Germany
May 27, 2025

Source: Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie

A recent study by the Leibniz Institute for Food Systems Biology at the Technical University of Munich shows that less bitter-tasting pea protein hydrolysates can induce just as strong satiety signals in stomach cells as their more bitter counterparts. The key factor is that new bitter-tasting protein fragments are formed in the gastric juice during digestion, which stimulate the release of gastric acid and the neurotransmitter serotonin – both signals contribute significantly to the feeling of satiety in the body. The study results open up new perspectives for the development of plant-based foods that combine health, pleasant taste, and sustainability in a useful way.

Pea protein hydrolysates are powders made from enzymatically or chemically broken down pea proteins. They consist of a mixture of small protein fragments, known as peptides, and free amino acids. They are currently gaining importance in food production because they are considered easily digestible, have a high-quality amino acid profile, and promote satiety.

“However, a major drawback is their often intense bitter taste, which many consumers dislike,” explains Katrin Gradl, first author of the study and doctoral candidate at the Leibniz Institute. “Our goal was therefore to find ways to overcome this taste barrier without losing the satiating effect of the products,” adds principal investigator Veronika Somoza.

The challenge

However, bitter peptides can trigger signals in the stomach that increase the feeling of satiety. Simply reducing the bitter taste of protein hydrolysates could therefore also reduce the satiety effect. “However, our previous studies with milk proteins had shown that such bioactive, bitter-tasting peptides do not necessarily have to be present in the starting product, but can also be formed in the gastric juice during digestion,” explains co-author Phil Richter from Veronika Somoza's team.

Against this background, the research team simulated the gastric digestion of a bitter and a less bitter protein hydrolysate using artificial gastric fluid and then analyzed the newly formed peptides.

Digestion products with a satiating effect

Using chemical and computer-assisted analysis methods as well as sensory tests, the research team identified three bitter peptides in each of the two digestion products. All six peptides stimulated the secretion of gastric acid and the release of serotonin in a human stomach cell line, regardless of the original bitterness of the product. “It was remarkable that the peptides from the less bitter-tasting hydrolysate stimulated serotonin release particularly strongly,” reports Katrin Gradl. In addition, the researchers demonstrated that two types of bitter receptors were involved in inducing satiety signals in the cellular test system.

Conclusion: Even less bitter-tasting pea protein hydrolysates can form bioactive peptides during digestion in gastric fluid, which induce satiety signals via bitter taste receptors. However, Veronika Somoza emphasizes: “Human studies are needed to definitively assess the influence of these peptides on human eating behavior and weight control.” Nevertheless, the study already reveals molecular mechanisms that can be used to optimize the taste of protein hydrolysates in a targeted manner—without limiting the satiating effects triggered by bitter-tasting compounds.

Publication:

Gradl, K., Richter, P., and Somoza, V. (2025). Bitter peptides formed during in-vitro gastric digestion induce mechanisms of gastric acid secretion and release satiating serotonin via bitter taste receptors TAS2R4 and TAS2R43 in human parietal cells in culture. Food Chem 482, 144174. 10.1016/j.foodchem.2025.144174. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144174

Funding:

The IGF project 21916 N of the research association Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) was supported by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action (BMWK) as part of the program for promoting Industrial Collective Research (IGF) based on a resolution of the German Parliament.

More Information:

Plant proteins are considered an environmentally friendly alternative to animal proteins, as their production requires about five to ten times less energy and water and around 80 percent less agricultural land.

Morbid obesity (adiposity) is considered a widespread disease with serious consequences such as type 2 diabetes and certain types of cancer. A protein-rich diet can help to better control body weight as it increases satiety and thus counteracts excessive energy intake. Studies have also shown that encapsulated bitter tasting compounds induce satiety in healthy adults by activating extraoral bitter taste receptors.

Serotonin is one of the most important hormones that regulate food intake. More than 90 percent of the serotonin in our body is found in certain cells of the gastrointestinal mucosa and the nervous system.

