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Qualitas Plantarum et Materiae Vegetabiles

, Volume 15, Issue 3, pp 177–214 | Cite as

Einfluß genetischer und umweltbedingter Faktoren auf die Gehalte an Vitamin B1, Vitamin B2 und Niacin von Winter- und Sommerweizen

  • Werner Schuphan
  • Maria Kling
  • Gudrun Overbeck
Article

Zusammenfassung

Winter- und Sommerweizen — insgesamt 29 Sorten dreier Standorte sowie 9 Sorten dreier Düngungsstufen von nur einem Standort — wurden ein- bzw. zweijährig versuchsmäßig angebaut. Bei Proben dieser Versuchsreihen bestimmten wir die Gehalte an Vitamin B1, Vitamin B2 und Niacin, ferner zur Ergänzung Kornerträge und Tausendkorngewichte der Weizencaryopsen. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

1. Es bestehen sortenbedingte Unterschiede in den Gehalten an Vitamin B1, B2 und Niacin.

2. Neben dem Sorteneinfluß zeigt sich auch eine Auswirkung des Standorts — genauer der Witterung an den Standorten — vor allem auf die Gehalte an Vitamin B1. Standortbedingte Unterschiede im Gehalt an Niacin sind dagegen ungerichtet, beim B2 liegen sie noch innerhalb des normalen Schwankungsbereichs.

Die Winterweizensorte „Firlbecks I“ — auf 2 Standorten angebaut — rangiert in beiden Fällen in der Spitzengruppe mit höchsten Gehalten an Vitamin B1. Hingegen liegen bei dieser Sorte die Werte für Vitamin B2 und Niacin nur im unteren bzw. im mittleren Bereich.

Am niederschlagsreichen Standort Roggenstein zeichnete sich die Winterweizensorte „Authari“ in 2 Anbaujahren dadurch aus, daß sie bei allen drei Vitaminen der B-Gruppe hohe Gehalte aufweist (Mittelwerte von 1960 und 1961: Vitamin B1=0,468, Vitamin B2=0,164 und Niacin=6,6 mg/100 g Frischsubstanz).

Bei insgesamt 5 Sommerweizensorten von einem nord- und einem südwestdeutschen Standort liegt „Opal“ bei den drei B-Vitaminen überwiegend in höheren, „NOS Nordgau“ in den unteren Gehaltsbereichen.

3. Steigerungen in der NPK-Düngung (30 kgN : 60 kgP2O5 : 90 kg K2O/ha; 60 : 120 : 180; 90 : 180 : 270) wirken sich im Mittel von 5 Winterweizensorten — einjährig an einem Standort (Roggenstein) durchgeführt — deutlich positiv auf die Gehalte der Caryopsen an Vitamin B2 und Niacin aus. Dies trifft für Vitamin B1 nicht zu, da bei der 2. Düngungsstufe eine deutliche Abnahme der Gehalte, bei der 3. Stufe nur eine unwesentliche Zunahme gegenüber der 1. Stufe zu verzeichnen ist.

Im Mittel von 4 Sommerweizensorten ist am gleichen Standort und im gleichen Jahr nur beim Niacin ein ähnliches, ungerichtetes Verhalten wie beim Vitamin B1 der Winterweizensorten zu beobachten. Bei den Gehalten an Vitamin B1 und B2 ergibt sich dagegen ein eindeutig positiv gerichteter Einfluß der NPK-Düngungsstufen.

4. Eine Beziehung zwischen den Vitamin B-Gehalten und der als sortenspezifisch bekannten Backqualität kann im allgemeinen nicht nachgewiesen werden. Die nur auf einem Standort vertretene Winterweizensorte „Authari“ mit guten Backeigenschaften (A-Sorte) weist allerdings überdurchschnittliche Gehalte bei allen 3 untersuchten B-Vitaminen auf; die an 2 Standorten vertretene „Rimpaus Bastard II“ hat — ebenso wie die nur an einem Standort angebaute „Format“ — überwiegend unterdurchschnittliche Vitamin B-Gehalte. Beide Sorten gehören der C-Gruppe (schlechte Backeigenschaften) an.

Sorten der A- und C-Gruppen scheinen auf Standort- und Düngungseinflüsse sehr verschieden zu reagieren.

5. Teilweise scheint eine negative Korrelation zwischen der Caryopsen-Größe (Tausendkorngewicht) und der Höhe der Gehalte an Vitamin B1 und Niacin zu bestehen.

