Nicht-essenzielle Aminosäuren: jene, die der Körper selbst synthetisieren kann

Die nicht-essenziellen Aminosäuren, jene, die der menschliche Körper selbst synthetisieren kann, spielen entscheidende Rollen sowohl für die Gesundheit als auch in der kulinarischen Welt.

Was sie sind und woher der Name kommt

Eine Aminosäure ist, in ihrer grundlegendsten chemischen Definition, ein organisches Molekül, das eine Aminogruppe (-NH₂) und eine Carboxylgruppe (-COOH) verbindet. Aus der Kombination von zwanzig dieser Aminosäuren — der sogenannten proteinogenen, genetisch codiert in praktisch allen Lebewesen, plus zwei zusätzlichen (Selenocystein und Pyrrolysin), die nur in bestimmten Organismen vorkommen — gehen alle Proteine des menschlichen Körpers hervor.

Von diesen zwanzig sind elf Aminosäuren nicht essenziell: Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glutamin, Glycin, Prolin, Serin und Tyrosin. „Nicht essenziell“ bedeutet wörtlich, dass der Organismus selbst sie herstellen kann, auch wenn sie nicht über die Ernährung ankommen, durch einen Vorgang namens Transaminierung: die Aminogruppe einer Aminosäure wird auf eine Alpha-Ketosäure übertragen, um eine neue zu bilden.

Ihnen gegenüber stehen die neun essenziellen — Valin, Leucin, Threonin, Lysin, Tryptophan, Histidin, Isoleucin, Phenylalanin und Methionin —, die der Organismus überhaupt nicht synthetisieren kann und die zwingend mit der Nahrung ankommen müssen. Und dazwischen liegt eine Nuance, die fast nie gut erklärt wird: sieben der elf nicht-essenziellen (Arginin, Cystein, Glutamin, Tyrosin, Glycin, Prolin und Serin) sind in Wirklichkeit „bedingt essenziell“. Gewöhnlich stellt der Körper sie ohne Problem her, er kann den Bedarf in Zeiten von Krankheit oder körperlichem Stress aber nicht mehr decken, und dann müssen sie auch über die Ernährung kommen.

Die erste Aminosäure, die in der Geschichte isoliert wurde, war genau eine dieser nicht-essenziellen: das Asparagin, 1806, durch die französischen Chemiker Louis Nicolas Vauquelin und seinen jungen Gehilfen Pierre Jean Robiquet, aus dem Saft von Spargel — daher ihr Name —.

Wissenschaft: vom Glutamat zum Umami

Die nicht-essenzielle Aminosäure mit dem meisten Gewicht in der Küche ist, ohne Diskussion, die Glutaminsäure. Das Umami — der sogenannte „fünfte Geschmack“ — wurde 1908 von Kikunae Ikeda wissenschaftlich identifiziert, Professor an der Kaiserlichen Universität Tokio, als er entdeckte, dass das Glutamat für die Schmackhaftigkeit der Dashi-Brühe aus Kombu-Alge verantwortlich war. Ein Jahr später, 1909, gründeten Ikeda und der Unternehmer Saburōsuke Suzuki die Ajinomoto Co., die das erste Umami-Würzmittel der Geschichte vermarktete: das Mononatriumglutamat (MSG).

Heute wird MSG industriell durch bakterielle Fermentation erzeugt, nicht durch chemische Synthese: Bakterien der Gattung Corynebacterium (konkret C. glutamicum), kultiviert mit Ammoniak und Kohlenhydraten, scheiden L-Glutamat aus, das danach mit Natrium neutralisiert wird. Das Verfahren wurde erstmals in einer Studie von 1957 beschrieben (Kinoshita, Udaka und Shimamoto) und industriell in Japan entwickelt.

Trotz seines schlechten Rufs ist Mononatriumglutamat als sicher anerkannt — GRAS, „Generally Recognized As Safe“ — von der US-amerikanischen FDA. Das sogenannte „China-Restaurant-Syndrom“, diese Kopfschmerzen und dieses Unwohlsein, die man ihm jahrzehntelang zuschrieb, ist ein Mythos ohne solide wissenschaftliche Grundlage: die Doppelblindstudien zeigen diese Wirkungen bei normalen Konzentrationen von MSG in den Lebensmitteln nicht, und ein Versuch mit 130 Probanden schloss, dass die Antwort auf MSG „nicht reproduzierbar“ war.

Nicht alle nicht-essenziellen Aminosäuren haben in der Küche eine so günstige Rolle. Das Asparagin ist, wenn es mit reduzierenden Zuckern wie Glukose und Fruktose über 120 °C reagiert, dafür verantwortlich, dass beim Frittieren oder Backen stärkehaltiger Lebensmittel Acrylamid entsteht. Die EFSA nennt als Risiken des Acrylamids die Neurotoxizität, nachteilige Wirkungen auf die männliche Fortpflanzung, Entwicklungstoxizität und Karzinogenität, erkennt aber an, dass die vorhandenen epidemiologischen Studien am Menschen sehr begrenzt sind und keine Beziehung zwischen Acrylamid und Krebs zeigen.

