Glutenfreies Getreide

Gesund­heits­fördern­des Ge­­treide

Immer mehr Menschen müssen aus gesundheitlichen Gründen auf glutenfreie Produkte ausweichen. Christian Huck, Professor am Institut für Analytische Chemie und Radiochemie, forscht gemeinsam mit Dissertantin Verena Wiedemair an alternativen Getreidesorten wie Hirse oder Buchweizen. Dabei sollen vor allem die Nährstoffe in glutenfreien Produkten zu verbessert werden.

An der Uni Innsbruck arbeitet das Team um Christian Huck an der Analyse unterschiedlicher, auch bereits seit Jahren in Vergessenheit geratenen, Getreidesorten. „Im Rahmen des vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung geförderten Interreg-Projektes legen wir den Fokus auf glutenfreie Sorten wie Hirse und Buchweizen. Eine unserer Aufgaben ist, zu analysieren, wie viele Proteine und Aminosäuren in den unterschiedlichen Sorten stecken. Auch das sogenannte antioxidative Potential, das angibt, wie viele freie Radikale abgefangen werden, gibt Auskunft über die gesundheitsfördernden Eigenschaften der Pflanzen“, erklärt Huck. Ist diese Basis geklärt, wird in weiteren Schritten daran gearbeitet, wie die Sorten bestmöglich gezüchtet werden können, um den Nährstoffgehalt zu optimieren. „Es wird häufig vergessen, dass gerade der Weizen ein sehr hochgezüchtetes Getreide ist, das nicht immer so nährstoffreich war, wie es heute angebaut wird. Um auch Alternativen am Markt anbieten zu können, wird vermehrt das Ziel verfolgt, auch die bisher wirtschaftlich weniger interessanten Sorten wie Hirse oder Pseudo-Cerealien, wie etwa Buchweizen, zu erforschen“, verdeutlicht Wiedemair, die im Rahmen des Projektes ihre Dissertation verfasst. Im Gegensatz zu Hirse ist Buchweizen kein echtes Getreide, sondern eine Pflanze aus der Familie der Knöterichgewächse, weshalb er auch andere Nährstoffe besitzt. „Die Besonderheit am Buchweizen ist jedoch, dass er wie Getreide verwendet und verarbeitet wird, obwohl er mit den genannten Pflanzen nicht verwandt ist“, so die Dissertantin. Neben den chemischen Eigenschaften interessieren sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch dafür, wie die getesteten Pflanzen auch in der Landwirtschaft eingesetzt werden können. „Der Anbau muss sich für die Landwirte auch rentieren. Manche Pflanzen tragen weniger Früchte oder Samen, sodass eine größere Menge für denselben Ertrag angebaut werden muss“, verdeutlicht Huck die Problematik. Auch hier arbeiten die Expertinnen und Experten an einem optimierten Anbau.

 

Huck und Wiedemair
Christian Huck und Verena Wiedemair forschen an alternativen Getreidesorten. (Bild: Uni Innsbruck)

Glutenfrei

Neben Patientinnen und Patienten mit der Diagnose Zöliakie ernähren sich auch gesunde Menschen glutenfrei. Studien zeigen allerdings, dass diese Ernährungsweise Mangelerscheinungen bedingt, wenn nicht auf einen besonders ausgewogenen Speiseplan geachtet wird. „Direkt nach der Diagnose von Zöliakie haben die Betroffenen meist schon stark verkümmerte Dünndarmzotten, die noch schwerer wertvolle Nährstoffe aufnehmen können. Deswegen ist es wichtig, auch in glutenfreien Produkten beispielsweise die essentiellen Aminosäuren zu erhöhen, sodass der Körper genügend von ihnen aufnehmen kann“, erklärt Wiedemair. Die Forschung kann hier beitragen, die glutenfreien Getreidesorten so zu züchten, dass noch mehr der wertvollen Nährstoffe enthalten sind und so die Betroffenen weniger an Mangelerscheinungen leiden. Eine weitere Herausforderung der die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler noch gegenüberstehen, ist der Produktionsprozess, bei dem noch viele wertvolle Inhaltsstoffe verloren gehen. „Ein weiteres Ziel im Projekt ist die Optimierung der Verfahrenstechnik in den Produktionsprozessen vom Korn zum Brot, oder vom Korn zum Keks. Wir arbeiten daran, wie man die vorher mühevoll gezüchteten Nährstoffe in den Getreidesorten bis zum fertigen Produkt erhalten kann“, sagt Wiedemair. Die gesundheitsorientierte Forschung soll dazu beitragen, dass die Nährstoffe in glutenfreien Produkten erhöht werden. „Dies passiert entweder durch Züchtung, aber auch durch die Vorauswahl besonders nährstoffreicher Sorten. Zudem soll die Optimierung des Arbeitsprozesses zum Erreichen des Ziels beitragen“, betont die Nachwuchswissenschaftlerin.

 

Nahinfrarotspektroskopie
Mit der Nahinfrarotspektroskopie werden die Proben minimalinvasiv und zerstörungsfrei gemessen. (Bild: Uni Innsbruck)

Kurze Wellen

Um detaillierte Messergebnisse zu erhalten, arbeiten die Forscherinnen und Forscher in den Labors der Radiochemie an der Optimierung der Messungen mit der Nahinfrarotspektroskopie. Mit dieser, für die Produkte besonders schonenden Methode, können viele physikalische sowie chemische Parameter gemessen werden. „Für uns bietet diese Messung die optimalen Bedingungen, um detaillierte Analysen der enthaltenen Nährstoffe, aber auch des sogenannten antioxidativen Potentials zu erstellen“, erklärt Huck. Für diese komplexen Messungen wird ein Spektrometer, ein Gerät, das Licht im Nah-Infrarotbereich aussendet, verwendet. Huck skizziert, wie diese Messung funktioniert: „Über eine Fasersonde trifft das kurzwellige Licht auf das zu untersuchende Objekt, wie etwa den Getreidesorten, auf. Dadurch werden bestimmte Moleküle in Schwingung versetzt. Ein Teil des Lichts wird absorbiert, der Rest wird reflektiert und über den Leiter wieder zurück an das Gerät gesendet. Dieses berechnet dann die Differenz zwischen dem ausgestrahlten und dem reflektierten Licht, wodurch wir dann alle für uns wichtigen Informationen ablesen können.“ Ergebnis dieser Analyse ist ein sogenanntes Spektrum, das die Absorptionsbanden zeigt. Das Ziel dieser Untersuchungen ist für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler klar die schnelle Ermittlung von Qualität und Sorte des Getreides. „Uns ist es gelungen, ein hochmodernes Messungsverfahren zu entwickeln, mit dem wir bereits tolle Ergebnisse erzielen konnten“, skizziert der Chemiker, der weiters betont, dass mit dieser Methode die Proben minimalinvasiv und zerstörungsfrei gemessen werden können. Diese Untersuchungen im Labor sollen keineswegs nur wissenschaftlichen Zwecken dienen. Erklärtes Ziel der Chemikerinnen und Chemiker ist es, die Messung soweit zu vereinfachen und das dafür benötigte Gerät zu verkleinern, bis es für den Einsatz von Konsumentinnen und Konsumenten leistbar und praktikabel ist.

Dieser Artikel ist in der aktuellen Ausgabe des Magazins "wissenswert" erschienen. Eine digitale Version ist hier zu finden (PDF).

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