A seconda della varietà, concentrazioni più elevate di anidride carbonica (CO₂) nell’atmosfera possono alterare significativamente la composizione proteica del grano. Ciò influisce non solo sulla qualità di panificazione, ma potenzialmente anche sulla tollerabilità dei prodotti a base di grano. Questa è la conclusione di un nuovo studio condotto dall’Istituto Leibniz per la Biologia dei Sistemi Alimentari presso l’Università Tecnica di Monaco. Secondo lo studio, l’adattamento delle colture ai cambiamenti climatici dovrebbe in futuro concentrarsi non solo sull’aumento delle rese, ma anche su caratteristiche qualitative come la composizione proteica.
A causa dei cambiamenti climatici, la concentrazione globale di CO₂ nell’atmosfera è aumentata da circa 340 ppm nel 1980 a circa 425 ppm nel 2024. A seconda dei futuri sviluppi socioeconomici, potrebbe raggiungere circa 600 ppm entro il 2050. Anche il grano, uno degli alimenti di base più importanti al mondo, crescerà in futuro in condizioni di concentrazione di CO₂ significativamente più elevate.
Finora sono state effettuate solo poche prove sul campo
Ad oggi, tuttavia, solo poche prove sul campo hanno studiato come le elevate concentrazioni di CO₂ influenzino la composizione proteica del grano. Per colmare questa lacuna di conoscenza, il team interdisciplinare di ricercatori ha coltivato dieci cultivar di grano invernale in condizioni di crescita e ambientali realistiche. Alcune piante sono state esposte a una concentrazione elevata di CO₂ (eCO₂, 546 ppm). Le altre piante sono cresciute nelle attuali condizioni di CO₂.
Dopo il raccolto, i ricercatori hanno analizzato la composizione delle proteine del grano nei vari campioni di chicchi utilizzando un metodo di spettrometria di massa ad alta risoluzione da loro stessi sviluppato. Si sono concentrati su proteine come gli inibitori dell’amilasi/tripsina, le puroindoline e le proteine del glutine, nonché sui peptidi attivi nella celiachia.
Cambiamenti nella composizione proteica con conseguenze
In generale, il contenuto di inibitori dell’amilasi/tripsina è aumentato in condizioni di elevata concentrazione di CO₂. Al contrario, le concentrazioni di puroindoline, proteine del glutine e alcuni peptidi attivi nella celiachia – che possono essere prodotti dalle proteine del glutine durante la digestione – sono diminuite. “Tuttavia, l’entità di questi cambiamenti dipendeva in gran parte dalla specifica varietà di grano”, afferma Sabrina Geisslitz, ricercatrice principale e associata al gruppo di ricerca di Katharina Scherf presso l’Istituto Leibniz. “I nostri risultati hanno anche dimostrato che la ridotta concentrazione di proteine del glutine era associata a una qualità di panificazione inferiore”, ha aggiunto la scienziata.
Katharina Scherf, responsabile del gruppo di ricerca sulla chimica dei biopolimeri alimentari presso l’Istituto Leibniz e professoressa di sistemi di biopolimeri alimentari presso la Facoltà di Scienze della Vita della TUM, aggiunge: “Le modifiche osservate negli inibitori dell’amilasi/tripsina e in alcuni peptidi attivi nella celiachia potrebbero essere rilevanti a lungo termine anche per le malattie legate al grano. Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per chiarire l’effettivo significato biologico e immunologico di queste differenze.”
I risultati dello studio, pubblicato su Food Chemistry, sottolineano quanto sia importante identificare e selezionare cultivar di grano che mantengano un’elevata qualità di panificazione anche in presenza di concentrazioni crescenti di CO₂, contenendo al contempo la minore quantità possibile di proteine potenzialmente intollerabili.
Oltre ai ricercatori dell’Istituto Leibniz, il team interdisciplinare comprendeva scienziati del Karlsruhe Institute of Technology, del Centro di ricerca statale bavarese per l’agricoltura e del Forschungszentrum Jülich.
Pubblicazione: Geisslitz S, Kaemper C, Norwig MC, Fechner A, Knopf O, Muller O, Geyer M, Hartl L, Scherf KA. Elevated CO₂ induces cultivar-dependent changes in wheat proteins linked to wheat-related disorders and baking quality. Food Chem. 20 settembre 2026;530:151161. doi: 10.1016/j.foodchem.2026.151161. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.151161