In der Küche: Geschmack, Kollagen und konkrete Aminosäuren

Jede der elf nicht-essenziellen Aminosäuren hat ihre eigene Rolle, im Organismus wie auf dem Teller:

• Alanin. Grundlegend im Energiestoffwechsel; reichlich in Fleisch und Milcherzeugnissen.
• Arginin. Beteiligt sich an der Immunantwort und an der Wundheilung.
• Asparaginsäure. Nimmt an der Synthese anderer Aminosäuren teil und ist üblich in proteinreichen Lebensmitteln, eine weitere Grundlage für die kulinarische Innovation.
• Glutaminsäure. Beteiligt sich an der Hirn- und Stoffwechselfunktion und ist der Verstärker des Umami-Geschmacks, den wir schon gesehen haben: die für einen Koch relevanteste der elf.
• Serin. Beteiligt sich an der Bildung essenzieller Zellbestandteile.
• Tyrosin. Vorläufer von Hormonen und Neurotransmittern.
• Glutamin. Schlüssel für die Darmgesundheit und das Immunsystem.

Zwei der nicht-essenziellen haben außerdem ein sehr konkretes strukturelles Gewicht: das Glycin macht ungefähr ein Drittel der gesamten Sequenz des Kollagens aus, und das Prolin — zusammen mit seinem Derivat, dem Hydroxyprolin — mehr als ein Fünftel, rund 22 %. In Kollagen aus Säugetierhaut gibt es je 1.000 Reste ungefähr 329 Glycin, 126 Prolin und 95 Hydroxyprolin. Das ist der chemische Grund, warum Brühen, Fonds und Eintöpfe mit viel Gelatine — Knochen, Haut, Sehne — genau an diesen beiden Aminosäuren so reich sind.

Als allgemeine ernährungsphysiologische Referenz liegt die empfohlene tägliche Proteinzufuhr für einen sitzenden Erwachsenen, nach der Ernährungsreferenz der Vereinigten Staaten und Kanadas, bei 0,8 g je Kilo Körpergewicht am Tag; ein Teil dieses Proteins kommt in Form von Aminosäuren an, die der Körper bereits selbst herstellen könnte.

In Taste 1973: das Umami der gereiften Ziege

Die Verbindung dieser Aminosäuren mit der Arbeit von Diego Schattenhofer ist nicht allgemein: sie ist in seiner eigenen Forschung über die Reifung des Fleisches der Kanarischen Ziege dokumentiert. Wie die Website erklärt, „erhöht der Reifungsprozess die Konzentration freier Aminosäuren und verbessert die Verdaulichkeit der Proteine“.

Der Koch selbst führt es in der ersten Person aus, wenn er die fortgeschrittene Phase der Reifung beschreibt — ab dem 22. Tag —, gegenüber der „leichten Zartmachung“ der Anfangsphase (1-7 Tage): in dieser fortgeschrittenen Phase entsteht „eine Zunahme der Glutamatverbindungen, die für die Umami-Empfindung verantwortlich sind“. Es ist buchstäblich dieselbe Glutaminsäure, von der diese ganze Seite spricht, freigesetzt durch eben den Reifungsprozess, der in Taste 1973 erforscht und angewandt wird.

Ausführlicher kann man es lesen in Die Wissenschaft hinter der Fleischreifung und in Ernährungsphysiologischer Nutzen des gereiften Ziegenfleisches.

Verwandte Begriffe

• Aminosäuren — die vollständige Kategorie, essenzielle und nicht-essenzielle, von der dieser Begriff eine Hälfte ist.
• Albumin — ein ganzes Protein, aufgebaut unter anderem mit mehreren dieser Aminosäuren.
• Antioxidantien — eine andere Gruppe von Verbindungen, mit denen die nicht-essenziellen Aminosäuren oft Vorratskammer und Schutzfunktion teilen.
• Omega-3-Fettsäuren — der andere große Makronährstoff von ernährungsphysiologischem Interesse, neben den Aminosäuren, in Fisch und Fleisch.
• Omega-6-Fettsäuren — ihr fettes Gegenstück, mit dem ein Ernährungsgleichgewicht zu halten ist.

Haben Sie weitere konkrete Fragen zu diesen Aminosäuren? Am Ende dieser Seite beantworten wir die häufigsten Fragen.

Konsultierte Quellen

• MedlinePlus, Nationale Medizinbibliothek der USA (NIH): „Aminoácidos“
• Wikipedia (es): „Aminoácido“
• Wikipedia (en): „Asparagine“
• Wikipedia (en): „Umami“
• Wikipedia (en): „Monosodium glutamate“
• Wikipedia (en): „Acrylamide“
• Wikipedia (en): „Collagen“
• Wikipedia (en): „Protein (nutrient)“
• Beitrag des Hauses: „Beneficios Nutricionales de la Carne de Cabra Madurada“
• Beitrag des Hauses: „La Ciencia detrás de la Maduración de Carnes“ (Diego Schattenhofer)