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Wie hoch ist die Qualität von Sojaprotein für den Muskelaufbau?

Im weltweiten Maßstab betrachtet, gilt die Sojabohne als wichtiger Proteinlieferant für die Haltung von Nutztieren und in einigen Regionen der Erde auch für die menschliche Ernährung. Mit der steigenden Zahl von Menschen, die sich auch hierzulande als Veganer einordnen oder als Leute bezeichnen, die weitgehend auf tierische Produkte verzichten, steigt auch die Relevanz der Hülsenfrucht für unsere eigene Ernährung. Allerdings scheiden sich die Geister darüber, ob Sojaprotein für den Muskelaufbau überhaupt eine optimale Wahl darstellt.

In unserem ersten Teil der Artikelreihe über den Stellenwert von Soja und Sojaprotein für den Muskelaufbau haben wir uns hauptsächlich mit der Frage beschäftigt, wie bestimmte Stoffe aus dieser Bohne unseren körpereigenen Hormonhaushalt, insbesondere das Testosteron, beeinflussen. Am Rande dessen haben wir bereits darüber berichtet, dass das Protein aus Soja im Vergleich zu anderen pflanzlichen Proteinen relativ komplett ist. Das bedeutet so viel, dass es im Vergleich zu der körpereigenen Aminosäurenzusammensetzung und dem Bedarf des menschlichen Organismus weniger Defizite aufweist. Dies verschafft dem Sojaprotein in Bezug auf den Muskelaufbau zunächst einen großen Pluspunkt. Vor allem für diejenigen, die sich überwiegend oder ausschließlich pflanzlich ernähren wollen.

Sojaprotein Muskelaufbau
Im Vergleich zu anderen pflanzlichen Proteinquellen weist Soja ein relativ komplettes Aminosäurenprofil auf [1].
Wie in der Grafik zu erkennen, ist Methionin die limitierende Aminosäure von Soja in Bezug auf die menschliche Ernährung. Ein Nicht-Sportler ohne erhöhten Bedarf muss langfristig zehn Milligramm Methionin pro Kilogramm Körpergewicht am Tag aufnehmen, um zu überleben, was einer Menge von einem Gramm reinem Sojaprotein pro Kilogramm Körpergewicht entspricht. Auch wenn Sojaprotein in Sachen Aminosäurenprofil nicht ganz mit den tierischen Quellen mithalten kann, stellt es unter den pflanzlichen Vertretern einen der Spitzenreiter dar. Allerdings reicht dies nicht aus, um die Qualität und Wertigkeit von Sojaprotein für den Muskelaufbau umfassend zu bewerten.

Antinährstoffe im Sojaprotein

Die menschliche Verdauung ist auf zahlreiche Enzyme angewiesen, welche Nährstoffe in ihre Einzelteile zerlegen, die dann wiederum über den Darm in die Blutbahn aufgenommen werden können. Die Enzyme, welche Proteine in Aminosäuren spalten, bezeichnet man als Proteasen. Ein wichtiger Vertreter dieser Klasse ist das Trypsin. In der Sojabohne finden sich Stoffe, welche dazu in der Lage sind, Trypsin und seinem strukturell sehr ähnlichen Kollegen Chymotrypsin zu hemmen. Diese beiden Enzyme werden von der Bauchspeicheldrüse produziert und in den Dünndarm abgegeben. Wenn Trypsin und Chymotrypsin in ihrer Aktivität gehemmt werden, kann weniger Protein gespalten und vom Körper aufgenommen werden. Dies würde die Qualität jedes Proteins hemmen, welches wir aufnehmen. 

Man könnte sich nun die Frage stellen, warum ein Lebensmittel, welches viel Protein liefert, gleichzeitig einen Stoff enthält, der dafür sorgt, dass wir das Protein nicht verdauen können. Wir sollten uns jedoch erinnern, dass Pflanzen Lebewesen sind und in der Natur nicht die primäre Funktion besitzen, dem Menschen als Nahrungsquelle zu dienen. Stattdessen sind sie an der Erhaltung ihrer Art interessiert und wollen sich so vor Fressfeinden schützen. Brokkoli schmeckt in seiner Urform beispielsweise sehr bitter und das Koffein in der Kaffeebohne und anderen Pflanzen ist für Insekten schädlich. Menschen sind lediglich sehr hartnäckig und essen fast alles, was sie nicht auf der Stelle tötet.

