinkvalitet 

Ikke alle proteintyper er ens. Hvorvidt kroppen kan udnytte proteinet optimalt, afgøres af madens indholdet af essentielle aminosyrer og fordøjelighed.  

Proteinkvalitet fortæller noget om, hvor næringsrigt proteinet er for din krop. Jo højere proteinkvalitet, desto bedre kan kroppen udnytte proteinet til det den har behov for. Det er, uanset om målet er at forebygge muskeltab eller øge muskelmassen, det væsentlige, at proteinkilden har en god aminosyresammensætning. 

Mad med en lav proteinkvalitet indeholder en mindre andel af aminosyrer, som anvendes til proteinopbygning og en større andel som går til energiforbrænding. Hvorimod proteiner med en høj proteinkvalitet har en højere koncentration af essentielle aminosyrer, som kroppen behøver. Ved et utilstrækkeligt indtag af proteiner over en længere periode, vil kropsmassen blive svag, noget som igen går udover immunsystem, nervesystem, det endokrine system og bevægeapparatet. 

Det er ikke kun proteinkvaliteten, der er afgørende for proteinets værdi for kroppen. Proteinfordøjeligheden er også en vigtig faktor. Proteinkvaliteten referer til mængden af aminosyrer i proteinet, mens fordøjelighed fortæller noget om, hvor godt det protein vi spiser, bliver udnyttet af kroppen. Forskellige proteiner har forskellig aminosyresammensætning, og der er også forskelle på, hvor let de forskellige proteiner fordøjes i kroppen.


Proteinkvaliteten i en kost bestemmes af aminosyresammensætningen. Et billede på fænomenet er en tønde bygget op af træstave i forskellige længder. Tønden er proteinet, stavene dets byggedele, aminosyrerne. Jo mere aminosyre, des længere stav. Den korteste stav er den begrænsende aminosyre; tønden vil kun kunne holde så meget vand, som højden af denne stav tillader. Supplerer man med et protein, der er rigt på den begrænsende aminosyre, øges tøndens kapacitet betydeligt. 

Kvaliteten i kød og andre animalske produkter er høj, mens de svovlholdige aminosyrer ofte ligger lavt i plantebaserede produkter, bortset fra bælgplanter. Ved vegetabilske proteinkilder kan man derfor med fordel kombinere de forskellige kilder for at opnå en samlet proteinkvalitet, der er højere end den, de enkelte proteiner i ingredienserne har hver for sig. Fx vil majs og bønner sammen give en god sammensætning. Mejeriprodukter eller æg, som mange vegetarer gerne spiser, kan også forbedre proteinkvaliteten betydeligt, selv i små mængder. 

En god vegetarisk kost kan være fuldt dækkende for voksnes proteinbehov. Men det kræver kendskab til, hvilke fødevarer der kompletterer hinandens aminosyrer bedst, ligesom det kræver variation og en god appetit, da et velsammensat vegetarisk måltid ofte er mere voluminøst end et tilsvarende med kød i. 

Begrebet proteinkvalitet omfatter den ernæringsmæssige værdi, der primært er bestemt af madens aminosyresammensætning, hvor særligt indholdet af de essentielle aminosyrer er afgørende. Den biologiske aktivitet af de intakte proteiner i maden er en anden væsentlig parameter for proteinkvalitet, herunder proteinfordøjeligheden 

Proteinfordøjelighed 

Proteins fordøjelighed er et udtryk for, i hvor høj grad proteinet kan nedbrydes i vores fordøjelsessystem. Det er umuligt at se på den enkelte fødevare.  

Det er en god ide at vælge svært fordøjelige proteinkilder (proteiner med høj biologisk værdi), som proteiner fra kød, mælk, æg og fisk,  således, at kroppen kan få mest glæde af proteinerne. Proteiner med høj fordøjelighed tilfører aminosyrer til cellerne i kroppen, som vi skal bruge til muskelopbygning til at sørge for vores organer, og for at sikre kroppen fungerer optimalt. Det er vigtigt, fordi kroppen er lavet af proteiner, som igen er lavet af komplekse kæder af aminosyrer. De forskellige proteiner nedbrydes på forskellige måder og i forskellige dele af fordøjelseskanalen. 

