EASy – Indikator für Proteinqualität

Warum ich die Biologische Wertigkeit auf Basis Vollei/Kleinkind/Getreide/Tierversuche als Kenngröße zur Einschätzung der Proteinqualität im Hundefutter für nicht zielführend halte und wie ich stattdessen rechnen würde. So als Idee einer praktikablen Kennzahl für die Proteinqualität im Hundefutter. 

Gesucht ist eine Formel, die eine biologische Wertigkeit von Proteinen für Hunde im Erhaltungsstoffwechsel abbildet, die sich in eine einfache Datenbankabfrage einbauen lässt und eine zuverlässige Vergleichbarkeit herstellt. Das von mir entwickelte Denkmodell ermittelt den Anteil der Essentiellen Aminosäuren im Protein, die zur ProteinSynthese genutzt werden können. Ich nenne die berechnete Kennzahl kurz EASy.

Ganz EASy – auch in Hannes seinem Futterrechner.

Um alles zu erklären, muss ich etwas weiter ausholen. Ich bitte, die Wall of Text zu entschuldigen.

Inhalt

1. Warum hochwertiges Protein gerade für nierenkranke Hunde wichtig ist
2. Funktion von Protein im Körper
3. Stoffwechsel und Proteinsynthese
4. Proteinqualität in der Literatur
5. Das “ideale Protein” für Hunde
5.1. Vollei ist weit vom “idealem Protein” für Hunde entfernt
5.2. Proteindesign: Das Protein von Eiern „aufwerten“ durch Kartoffeleiweiß
5.3. Das perfekte Protein für Hunde
6. EASy berechnen
6.1. Schritt 1: Wirkungsgrad der limitierenden Aminosäure (LA)
6.2. Schritt 2: Menge der synthetisierbaren essentiellen Aminosäuren (EA)
6.3. Schritt 3: Bezugsrahmen zur relativen Bewertung der synthetisierbaren Menge von Aminosäuren (Protein)
7. Praktische Anwendung der Formel
7.1. Proteinkurve validieren
7.2. Ähnliche Produkte differenzieren (Huhn, Rind, Samen)
7.3. Mischungen aus unterschiedlichen Proteinquellen bewerten
8. Kritische Betrachtung der EASy-Formel
Überarbeitungs-Hinweis

1. Warum hochwertiges Protein gerade für nierenkranke Hunde wichtig ist

Hannes hat Cystinurie Typ III, eine endogene Störung im Proteinstoffwechsel. Nachdem das sozusagen repariert wurde, sollte ich “Nieren- oder Seniorendiät” füttern. Was das denn ausmacht, wollte ich wissen. Schlichte Antwort: Protein und Fett jeweils maximal 20%. Das Protein muß hochwertig und leicht verdaulich sein. 

OK, damit kann ich arbeiten: 60% Kohlenhydrate füttern. Protein und Fett streng limitieren. 

Bin ja kein Freund von verarbeitetem Fertigfutter und denke, das kriege ich mit “echten” Lebensmitteln wie Kartoffeln, Reis, Nudeln, diversen Samen und Getreide schon hin. 

Habe ich also so gedacht, doch so einfach ist es eben nicht. 

Hannes wurde bisher mit BARF ernährt. Das heißt, er bekam täglich etwa 2% seines (Ideal-)Gewichts von 30kg zu futtern. Davon 80% tierische Quellen wie Muskelfleisch, Pansen/Blättermagen, Innereien, fleischige Knochen. Weitere 20% Obst und Gemüse (die bekanntlich weitgehend aus Wasser bestehen). Zusätzlich ein paar Zusätze, darunter Eierschalenpulver zur Supplementierung von Knochen aufgrund vorhergehender Struvit-Stein-Bildung. Damit besteht etwa 50% seiner regelmäßigen Makronährstoffe aus Protein. Die sind jetzt mal eben auf 20% runter zu fahren. Da rechne ich doch mal nach, ob und wie das mit den essentiellen Aminosäuren noch hinkommt.

Jo. Und da war das Problem: Mit 420g Fleisch und so, pro Tag und im Durchschnitt, war er mit allen essentiellen Aminosäuren, vielen Mineralien, Spurenelementen und Vitaminen ausreichend versorgt. Wenn ich jetzt nur noch maximal 200g füttere, ist in der Ration die Fraktion der schwefelhaltigen Aminosäuren Methionin und Cystein schon mal mit Sicherheit unter dem Bedarf, auch Tryptophan ist nicht mehr unbedingt bedarfsdeckend drin. Der eine oder andere Mikronährstoff fehlt auch. Zudem haben die nun neu eingeführten kohlenhydratreichen Lebensmittel auch alle Proteine in sich, die das Problem noch verschärfen – sie sind nämlich fast durchgängig arm an schwefelhaltigen Aminosäuren.

