Austria
October 2, 2019
Es gibt in der westlichen Welt immer mehr Menschen, die gegenüber Weizen bzw. den daraus hergestellten Produkten überempfindlich reagieren. Oft werden die moderne Weizenzüchtung und die daraus entstandenen Sorten dafür verantwortlich gemacht.
Vor etwa 12.000 Jahren wurden im „Fruchtbaren Halbmond“ die ersten Pflanzenarten domestiziert. Seit dieser Zeit hat sich nicht nur der menschliche Organismus an eine Ernährung reich an Kohlenhydraten basierend auf Getreide und Leguminosen angepasst, sondern auch viele Haustierrassen. Aus den ersten Weizenarten Einkorn und Emmer haben sich im Zuge von natürlichen Bastardierungen die heute dominierenden Formen des Weichweizens (Triticum aestivum), verantwortlich für etwa 90 % der weltweiten Weizenproduktion, und der vor allem für die Pasta-, Bulgur- und Couscous-Produktion verwendete Hartweizen (T. durum) entwickelt.
Über Jahrtausende hinweg entstanden durch natürliche Selektion Landsorten, die optimal an die regionalen Standortbedingungen angepasst waren. Mitte des 19. Jahrhunderts wurde mit einer gezielten Auslese von Elitepflanzen und mit Kreuzungen und Selektion innerhalb der Nachkommenschaften begonnen. Ab den 1950er Jahren erfolgte eine Intensivierung der Weizenzüchtung. Einerseits wurden im Zuge der „Grünen Revolution“ die Standfestigkeit durch Einkreuzen von Kurzstrohgenen und die Kornerträge verbessert. Andererseits musste die Proteinqualität an die geänderten Bedingungen in den Bäckereien und der Backwarenindustrie, wie beispielsweise dem intensiveren Kneten des Teiges, angepasst werden.
Zöliakie und Weizensensitivitäten
Der zunehmende Anteil an Personen mit Überempfindlichkeiten gegenüber Weizen bzw. daraus hergestellten Produkten in der westlichen Welt hat vor allem die moderne Weizenzüchtung und die daraus entstandenen Sorten in Verruf gebracht, auch wenn mehrere wissenschaftliche Studien dies nicht bestätigen konnten.
Neben Änderungen der Proteinzusammensetzung von Weizen müssen auch geänderte Ernährungsgewohnheiten, geänderte Herstellungstechnologien, ein verändertes, stark verarmtes Darmmikrobiom oder eine bessere Diagnostik von Krankheiten bei der Ursachenforschung berücksichtigt werden. Neben der klassischen Zöliakie (chronische Entzündung der Dünndarmschleimhaut durch eine Glutenunverträglichkeit), können auch die Nicht-Zöliakie-Gluten-/Weizensensitivität und Weizenallergien für eine Überempfindlichkeit gegenüber Weizen verantwortlich sein.
An der Universität für Bodenkultur Wien wird seit einigen Jahren in verschiedenen Projekten untersucht, ob in der Weizenzüchtung der vergangenen 100 Jahre die Ursache für die Auslösung von Immunreaktionen liegen könnte. Während bei Zöliakie ein konsequenter Verzicht von Gluten (Kleberprotein) jedweder Weizenart notwendig ist, können bei den anderen Formen der Überempfindlichkeit Linderungen der Krankheitssymptome durch den Verzehr bestimmter Arten und Sorten erreicht werden.
G12-Immunotoxizität
Als ein wesentlicher Auslöser von Zöliakie gilt ein Alpha-2-Gliadin-Fragment, welches 33 Aminosäuren lang ist und hochresistent gegen den Abbau durch Verdauung. Für dieses toxische Glutenpeptid ist seit einigen Jahren ein ELISA-Testsystem basierend auf dem monoklonalen G12-Antikörper erhältlich.
Seit 2015 wurden mittels dieser Testmethode hunderte Weizenproben unterschiedlicher Herkunft getestet. Bei der Untersuchung von österreichischen und tschechischen Weizensorten aus unterschiedlichen Züchtungsperioden von 1877 bis 2012 konnte kein Trend in der G12-Immunotoxizität festgestellt werden. Während im tschechischen Sortiment ein statistisch gesicherter Rückgang im Proteingehalt ab den 1970er Jahren festgestellt werden konnte, war dies beim österreichischen Sortiment nicht der Fall. Hier ist jedoch anzumerken, dass es sich bei den untersuchten österreichischen Sorten fast ausschließlich um Qualitätsweizensorten handelte.
In beiden Sortimenten deutlich erkennbar war allerdings eine Veränderung in der Proteinzusammensetzung. So nahm der Anteil der Gliadine (in Ethanol lösliche Weizenspeicherproteine) im Laufe der letzten 100 Jahre kontinuierlich ab und der Anteil der unlöslichen Glutenine stetig zu. Ist bei alten Sorten der Gliadinanteil bis zu dreimal so hoch wie jener des Glutenins, so beträgt das Verhältnis zwischen den beiden Proteinfraktionen bei modernen Sorten nahezu 1:1. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen Untersuchungen aus Bayern an deutschen Weizensorten von 1890 bis 2010. Das Gliadin:Glutenin-Verhältnis ist zwar stark von der Sorte, letztlich jedoch auch von der Düngungsintensität und Umwelteinflüssen abhängig.
