Der Klimawandel erreicht das Brot
Ob ein Brot locker aufgeht, ein Teig elastisch ist oder wie bestimmte Weizenproteine auf den menschlichen Körper wirken, entscheidet sich bereits im Korn. Doch dessen Zusammensetzung ist nicht unveränderlich: Auch die Atmosphäre, in der die Pflanze wächst, beeinflusst, welche Proteine der Weizen bildet.
Ein Forschungsteam hat deshalb zehn Winterweizensorten unter realistischen Freilandbedingungen bei unterschiedlichen CO₂-Konzentrationen angebaut. Mit Hilfe von BreedFACE, einer Anlage, die den Anbau unter erhöhtem CO₂-Gehalt ermöglicht, wurden die Pflanzen entweder bei durchschnittlich 450 ppm CO₂ oder bei erhöhten 546 ppm kultiviert – einem Wert, der in der Größenordnung zukünftiger atmosphärischer Konzentrationen liegt. Anders als im Gewächshaus wächst der Weizen dabei unter normalen Feldbedingungen.
Weniger Glutenproteine, kleinere Brote
Das Ergebnis zeigt eine deutliche Verschiebung der Proteinzusammensetzung. Der gesamte Proteingehalt der Körner sank bei erhöhtem CO₂ im Mittel um 4,7 Prozent. Noch stärker war der Effekt bei den untersuchten Glutenproteinen: Ihre Gesamtmenge lag im Durchschnitt 18,7 Prozent niedriger.
Das ist nicht nur ein molekularer Befund. Glutenproteine bestimmen wesentlich die Eigenschaften eines Teigs. Tatsächlich sank in den Backversuchen auch das Brotvolumen um durchschnittlich 4,1 Prozent; das sogenannte Sedimentationsvolumen, ein weiterer Indikator für die Backqualität von Weizen, nahm um 11,7 Prozent ab. Viele der analysierten Glutenproteine hingen direkt mit diesen Qualitätsmerkmalen zusammen.
Damit liefert die Studie eine Verbindung zwischen Klimaveränderungen auf dem Feld, Veränderungen einzelner Proteine im Korn und einer Eigenschaft, die Verbraucherinnen und Verbraucher unmittelbar betrifft: der Qualität von Mehl und Brot.
Gesundheitsrelevante Proteine reagieren unterschiedlich
Besonders interessant ist, dass sich nicht alle Proteingruppen in dieselbe Richtung entwickelten. Während Glutenproteine abnahmen, stieg die Gesamtmenge der untersuchten Amylase/Trypsin-Inhibitoren (ATI) im Mittel um 5,7 Prozent. ATI sind natürliche Weizenproteine, die unter anderem im Zusammenhang mit Weizenallergien und Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität untersucht werden. Die Forschenden untersuchten allerdings nur einen Teil der potenziell immunologisch aktiven Peptide und führten keine immunologischen Tests durch.
Die Sorte könnte zum Schlüssel für klimaangepassten Weizen werden
Ein besonders relevanter Befund betrifft die Unterschiede zwischen den zehn untersuchten Sorten. Bei den meisten Proteinen hatte der Genotyp – also die Weizensorte – einen größeren Einfluss als die CO₂-Behandlung selbst. Einige Sorten zeigten vergleichsweise stabile Proteinprofile, andere reagierten deutlich stärker auf die erhöhte CO₂-Konzentration.
Darin liegt eine wichtige Perspektive der Studie: Die Landwirtschaft ist den Veränderungen durch steigende CO₂-Konzentrationen nicht zwangsläufig passiv ausgeliefert. Die gezielte Auswahl und Züchtung geeigneter Sorten könnte dazu beitragen, Backqualität, Proteingehalt und gesundheitlich relevante Eigenschaften von Weizen auch unter zukünftigen Klimabedingungen zu erhalten oder gezielt zu beeinflussen.
Noch keine Prognose für den Weizen der Zukunft
Die Ergebnisse sollten dennoch nicht als allgemeingültige Vorhersage verstanden werden. Der Versuch wurde an einem Standort und in einer Vegetationsperiode durchgeführt. Weitere Untersuchungen an unterschiedlichen Standorten und über mehrere Jahre sind deshalb erforderlich.
Die Studie macht jedoch deutlich, dass die Folgen steigender CO₂-Konzentrationen weit über Pflanzenwachstum und Ertrag hinausreichen können. Sie verändern möglicherweise auch Eigenschaften unserer Lebensmittel – bis hin zur Frage, wie gut sich ein Weizen verarbeiten lässt und welche Proteine wir mit ihm aufnehmen.
Forschungszentrum Jülich
Originalpublikation:
Sabrina Geisslitz, Christine Kaemper, Marie-Christin Norwig, Andreas Fechner, Oliver Knopf, Onno Muller, Manuel Geyer, Lorenz Hartl, Katharina Anne Scherf: Elevated CO₂ induces cultivar-dependent changes in wheat proteins linked to wheat-related disorders and baking quality, Food Chemistry, Volume 530, 2026, 151161, doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.151161