Das Problem besteht darin: 

Wie kann ich trotz 
der Protein-Restriktion 
eine bedarfsgerechte Versorgung 
mit essentiellen Aminosäuren 
sicher stellen?

Dazu müssen erst mal die Fragen nach Protein im Allgemeinen und eben den Bedarfen und Gehalten im Besonderen beantwortet werden. Hier stieß ich bei der AWT (Arbeitsgemeinschaft für Wirkstoffe in der Tierernährung) auf eine verständliche Erklärung zur Funktion von Protein und den Stoffwechselvorgängen zur Proteinverarbeitung im Tier. 

Die nächsten beiden Abschnitte sind mehr oder weniger komplett dem Flyer Aminosäuren in der Tierernährung der AWT entnommen.

2. Funktion von Protein im Körper

Eiweiß stellt den wichtigsten und mengenmäßig dominierenden Bestandteil aller Organismen dar und ist die Voraussetzung für das Leben schlechthin. Es kann im tierischen Organismus nicht durch andere Nährstoffe ersetzt werden. Eiweißverbindungen finden sich in jeder Zelle und dienen der Ernährung aller Zellen und damit dem Erhalt, dem Wachstum und der Reproduktion des Gesamtorganismus. Diese Funktion erfüllen sie allerdings nur im Zusammenspiel mit energieliefernden Nährstoffen, Vitaminen, Mengen- und Spurenelementen sowie Wasser. 

Eiweißkörper sind aus Aminosäuren nach dem Baukastenprinzip aufgebaute Verbindungen. Auf Grund ihres chemischen Aufbaus aus ca. 20 Aminosäuren besitzen sie eine strenge Spezifität, die für die Funktion des jeweiligen Eiweißkörpers steht: 

• Enzyme: katalytische Funktion
• Immunkörper: Abwehrfunktionen
• Knochen-, Haut- und Bindegewebeeiweiße: Stütz- und Schutzfunktionen
• Muskelprotein: setzt das Tier in die Lage, physikalische Arbeit zu leisten.

3. Stoffwechsel und Proteinsynthese

Im Proteinstoffwechsel laufen Proteinaufbau (Synthese) und Proteinabbau (Proteolyse) nebeneinander ab. Beim wachsenden Tier überwiegt die Synthese, beim ausgewachsenen Tier stellt sich ein Gleichgewicht ein. 

Da die Aminosäurensequenz eines Proteins genetisch bedingt ist, müssen für dessen Synthese alle dafür benötigten Aminosäuren synthese-synchron bereitstehen. 

Das Fehlen nicht-essentieller Aminosäuren kann vom Organismus in Grenzen durch Eigensynthese ausgeglichen werden. Fehlt aber eine der essentiellen Aminosäuren, kommt die Proteinsynthese zum Stillstand: Ein Mangel an einer einzigen essentiellen Aminosäure äußert sich genauso wie der Mangel an Protein – selbst wenn an sich genügend Protein in der Nahrung enthalten ist.

^{Liebig’sches Fass zur Illustration des Minimumgesetzes. 
By DooFi [Public domain], from Wikimedia Commons}

Schön illustriert mit dem Liebig’schen Fass: Die kürzeste Daube limitiert die Fass-Füllung genauso, wie eine limitierende essentielle Aminosäure die Proteinsynthese stoppt:

Die dann verbleibenden Aminosäuren-Reste (überstehende Dauben) müssen abgebaut werden. Dabei wird das Kohlenstoffgerüst zur Energiegewinnung herangezogen und der freiwerdende Ammoniak muß »entgiftet« und aus dem Körper entfernt werden. Das erfolgt über die Synthese von Harnstoff und stellt einen sehr energieaufwendigen und die Nieren belastenden Prozeß dar. Für den gesunden Hund ist das in der Regel kein Problem.

4. Proteinqualität in der Literatur

Protein ist umso hochwertiger, je näher die enthaltenen Aminosäuren am Bedarf sind und je mehr davon vom Körper zur Proteinsynthese verwendet werden können. Um es auf das obige Bild zu beziehen: Je weniger “Überschüsse” aufwendig um- und abgebaut werden müssen (und damit die Nieren belasten), desto höher die Wertigkeit. 

