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Charakterisierung von Getreide aus ökologischem und konventionellem Anbau - Anwendung von Protein-Profiling-Techniques und Inhaltsstoffanalysen

Langenkämper, G.; Zörb, C. and Betsche, T. (2007) Charakterisierung von Getreide aus ökologischem und konventionellem Anbau - Anwendung von Protein-Profiling-Techniques und Inhaltsstoffanalysen. [Characterisation of cereal grain from organic and conventional farming – application of protein profiling techniques and analysis of individual compounds.] Max Rubner-Institut, Bundesforschungsanstalt für Ernährung und Lebensmittel, D-Detmold, Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide.

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Summary

Ökologisch und konventionell angebauter Weizen aus dem kontrollierten DOK-Feldversuch (Schweiz) wurde umfassend hinsichtlich biochemischer Unterschiede charakterisiert. Dazu wurden die Profiling-Techniken Proteomics und Metabolomics, sowie Analytik von Einzelverbindungen eingesetzt.
Metaboliten-Profile und Analytik von Einzelverbindungen ergaben geringfügige Unterschiede im DOK-Weizen aus unterschiedlichen Anbauvarianten. Statistisch signifikante Abweichungen konnten meist nur für eines von zwei untersuchten Anbaujahren gefunden werden. Abweichungen lagen innerhalb der bekannten Schwankungsbreiten bei Weizen.
Beim Protein-Profiling, durchgeführt mit zweidimensionaler Gel-Elektrophorese, Bildauswertung und Proteinidentifizierung wurden die relativen Gehalte von ca. 1000 Proteinen in Weizen bestimmt. Die Gehalte von 16 Proteinen waren in ökologischem und konventionellem Weizen aus zwei Anbaujahren signifikant verschieden. Diese 16 Proteine bilden eine Signatur, anhand derer die Anbauvarianten des DOK-Weizens unterschieden werden können. In einem nächsten Schritt soll untersucht werden, ob diese Signatur gleichfalls bei ökologischem und konventionellem Weizen gilt, der von verschiedenen Standorten und von verschiedenen Sorten stammt.
Vor dem Hintergrund des komplexen Gesamtstoffwechsels von Pflanzen ergeben die relativ wenigen mit verschiedenen Gehalten auftretenden Proteine keinen Hinweis auf Änderungen von Stoffwechselaktivitäten, die für die menschliche Ernährung kritisch wären. Die signifikante Reduzierung des Gesamtproteingehalts ist unter Ernährungsgesichtspunkten eher ungünstig, bei der in Deutschland üblichen Zusammensetzung der Diät aber unbedenklich. Zusammenfassend wird mit Blick auf die Ergebnisse des Protein-Profiling, des Metaboliten-Profiling und der Analytik von Einzelverbindungen gefolgert, dass ökologischer und konventioneller DOK-Weizen hinsichtlich der untersuchten Parameter ernährungsphysiologisch gleich wertvoll ist.

Summary translation

Organic and conventional wheat originating from the DOK-field trail (Swizterland) was comprehensively characterised to detect possible biochemical differences. Employed were the profiling techniques proteomics and metabolomics. Additionally, individual compounds were determined.
Metbolite profiles and analysis of individual compounds revealed only small differences in organic and conventional DOK-wheat. Statistically significant differences occurred mostly in one of two analysed crops, except for total protein content, which was lower in organic farming in crops of both years. The observed variations were in the range reported for wheat.
With protein profiling, obtained using two-dimensional gel electrophoresis, image analysis and protein identification, we were able to detect relative levels of approximately 1000 proteins in wheat. The relative levels of 16 proteins were clearly different between organic and conventional wheat in both years. This array of 16 ‘diagnostic’ proteins was found to be appropriate to discriminate organic and conventional DOK-wheat. In a future step, it is to be tested if this signature is fit to distinguish organic and conventional wheat originating from different growing regions and different cultivars.
Considering the complexity of plant metabolism, the relatively small variations in protein levels do not indicate changes in parameters critical with respect to human nutrition. Generally the significant reduction of total protein content is not favourable, but in light of the average “Western” diet is not considered critical. In summary, our results of protein profiling, metabolite profiling and analysis of individual compounds lead us to conclude that, with respect to the analysed parameters, food quality of conventional and organic DOK-wheat is equal.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, FKZ 02OE069, Weizen, konventionell, ökologisch, DOK-Versuch, Qualität, ernährungsphysiologisch, biochemische Unterschiede, Herkunftsnachweis, Protein-Profiling, Metaboliten-Profiling, Analytik
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Food systems > Food security, food quality and human health
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Food > Quality
Germany > Federal Research Institute of Nutrition and Food - MRI > Department of Safety and Quality of Cereals
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://www.bundesprogramm.de/fkz=02OE069, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=02OE069&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen
Deposited By: Langenkämper, Dr. (NZ) Georg
ID Code:13501
Deposited On:15 May 2008
Last Modified:06 Sep 2012 08:48
Document Language:German - Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau.
Projektleitung: Dr. Georg Langenkämper (Max Rubner-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, Institut für Sicherheit und Qualität bei Getreide)

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