Empfehlungen von Winterweizensorten im Organischen Landbau über die Kleberproteinfraktionen und deren Einfluß auf die Backqualität

Abstract

In dieser Arbeit wird die systematische Untersuchung der Kleberproteine von Winterweizen aus Organischem Landbau der Ernten 1997 bis 1999 beschrieben. <br /> Ziel ist es, anhand der qualitätsbestimmenden Proteinfraktionen Weizensorten zu ermitteln und für den Anbau zu empfehlen, die im Organischen Landbau eine gute Backqualität ermöglichen. Nach der mehrstufigen Extraktion aus dem Weizenmehl werden mittels RP-HPLC die einzelnen Kleberuntereinheiten fraktioniert und quantitativ bestimmt. Gleichzeitig wird erstmalig die in situ Anwendung der Röntgenabsorptionsspektroskopie mit Synchrotron- strahlung (XANES) in Weizen- und Kleberproben zur Untersuchung des Oxidationszustandes des Schwefels dargestellt. <br /> Bedingt durch die extensiven Anbaubedingungen fallen die ermittelten Ausprägungen der Mehl-, Teig- und Backprüfung niedrig aus. Neben geringen Rohproteingehalten und kurzen Teigeigenschaften können nur wenige Sorten gute Volumenausbeuten erzielen. Dennoch wird sowohl bei den wichtigsten Parametern der Backqualität als auch bei den entscheidenden Kleberfraktionsdaten eine Abstufung entsprechend der Qualitätsgruppen für Weizen (Bundessortenliste) sichtbar. <br /> Die Korrelationsanalyse belegt die Beziehung zwischen den niedermolekularen LMW-Gluteninen und der Extensogramm-Energie sowie der Dehnbarkeit der Teige. Die schwefelreiche LMW-Fraktion kann damit als ein wesentlicher Parameter zur Beschreibung der rheologischen Teigqualität genutzt werden. Unterstrichen wird der Stellenwert der LMW-Glutenine ebenfalls durch die Ergebnisse der XANES-Messungen, die die Präsenz von SS-Bindungen in leicht aufoxidierten, nieder- und hochmolekularen Glutenin-Untereinheiten erstmals zerstörungsfrei bestätigen. <br /> Die rangvarianzanalytische Reihung und Differenzierung der Sorten nach ihren Kleberproteingehalten bzw. nach ihrer Backqualität ermöglicht die Einteilung und Empfehlung der Sorten für den Organischen Landbau. Zur ersten Gruppe mit besonders hohen Gluteninfraktionswerten sowie guter Teig- und Backqualität gehören v.a. die E-Sorten wie Aron und Carolus sowie die A-Sorte Ambras. Petrus und Tambor verhalten sich z.T. auch noch günstig. Nicht empfohlen werden die A-Sorten Batis und Xanthos. <br /> Zu beachten bleibt, daß die interindividuellen Unterschiede sowohl bei den Kleberproteinen als auch den Backparametern der Weizenproben aus Organischem Landbau gering erscheinen und die Einflüsse von Standorten und Erntejahren erheblich sein können. Ungeachtet dessen ist es gelungen, einige Reihungen und Prioritäten herauszuarbeiten, die als Hinweise für künftige Strategien im Organischen Landbau genutzt werden können. <br /> Weiterhin ermöglicht die Entwicklung linearer Regressionsmodelle die tendenzielle Vorhersage des Backvolumens, sowohl anhand der Kleberproteinfraktionen als auch anhand der Ergebnisse der Mehl-, Teig- und Backprüfung.

<strong>Recommendations for winter wheat varieties in organic farming on the basis of gluten protein fractions and their influence on baking quality </strong><br /> This work describes the systematic investigation of gluten proteins in winter wheat from organic farming between 1997 and 1999. The aim is to recommend wheat varieties on the basis of protein fractions relevant for the baking quality. After multiple-stage extraction from wheat flour single gluten subunits are fractionated and determined quantitatively by RP-HPLC. Additionally, in situ application of x-ray absorption spectroscopy with synchrotron radiation (XANES) in wheat and gluten samples is carried out for the first time to investigate the oxidation state of sulfur. <br /> Due to the relatively poor growing conditions the detected degrees from the flour, dough and baking tests are low. In addition to the reduced crude protein content and the 'short' dough properties only few varieties can obtain good loaf volumes. However, concerning the most important parameters of the baking quality as well as the crucial gluten fractions the investigated varieties show a clear quality graduation corresponding to the federal variety list. <br /> The correlation analysis shows a clear relationship between the low molecular weight (LMW) glutenins and the extensigraph energy and extensibility of doughs. This makes the sulfur rich LMW glutenins an essential parameter to be used as a description for the rheological dough quality. The importance of LMW glutenins is also emphasized because of the results from the non destructive XANES measurements corroborating the existence of SS-bonds in slightly oxidized low and high molecular weight glutenin subunits. <br /> The ranking and differentiation of wheat varieties by means of two factor analysis of variance according to the gluten contents and results of baking quality allows to divide samples into recommendable or less recommendable varieties for organic farming. The first group with particularly high contents of glutenin subunits and a good dough and baking quality contains above all E varieties like Aron and Carolus as well as the A variety Ambras. Also Petrus and Tambor are partly favourable. Not recommendable are the A varieties Batis and Xanthos. <br /> It has to be taken into account that inter-individual differences in gluten protein contents as well as in baking parameters of organically grown wheat varieties can be negligible. On the other hand, locations and growing years may have a considerable effect. Notwithstanding, it is possible to develop several rankings and priorities that can be used as guidelines for future strategies in organic farming. <br /> Additionally, the development of linear regression equations gives a tendency for the prediction of loaf volume by means of the gluten protein fractions as well as the results of the flour, dough and baking tests.