 
^{Proteinkurve. Die Grafik ist einprägsam, aber nicht von mir!
Quelle: Henne Petfood}

Meist wird das Protein über die Biologische Wertigkeit eingestuft. Sie besagt, wie viel des aufgenommenen Proteins vom Körper verwertet wird. Sie wird ermittelt durch Tierversuche. Die Referenzwerte werden am “Vollei” als “ideales Eiweiß” gemessen. Als Gesamtkonzept könnte es auf den Menschen zutreffen, oder auch nicht. Als grobe Richtlinie ist das OK – als konkreter Fütterungshinweis für Hannes nicht ausreichend, weil konkrete Wertigkeiten in verschiedenen Tabellen sich oft widersprechen und genauso oft nicht das Lebensmittel enthalten, was ich gerade verfüttern möchte.

Auch Kraftsportler befassen sich bekanntlich mit Proteinen und Aminosäuren. Sie sind es genauso wie die Futtermittelindustrie gewohnt, Aminosäuren wie einen Haufen an Legosteinen anzusehen und als Baukasten zu nutzen. Kraftsportler verwenden auch eine biologische Wertigkeit und referenzieren nicht auf Vollei, sondern auf die Bedarfe von Vorschulkindern (wegen [Muskel-]Wachstum) und berechnen die Wertigkeit nach Oeser als 

EAA = Essential Amino Acid Index

$\mathrm{<span\; class="caps">EAA</span>} =\sqrt[\mathrm{n}]{\frac{{\mathrm{Lys}}_{\mathrm{p}}}{{\mathrm{Lys}}_{\mathrm{s}}} \times \frac{{\mathrm{Try}}_{\mathrm{p}}}{{\mathrm{Try}}_{\mathrm{s}}} \times ... \mathrm{x} \frac{{\mathrm{His}}_{\mathrm{p}}}{{\mathrm{His}}_{\mathrm{s}}}}$

Eine eigentlich praktikable Lösung, da sie ohne Tierversuche auskommt und nur mit Daten gefüttert werden muss. Inhaltlich hat sie aber den Nachteil, dass eigentlich nur eine mittlere Bedarfsdeckung errechnet wird – Verluste über die limitierende Aminosäure werden nivelliert, so lange diese überhaupt vorhanden ist. 

Das bringt mich natürlich auf die Idee, als Referenzprotein aus den weitgehend übereinstimmenden Empfehlungen von NRC, FEDIAF und Meyer-Zentek statt Vollei oder Vorschulkinder als Basis zu verwenden.

Die WHO ist seit 1993 der Meinung, die beste Kennzahl zur Ermittlung der Wertigkeit von Proteinen sei der Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score (PDCAAS). Dieser berücksichtigt neben den Gehalten an Aminosäuren im Protein auch dessen Verdaulichkeit und kommt zu dem Schluss, dass neben dem Eiklar des Hühnereis auch Molke-, Soja- und Getreideeiweiße plus Hülsenfrüchte und Gemüse perfekt (100%) seien, während Rindfleisch nur bei 92% landet. – auch hier referenziert auf den Bedarf eines wachsenden Menschenkinds. 

Aufgrund von Kritik am verwendeten Verdaulichkeitsmodell, der unzureichenden Berücksichtigung der limitierenden Aminosäure sowie der fehlenden Übertragbarkeit der Bedarfe von Kindern auf die erwachsene Menschheit allgemein wurde der PDCAAS 2015 weiter entwickelt zum digestible indispensable amino acid score (DIAAS). Die Rechenwege dazu sind komplex, die Ausrichtung auf Getreide und Lysin helfen uns hier beim Hund auch nicht wirklich weiter. Zusätzlich ist bei selbst bereiteten Rationen für Hunde der “Bearbeitungsgrad” der Nährmittel weitaus geringer als bei den Fertigfuttermitteln oder was nötig ist, um Soja und Hülsenfrüchte für den Hund verdaulich zu machen. Somit kann für unsere Zwecke generell von einer hohen Verdaulichkeit ausgegangen werden.

5. Das “ideale Protein” für Hunde

Meyer-Zentek, NRC und FEDIAF geben alle sehr ähnliche Referenzmengen für essentielle Aminosäuren an. Ich gehe davon aus, dass dafür genügend Hunde in Stoffwechsel-Zwingern hocken mussten, um alle Exkremente genauso sorgfältig zu analysieren, wie das verfütterte Protein. Diese Zusammensetzung der essentiellen Aminosäuren unterstelle ich als “ideales Protein” für Hunde im Erhaltungsstoffwechsel.

