Amylase/Trypsin-Inhibitoren (ATIs) in Gerste: Erstmals gelang die präzise Quantifizierung dieser potenziell immunreaktiven Proteine in 181 Gerstensorten. Die Ergebnisse liefern eine belastbare Basis für die Züchtung besser verträglicher Sorten – mit Relevanz für Patientinnen und Patienten mit Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität und Nahrungsmittelunverträglichkeiten.
Unter der Lupe
Gerste und Unverträglichkeiten: Neue Erkenntnisse zu versteckten Proteinen
Amylase/Trypsin-Inhibitoren in Gerste erstmals präzise messbar
Amylase/Trypsin-Inhibitoren (ATIs) sind Proteine, die im menschlichen Körper Immunreaktionen auslösen können. Bekannt sind sie vor allem aus Weizen, dort gelten sie als mögliche Auslöser der Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität. Einem internationalen Forschungsteam um Prof. Katharina Scherf, München, ist es nun erstmals gelungen, diese Proteine auch in Gerste präzise zu messen. Die Ergebnisse könnten neue Wege für die Entwicklung besser verträglicher Lebensmittel eröffnen.
Weltweite Sortenvielfalt unter der Lupe
Für ihre Untersuchung analysierten die Forschenden 181 verschiedene Gerstensorten aus aller Welt. Unter den Sorten befanden sich 113 zweizeilige und 68 sechszeilige Typen mit unterschiedlichen genetischen Hintergründen. Zweizeilige Sorten bilden zwar nur ein Korn pro Ansatzstelle in der Ähre aus, dieses ist jedoch besonders kräftig und stärkereich und somit insbesondere für die Bierherstellung geeignet. Im Gegensatz dazu entwickeln mehrzeilige Gerstensorten 3 Körner pro Ansatzstelle. Diese sind etwas schwächer entwickelt und dienen hauptsächlich als Tierfutter.
Mithilfe eines eigens entwickelten Analyseverfahrens konnte das Team um Katharina Scherf erstmals 10 gerstenspezifische ATI-Typen eindeutig identifizieren und quantifizieren.
„Bislang wussten wir kaum etwas über das Vorkommen von ATIs in Gerste. Unsere Methode liefert nun erstmals belastbare Daten zur gerstenspezifischen ATI-Zusammensetzung.“
– Prof. Katharina Scherf, München
Wie ihr Forschungsteam zeigt, variierte der ATI-Gesamtgehalt der untersuchten Proben zwischen 1,1 und 5,2 Milligramm pro Gramm Mehl, was 0,7–3,6% des gesamten Proteingehalts entspricht. Auffällig: Die Zeilenzahl der Gerste beeinflusste den ATI-Gehalt nicht wesentlich.
Bedeutung bei Nahrungsmittelunverträglichkeiten und Weizensensitivität
Die Erkenntnisse sind vor allem für Menschen mit Nahrungsmittelunverträglichkeiten relevant. ATIs gelten neben Gluten und sogenannten FODMAPs – fermentierbaren Oligo-, Di- und Monosacchariden – als mögliche Auslöser von Beschwerden wie Durchfall, Blähungen, Kopfschmerzen oder „Brain Fog“. Dr. Sabrina Geißlitz, München, Co-Autorin der Studie, ergänzt: „Zwar ist die Diagnose der Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität bislang schwierig, doch viele Betroffene berichten von einer Linderung der Symptome bei einer glutenfreien oder glutenarmen Ernährung.“
„Indem wir nun auch die ATI-Zusammensetzung in Gerste besser kennen, können wir gezielt Sorten mit besonders niedrigem ATI-Gehalt identifizieren. Das ist ein wichtiger erster Schritt für die Züchtung besser verträglicher Gerstensorten“, erklärt Sarah Joestl, München. Besonders vielversprechend seien 3 sechszeilige Landrassen mit Ursprung in Eritrea, Griechenland und Äthiopien, die sehr niedrige ATI-Gehalte aufwiesen.
Züchtungsperspektiven für besser verträgliche Gerstenprodukte
Gerste ist nach Mais, Weizen und Reis eines der wichtigsten Getreide weltweit. Allein im Erntejahr 2023/24 wurden rund 142 Millionen Tonnen geerntet. In Europa wird sie vor allem für Tierfutter und die Bierproduktion verwendet, zunehmend aber auch als Zutat in Frühstückscerealien, Backwaren oder pflanzlichen Fleischalternativen.
In zukünftigen Studien wollen die Forschenden daher auch den ATI-Gehalt in verarbeiteten Gerstenprodukten untersuchen. Ziel ist es, die Verträglichkeit dieser Produkte zu verbessern, insbesondere für empfindliche Menschen mit Allergien oder chronisch-entzündlichen Erkrankungen.
Hintergrundinformation
Amylase/Trypsin-Inhibitoren
Amylase/Trypsin-Inhibitoren (ATIs) sind natürlich vorkommende Proteine, die sich im Endosperm befinden, dem Nährstoffspeicher der Körner. Sie sind möglicherweise an der Kornreife und der Kohlenhydratspeicherung beteiligt. Zudem fungieren sie als Schutz vor Parasiten und Krankheitserregern, indem sie die Verdauungsenzyme alpha-Amylase und/oder Trypsin hemmen.
Grundnahrungsmittel Getreide
Getreide wie Mais, Weizen, Reis und Gerste sind weltweit wichtige Grundnahrungsmittel und decken über 60% des globalen Nahrungsmittelbedarfs. Gerste war eine der ersten Getreidearten, die domestiziert wurde, und wird aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit an verschiedene Klimazonen und geographische Gebiete weltweit angebaut.
Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität
Die Prävalenz für Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität variiert in der westlichen Bevölkerung zwischen 0,6 und 6%.
Fazit
Die erstmalige präzise Quantifizierung von Amylase/Trypsin-Inhibitoren (ATIs) in 181 Gerstensorten schafft eine belastbare Datenbasis für die gezielte Züchtung verträglicherer Sorten. Für die Beratung von Patienten mit Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität, Nahrungsmittelunverträglichkeiten oder chronisch entzündlichen Erkrankungen eröffnet dies mittelfristig neue Optionen jenseits einer rein glutenorientierten Kostumstellung. Identifizierte ATI-arme Landrassen aus Eritrea, Griechenland und Äthiopien gelten dabei als besonders vielversprechende Ausgangsbasis.
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