So korrelieren bei der Winterweizensorte Heines VII (C-Sorte) die hohen Vitamin B1-Werte des Standorts Rethmar und die niedrigen am Standort Roggenstein eindeutig negativ mit den niedrigen Tausendkorngewichten (Rethmar) und den relativ hohen (Roggenstein).

6. Weiterhin kann eine positive Beziehung zwischen der Niederschlagshöhe, insbesondere im Juni, und den Gehalten an Vitamin B1 festgestellt werden. Bei hohen Niederschlagsmengen werden die Caryopsen offenbar in ihrer Entwicklung gehemmt, so daß der Anteil der Vitamin B1-reichen Randschichten an der Gesamtcaryopse steigt. Dies führt zu höheren Gehalten.

7. Die Unterschiede in den Gehalten an den geprüften drei B-Vitaminen sind bei den einzelnen Weizensorten weit größer als die Differenzen zwischen den Proben verschiedener Standorte und NPK-Düngungsstufen. In Übereinstimmung mit anderen Autoren stellen wir fest, daß der Sorteneinfluß überragt. Allerdings können die sortenspezifischen Gehalte an Vitamin B1, -B2 und an Niacin durch umweltbedingte Einflüsse, z.B. die des Standorts und der Düngung, innerhalb gewisser genetisch gesetzter Grenzen fluktuieren.

8. An den Standorten mit maximaler Schwankungsbreite für die drei B-Vitamine enthält die thiaminreichste Winterweizensorte 90% mehr Vitamin B1, die riboflavinreichste 54% mehr Vitamin B2 und die niacinreichste bis zu 113% mehr Niacin als die an dem jeweiligen Standort ermittelte vitaminärmste Sorte.

Anstelle einer Vitaminierung der Getreidemehle sollten Vitamin B-reiche Sorten mit guter Backqualität (A-Sorten) bevorzugt angebaut und verarbeitet werden. Ferner sind Gesichtspunkte der Standorteignung sowie Art und Höhe der Düngung im Hinblick auf Steigerung der B-Vitamingehalte im Brotgetreide zu berücksichtigen.

In diesem Zusammenhang muß aber auch immer wieder auf das Problem der zu geringen Ausmahlung unserer Getreide mit ihren abträglichen Folgen erheblicher Verluste an Vitaminen der B- und E-Gruppe hingewiesen werden.

Summary

By way of experiment, we cultivated for one resp. two years autumn wheat and springsown wheat — totally 29 sorts on 3 different areas and 9 sorts with 3 different fertilizing grades on the same area. By tests in these experiment series, we made evaluations of the contents of vitamin B1, vitamin B2 and of niacin, furthermore as an accomplishment, the earning counted in grains and the weights per 1000 grains of the wheat caryopsis. Here follow the results:

1. There are variations in the contents of vitamin B1, B2 and niacin according to the differences of sorts.

2. Besides the influence of the sort, we have stated that the cultivated area — precisely the area's climate — has an effect mainly on the content of vitamin B1. The variations of content of niacin owing to cultivated area have no certain tendency, regarding vitamin B2 they stay within the normal limits of variations.

The autumn wheat sort “Firlbecks I” was cultivated in two regions and both were ranked in the leading group with the highest content of vitamin B1. On the other hand, the figures for vitamin B2 of this sort stay in the lower range, for niacin in the middle range.

The autumn wheat “Authari” cultivated for two years in the region of Roggenstein, which is rich of precipitation, has been remarkable for its high content of all of the three vitamins of the group B. (Average figures 1960 and 1961: B1=0.468, B2=0.164, niacin=6.6 mg/100 g fresh substance).

Among totally 5 sorts of springsown wheat from a region in northern Germany and another in south-western Germany, “Opal” shows figures for all of the three B-vitamins mainly in the higher range, “NOS Nordgau” in the lower range of contents.

3. The increase of the NPK-fertilizing (30 kg N: 60 kg P2O5: 90 kg K2O/ha, 60: 120: 180; 90: 180: 270) made during one year in one region (Roggenstein) shows on an average of 5 sorts of autumn wheat an evident positive effect on the caryopsis contents of vitamin B2 and niacin. Regarding B1 this is not the case, as one notices after the second fertilizing step an obvious decrease of the content, and after the third step, only a very small increase, as compared to the first step.

In an average of 4 sorts of springsown wheat from the same region and the same year, an effect without certain tendency, similar to vitamin B1 in the autumn wheat, can be observed only with regard to the niacin. Regarding the contents of vitamin B1 and B2, however, a clear positive influence of the NPK fertilizing steps is stated.

