Gluten

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Dehnungsprobe eines ausgewaschenen Weizenklebers

Gluten ([gluˈtʰeːn], auch [ˈgluːtʰən][1] von lateinisch glūten[2] „Leim“) oder Klebereiweiß ist ein variierender Komplex von Proteinen, wie er in einigen Getreidesorten natürlich vorkommt. Dieser besteht aus Proteinen der Prolamin- und Glutenin-Gruppen.[3] Er bildet das Teiggerüst für verschiedene Backwaren und kann bei Menschen mit einer bestimmten genetischen Disposition Zöliakie auslösen.

Die Bezeichnung Kleber wird oftmals synonym zu Gluten verwendet, dieser ist jedoch als das Gemisch aus Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten definiert, das nach Auswaschen der löslichen Bestandteile und Stärke aus einem Teig zurückbleibt.[3] Wenn Wasser zu Getreidemehl gegeben wird, dann bildet das Gluten beim Anteigen aus dem Mehl eine gummiartige und elastische Masse, nämlich den Teig. Der darin enthaltene Kleber entsteht beim Anteigen durch die irreversible Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur der Proteine.[4]

Getreidearten wie Hirse, Teff, Mais und Reis sowie Pseudogetreide wie Quinoa, Amarant und Buchweizen sind glutenfrei.

Aufbau

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Gluten setzt sich aus den beiden Osborne-Fraktionen[5] Prolamine (löslich in einer 70-prozentigen Ethanollösung) und Gluteline (im Alkalischen löslich) zusammen, wobei es sich (im Gegensatz zu Enzymen und anderen Cytoplasmaproteinen) um Reserveproteine (Speicherproteine in Samen, Wurzel- und Sprossknollen) handelt. Im Weizen werden sie als „Gliadine“ (Prolaminfraktion) und „Glutenine“ (Glutelinfraktion) bezeichnet und in die Untergruppen „hochmolekulare“ Gliadine und „niedermolekulare“ Gliadine sowie „mittelmolekulare“ Glutenine (ω1,2-Gliadine) und „niedermolekulare Glutenine“ (α- und β-Gliadine) unterteilt. Prolamine und Gluteline kommen im Weizen in einem Verhältnis von etwa 1:1 vor und stellen mit rund 80 % die mengenmäßig größte Proteinfraktion dar.

Lebensmitteltechnologische Bedeutung

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In Verbindung mit Wasser bildet Gluten sogenanntes Klebereiweiß. Dieses bildet das Teiggerüst bei Brot und Gebäck. Die Menge an Gluten ist für die Backfähigkeit („Gashaltefähigkeit“) von Weizenmehlen ausschlaggebend. Gluten ist dehnbar und sorgt im Weizenteig auf der Gare dafür, dass das Gärgas (Kohlendioxid) gehalten wird und somit das Gebäck aufgehen kann. Im fertigen Gebäck sorgt das geronnene Klebergerüst dafür, dass das Gebäck seine Form behält.

Die Aufgabe des Müllers besteht darin, Weizenpartien so zu mischen, dass die Kleberqualität für die Herstellung von Brot und Kleingebäck optimal ist. Im handelsüblichen Weizenmehl liegt der Klebergehalt in der Trockensubstanz bei ungefähr 13 %. Da trockener Kleber das Zwei- bis Dreifache seines Eigengewichts an Wasser aufnehmen kann, liegt der wasserhaltige Klebergehalt in Teigen dann bei etwa 30 % bis 35 %.

Im Labor wird Kleber ausgewaschen, indem ein Teig mit Kochsalzlösung gespült wird, bis die Iodprobe anzeigt, dass im Auswaschwasser keine Stärke mehr vorhanden ist. Zurück bleibt der kaugummiartige Kleber. Die Eigenschaften des Klebers (dehnbar-elastisch oder bockig-kurz) werden hauptsächlich durch die Sorteneigenschaften des Weizens vorgegeben. Die Kleberqualität kann im Labor durch verschiedene Untersuchungen (Dehnungsprüfung mit dem Extensographen oder Glutenindex mit dem Glutomatic-Gerät)[6] festgestellt werden.[7]

Beim Auswaschen des Klebers verändert sich die Eiweißzusammensetzung, weil insbesondere die essentielle Aminosäure Lysin teilweise zusammen mit der Stärke entfernt wird.