Første nedbrydning sker i mavesækken, når enzymet pepsin aktiveres og spalter proteinet til peptider. Derefter udskiller bugspytkirtlen enzymet peptidase, som nedbryder peptiderne til aminosyrer. Nu kan disse individuelle aminosyrer absorberes i blodet, anvendes i andre dele af kroppen til reparation af muskelvæv og cellevægge, lave hormoner, danne røde blodlegemer og/eller styrke immunsystemet. 

Spises der mange proteiner med lav fordøjelighed, proteiner med lav biologisk værdi, er der ikke så mange aminosyrer tilbage efter fordøjelsen.  

Foruden proteinernes biotilgængelighed er det også afgørende, hvordan proteinkilderne er industrielt forarbejdet, ligesom brug af genetisk modifikation samt tilberedning i hjemmet også har betydning 

Måling af proteiners fordøjelighed 

Man kan ikke se på fx en minutkotelet eller kidneybønner, om de indeholder proteiner med høj eller lav fordøjelighed. I stedet anvendes et enkelt pointsystem, der hedder DIASS eller Digestible Amino Acid Score. Denne metode er anbefalet af FN, og beregner en score for hver essentielle aminosyre. Den samlede score bliver den samme for den aminosyre, der har den laveste score, da den vil være den begrænsende faktor for opbygningen af protein. DIASS vurderes ligesom PDCASS (protein digestibility corrected amino acid score) op imod referenceproteinet, men giver i modsætning til PDCAAS, fordøjeligheden af den enkelte aminosyre, hvor PDCAAS tager udgangspunkt i fordøjeligheden af hele proteinet.  

Det vil sige, at DIASS beregnes på aminosyrernes individuelle fordøjeligheder defineret ved den eksperimentelt bestemte ileale fordøjelighed, altså bestemt i ileum (den sidste del af tyndtarmen). 

Da DIASS scores er et relativt nyt begreb, er der endnu kun få værdier til rådighed, hvorfor det ofte er svært at finde de fødevarer man ønsker. Hvad gør man så, den næstbedste løsning er at kigge efter PDCAAS-scorerne, 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-scoren, men uden korrektion for fordøjelighed, dvs. at denne udregnes kun ud fra aminosyreprofilen og den “scoring pattern”, FAO anbefaler. Det kan betyde at metoden overestimerer proteinkvaliteten for fødevarer, der har lav fordøjelighed, altså de fleste planteproteiner hvor fordøjeligheden generelt er 50-70% mod 70 – 90% for de fleste animalske proteiner. 

Kilder:

17. Rutherfurd SM, Fanning AC, Miller BJ, Moughan PJ. "Protein digestibility-corrected amino acid scores and digestible indispensable amino acid scores differentially describe protein quality in growing male rats." J. Nutr. 2015;145(2):372-379.

18. Schaafsma G. "The protein digestibility-corrected amino acid score." J. Nutr. 2000;130(7):1865S-7S.

19. Hoffman JR, Falvo MJ. "Protein - Which is Best?." J. Sports Sci. Med. 2004;3(3):118-130.

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. 

En god proteinkvalitet ligger på 100% eller mere og en lav på under 50%. Hvis aminosyrescoren 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. 

Sådan beregnes proteinkvaliteten 

Fordelingsnøglen er et mål for, hvor meget der bør være af den enkelte aminosyre i et gram protein, og viser 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, og optaget kan være påvirket af øvrige kemiske komponenter.

Hvis en fødevare fx indeholder 7 mg tyrosin, vil regnestykket blive:

7 mg / 25 mg x 100% = 28 % 

Fordelingsnøglen anvendes/beregnes på samme måde for alle 9 essentielle aminosyrer. Noter, at Met + Cys og Fenyl + Tyr skal lægges sammen. 

Aminosyrescoren overvurderes for mange af de vegetabilske proteinkilder, da fordøjeligheden generelt set er lavere, end for de animalske og fordi aminosyrernes fordøjelighed varierer fra de enkelte 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 per gram protein. Proteinkvalitet er altså variabel fra fødevare til fødevare. Samtidig påvirker forarbejdning også tilgængelig og kvalitet af protein. Der er fx forskel på hvede (DIAAS 105 SAA) og hvedeprotein koncentrat (DIAAS 133 His), sojamel (DIAAS 54 Lys) og sojaprotein isolat (DIAAS 98 SAA). Mælkeproteinkoncentrat har f.eks. en DIASS 141 SSA, se kilde 19. 

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. For yderligere information, se kilde 20 og 21.

Kilder: 

19. 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.