Aminosäurenbedarf des Hundes in g pro kg Stoffwechselgewicht nach FEDIAF:

Aminosäure	Kürzel	Bedarf
Protein	Prot	4,95
Arginin	Arg	0,14
Histidin	His	0,06
Isoleucin	Ile	0,13
Leucin	Leu	0,23
Lysin	Lys	0,12
Methionin	Met	0,11
Methionin+Cystein	MC	0,21
Phenylalanin	Phe	0,15
Phenylalanin+Tyrosin	PT	0,24
Threonin	Tre	0,14
Tryptophan	Try	0,05
Valin	Val	0,16
Summe EAS	–	1,48

Der Bedarf an essentiellen Aminosäuren beträgt in Summe knapp 1,5g pro kg Stoffwechselgewicht (Idealgewicht^0,75). Hinweis: NRC gibt den Gesamtproteinbedarf mit 3,2 und Meyer-Zentek ein Minimum von 2,25 an.

Mit diesen Zahlenkolonnen habe ich mich durch Umrechnen auf den Hund und Vergleichen mit Nährwerttabellen monatelang beschäftigt. Erfolglos.

Als ich dann Hannes seinem Futterrechner nicht nur eine Visualisierung der Kolonnen gönnte, sondern auch einzelne Lebensmittel bequem analysieren konnte, fiel es mir wie Schuppen aus den Haaren:

5.1. Vollei ist weit vom “idealem Protein” für Hunde entfernt

Ein rohes Hühnerei ohne Schale wiegt etwa 55g und enthält 6g Protein. Das würde gerade mal 10% von Hannes seinem Proteinbedarf decken. 

Um seinen Proteinbedarf nach FEDIAF zu decken, müsste ich rund 550g oder 10 Eier täglich verfüttern. Dann würden alle Aminosäurenbedarfe mehr als gedeckt. Zur reinen Bedarfsdeckung an essentiellen Aminosäuren könnte ich also auch mit weniger auskommen.

Auffällig ist, dass zwar alle Aminosäuren mehr als ausreichend vorhanden sind und somit die Proteinsynthese ausreichend stattfinden kann – aber während die Proteinsynthese spätestens bei 123% durch Methionin & Cystein limitiert ist, sind bei anderen Aminosäuren über 123% hinausgehende Gehalte und somit nicht synthetisierbare Überschüsse von bis zu 131% (254% Lysin minus 123% Methionin & Cystein) um- und abzubauen.

Das wirklich ideale “ideale Protein” hätte in dieser Grafik statt eines Zickzack-Verlaufs wie beim Liebig’schen Fass oben ein schönes graues Rechteck.

Um weniger um- und abbauen zu müssen, kommen wir auch mit 450g Vollei aus und decken noch mehr als den NRC-Proteinbedarf. Es bleiben immer noch ziemliche Überschüsse übrig, deren Abbau die kranke Niere belastet.

5.2. Proteindesign: Das Protein von Eiern „aufwerten“ durch Kartoffeleiweiß

Nun soll man ja vor allem nicht viel rohes Eiklar füttern, weil es Avidin enthält, welches das wertvolle Biotin zerstört. Zudem ist das Eigelb so fetthaltig, dass bereits mehr als das Doppelte der benötigten Fettmenge enthalten ist und ist in unserem Fall auch kontraproduktiv. 

Protein aus 2160g gekochten Kartoffeln deckt 65% von Hannes seinem Proteinbedarf
Die Freunde der Biologischen Wertigkeit im Kraftsport haben herausgefunden: wenn man 65% Kartoffeleiweiß und 35% Vollei mischt, dann ergibt sich ein Protein mit einer Wertigkeit von 136. 36% über dem “Ideal” von 100. 

Wow.

Schauen wir uns das mal an!

Zuerst gut 2kg gekochte Kartoffeln:

Wir brauchen also täglich mehr als 2 kg gekochte Kartoffeln, um 65% von Hannes seinem Proteinbedarf aus Kartoffeln zu decken. Das Problem dabei: Mit dem riesigen Anteil an Kohlenhydrate und fast nur Spuren von Protein ist sein Kalorienbedarf mehr als gedeckt. Packen wir dann noch das Ei hinzu, wird Hannes mit 46% mehr Energie versorgt als er braucht und wird ziemlich bald durch die Gegend rollen. Aber wir hypothetisieren hier ja nur.

Schauen wir uns nun mal unser getunetes Design-Protein im Profil an. Es soll ja um 36% wertiger sein als das Ei alleine. Damit müsste der kürzeste Balken nun 123 × 1,36 = 167% Bedarfsdeckung zeigen.

Somit müsste aus einer proteinbedarfsdeckenden Ration der Überschuss an Methionin und Cystein nun bei 67% über dem Bedarf liegen und wir müssten nicht zwei Kilo Kartoffeln und 190g bzw. 3,5 Stück Vollei verfüttern. Tatsächlich ist diese Mischung drastisch schlechter für Hunde als das Ei alleine und der Mischung fehlen 15% Methionin und Cystin in Relation zur Proteinbedarfsdeckung. 