Sojaprotein Muskelaufbau Trypsininhibitoren
Trypsininhibitoren hemmen die Proteinverdauung und sorgen somit dafür, dass weniger Proteine zerlegt und absorbiert werden können.

In vollkommen unverarbeiteter Form, sprich in rohen Sojabohnen, sind diese Trypsininhibitoren nicht nur dazu in der Lage, die Proteinverdauung zu hemmen, sondern verursachen auch oxidativen Stress in den Verdauungsorganen [2]. Studien über die Verwendung von Soja in Tierfutter tendierten dazu, Schäden an der Bauchspeicheldrüse zu beobachten, der durch eine überhöhte Ausschüttung des Hormons Cholecystokinin (CCK) gekennzeichnet ist [3, 4].

Rohe Sojabohnen sind dafür bekannt, zum Wachstum der Verdauungsorgane, einschließlich der Bauchspeicheldrüse, zu führen. Anders als bei unseren Muskeln ist das Wachstum dieser Organe meist kein gutes Zeichen. Neuere Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass es nicht die Trypsininhibitoren sind, die dieses Wachstum verursachen, obwohl man das bisher angenommen hat [5, 6]. Wenn einige Menschen behaupten, Sojabohnen seien giftig, haben sie theoretisch gesehen also recht. Allerdings trifft das nur für rohe Bohnen zu.

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Wie die Seite Statista.com zeigt, steigt der Anteil der Menschen in der Bevölkerung, die sich selbst als Veganer einordnen oder als Leute bezeichnen, die weitgehend auf tierische Produkte verzichten, deutlich an [1]. Waren es im Jahre 2016 noch 0,8 Prozent der Bevölkerung, verzeichnete das Statistikportal vier Jahre später bereits 1,13 Prozent, was einem Anstieg um […]

Trypsininhibitoren sind sehr zäh. Obwohl zehn Minuten Kochzeit nicht ausreichen, um sie abzubauen, werden sie am Ende möglicherweise zwar zerstört, aber wir wissen genau, dass auch die Substanz, die dafür sorgt, dass rohes Soja giftig ist, nach der sachgerechten Verarbeitung keine Gefahr mehr darstellt [7]. Wir wissen, wie man Soja ungiftig macht und deshalb wird es auch weiterhin in der Nutztierhaltung eingesetzt. Diese Verarbeitungstechniken nutzen Hersteller auch bei der Produktion von Nahrungsergänzungsmitteln und Lebensmitteln. Solange man nicht jeden Tag raue Mengen roher Edamame isst, stellt Soja also keine Gesundheitsgefahr dar.

Während Trypsininhibitoren in Soja die Proteinverdauung hemmen und es nicht ratsam ist, sie im Übermaß zu konsumieren, können wir bisher nicht behaupten, dass sie dafür verantwortlich sind, dass rohe Sojabohnen sogar giftig sein können. Trypsininhibitoren stecken auch in anderen Lebensmitteln wie Reiskleie oder Gerste. Wie bei allen Bohnen sollte auch Soja vor dem Konsum ausreichend verarbeitet werden, beispielsweise durch das Einweichen der Bohnen über Nacht und das anschließende Garen.

Die Qualität von Sojaprotein in Zahlen

Da wir jetzt geklärt haben, dass Trypsininhibitoren in Soja  dazu in der Lage sind, die Proteinqualität zu senken, können wir bewerten, wie genau sich dies auf die Parameter der Proteinqualität niederschlägt. Tatsächlich stellte Sojaprotein das erste Referenzprotein dar, an dem sich andere Proteinquellen messen mussten. Zu dieser Zeit war Sojaprotein das beste bekannte Eiweißpulver. Allerdings war es nicht das beste bekannte Eiweiß insgesamt. Diesen Thron besetzte damals das Ei, welches man als Referenzprotein einführte, als man begann, die Proteinqualität anhand der biologischen Wertigkeit zu messen. Das Ei bekam einen Wert von 100 und Soja erreichte einen Score von 96.