Getreide mit hohem Glutengehalt sind Dinkel (10,3 g/100 g Mehl Typ 630) und Weizen (9,8 g/100 g Mehl Typ 405)[8]. Es werden auch Weichweizen mit 13 bis 16 g/100 g Eiweiß angeboten, oft unter Handelsnamen wie Pizzamehl und Manitoba. Ebenfalls vergleichsweise viel Klebereiweiß enthalten Kamut, Emmer, Einkorn und Hartweizen. Einen niedrigeren Anteil an Klebereiweiß haben Roggen (Secalinin, 3,2 g/100 g Mehl Typ 815), Hafer (Avenin, 5,6 g / 100 g Vollkornmehl) und Gerste (Hordenin, 5,6 g/100 g) in ganzem entspelztem Korn.[9] Getreidearten wie Hirse, Teff, Mais und Reis sowie Pseudogetreide wie Quinoa, Amarant und Buchweizen sind glutenfrei. Gluten ist Bestandteil von Lebensmitteln, die aus entsprechendem Getreide hergestellt wurden, und es bildet den Hauptbestandteil für Seitan, einen auch als „Weizenfleisch“ angebotenen Fleisch-Ersatz.

Glutenfreies Mehl wird im Handel angeboten; es verhält sich jedoch anders als glutenhaltiges Mehl. Die Mengenangaben für einzelne Zutaten können daher von klassischen Rezeptangaben abweichen.

Ebenfalls im Handel angeboten wird glutenfreies Bier.

Sofern glutenhaltiges Getreide (einschließlich Hafer) als (absichtliche) Zutat verwendet wird, muss dies innerhalb der EU gemäß der Lebensmittel-Informationsverordnung auch genannt werden. Eine Vorschrift zur Kennzeichnung von (unabsichtlichen) Spuren, beispielsweise durch Kontamination im Anbau oder Produktionsprozess, existiert jedoch weder EU-weit noch in Deutschland, weshalb aus dem Fehlen einer Spurenkennzeichnung allein keine Rückschlüsse möglich sind. Die Bezeichnung „glutenfrei“ darf ein Lebensmittel tragen mit einem Glutengehalt von maximal 20 mg/kg; auch dieser Begriff garantiert also lediglich eine Höchstmenge, nicht jedoch Glutenfreiheit.[10] Auch Produkte, für die das Symbol der durchgestrichenen Ähre der Europäischen Zöliakie-Gesellschaften lizenziert wurde, müssen lediglich diesen Höchstwert einhalten.[11][12]

  • Reife Weizenkörner enthalten Gluten
    Reife Weizenkörner enthalten Gluten
  • Roggenkörner enthalten Gluten
    Roggenkörner enthalten Gluten
  • Dinkelkörner enthalten Gluten
    Dinkelkörner enthalten Gluten
  • Als glutenfrei ausgewiesenes Bier aus Sorghum in einem amerikanischen Supermarkt
    Als glutenfrei ausgewiesenes Bier aus Sorghum in einem amerikanischen Supermarkt
  • Ein Stück Seitan („Weizenfleisch“) aus Gluten
    Ein Stück Seitan („Weizenfleisch“) aus Gluten
  • Japanischer Seitan (Yaki-Fu, 焼き麩) aus Gluten
    Japanischer Seitan (Yaki-Fu, 焼き麩) aus Gluten

Gesundheitliche Aspekte

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Symbol auf glutenfreien Nahrungsmitteln

Zöliakie

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Zöliakie ist eine durch Glutenunverträglichkeit verursachte entzündliche Erkrankung der Darmschleimhaut, die unbehandelt weitreichende gesundheitliche Folgen haben kann.[13] In Deutschland ist etwa einer von 100 Menschen von einer Zöliakie betroffen.[14]

Gluten-Ataxie

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Gluten-Ataxie ist eine neurodegenerative Autoimmunerkrankung, charakterisiert durch Störungen der Bewegungskoordination, die mit Muskelzuckungen einhergehen kann.[15]

Dermatitis herpetiformis Duhring

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Dermatitis herpetiformis Duhring ist eine bläschenbildende Hauterkrankung mit starkem Juckreiz, die meist bei Menschen mit Zöliakie auftritt.[16]

Tiermedizin

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Beim Border Terrier wird das Canine Epileptoid Cramping Syndrome, eine Erkrankung mit epilepsieartigen Krampfanfällen, als nicht-darmassoziierte Form der Glutenunverträglichkeit angesehen.[17]

Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität

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Die Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität wird vermutlich nicht durch Gluten, sondern andere Weizen-Bestandteile, wie etwa Amylase-Trypsin-Inhibitoren ausgelöst.[18][19][20][21]

Trivia

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Diskutiert wird die korrekte Aussprache des Wortes. Verbreitet sind zwei Varianten: Mit langem e (gluˈtʰeːn, anhörenⓘ/?, wie in zudem), oder mit kurzem e (ˈgluːtʰən, wie in sputen). Befürworter der langgesprochenen Endung weisen auf den chemischen Zusammenhang des Wortes hin, da auch andere Stoffe mit der Endung -en so ausgesprochen werden: Buten, Propen, Selen.[22] Andererseits spricht die lateinische Wortherkunft für ein kurzgesprochenes e, wie in Nomen oder Volumen. Der Duden lässt in seiner Lautschriftangabe beide Aussprachevarianten zu.[23]

Literatur

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  • Wilfried Seibel (Hrsg.): Warenkunde Getreide – Inhaltsstoffe, Analytik, Reinigung, Trocknung, Lagerung, Vermarktung, Verarbeitung. Agrimedia, Bergen Du 2005, ISBN 3-86037-257-2.
  • Jessica R Biesiekierski: What is gluten? In: Journal of Gastroenterology and Hepatology. 32, 2017, S. 78, doi:10.1111/jgh.13703.
  • S. Drago, R. El Asmar u. a.: Gliadin, zonulin and gut permeability: Effects on celiac and non-celiac intestinal mucosa and intestinal cell lines. In: Scandinavian journal of gastroenterology. Band 41, Nummer 4, April 2006, S. 408–419, doi:10.1080/00365520500235334, PMID 16635908.
  • K. M. Lammers, R. Lu u. a.: Gliadin induces an increase in intestinal permeability and zonulin release by binding to the chemokine receptor CXCR3. In: Gastroenterology. Band 135, Nummer 1, Juli 2008, S. 194–204.e3, doi:10.1053/j.gastro.2008.03.023, PMID 18485912, PMC 2653457 (freier Volltext).
  • J. Hollon, E. L. Puppa u. a.: Effect of gliadin on permeability of intestinal biopsy explants from celiac disease patients and patients with non-celiac gluten sensitivity. In: Nutrients. Band 7, Nummer 3, März 2015, S. 1565–1576, doi:10.3390/nu7031565, PMID 25734566, PMC 4377866 (freier Volltext).
  • Johannes Gudow: Ernährung: Die Legende vom bösen Gluten. In: Die Zeit, Nr. 48/2013
  • Prof. Dr. med. Alessio Fasano, Susie Flaherty (übersetzt von Claudia Fritzsche): Die ganze Wahrheit über Gluten. (PDF; 584 kB) 2014, Südwest Verlag.