Ich habe jedenfalls die Lektion gelernt: Was für Menschenernährung und auch die Proteinversorgung vieler (pflanzenfressender) Nutztiere gut ist, nämlich die dort limitierende Aminosäure Lysin aufzustocken, ist für den Hund blöd: “Dem seine” limitierende Aminosäure ist meist Methionin & Cystein. Und die Optimierung der Proteine in Soja, Reis, Getreide und Hülsenfrüchten bringt uns hier nicht weiter, denn ich möchte keine isolierten Pulver von irgendwas in meinen Hund einstreuen, sondern ihm echtes Essen zu essen geben.

5.3. Das perfekte Protein für Hunde

Während ich mich so mit Eiern beschäftigte, fiel mir ein, dass Hannes von mir wegen des Avidins immer nur das Eigelb bekam. Da ich so keine weitere Verwendung für das Eiklar hatte, ging dies immer direkt in den Abfall. Was für eine Verschwendung! Avidin wird durch Erhitzen inaktiv. Also stellte ich das Eiklar für 10 Sekunden in die Mikrowelle und schlug mal das Aminosäurenprofil für gegartes Hühnereiweiß nach:

So ein Eiklar besteht fast nur aus Wasser, auch gegart. Um Hannes seinen Proteinbedarf zu decken, bräuchte ich 572g davon oder eben 28,5 Eier. Pro Tag.

Aber hier sind wir zufällig bei einem sehr hochwertigen Eiweiß gelandet: Alle enthaltenen essentiellen Aminosäuren könnten zu 141% des Bedarfs im Körper synthetisiert werden. Gleichzeitig schrumpfen die um- und abzubauenden Überschüsse von bis zu 138% des Lysins auf nur noch maximal 98%. Wir brauchen also weniger Protein, um eine ausreichende Versorgung mit allen essentiellen Aminosäuren zu erreichen.

6. EASy berechnen

Gesucht ist eine Formel, die eine biologische Wertigkeit von Proteinen für Hunde im Erhaltungsstoffwechsel abbildet, die sich in eine einfache Datenbankabfrage einbauen lässt und eine zuverlässige Vergleichbarkeit herstellt. Das von mir entwickelte Denkmodell ermittelt den Anteil der Essentiellen Aminosäuren am Protein, die ohne Umwege zur ProteinSynthese genutzt werden können. Ich nenne die berechnete Kennzahl kurz EASy.

Hier nun endlich die Herleitung der Formel:

6.1. Schritt 1: Wirkungsgrad der limitierenden Aminosäure (LA)

Welches die limitierende Aminosäure und wie hoch deren Deckungs- oder Wirkungsgrad für die körpereigene Proteinsynthese in einem Protein ist, lässt sich aus der Höhe der geringsten prozentualen Bedarfsdeckung (rot beschriftet) im Aminosäurenprofil ablesen:

Während z.B. beim Hühnerbrustfleisch die Summe von Methionin & Cystein die Proteinsynthese auf 97% dieser beiden Aminosäuren limitiert ist, ist es z.B. beim Pferdefleisch das Tryptophan mit nur 58% Bedarfsdeckung. Rein optisch ist das in der Grafik leicht zu erkennen (rote Beschriftung) – rechnerisch wie folgt zu ermitteln:

${\mathrm{Wirkungsgrad}}_{\mathrm{LA}}=\frac{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{LA}}}{{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{LA}}}$

$=\mathrm{Min}\left(\frac{\mathrm{Arg}}{140},\frac{\mathrm{Hist}}{60},\frac{\mathrm{Ile}}{130},\frac{\mathrm{Leu}}{120},\frac{\mathrm{Met+Cys}}{210},\frac{\mathrm{Phe+Tyr}}{240},\frac{\mathrm{Thr}}{140},\frac{\mathrm{Try}}{50},\frac{\mathrm{Val}}{160}\right)$

Dabei entsprechen die ausgewiesenen Zahlen dem Bedarf des Hundes an der jeweiligen Aminosäure im Erhaltungsstoffwechsel in pro kg Stoffwechselgewicht nach FEDIAF und die 3letter-Codes dem Gehalt der Aminosäure im untersuchten Protein. Wir rechnen hier in mg. Alternativ können auch die Bedarfs-Angaben nach NRC verwendet werden.