Beide Proteine wurden später durch Whey Protein geschlagen, welches Werte über 100 erreichte und je nach Verarbeitungsmethode zwischen 100 und 120 schwankt. Whey Protein stellt bisher das am leichtesten verdauliche und am leichtesten aufgenommene Eiweiß dar, welches wir kennen. Allerdings basiert die biologische Wertigkeit auf der Menge des aufgenommenen und ausgeschiedenen Stickstoffs aus einer Proteinquelle.

Stickstoff kommt in jeder einzelnen Aminosäure genau einmal und in seltenen Fällen auch zweimal vor und ist damit charakteristisch für jedes Protein. Oft wird Stickstoff daher im Labor als Stellvertreter für Proteine gemessen. Diese Methoden analysieren, wie viel Stickstoff der Mensch aus einer Proteinquelle aufnimmt, rechnen aus, welcher Proteinmenge das entspricht, und vergleichen somit, wie viel Protein unter dem Strich aus einer Quelle aufgenommen wurde.

Das Messverfahren der diologischen Wertigkeit liegt allerdings zwei Annahmen zugrunde, die streitbar sind. Zum einen, dass Proteine die einzige Aufnahmequelle des Körpers für Stickstoff darstellen, und zum anderen, dass jegliches Protein, das vom Körper nicht wieder ausgeschieden wird, auch in körpereigenes Protein umgewandelt wird. Tatsächlich können Proteine im Körper jedoch auch in Glukose umgewandelt werden. Besonders dann, wenn die Aufnahme sehr schnell vonstattengeht und die Glykogenspeicher des Körpers niedrig sind. Auch kann eine gewisse Menge von der Darmflora fermentiert werden, was gerade dann auftritt, wenn die Verdaubarkeit der Proteine niedrig ist [8].

Tierisches und pflanzliches Eiweiß im Vergleich!

In der Fitness-, Kraftsport- und Bodybuildingszene ist hinreichend bekannt, dass es sich bei Protein nicht nur um einen lebensnotwendigen Nährstoff handelt, sondern auch um einen, der den Aufbau von Muskelmasse und Kraft unterstützt. Daher gilt in diesen Kreisen die Aufnahme von 1,6 bis 2,2 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht am Tag als wissenschaftliche Empfehlung [1]. Dennoch […]

Die aktuell genaueste Methode zur Bewertung der Proteinqualität ist der Verdaubarkeits-Score der unverzichtbaren Aminosäuren (Digestible Indispensable Amino Acid Score – DIAAS). Sie bewertet ein Protein nicht auf Grundlage der Bioverfügbarkeit, sondern anhand seines Aminosäurenprofils und spiegelt damit die menschlichen Bedürfnisse besser wider. Eine genaue Erklärung über die Relevanz und Messung der Proteinqualität haben wir euch in diesem Artikel zusammengefasst.

Nach dieser Methode schneidet Sojaprotein Isolat allgemein etwas weniger gut ab als tierische Proteinquellen. Andere Lebensmittel aus Soja, die neben reinem Protein auch noch aus anderen Bestandteilen wie Ballaststoffen, Fetten und Kohlenhydraten bestehen sowie möglicherweise aufgrund des niedrigeren Verarbeitungsgrades mehr Trypsininhibitoren enthalten, erreichen einen niedrigeren Wert, wie hier anhand von Tofu zu erkennen.

Sojaprotein Muskelaufbau
Der DIAAS bewertet die Verdaubarkeit der unverzichtbaren Aminosäuren und ist der aktuell geltende Marker für die Proteinqualität. Tierische Proteinquellen schneiden hierbei besser ab als pflanzliches Eiweiß [9].
Die DIAAS-Skala zur Bewertung der Proteinqualität löst jedoch nicht das Problem, welches alle Bewertungsmaßstäbe gemeinsam haben. Auch wenn sie die Bioverfügbarkeit, das Aminosäurenprofil, die Aufnahme im Dünndarm und selbst die Glukoneogenese, Verdauungsgeschwindigkeit und den Einfluss von Training auf körpereigene Proteine wie Muskeln berücksichtigen würden, wäre es keine Repräsentation des wahren Lebens.