Both the intestines and the stomach are involved in hormonal hunger and satiety regulation. Some bitter-tasting compounds can stimulate gastric acid secretion, increase serotonin release from stomach cells, delay gastric emptying, and have a satiating effect. Interestingly, protein fragments such as bitter-tasting peptides and amino acids are also among the bitter-tasting compounds with a satiating effect.

Read also:

Tracking down satiety mechanisms in the stomach / Bitter protein fragments stimulate gastric acid secretion https://www.leibniz-lsb.de/en/press-public-relations/translate-to-englisch-press...
 

Original publication:

Gradl, K., Richter, P., and Somoza, V. (2025). Bitter peptides formed during in-vitro gastric digestion induce mechanisms of gastric acid secretion and release satiating serotonin via bitter taste receptors TAS2R4 and TAS2R43 in human parietal cells in culture. Food Chem 482, 144174. 10.1016/j.foodchem.2025.144174. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144174

Weniger bitter, genauso sättigend – Neue Studie zu Erbsenproteinhydrolysaten liefert überraschende Erkenntnisse

Eine aktuelle Studie des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München zeigt: Auch weniger bitter schmeckende Erbsenproteinhydrolysate können ebenso starke Sättigungssignale in Magenzellen auslösen wie ihre bittereren Pendants. Entscheidend ist, dass bei ihrer Verdauung im Magensaft neue bittere Proteinfragmente entstehen, welche die Ausschüttung von Magensäure und des Botenstoffs Serotonin stimulieren – beide Signale tragen im Körper maßgeblich zum Sättigungsgefühl bei. Die Studienergebnisse eröffnen neue Perspektiven für die Entwicklung pflanzlicher Lebensmittel, die Gesundheit, Geschmack und Nachhaltigkeit sinnvoll vereinen.

Erbsenproteinhydrolysate sind Pulver aus enzymatisch oder chemisch aufgespaltenen Erbsenproteinen. Sie bestehen aus einer Mischung von kleinen Proteinfragmenten, sogenannten Peptiden, sowie freien Aminosäuren. Derzeit gewinnen sie in der Lebensmittelproduktion zunehmend an Bedeutung, da sie als gut verträglich gelten, ein hochwertiges Aminosäureprofil aufweisen und das Sättigungsgefühl fördern.

„Ein großes Manko ist jedoch ihr oft intensiver Bittergeschmack, den viele Verbraucherinnen und Verbraucher ablehnen“, erklärt Katrin Gradl, Erstautorin der Studie und Doktorandin am Leibniz-Institut. „Unser Ziel war es daher, Wege zu finden, diese geschmackliche Hürde zu überwinden, ohne die sättigende Wirkung der Produkte zu verlieren“, ergänzt Studienleiterin Veronika Somoza.

Die Herausforderung

Bittere Peptide können im Magen jedoch Signale auslösen, die den Sättigungseffekt verstärken. Den Bittergeschmack der Proteinhydrolysate lediglich zu reduzieren, könnte daher auch ihre sättigende Wirkung mindern. „Unsere früheren Untersuchungen mit Milchproteinen hatten jedoch gezeigt, dass solche bioaktiven, bitteren Peptide nicht zwingend im Ausgangsprodukt enthalten sein müssen, sondern auch erst während der Verdauung im Magensaft entstehen können“, erklärt Co-Autor Phil Richter aus dem Team von Veronika Somoza.

Vor diesem Hintergrund simulierte das Forschungsteam die Magenverdauung eines bitteren und eines weniger bitteren Proteinhydrolysats mithilfe künstlichen Magensafts und analysierte anschließend die neu entstandenen Peptide.