6.2. Schritt 2: Menge der synthetisierbaren essentiellen Aminosäuren (EA)

Um nun das Aminosäurenmuster zu bewerten, interessiert uns die Menge der für die Proteinsynthese nutzbaren Aminosäuren. Auf die grafische Darstellung bezogen schneiden wir die “Überstände” ab und zählen für jede Aminosäure nur den limitierten Anteil (rot):

Rechnerisch wird das oben ermittelte Bedarfsdeckungsverhältnis der limitierenden Aminosäure (LA) mit dem Gesamt-Bedarf an essentiellen Aminosäuren (EA) multipliziert, um die Menge der direkt nutzbaren Aminosäuren zu erhalten:

$\mathrm{synthetisierbare\; Menge}{\mathrm{EA}}_{}=\sum _{\mathrm{EA}}{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{EA}}·\frac{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{LA}}}{{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{LA}}}$

$=\left(\mathrm{140+60+130+230+120+210+240+140+50+160}\right)·\frac{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{LA}}}{{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{LA}}}$

$=1.480·\frac{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{LA}}}{{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{LA}}}$

Auch hier entsprechen die ausgewiesenen Zahlen dem Bedarf des Hundes an der jeweiligen Aminosäure im Erhaltungsstoffwechsel pro kg Stoffwechselgewicht nach FEDIAF. Alternativ können auch die Bedarfs-Angaben nach NRC verwendet werden. Wir rechnen hier in mg.

6.3. Schritt 3: Bezugsrahmen zur relativen Bewertung der synthetisierbaren Menge von Aminosäuren (Protein)

Nun bestehen Proteine ja nicht nur aus essentiellen Aminosäuren, sondern auch aus nicht essentiellen. Die könnte der Körper bei ausreichender Versorgung mit essentiellen selber herstellen und weiter verarbeiten. Das ist im Organismus anscheinend mit weniger Aufwand möglich als durch Aufspaltung, Transport, Um- und Abbau. Somit kann ein Protein auch mit einem relativ niedrigen Deckungswert der limitierenden Aminosäure relativ hochwertig sein, wenn nicht zusätzlich zu den Überschüssen der essentiellen auch noch größere Mengen nicht essentieller Aminosäuren zu verstoffwechseln sind. 

Um also unsere errechnete Menge an synthetisierbaren Aminosäuren des Lebensmittels, der Wochen- oder Tagesration vergleichbar zu machen mit anderen Lebensmitteln, Wochen- oder Tagesrationen, ist die gesamte Proteinmenge eine geeignete Bezugsgröße und unsere EASy-Formel komplett:

$\mathrm{EASy}=\frac{\sum _{\mathrm{EA}}\mathrm{Bedarf}·\frac{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{LA}}}{{\mathrm{Bedarf}}_{\mathrm{LA}}}}{{\mathrm{Menge}}_{\mathrm{Protein}}}$

7. Praktische Anwendung der Formel

Mit Hannes seinem Futterrechner kann man sich zur visuellen Überprüfung von Lebensmitteln ein entsprechendes Rezept für seinen Hund anlegen und so bequem vergleichen. Die Darstellung ist nicht “hübsch”, aber handhabbar.

7.1. Proteinkurve validieren

Untersuchen wir zunächst die in der eingangs gezeigten Proteinkurve enthaltenen Lebensmittel. Sie rankten dort wie folgt: 
1. Ei – 2. Lachs – 3. Huhn – 4. Lamm – 5. Rind – 6. Schwein – 7. Sojamehl – 8. Weizen.

100g Lebensmittel	Kj	Prot	Fett	KH	Faser	Asche
Huhn, Ei	572	12	9	2	0	1
Huhn, ganz ohne Knochen	694	20	10	0	0	1
Lachs tiefgefroren	753	20	11	0	0	1
Rind, Fleisch 18% Fett	962	18	18	0	0	1
Lamm, Fleisch 16% Fett	903	19	16	0	0	1
Sojamehl entbittert, entfettet	1168	47	1	8	25	6
Weizen, Korn	1382	11	2	60	13	2
Summe	6434	147	67	70	38	13

^{Lebensmittel der Proteinkurve ohne Schwein als Rezept in Hannes seinem Futterrechner}

In Hannes seinem Futterrechner lasse ich Schwein weg, weil Hunde ja kein rohes Schwein essen sollten wegen der Aujetzky-Gefahr. Die anderen Zutaten werden zu gleichen Anteilen in ein Rezept eingegeben. Man erkennt bereits tabellarisch, dass Sojamehl mit 47% außerordentlich proteinreich ist, Fleisch und Fisch einen mittleren Proteingehalt von knapp 20% aufweisen, während Ei und Weizen nur geringe Proteinanteile besitzen.

Schauen wir uns die mit EASy errechnete Wertigkeit mal an: Der Anteil synthetisierbarer essentieller Aminosäuren wird auf der y-Achse angezeigt (je weiter oben, desto wertiger) und in Relation zum Proteingehalt auf der x-Achse gesetzt (je weiter rechts, desto reicher an Protein). 

