GANDUM yang digunakan sebagai bahan baku roti harian berisiko mengalami penurunan kadar protein seiring berakumulasinya karbon dioksida di udara. Selain itu, tepung gandum tersebut juga berpotensi menghasilkan ukuran roti yang sedikit lebih kecil. Temuan ini terungkap dalam sebuah eksperimen lapangan terbaru yang dilakukan di Jerman.
Para peneliti juga menemukan adanya perubahan pada protein yang berkaitan dengan alergi dan sensitivitas gandum. Meski demikian, mereka belum mengetahui apakah perubahan tersebut akan berdampak langsung pada orang-orang yang memiliki reaksi terhadap gandum.
Bagi para petani dan pembuat roti, studi ini menghadirkan kekhawatiran praktis bahwa varietas gandum yang biasa digunakan mungkin akan memberikan hasil berbeda di masa depan. Namun, beberapa varietas gandum menunjukkan perubahan yang jauh lebih sedikit dibandingkan varietas lainnya. Hal ini memberikan titik awal bagi para peneliti untuk menemukan varietas yang tetap mampu menghasilkan roti berkualitis baik.
Pengaruh Perubahan Protein terhadap Kualitas Roti
Gluten membantu memberikan struktur pada roti dengan membentuk jaringan elastis dalam adonan yang menahan gas saat adonan mengembang. Ketika jaringan tersebut mengalami perubahan, hasil akhir roti juga akan terpengaruh. Dalam penelitian ini, tepung dari gandum yang ditanam dengan paparan karbon dioksida ekstra menghasilkan volume roti yang lebih kecil sekitar 4%.
Secara keseluruhan, biji gandum mengandung protein yang lebih sedikit hampir 5%. Penurunan yang lebih besar terjadi pada protein gluten yang diukur oleh peneliti, di mana 21 jenis protein tersebut mengalami penurunan secara kolektif hingga hampir 19%.
Sabrina Geisslitz, pemimpin penelitian tersebut, menghubungkan pengukuran protein ini dengan hasil pemanggangan roti.
“Hasil kami juga menunjukkan bahwa berkurangnya konsentrasi protein gluten berhubungan dengan kualitas pemanggangan yang lebih buruk,” kata Geisslitz.
Geisslitz merupakan peneliti di Leibniz Institute for Food Systems Biology di Technical University of Munich (TUM). Timnya meneliti 10 varietas gandum musim dingin yang ditanam di dekat Rheinbach, Jerman, selama musim tanam 2023.
Gandum-gandum tersebut ditanam di luar ruangan dan terpapar cuaca nyata. Sebuah sistem khusus menyemprotkan karbon dioksida ekstra di satu bagian lahan, sementara bagian lahan lainnya mendapatkan udara normal. Area dengan karbon dioksida ekstra memiliki tingkat konsentrasi yang mendekati perkiraan kondisi atmosfer pada pertengahan abad ini. Hal ini memungkinkan peneliti mengamati respons gandum terhadap kondisi udara di masa depan.
Setelah dipanen, tim menggiling gandum dari masing-masing petak secara terpisah, memeriksa kandungan protein bijinya, dan menguji kinerja pemanggangan tepung tersebut.
Pertanyaan Mengenai Alergi dan Respons Imun
Gluten hanyalah sebagian dari gambaran keseluruhan. Kelompok protein gandum lainnya, yaitu amylase/trypsin inhibitors (ATI), justru mengalami peningkatan rata-rata sekitar 6%. Protein ini dapat memicu alergi gandum dan berkaitan dengan sensitivitas gandum non-seliak (non-celiac wheat sensitivity).
Sembilan dari 10 varietas gandum memiliki kandungan ATI yang lebih tinggi saat ditanam dengan karbon dioksida ekstra, dengan salah satu protein aktif mengalami kenaikan sekitar 15%. Kendati demikian, peneliti belum mengetahui apakah peningkatan sebesar ini akan mengubah gejala pada penderita sensitivitas gandum karena eksperimen hanya mengukur kandungan dalam gandum tanpa menguji reaksi manusia setelah mengonsumsinya.
Di sisi lain, bagi penderita penyakit seliak, gluten memicu respons imun yang merusak lapisan usus halus. Tim mengukur 10 fragmen gluten yang terlibat dalam respons tersebut dan menemukan 9 di antaranya mengalami penurunan rata-rata pada gandum yang ditanam dengan karbon dioksida ekstra. Namun, karena penelitian ini hanya memeriksa sebagian fragmen, penurunan tersebut tidak dapat menyimpulkan bahwa gandum menjadi lebih aman untuk dikonsumsi.
Katharina Scherf, kepala kelompok penelitian Geisslitz sekaligus profesor di TUM School of Life Sciences, menegaskan perlunya riset lanjutan.
“Namun, studi lebih lanjut diperlukan untuk memperjelas signifikansi biologis dan imunologis yang sebenarnya dari perbedaan-perbedaan ini,” ujar Scherf.
Variasi Antarvarietas Gandum
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa setiap varietas gandum menunjukkan respons yang berbeda. Sembilan varietas mengalami penurunan protein secara keseluruhan, sementara satu varietas justru mengalami sedikit peningkatan.
Faktor varietas gandum terbukti menjelaskan lebih banyak perbedaan antar sampel dibandingkan perlakuan karbon dioksida itu sendiri. Hal ini memberikan pijakan berguna bagi para pemulia tanaman, meskipun memilih varietas terbaik membutuhkan pertimbangan yang kompleks.
Para peneliti bertujuan untuk mengembangkan varietas gandum yang mengandung lebih sedikit protein pemicu reaksi berbahaya, namun tetap menghasilkan roti yang baik.
Eksperimen ini baru mencakup satu musim tanam di satu lokasi dengan pasokan karbon dioksida yang sempat berfluktuasi. Penelitian ini juga belum mencakup kondisi saat gandum menghadapi kombinasi peningkatan karbon dioksida sekaligus suhu udara yang lebih tinggi. Temuan ini menjadi dorongan bagi para petani dan pemulia tanaman untuk mulai memberi perhatian pada kandungan protein dan kinerja adonan gandum di masa depan. (Earth/Z-2)