Der Grund dafür ist, dass diese Versuche alle Störfaktoren eliminieren müssen, sodass eine Versuchsperson immer nur eine Proteinquelle verabreicht bekommt und das in einem absolut nüchternen Zustand. Was passiert aber, wenn du mehrere Lebensmittel auf einmal isst? Beispielsweise Tofu mit Reis. Oder verschiedene Proteinquellen über den Tag, die sich dann im Verdauungstrakt mischen? Andere Nahrungsbestandteile wie Ballaststoffe oder Antinährstoffe beeinflussen die Verdaubarkeit zusätzlich. Somit können sich diese Bewertungsmethoden der Proteinqualität immer nur auf ein einzelnes Lebensmittel beziehen, nie aber auf die gesamte Ernährung.

Was ist Proteinqualität und wie wird sie bewertet?

Wer Muskeln aufbauen will, sollte auf eine ausreichende Proteinzufuhr achten. Aber nicht nur die Menge kann dabei eine Rolle spielen, sondern auch die Qualität. Um diese zu beurteilen, gibt es verschiedene Ansätze und Skalen, die sich nach ihrer Bioverfügbarkeit und dem Aminosäurenprofil richten. Basierend auf diesen Informationen können wir eventuell bessere Entscheidungen über die Auswahl […]

Hinsichtlich des Muskelaufbaus spricht sich die aktuelle Literatur auf eine optimale Proteinzufuhr zwischen 1,6 und 2,2 Gramm Eiweiß je Kilogramm Körpergewicht aus, unabhängig von der Proteinqualität. Da die Verdaubarkeit pflanzlicher Proteinquellen aufgrund des Gehaltes an Antinährstoffen wie Trypsininhibitoren oder Phytaten geringer ist und diese ebenfalls ein suboptimaleres Aminosäurenprofil aufweisen, sollten sich insbesondere Veganer am oberen Ende dieses Spektrums bewegen.

Wirklich relevant ist die Proteinqualität nur, wenn aufgrund von Knappheit oder Krankheiten lediglich sehr geringe Proteinmengen aufgenommen werden können und deshalb darauf geachtet werden muss, dass das, was gegessen wird, auch optimal verwertet werden kann. Je mehr Protein insgesamt konsumiert wird und je größer die Vielfalt der aufgenommenen Quellen, desto weniger relevant ist also die Proteinqualität.

Whey Protein vs. Sojaprotein für den Muskelaufbau

In einer Studie aus dem Jahre 2009 verglich man den Anstieg der Muskelproteinsynthese nach dem Verzehr von Whey Protein und Sojaprotein einmal in Ruhe und einmal im Anschluss an das Training [10]. Die Forscher fanden heraus, dass das Whey Protein gegenüber dem Sojaprotein den chemischen Prozess für den Muskelaufbau stärker anzuheben scheint, besonders nach dem Training. Weitere Untersuchungen haben ergeben, dass die akute Aufnahme von Sojaprotein die Proteinsynthese weniger stark anregt wie Magermilch, Casein oder Rindfleisch [11, 12].

Sojaprotein Muskelaufbau
Im Vergleich zu Whey Protein scheint Sojaprotein den Muskelaufbau, gemessen an der Rate der Muskelproteinsynthese, etwas weniger stark anzuheben [10].
Einer der wesentlichen Gründe dafür stellt der geringere Leucingehalt dar. Wenngleich isoliertes Sojaprotein sehr schnell verdaut werden kann, weist es nur rund 8,2 Prozent Leucin bezogen auf den reinen Proteingehalt auf. Whey Protein erreicht hingegen einen Leucingehalt von 13,6 Prozent. Auf Grundlage der aktuellen Studienlage scheint es, als sei eine Menge von etwa drei Gramm Leucin innerhalb eines vollständigen Nahrungsproteins, also in Kombination mit allen anderen 19 proteinogenen Aminosäuren, die minimale Dosis, die zur maximalen Steigerung der Muskelproteinsynthese führt [13].