Das Hühnerei ist in dieser Mischung ganz offensichtlich mit 36% das hochwertigste Eiweiß. Anders als oben dargestellt ist Sojamehl mit nur 23% synthetisierbarem Eiweiß deutlich schlechter gerankt als Weizen, dessen Proteinqualität bei geringerer Konzentration mit dem Fleisch mit immerhin 26% gleichkommt. Das Huhn hat mit 30% eine höhere Proteinqualität als die Landtiere und wird vom Lachs übertroffen, der allerdings mit einem EASy-Wert von 32% dichter am Huhn als am Ei liegt.

Im Vergleich zur obigen Proteinkurve kommt Hannes Sein Futterrechner zu etwas anderen Ergebnissen. Da ich nicht weiß, wie die Proteinkurve entstand, kann ich auch nicht einschätzen, was nun die wirklich wahre Wahrheit ist. 

7.2. Ähnliche Produkte differenzieren

Es kann durchaus erhellend sein, die verschiedenen Teile von einem Tier oder eine Produktgruppe mit ihren Einzelbestandteilen hinsichtlich Proteinqualität mittels EASy zu vergleichen.

7.2.1. EASy der Hühnerbestandteile

Schaut man sich das Huhn an, so hat das rohe Eiklar mit 48% die absolut höchste Proteinqualität in meiner Datenbank, während das Eigelb eher zum Hühner-Mittelfeld tendiert. Unter den Fleisch- und Organproteinen ist der Schenkel das hochwertigste, das Herz das schwächste. Ziemlich im Mittelfeld aber mit dem höchsten Proteingehalt rangiert die Hühnerbrust.

7.2.2. EASy der Rinderteile

Beim Rind ist die Proteinqualität im Hinblick auf die synthetisierbaren essentiellen Aminosäuren schlechter als beim Huhn. Hier hat die Leber die höchste Qualität, gefolgt von den übrigen Organen, während Mägen (Pansen und Blättermagen), Schlund und Lunge eine geringe Qualität an Protein aufweist. Dies deckt sich mit der Erkenntnis, dass Magengewebe (auch beim Huhn) sehr bindegewebsreich und daher minderwertiger als Muskelfleisch ist. Allerdings habe ich unter BARFern auch oft die Behauptung gelesen, dass die Organe sehr bindegewebsreich seien und deshalb minderwertiges Protein enthalten. Das kann ich nicht direkt nachvollziehen. Erstaunlicherweise hat die Rinderhaut vor dem Trocknen eine Proteinqualität, die der des Fleisches entspricht.

7.2.3. Eine Auswahl an Samen

Überraschend ist eine Betrachtung diverser Samen im Vergleich zum Rindfleisch: Haferflocken, Dinkel, Sesam und Leinsamen sind deutlich höherwertiger als Rindfleisch. Kürbiskerne sind sehr proteinreich, Reis sehr proteinarm. 

Generell sind Samen reich an Mineralien und Vitaminen, so dass sie erst mal durchaus als geeignet als Hundenahrung erscheinen. Selbst wenn man nur eine Verdaulichkeit oder Verfügbarkeit von nur 80% unterstellt, findet sich hier immer noch hochwertiges Eiweiß. 

Allerdings muss man dabei berücksichtigen, dass viele Pflanzen ihre “Embryonen” durch antinutritive Substanzen wie Phytate oder ähnliches vor vorzeitigem Keimen schützen. Somit sollten diese “Futtermittel” durch z.B. Schälen, Erhitzen, Wässern, Keimen oder Fermentieren vor dem Mahlen “entschärft” werden. Zu dieser Thematik muss ich noch mehr lesen, um das genauer beurteilen zu können. Zu gegebener Zeit wird es hierzu einen separaten Artikel geben.

7.3. Mischungen aus unterschiedlichen Proteinquellen bewerten

Natürlich kann die Kenngröße EASy nicht nur zum Vergleich verschiedener Lebensmittel basiert auf 100g oder so herangezogen werden. Durch Addition der Aminosäuren und der Gesamtproteinmenge, jeweils gewichtet mit unterschiedlichen Produkt-Mengen können wir sowohl “Design-Protein” als auch einen Futterplan oder die tägliche Ration bewerten.

Starten wir mit der Annahme, die Samen aus dem vorangegangenen Beispiel würden jeweils mit 10g verfüttert und um 100g Reis sowie 200g Rindfleisch ergänzt. Das ergäbe insgesamt eine knapp bedarfsdeckende Mischung hinsichtlich Energie, Protein und Fett für meinen Hannes – hinsichtlich Mineralstoffen, Vitaminen und Fettsäuren ist das keine ausgewogene Futteridee. 