4. Generally, no relationship between the contents of B-vitamin and the baking characters, that are known to be dependant of the sort, can be proved. But the “Authari” autumn wheat, which was represented in only one region and is a sort with good baking character (A-sort), shows higher figures than the average for the contents of all of the three tested B-vitamins. On the other hand, the “Rimpaus Bastard II” represented in two regions, as well as the “Format” cultivated in only one region, have a content of B-vitamins mainly below the average. Both of them belong to the group C (bad baking characters).

It seems that the sorts of the A-group and the ones of the C-group react rather differently on influences from cultivating areas and fertilizing.

5. Partially, it seems that there exists a negative correlation between the caryopsis (weight per 1000 grains) and the contents of vitamin B1 and niacin.

In this way, the high content of vitamin B1 in autumn wheat “Heines VII” (C-sort) from the region of Rethmar, and the low content from the Roggenstein area correlate clearly negative to the low weight per 1000 g (Rethmar) and the relatively high weight (Roggenstein).

6. Furthermore, a positive connection can be noticed between the largeness of precipitation, especially in June, and the content of vitamin B1. Obviously, the caryopsis is stunt by large precipitations, and consequently the share of the outward layers of the grain, which are rich in vitamin B1 increases in the total caryopsis. The result is that the content becomes higher.

7. The variations of contents of the three B-vitamins tested are much larger between the different sorts than the variations caused by different cultivation areas and NPK fertilizer grades. In conformity with other authors, we state that the influence of sort is dominating. Nevertheless, it can happen that the contents of vitamin B1, B2 and niacin, specific for certain sorts, fluctuate within certain genetically based limits, owing to influences from the surroundings, e.g. cultivating area and fertilizing.

8. At the cultivating areas with the largest fluctuations of contents regarding the three B-vitamins, the sort of autumn wheat that was richest in thiamine, contained 90% more of vitamin B1 than the sort from the same area that was the meagrest one in vitamins, the richest in riboflavin contained 54% more vitamin B2 and the richest in niacin contained up to 113% more niacin than the analogous sorts.

Instead of reinforcing the contents of vitamins in cereal flours, one should rather cultivate and use qualities which are rich in B-vitamins and have good baking characteristics. Furthermore, points of view have to be considered regarding the advisability of the cultivation areas as well as the fertilizers quality and quantity with regard to an increase of B-vitamin content in the cereals.

In this connection, attention must again and again be drawn to the problem of not milling out cereals to the full extent possible and the injurious consequences thereof, i.e. considerable losses of vitamins of the groups B and E.

Résumé

A titre d'expérience, on a, pendant un an respectivement deux ans, cultivé du blé d'hiver et du blé de printemps, au total 29 espèces dans trois régions ainsi que 9 sortes représentant 3 degrés de fertilisation dans la même région. Grâce à des analyses de cette série, nous avons déterminé les teneurs en vitamine B1, B2 et en niacine, ainsi que la récolte des grains et les poids par 1000 grains de la caryopse de blé Nous sommes arrivés aux résultats suivants:

1. Il y a, selon l'espèce, des variations dans les teneurs en vitamine B1, et B2 et niacine.

2. En sus de l'influence de l'espèce, la région de cultivation — plus précisement dit le climat de la région — a un effet avant tout sur les teneurs en vitamine B1. Les variations causées par la région dans les teneurs en niacine n'ont, par contre, pas de tendence homogène. En ce qui concerne la vitamine B2, elles se tiennent dans les limites normales.

La catégorie de blé d'hiver “Firlbecks I” a été cultivée dans deux régions, et tous les deux ont été classés dans la classe supérieure des teneurs en vitamine B1. Les teneurs en vitamine B2 et en niacine de cette espèce se sont tenues, par contre, dans les classes plus basses respectivement moyennes.

Dans la région de Roggenstein où il pleut abondamment, on a remarqué dans l'espèce de blé d'hiver “Authari” pendant deux ans de cultivation de fortes teneurs dans toutes le troits vitamines du groupe B (valeurs moyennes des années 1960 et 1961: vitamine B1=0,468, vitamine B2=0,164 et niacine=6.6 mg/100 g de substance fraiche).

Parmi quelques espèces de blé de printemps, au total 5 sortes, originaire d'une region de l'Allemagne septentrional et d'une région de l'Allemagne du sud-ouest, les teneurs dans toutes les trois vitamines B de l'“OPAL” se trouvent plutôt dans les classes supérieures, les teneurs de “NOS Nordgau” dans les classes inférieures.

