Il frumento reagisce all’aumento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera. Non solo cambiano la crescita e la resa, ma anche la composizione delle proteine. I ricercatori hanno studiato questo fenomeno in uno studio sul campo, analizzandone anche gli effetti sulla qualità panificabile delle farine prodotte.
La concentrazione di CO₂ nell’atmosfera è in aumento. Le conseguenze per il grano non riguardano solo la crescita e la resa: anche la composizione del chicco può subire variazioni. Uno studio sul campo condotto con la partecipazione del Centro di ricerca di Jülich illustra in che modo ciò avvenga esattamente.
Il fatto che il pane lieviti bene, che un impasto sia elastico o l’effetto che determinate proteine del grano hanno sull’organismo umano dipende già dal chicco stesso. E la sua composizione non è sempre la stessa. Già l’atmosfera in cui cresce la pianta influenza il tipo di proteine che il grano produce.
Un team del Centro di ricerca di Jülich ha quindi coltivato dieci varietà di grano invernale in condizioni realistiche all’aperto, con diverse concentrazioni di CO₂. Con l’ausilio di Breedface, un impianto che consente la coltivazione in presenza di livelli elevati di CO₂, le piante sono state coltivate a una concentrazione media di 450 ppm di CO₂ oppure a una concentrazione più elevata di 546 ppm – un valore che rientra nell’ordine di grandezza delle future concentrazioni atmosferiche previste per la metà e la fine del XXI secolo. A differenza di quanto avviene in serra, il grano cresce in queste condizioni in un ambiente di campo normale.
Meno glutine, pagnotte più piccole
Il risultato evidenzia un netto cambiamento nella composizione proteica. Il contenuto proteico complessivo dei chicchi è diminuito in media del 4,7% in presenza di livelli elevati di CO₂. L’effetto è risultato ancora più marcato per le proteine del glutine analizzate: la loro quantità complessiva era in media inferiore del 18,7%.
Non si tratta solo di un dato molecolare. Le proteine del glutine determinano in modo significativo le proprietà di un impasto. Infatti, nelle prove di panificazione, anche il volume del pane è diminuito in media del 4,1%; il cosiddetto volume di sedimentazione – un ulteriore indicatore della qualità panificabile del grano – è diminuito dell’11,7%. Molte delle proteine del glutine analizzate erano direttamente correlate a queste caratteristiche qualitative.
Lo studio evidenzia così un nesso tra i cambiamenti climatici in campo, le variazioni di singole proteine nel chicco e una caratteristica che riguarda direttamente i consumatori: la qualità della farina e del pane.
Profili proteici più complessi
È particolarmente interessante notare che non tutti i gruppi proteici hanno seguito lo stesso andamento. Mentre le proteine del glutine sono diminuite, la quantità totale degli inibitori dell’amilasi/tripsina (ATI) esaminati è aumentata in media del 5,7%. Gli ATI sono proteine naturali del grano oggetto di studio, tra l’altro, in relazione alle allergie al grano e alla sensibilità al grano non celiaca. I ricercatori hanno tuttavia esaminato solo una parte dei peptidi potenzialmente attivi dal punto di vista immunologico e non hanno effettuato test immunologici.
Differenze evidenti tra le varietà
Raccolta in una singola parcella a Breedface. Questo impianto consente la coltivazione di piante in condizioni di elevata concentrazione di CO2 in campo, grazie alla tecnologia FACE (Free Air CO2 Enrichment). La sede di Breedface si trova attualmente nel campus di Klein-Altendorf, la stazione sperimentale agricola dell’Università di Bonn.
(Bild: Campus di Klein-Altendorf / Università di Bonn)
Un risultato particolarmente significativo riguarda le differenze tra le dieci varietà esaminate. Per la maggior parte delle proteine, il genotipo – ovvero la varietà di grano – ha avuto un’influenza maggiore rispetto al trattamento con CO₂ stesso. Alcune varietà hanno mostrato profili proteici relativamente stabili, mentre altre hanno reagito in modo nettamente più marcato all’aumento della concentrazione di CO₂.
È proprio qui che risiede una prospettiva importante dello studio: l’agricoltura non è necessariamente in balia dei cambiamenti causati dall’aumento delle concentrazioni di CO₂. La selezione e la coltivazione mirate di varietà adeguate potrebbero contribuire a preservare o a influenzare in modo mirato la qualità panificabile, il contenuto proteico e le proprietà salutari del grano anche nelle future condizioni climatiche.
Non è ancora il “grano del futuro”
I risultati non devono tuttavia essere interpretati come una previsione universalmente valida. L'esperimento è stato condotto in un unico sito e in un solo periodo vegetativo. Sono quindi necessarie ulteriori ricerche in diversi siti e nell'arco di più anni.
Lo studio evidenzia tuttavia che le conseguenze dell’aumento delle concentrazioni di CO₂ possono andare ben oltre la crescita delle piante e la resa dei raccolti. Potrebbero infatti modificare anche le proprietà dei nostri alimenti, fino a influire sulla lavorabilità del grano e sulle proteine che ne assumiamo.
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