Verschiedene rohe Samen in kleinen Mengen plus 100g Reis und 200g Rindfleisch:

Lebensmittel	g/Tag	kJ	Prot	Fett	KH	Faser	Asche
Amaranth	10	169	1	1	7	1	0
Buchweizen	10	147	1	0	7	0	0
Cashewnuss	10	250	2	5	2	0	0
Dinkel	10	146	2	0	6	1	0
Haferflocken	10	156	1	1	6	1	0
Hirse	10	149	1	0	6	1	0
Kürbiskern	10	243	4	5	0	1	0
Leinsamen	10	204	2	4	1	2	0
Reis	100	1486	7	1	78	2	1
Rindfleisch 18%Fett	200	1301	39	17	0	0	2
Sesam	10	248	2	5	1	1	1
Sonnenblumenkern	10	205	3	3	3	1	0
Walnüsse	10	303	2	7	1	0	0
Weizen, Keim	10	157	3	1	3	2	0
Weizen, Korn	10	138	1	0	6	1	0
Summe	430	5302	71	50	127	14	4
Bedarf		5255	63	19
Abweichung		47	8	31

Dabei liefern alle Komponenten unterschiedliche Mengen der jeweiligen Aminosäuren, die aufsummiert knapp bedarfsdeckend sind. Aus dem Aminosäurenprofil der Mischung lässt sich ein EASy-Wert von 25,85 berechnen, der leicht über dem EASy von Muskelfleisch allein liegt:

Weiter oben haben wir uns mit dem “Protein-Design” aus Kartoffeln und Vollei beschäftigt. Bei einer 65:35-Mischung der Komponenten Ei und Kartoffel – also NICHT der Mischung aus den isoliert betrachteten Proteinen weiter oben – ergibt sich folgendes Bild:

Lebensmittel	g/Tag	kJ	Prot	Fett	KH	Faser	Asche
Huhn, Ei	350	2003	41	33	5	0	3
Kartoffeln geschält gegart	650	1979	12	0	98	8	6
Summe	1000	3982	53	33	103	8	9

Man erkennt deutlich, wie Protein-Gehalte an sich, deren Qualität und die Mengenverhältnisse der Proteinquellen zusammen wirken. Der Proteingehalt der Kartoffeln in Höhe von 2% mit einer Wertigkeit von 20% reicht bei 65% Mischungsanteil aus, die Wertigkeit des Eis von 36% auf gut 32% zu senken. Aus Kartoffelsicht betrachtet erhält die Proteinqualität hingegen einen ungeheuren Schub von 20% auf 32% – in Summe kommt aber keine für den Hund höhere Qualität heraus als das rohe Ei alleine zu bieten hat. 

8. Kritische Betrachtung der EASy-Formel

Die Formel ist datenbankanwendbar, kommt ohne komplizierte Annahmen, Versuche und Einschränkungen daher und ermöglicht eine Orientierung bei der Auswahl von Proteinquellen für Hunde, nicht nur für nierenkranke Hunde. 

Der Normal-Hundehalter wird hoffentlich nicht in die Verlegenheit kommen, sie selber ausrechnen zu müssen und hat in solchen Fällen hoffentlich einen kompetenten Tierarzt, Heilpraktiker oder Ernährungsberater an seiner Seite, der das Fütterungsproblem im Bedarfsfall für ihn lösen kann.

Mit Fragen der Verdaulichkeit, der Bioverfügbarkeit, was genau im Hundekörper mit den vermeintlichen Überschüssen passiert und was das für die Organe bedeutet, muss ich mich erst noch eingehender befassen. Ich halte die Formel dennoch für anwendbar auf weitgehend unverarbeitete Lebensmittel, insbesondere tierischen Ursprungs und deren ungefähren Nährstoffgehalt, den man in Nährwertdatenbanken nachschlagen kann. 

Für pflanzliche Proteinliefaranten gibt es diverse Einschränkungen der tatsächlichen Nutzbarkeit (Phytinsäuren, Faserstoffe, Oxalate, …?), mit denen ich mich ebenfalls zunächst noch eingehender beschäftigen muss.

Möglicherweise habe ich hier ungesundes Halbwissen zu haarsträubendem Unsinn synthetisiert. 

Vielleicht habe ich auch das Rad neu erfunden. 

Gibt es hier jemanden, der dazu eine fundierte Meinung mit Begründung äußern könnte?

Überarbeitungs-Hinweis

Dieser Artikel ist eine Neuberechnung meines gleichnamigen Artikels in Facebook. Aufgrund einer inzwischen erfolgten Umstellung der Datenquelle kommen nun leicht andere Ergebnisse heraus. Dies ändert nichts am Rechenweg.