20. FAO-rapport om udregning af proteinkvalitet: Dietary protein quality evaluation in human nutrition.

21. FAO-rapport om aminosyrernes fordøjelighed: The assessment of amino acid digestibility in foods 

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.

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).  

Aminosyrescore 

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

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. 

Den praktiske konsekvens 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 PDCAAS og DIAAS. Der findes meget lidt forskning i aminosyreprofiler i forskellige kødprodukter og ægte ileal fordøjelighed af forskellige typer af kødprodukter, så i praksis er det svært at beregne de DIAAS værdier for kød, som WHO og FAO har sat som standard for proteinkvalitet. 

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 et referenceprotein. 

DIAAS, Digestible Indispensable Amino Acid Score 

Således udregnes scoren for fordøjelige essentielle aminosyrer. DIAAS vurderes, ligesom PDCAAS, op imod referenceproteinet, men giver, i modsætning til PDCASS, fordøjeligheden af den enkelte aminosyre, hvor PDCAAS tager udgangspunkt i fordøjeligheden af hele proteinet. 

DIASS rangering af proteinkvalitet fra animalsk- og vegetabilsk protein²²:


Kilder: 

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

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

Hvorfor er DIAAS bedre end PDCAAS? 

Både PDCAAS og DIAAS baserer sig på sammenligningen af fødevareproteiner med et referenceprotein, som er den aminosyrekombination, der ligger nærmest ved menneskets behov. Proteinets ernæringsmæssige værdi defineres/begrænses af fordøjeligheden og af den aminosyre, der ligger lavest i forhold til referenceskemaet. 

Fordøjelighed 

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) + den mængde der er omsat i tyktarmen.

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, og nogle aminosyrer scorer højere end i referenceproteinet, og AAS scoren bliver over 1. 

  • I PDCAAS runder man disse værdier ned til 1 (100), uden yderligere stillingtagen til de overskydende aminosyrer.  
  • Referenceproteinet har en aminosyresammensætning, der opfylder menneskets behov, som varierer pr. aldersgruppe. Referenceproteinet har pr. efinitio en aminosyrescore på 100.
  • I DIAAS bevarer man den reelle aminosyrescore, så den virkelige forskel i kvaliteten mellem vegetabilske og animalske proteiner bliver tydelig. Et DIAAS over 100 angiver at det pågældende protein, eller produkt, har et potentiale for at kunne berige andre produkter. I de tilfælde hvor det vurderes, at en øget indtagelse af protein eller specifikke aminosyrer er på sin plads, får man formodentlig det bedste resultat, hvis man bruger proteinkilder eller kombinationer med optimal aminosyresammensætning. 

Kilder:

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

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 

Animalske eller vegetabilske proteiner? 

Animalske produkter som kød, fjerkræ, fisk, æg og mejeriprodukter har en høj proteinkvalitet. Animalske produkter har en proteinkvalitet mellem 90-100 % af den ønskede sammensætning og mængde af de essentielle aminosyrer. 

Lavere proteinkvalitetses generelt i fødevarer fra planteriget såsom kornprodukterne havre, rug og ris. Samt fra kartofler og bælgfrugter som f.eks. bønner og linser. De fleste kornprodukter og bælgfrugter har en proteinkvalitet mellem 45-80 % af ønsket sammensætning og mængde af de essentielle aminosyrer. 

Soja og sojaprodukter som tofu samt quinoa har, på trods af deres ophav i planteriget, en god proteinkvalitet på ca. 90 % af den ønskede sammensætning og mængde af de essentielle aminosyrer. Proteinkvalitet er vigtig, hvis kosten er ensidig og flere fødevaregrupper udelukkes fra kosten som eksempelvis i en vegansk kost.

Da proteinkvaliteten i høj grad bestemmes af den samlede aminosyrescore, kan man ved at kombinere proteinkilder af forskellig kvalitet opnå en samlet højere proteinkvalitet end den, de enkelte proteiner i blandingen har hver for sig. Proteinkvaliteten afgøres af sammensætningen af og især indholdet af de essentielle aminosyrer.  

Animalske proteiner, men også sojaprotein, har et højt indhold af svovlholdige aminosyrer, der oftest ligger lavt i vegetabilske produkter. Derfor vil mælk og andre mejeriprodukter, æg, kød, fjerkræ, fisk og skaldyr - selv i små mængder - kunne forbedre proteinkvaliteten betydeligt i en ellers vegetabilsk kost. 

Læs mere om protein her...

Måske du også er interesseret i...