El trigo es uno de los alimentos básicos más importantes del mundo, especialmente en forma de pan.
por el Instituto Leibniz de Biología de Sistemas Alimentarios
Un estudio conjunto del Instituto Leibniz de Biología de Sistemas Alimentarios de la Universidad Técnica de Múnich (LSB) y el Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) demuestra que el trigo extremadamente enano tiene una composición de gluten menos favorable que el trigo semienano, enano o silvestre alto, y, por lo tanto, produce una harina con peores propiedades de horneado.
El trabajo se publica en la revista Food Science & Nutrition .
La introducción de los llamados genes de enanismo (genes de altura reducida-Rht) durante la «Revolución Verde» de la década de 1960 se considera un hito en la agricultura. Estos genes garantizan que las plantas de trigo sean más bajas y, por lo tanto, menos susceptibles al daño eólico (encamado). También pueden invertir más energía en el llenado del grano, lo que ha aumentado significativamente los rendimientos.
«Hoy en día, más del 70% de todas las variedades de trigo cultivadas en el mundo llevan al menos uno de estos genes», afirma el coautor Andreas Börner, científico del Departamento de Banco de Genes del IPK y coautor del estudio.
Influencia poco clara sobre el gluten
Sin embargo, hasta ahora no estaba claro si los genes Rht alteraban no solo la longitud de la paja, sino también la composición del gluten del grano. El gluten de trigo se compone de dos grupos de proteínas de almacenamiento: gliadinas y gluteninas. Las gliadinas confieren elasticidad y viscosidad a las masas, y actúan como ablandadores. Las gluteninas confieren elasticidad y resistencia a las masas.
Una proporción equilibrada de gliadinas y gluteninas es crucial para una buena calidad de horneado. Si predominan demasiado las gliadinas, la masa se vuelve demasiado blanda, el volumen del pan disminuye y el resultado del horneado es deficiente.
Para aclarar la influencia de los genes Rht en la composición del gluten, el equipo de investigación comparó trigo silvestre alto con cinco variantes casi idénticas en cuatro líneas de trigo que diferían únicamente en los genes Rht. Todas las líneas se cultivaron durante tres temporadas de cultivo en el IPK de Gatersleben para obtener muestras comparables. Las condiciones climáticas de las cosechas 2021, 2022 y 2023 variaron considerablemente.
El equipo llegó a las siguientes conclusiones:
Los genes de enanismo presentes en las variedades modernas de trigo (Rht1, Rht2 y su combinación) tuvieron poco efecto en la composición del gluten. Sin embargo, los genes que causan enanismo extremo (Rht3 y la combinación Rht2+3) redujeron el contenido de gluten y alteraron la proporción gliadina-glutenina, con posibles consecuencias negativas para las propiedades de panificación.
Sin embargo, las condiciones ambientales tuvieron un impacto aún mayor en la composición del gluten que los genes: las condiciones cálidas y húmedas en 2021 durante la fase de llenado del grano llevaron a una relación gliadina-glutenina particularmente alta y desfavorable.
«Nuestros resultados muestran que la introducción de genes semienanos y enanos durante la Revolución Verde no afectó negativamente a la composición del gluten de las variedades de trigo modernas», explica la primera autora e investigadora principal, Sabrina Geisslitz, del LSB.
Añade: «Sin embargo, en el futuro, se debería considerar la posibilidad de introducir en nuevas razas genes que causan enanismo extremo. Dichos genes podrían perjudicar la calidad de la cocción y también aumentar el potencial inmunorreactivo, ya que ambos están asociados con un alto contenido de gliadina».
«El estudio pone de relieve la complejidad del cultivo del trigo», añade Katharina Scherf, jefa del grupo de investigación en química de biopolímeros alimentarios del LSB.
Como pudimos demostrar, no son solo los genes, sino también las condiciones ambientales las que determinan la composición del gluten del trigo. En vista del cambio climático, esto plantea nuevos desafíos para optimizar la composición del gluten de las razas.
La «Revolución Verde» se refiere a la introducción mundial de tecnologías agrícolas modernas a partir de la década de 1960. Además del trigo de baja estatura , los fertilizantes, los pesticidas, el riego y la mecanización contribuyeron a un aumento significativo de los rendimientos, con consecuencias ecológicas y sociales que perduran hasta la actualidad.
El llenado del grano es la fase final del crecimiento de las plantas de cereales, durante la cual los ovarios polinizados se desarrollan hasta convertirse en granos completamente formados mediante la acumulación de almidón y otros nutrientes del follaje. Este proceso implica la transferencia de carbohidratos y la acumulación de materia seca y agua, lo que afecta directamente el peso, el tamaño y la calidad finales de los granos y, por consiguiente, el rendimiento general de la planta.
Las gliadinas y las gluteninas son dos grupos de proteínas con propiedades diferentes. Las gluteninas son macromoléculas gigantes (polímeros) compuestas por numerosas moléculas individuales que se han agregado. Los polímeros de glutenina tienen pesos moleculares que oscilan entre 500.000 y más de 10 millones y se encuentran entre las proteínas naturales más grandes.
En cambio, las gliadinas son moléculas individuales (monómeros) con un peso molecular entre 28 000 y 55 000. La investigación en el LSB no solo ha permitido comprender mejor la función de las gliadinas y las gluteninas en la panadería, sino que también ha contribuido a dilucidar la estructura de las secuencias inmunorreactivas de las gliadinas, que causan la enfermedad celíaca en algunas personas debido a su predisposición genética.
La enfermedad celíaca es una enfermedad crónica del intestino delgado. La intolerancia al gluten es el principal desencadenante de la enfermedad, que se presenta especialmente en personas con predisposición genética. Los demás cofactores que estimulan su aparición aún no se comprenden completamente.
Más información: Sabrina Geisslitz et al., Los genes de enanismo reducido apenas influyeron en la composición proteica del gluten, mientras que los genes de enanismo extremo redujeron las glutenininas en el trigo, Ciencia de los Alimentos y Nutrición (2025). DOI: 10.1002/fsn3.70649
