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Mehr CO₂ kann die Backqualität von Weizen verschlechtern
Künftig könnte nicht nur die Menge, sondern auch die Qualität von Weizen unter dem steigenden CO₂-Gehalt der Atmosphäre leiden. In einem Freilandversuch bildeten die Pflanzen weniger bestimmte Glutenproteine, und die daraus gebackenen Brote fielen kleiner aus. Wie stark die Veränderungen waren, hing allerdings deutlich von der jeweiligen Weizensorte ab.
Freising (Deutschland). Weizen liefert einen wichtigen Teil der weltweiten Ernährung, und seine Proteine entscheiden mit darüber, wie sich Mehl zu Brot verarbeiten lässt. Besonders Gluten bildet im Teig ein elastisches Gerüst, das Gase festhält und das Brot beim Backen aufgehen lässt. Steigende Kohlendioxidwerte in der Luft können beeinflussen, welche Eiweiße die Pflanzen in ihren Körnern speichern.
Bekannt ist bereits, dass mehr CO₂ das Wachstum von Kulturpflanzen verändern kann. Wie sich dieses Gas unter realistischen Feldbedingungen auf einzelne Weizenproteine auswirkt und was das für die Verarbeitung bedeutet, war dagegen bislang nur unzureichend untersucht.
Forscher des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München (Leibniz-LSB@TUM) um Dr. Sabrina Geißlitz haben deshalb zehn Winterweizensorten in einem Freilandversuch verglichen. Ein Teil wuchs bei durchschnittlich 450 Teilen CO₂ pro Million Luftteile (ppm), der andere bei 546 ppm. Mithilfe gezielter Massenspektrometrie bestimmten die Wissenschaftler anschließend die Mengen ausgewählter Eiweißgruppen im Korn und testeten die Backeigenschaften.
Im Mittel enthielten die Körner unter erhöhtem CO₂ 4,7 Prozent weniger Protein als unter den Vergleichsbedingungen. Die Summe von 21 gezielt untersuchten Glutenproteinen ging sogar um durchschnittlich 18,7 Prozent zurück. Daraus lässt sich allerdings nicht ableiten, dass der gesamte Glutengehalt des Weizens um denselben Prozentsatz sinkt.
Die Veränderung zeigte sich auch beim Backen. Das durchschnittliche Volumen der Versuchsbrote lag um 4,1 Prozent niedriger, während das Sedimentationsvolumen, ein weiterer Messwert für die Backeigenschaften des Mehls, um 11,7 Prozent abnahm. Die Forscher stellten zudem Zusammenhänge zwischen dem Gehalt einzelner Glutenproteine und der gemessenen Backqualität fest.
„Unsere Ergebnisse zeigten außerdem, dass die niedrigere Konzentration der Glutenproteine mit einer schlechteren Backqualität zusammenhing“, erklärt Dr. Sabrina Geißlitz.
Allerdings reagierten nicht alle Weizensorten gleich. Bei neun der zehn Sorten sank der gesamte Proteingehalt im Korn um 1,9 bis 10,3 Prozent. Eine Sorte, Hyvega, verzeichnete dagegen einen Anstieg um 2,7 Prozent, obwohl sie ebenfalls bei mehr CO₂ gewachsen war.
Besonders empfindlich gegenüber der CO₂-Erhöhung waren bei den untersuchten Merkmalen Asory, Campesino, LG Initial und Moschus. Apostel und KWS Emerick erwiesen sich dagegen als vergleichsweise tolerant. Das spricht dafür, dass die Wahl geeigneter Sorten die Auswirkungen steigender CO₂-Werte auf die Weizenqualität zumindest teilweise begrenzen könnte.
„Wie stark diese Veränderungen ausfielen, hing jedoch maßgeblich von der jeweiligen Weizensorte ab“, sagt Dr. Sabrina Geißlitz.