Statistisch signifikante Unterschiede in der G12-Immunotoxizität konnten zwischen verschiedenen Weizenarten festgestellt werden. Während Weizen- und Dinkelsorten die höchsten Werte zeigten, waren diese bei Emmer und Hartweizen nur halb so hoch. Bei Einkorn war die G12-Immunotoxizität gar um den Faktor 30 geringer als bei Weichweizen. Für Zöliakie-Patienten ist Einkorn dadurch dennoch nicht verträglich.
Es ist jedoch an dieser Stelle interessant, dass kürzlich spanische Wissenschaftler mittels Genschere CRISPR/Cas9 Weizenlinien hergestellt haben, bei denen bis zu 35 Gene von 45 identifizierten mutiert wurden und dadurch die G12-Immunotoxizität um 85 % gesenkt werden konnte. Im Vergleich zu unseren Einkornproben war diese dennoch um das 6-fache höher. Während CRISPR/Cas mittlerweile als Gentechnik eingestuft wird, gilt Einkorn als züchterisch kaum bearbeitet.
ATIs und FODMAPs
Als Auslöser für die Nicht-Zöliakie-Gluten-/Weizensensitivität stehen seit geraumer Zeit wasser- und salzlösliche Proteine, die sogenannten Amylase-Trypsin-Inhibitoren in Verdacht. Auch hier wurde die moderne Weizenzüchtung für einen Anstieg an diesen Proteinen und dadurch an dem vermehrten Auftreten dieses Krankheitsbildes verantwortlich gemacht. Bei ersten Untersuchungen zeigte sich allerdings, dass eine alte Weizenlandsorte aus 1877 eine sehr hohe Konzentration an ATIs aufwies, nur geringfügig niedriger als die Sorte Capo.
Um den Faktor 2 bis 3 geringere Werte zeigten alte oberösterreichische Landsorten (Sipbachzeller, Bartweizen), genauso wie alte Sorten (Erla Kolben, Extrem) oder moderne Sorten (Arnold). Es war somit kein Einfluss der Züchtungsperiode auf den Gesamtgehalt an ATIs feststellbar. Im Gegensatz zum Weichweizen war der Gehalt an ATIs bei Hartweizen, Emmer und Einkorn deutlich niedriger. Im Falle von Einkorn war der Gesamtgehalt zwar am niedrigsten, die Trypsin-Inhibitor-Aktivität (TIA) jedoch durchaus sehr hoch, vergleichbar mit Weichweizen, während die TIA bei Emmer sehr niedrig war. Zwar ist somit auch bei den ATIs ein gewisser genetischer Unterschied feststellbar, jüngste Ergebnisse zeigen allerdings auch einen starken Einfluss der Umwelt auf die Konzentration an ATIs im Korn.
FODMAPs steht für „fermentierbare Oligo-, Di- und Monosaccharide sowie Polyole“. Im Weizenkorn sind vor allem Fruktane enthalten. Diese gelten zwar als Ballaststoffe und somit gesundheitsfördernd, können jedoch auch Auslöser von gastrointestinalen Störungen wie beispielsweise dem Reizdarmsyndrom sein. Auch bei den Fruktanen wurden bereits deutliche Unterschiede zwischen Sorten festgestellt und in Australien wurde sogar ein low-FODMAP-Dinkel patentiert. Der FODMAP-Gehalt im Brot lässt sich jedoch am einfachsten backtechnologisch beeinflussen: eine lange Teigführung, am besten bei Anwesenheit von Milchsäurebakterien und Hefen, kann den Fruktangehalt um 80-100 % senken.
Fazit
Aus den bisherigen Untersuchungen konnte kein Zusammenhang zwischen der modernen Weizenzüchtung und dem Anstieg an Überempfindlichkeiten gegenüber Weizen festgestellt werden. Auch wenn bei allen Inhaltsstoffen genotypische Unterschiede festgestellt werden konnten, ist aus heutiger Sicht die Züchtung eines „allergiefreien“ Weizens unwahrscheinlich. Viel eher muss sich die Backindustrie in diesem Zusammenhang die Frage stellen, ob „low carb“-Brote, Proteinweckerl und andere Gebäcke angereichert mit Vitalkleber, sehr kurze Teigführungen oder die Zugabe von Enzymen (z.B. mikrobielle Transglutaminase) der Weisheit letzter Schluss im Hinblick auf die Zunahme von Weizensensitivitäten sind.
Prof. DI Dr. Heinrich GRAUSGRUBER
Institut für Pflanzenzüchtung
Universität für Bodenkultur Wien
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