Verdauungsprodukte mit Sättigungseffekt

Mittels chemischer und computergestützter Analysemethoden sowie sensorischer Tests identifizierte das Forschungsteam in beiden Verdauungsprodukten jeweils drei bittere Peptide. Alle sechs Peptide stimulierten in einer menschlichen Magenzelllinie die Freisetzung von Magensäure und Serotonin – unabhängig von der ursprünglichen Bitterkeit des Produkts. „Bemerkenswert war, dass die Peptide aus dem weniger bitteren Hydrolysat die Serotoninfreisetzung besonders stark anregten“ berichtet Katrin Gradl. Darüber hinaus wiesen die Forschenden nach, dass zwei Bitterrezeptortypen an der Auslösung der Sättigungssignale in den Testzellen beteiligt waren.

Fazit: Auch aus weniger bitteren Erbsenproteinhydrolysaten können sich durch den Verdau im Magensaft bioaktive Peptide bilden, die über Bitterrezeptoren Sättigungssignale auslösen. Veronika Somoza betont jedoch: „Um den Einfluss dieser Peptide auf das menschliche Essverhalten und die Gewichtskontrolle endgültig zu beurteilen, sind Humanstudien erforderlich.“ Dennoch zeigt die Studie schon jetzt molekulare Mechanismen auf, die sich nutzen lassen, um gezielt Proteinhydrolysate geschmacklich zu optimieren – ohne dabei durch Bitterstoffe ausgelöste, sättigende Effekte einzuschränken.

Publikation:

Gradl, K., Richter, P., and Somoza, V. (2025). Bitter peptides formed during in-vitro gastric digestion induce mechanisms of gastric acid secretion and release satiating serotonin via bitter taste receptors TAS2R4 and TAS2R43 in human parietal cells in culture. Food Chem 482, 144174. 10.1016/j.foodchem.2025.144174. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144174

Förderung:

Das IGF-Vorhaben 21916 N der Forschungsvereinigung Forschungskreis der Ernährungsindustrie e.V. (FEI) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Hintergrundinformation:

Pflanzliche Proteine gelten als umweltfreundliche Alternative zu tierischen Proteinen, da ihre Herstellung etwa fünf- bis zehnmal weniger Energie und Wasser und rund 80 Prozent weniger Agrarflächen benötigt.

Krankhaftes Übergewicht (Adipositas) gilt als Volkskrankheit mit schwerwiegenden Folgen wie Typ-2-Diabetes oder bestimmten Krebsarten. Eine proteinreiche Ernährung kann helfen, das Körpergewicht besser zu kontrollieren, da sie das Sättigungsgefühl erhöht und so einer übermäßigen Energieaufnahme entgegenwirkt. Ebenso gibt es Studien, die zeigen, dass verkapselt verabreichte Bitterstoffe bei gesunden Erwachsenen über die Aktivierung extraoraler Bitterrezeptoren eine Sättigung auslösen.

Serotonin ist eines der wichtigsten Hormone, welche die Nahrungsaufnahme regulieren. Mehr als 90 Prozent des Serotonins in unserem Körper befindet sich in bestimmten Zellen der Magen-Darm-Schleimhaut und des Nervensystems.

Sowohl der Darm als auch der Magen sind an der hormonellen Hunger-Sättigungsregulation beteiligt. Einige Bitterstoffe können die Magensäuresekretion anregen, die Serotoninausschüttung aus Magenzellen erhöhen, die Magenentleerung verzögern sowie eine sättigende Wirkung entfalten. Interessanterweise zählen auch Eiweißbausteine wie bitter schmeckende Peptide und Aminosäuren zu den Bitterstoffen mit Sättigungseffekt.

Lesen Sie auch:

Sättigungsmechanismen im Magen auf der Spur / Bittere Eiweißfragmente stimulieren Magensäuresekretion https://www.leibniz-lsb.de/presse-oeffentlichkeit/pressemitteilungen/pm-20221011...

Originalpublikation:

Gradl, K., Richter, P., and Somoza, V. (2025). Bitter peptides formed during in-vitro gastric digestion induce mechanisms of gastric acid secretion and release satiating serotonin via bitter taste receptors TAS2R4 and TAS2R43 in human parietal cells in culture. Food Chem 482, 144174. 10.1016/j.foodchem.2025.144174. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144174