3. Les augmentations de fertilisant NPK (1)30 kg N: 60 kg P2O5: 90 kg K2O/ha,2)60: 120: 180,3)90: 180: 270) ont eu les effets suivants: Après qu'on les eut appliquées pendant une année dans une seule région (Roggenstein), on a remarqué sur une moyenne de 5 espèces de blé d'hiver, un effet clairement positif sur les teneurs de la caryopse en vitamines B2 et niacine. Quant a la vitamine B1, au contraire, on a constaté après l'application suivant le point 2) une réduction marquante des teneurs, et après l'application suivant le point 3) l'augmentation des teneurs était minime en comparaison avec le point 1).

Dans la même région et pendant la même année, on a observé sur une moyenne de 4 sortes de blé de printemps, dans la niacine un effet analogue à celui de la vitamine B1 dans le blé d'hiver, c.a.d. sans tendence homogène. Quant aux vitamines B1 et B2, cependant, une tendence clairement positive était le résultat de l'augmentation du fertilisant NPK.

4. D'une manière générale, on n'a pas pu démontrer un rapport entre les teneurs en vitamines B et la qualité de la cuisson qui est spécifique pour chacque sorte. En effet, l'espèce de blé d'hiver “Authari” qui est représentée dans une seule région possède de bonnes qualités de cuisson (classe A) et montre des teneurs dans toutes les trois vitamines B analysées qui sont supérieures à la moyenne. L'espèce “Rimpaus Bastard II” cultivée dans deux régions ainsi que l'espèce “Format” cultivée dans une région, montrent surtout des teneurs en vitamine B audessous de la moyenne; tous les deux appartiennent à la classe C (mauvaise qualité de cuisson) Il semble que les sortes appartenant aux classes A respectivement C réagissent d'une manière différente aux influences de la région et de la fertilisation.

5. Il semble que, partiellement, un rapport inverse existe entre le poids par mille grains (caryopse) et les teneurs en vitamine B1, B2 et niacine.

Par example l'espèce de blé d'hiver “Heines IV” (classe C): La forte teneur en vitamine B1 de la région de Rethmar et la faible teneur de la région de Roggenstein ont un rapport clairement inverse avec le poids de mille grains plutôt petit de Rethmar et le poids plutôt élevé des grains de Roggenstein.

6. D'ailleurs, on a pu constater un rapport positif entre la quantité de précipitations atmosphériques, surtout au mois de Juin, et les teneurs en vitamine B1. Evidemment, par de grosses précipitations, le développement des caryopses est retenu et la proportion d'écorce du grain qui est riche en vitamine B1 devient plus grande dans la caryopse totale. Il en résulte des teneurs plus fortes.

7. Les variations des teneurs des trois vitamines B analysées entre les différentes espèces de blé sont beaucoup plus grandes que celles entre les échantillons provenant de différentes régions ou de degrés de fertilisation variés. Conformément aux résultats obtenu par d'autres auteurs, nous avons constaté que l'influence de la sorte est dominante. En effet, les teneurs en vitamine B1, B2 et niacine spécifiques pour certaines sortes peuvent subir des fluctuations dans certaines limites génétiques a cause de l'influence du milieu, par ex. de la région et de la fertilisation.

8. Dans les régions dont les variations des teneurs en les trois vitamines B sont les plus larges, l'espèce de blé d'hiver la plus riche en thiamine contient 90% de plus en vitamine B1 que la sorte la plus pauvre en vitamines originaire de la même région. La catégorie la plus riche en riboflavine contient 54% de plus en vitamine B2 et la plus riche en niacine 113% de plus en niacine que les espèces analogues les plus pauvres.

Au lieu de vitaminer les farines de blé, on devrait plutôt favoriser la culture et l'usage de sortes riches en vitamines B et de bonne qualité de cuisson. En outre, il faudra tenir compte qu'il faudra choisir les régions les plus convenables ainsi que la qualité et la quantité de fertilisant à l'égard de l'augmentation des teneurs en vitamines B du blé.

A ce sujet, nous devons tout le temps attirer attention sur le degré de mouture trop faible et sur les conséquences malsaines résultant des pertes considérables en vitamines B et E.

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Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1968

Authors and Affiliations

  • Werner Schuphan
    • 1
  • Maria Kling
    • 1
  • Gudrun Overbeck
    • 1
  1. 1.Aus der Bundesanstalt für Qualitätsforschung pflanzlicher ErzeugnisseGeisenheim/Rhg.

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