Abhängig vom Proteingehalt des jeweiligen Lebensmittels, muss man also rund 36,6 Gramm reines Eiweiß aus Soja aufnehmen, um diesen Wert zu erreichen, aber beispielsweise nur 22 Gramm reines Eiweiß aus Whey Protein. Ist dieser Schwellenwert unter der Voraussetzung einer guten Verdaulichkeit und Absorption erreicht, scheint es wahrscheinlich, dass Sojaprotein in Bezug auf den Muskelaufbau anderen Proteinquellen in nichts nachsteht.

Fazit und Zusammenfassung

Wenngleich Sojaprotein für den Muskelaufbau tierischen Proteinen unterlegen zu sein scheint, ist es nicht gänzlich ungeeignet. Wer sich aus bestimmten Gründen vegan ernähren möchte, für den stellt Sojaprotein eine vergleichsweise hochwertige Proteinquelle dar. Um eine ausreichende Menge Leucin zu konsumieren und die Muskelproteinsynthese maximal zu stimulieren, sollte man lediglich eine etwas höhere Menge Protein zu sich nehmen als bei tierischen Proteinquellen. Allerdings sollte bei der Wahl der Quellen darauf geachtet werden, dass die Produkte möglichst hoch verarbeitet sind und somit weniger Proteaseinhibitoren enthalten. Möglichst selten konsumiert werden sollten rohe Sojabohnen, da diese den höchsten Gehalt an Antinährstoffen und anderen potenziell toxischen Substanzen enthalten. 

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Primärquelle: Kurtis Frank: „Can Soy Protein Isolate Decrease Your Testosterone?“, www.legionathletics.com

Literaturquellen:

  1. WHO, Joint. „Protein and amino acid requirements in human nutrition.“ World Health Organization technical report series 935 (2007): 1
  2. Gu, Chunmei, et al. „The effect of raw soybean on oxidative status of digestive organs in mice.“ International journal of molecular sciences 12.12 (2011): 8836-8845.
  3. Patten, J. R., E. A. Richards, and J. Wheeler. „The effect of dietary soybean trypsin-inhibitor on the histology of dog pancreas.“ Life Sciences 10.3 (1971): 145-150.
  4. Struthers, Barbara J., et al. „Effects on the monkey, pig and rat pancreas of soy products with varying levels of trypsin inhibitor and comparison with the administration of cholecystokinin.“ The Journal of nutrition 113.1 (1983): 86-97.
  5. Kennedy, Ann R. „The Bowman-Birk inhibitor from soybeans as an anticarcinogenic agent.“ The American journal of clinical nutrition 68.6 (1998): 1406S-1412S.
  6. Konijn, A. M., Y. Birk, and K. Guggenheim. „In vitro synthesis of pancreatic enzymes: effect of soybean trypsin inhibitor.“ American Journal of Physiology-Legacy Content 218.4 (1970): 1113-1117.
  7. Losso, Jack N. „The biochemical and functional food properties of the Bowman-Birk inhibitor.“ Critical reviews in food science and nutrition 48.1 (2008): 94-118.
  8. Macfarlane, George T., and Sandra Macfarlane. „Bacteria, colonic fermentation, and gastrointestinal health.“ Journal of AOAC International 95.1 (2012): 50-60.
  9. Phillips, Stuart M. „Current concepts and unresolved questions in dietary protein requirements and supplements in adults.“ Frontiers in Nutrition 4 (2017): 13.
  10. Tang, Jason E., et al. „Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men.“ Journal of applied physiology (2009).
  11. Phillips, Stuart M. „The science of muscle hypertrophy: making dietary protein count.“ Proceedings of the nutrition society 70.1 (2011): 100-103.
  12. Wilkinson, Sarah B., et al. „Consumption of fluid skim milk promotes greater muscle protein accretion after resistance exercise than does consumption of an isonitrogenous and isoenergetic soy-protein beverage.“ The American journal of clinical nutrition 85.4 (2007): 1031-1040.
  13. Morton, Robert W., Chris McGlory, and Stuart M. Phillips. „Nutritional interventions to augment resistance training-induced skeletal muscle hypertrophy.“ Frontiers in physiology 6 (2015): 245.
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