Dokumentationssendung

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  • Gluten, der Feind in deinem Brot. Regie: Patrizia Marani, ARTE, Produktion: Graffiti Doc, Frankreich/Italien, 79 Minuten, 2020
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Commons: Gluten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ Stefan Kleiner, Ralf Knöbl: Duden – Das Aussprachewörterbuch. 2023, Duden, ISBN 978-3-411-91431-9, S. 420 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche)
  2. ↑ Mit langer betonter erster und kurzer zweiter Silbe, siehe Lateinische Aussprache #Betonungsregeln.
  3. ↑ a b Gerhard Eisenbrand: RÖMPP Lexikon Lebensmittelchemie. 2. Auflage. 2006. Georg Thieme Verlag, 2014, ISBN 978-3-13-179282-2, S. 460 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. ↑ Wilhelm Meyer zu Venne: Die Welt der Waffel. Books on Demand, 2013, ISBN 978-3-8482-7628-8, S. 58 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5. ↑ T. B. Osborne: The chemistry of the protein-bodies of the wheat kernel. Part I. The protein soluble in alcohol and its glutaminic acid content. In: American Journal of Physiology. 1905;13:35-44.
  6. ↑ Durchführung des Gluten-Index (PDF; 325 kB).
  7. ↑ Burghard Kirsch: Müllereitechnologie Werkstoffkunde. Zusammensetzung, Untersuchung, Bewertung und Verwendung von Getreide und Getreideprodukten. 8. Auflage. Bayerischer Müllerbund, München 2016, ISBN 978-3-9812436-6-6.
  8. ↑ Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Garching (Hrsg.): Lebensmitteltabelle für die Praxis. Der kleine Souci · Fachmann · Kraut. 4. Auflage. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-8047-2541-6, S. 241.
  9. ↑ Kompendium: Unser täglich Brot Vielfältig. Wertvoll. Schmackhaft (PDF; 3,7 MB) Flyer des Kompetenzzentrums für Ernährung Bayern, 2017
  10. ↑ Standard For Foods For Special Dietary Use For Persons Intolerant To Gluten. In: Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen, Weltgesundheitsorganisation (Hrsg.): Codex Alimentarius: International Food Standards. CXS118-1979 (englisch, 3 S., fao.org [PDF]).
  11. ↑ Association Of European Coeliac Societies (Hrsg.): AOECS Standard for Gluten-Free Foods: Technical requirements for licensing the Crossed Grain Symbol. Brüssel September 2016 (englisch, aoecs.org [PDF]).
  12. ↑ Lizenzierung des Glutenfrei-Symbols „Durchgestrichene Ähre“. Deutsche Zöliakie-Gesellschaft, abgerufen am 25. Juli 2020.
  13. ↑ Johannes Gudow: Ernährung: Die Legende vom bösen Gluten. In: Die Zeit, Nr. 48/2013
  14. ↑ Was ist Zöliakie? DZG Online. In: dzg-online.de. Deutsche Zöliakie-Gesellschaft e. V. (Dzg), abgerufen am 3. April 2023.
  15. ↑ H. Mitoma, K. Adhikari, D. Aeschlimann, P. Chattopadhyay, M. Hadjivassiliou, C. S. Hampe et al.: Consensus Paper: Neuroimmune Mechanisms of Cerebellar Ataxias. In: Cerebellum. 15. Jahrgang, Nr. 2, 2016, S. 213–232, doi:10.1007/s12311-015-0664-x, PMID 25823827, PMC 4591117 (freier Volltext) – (englisch).
  16. ↑ Peter Fritsch: Dermatologie, Venerologie. 2. Auflage. Springer, Berlin u. a. 2004, ISBN 3-540-00332-0, S. 259 f.
  17. ↑ M. Lowrie et al.: The Clinical and Serological Effect of a Gluten-Free Diet in Border Terriers with Epileptoid Cramping Syndrome. In: Journal of veterinary internal medicine / American College of Veterinary Internal Medicine, Band 29, Nummer 6, 2015 Nov-Dec, S. 1564–1568, doi:10.1111/jvim.13643, PMID 26500168.
  18. ↑ S2k-Leitlinie Zöliakie der Deutschen Gesellschaft für Gastroenterologie, Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten e. V. (DGVS). In: AWMF online (Stand 2021), S. 841 ff.
  19. ↑ J. R. Biesiekierski, J. G. Muir, P. R. Gibson: Is gluten a cause of gastrointestinal symptoms in people without celiac disease? In: Current allergy and asthma reports. Band 13, Nummer 6, Dezember 2013, S. 631–638, doi:10.1007/s11882-013-0386-4, PMID 24026574 (Review).
  20. ↑ J. R. Biesiekierski, J. Iven: Non-coeliac gluten sensitivity: piecing the puzzle together. In: United European gastroenterology journal. Band 3, Nummer 2, April 2015, S. 160–165, doi:10.1177/2050640615578388, PMID 25922675, PMC 4406911 (freier Volltext) (Review).
  21. ↑ Victor F. Zevallos, Verena Raker, Stefan Tenzer, Carolina Jimenez-Calvente, Muhammad Ashfaq-Khan: Nutritional Wheat Amylase-Trypsin Inhibitors Promote Intestinal Inflammation via Activation of Myeloid Cells. In: Gastroenterology. Band 152, Nr. 5, April 2017, S. 1100–1113.e12, doi:10.1053/j.gastro.2016.12.006 (elsevier.com [abgerufen am 20. Juli 2020]).
  22. ↑ Gluten. In: Duden.de. Dudenverlag, abgerufen am 26. Juni 2022.
  23. ↑ Wie spricht man Gluten aus? In: Focus online. FOCUS Magazin Verlag GmbH, abgerufen am 26. Juni 2022.
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