คุณภาพข้าวสาลีส่อแย่ เมื่อคาร์บอนฯ พุ่งไม่หยุด

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ได้ส่งผลกระทบเพียงแค่อุณหภูมิที่สูงขึ้น หรือภัยพิบัติทางธรรมชาติที่รุนแรงขึ้นเท่านั้น แต่ยังอาจส่งผลต่อคุณภาพของอาหารที่มนุษย์บริโภคในชีวิตประจำวัน ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มสูงขึ้น สามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบโปรตีนในข้าวสาลี ซึ่งเป็นหนึ่งในพืชอาหารหลักที่สำคัญที่สุดของโลก โดยส่งผลต่อคุณภาพในการทำขนมปัง และอาจเกี่ยวข้องกับความสามารถของร่างกายในการทนต่อโปรตีนบางชนิดในข้าวสาลี

งานวิจัยครั้งนี้นำโดยสถาบัน Leibniz Institute for Food Systems Biology แห่งมหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิก ประเทศเยอรมนี และตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Food Chemistry โดยมุ่งศึกษาผลกระทบของความเข้มข้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นต่อองค์ประกอบโปรตีนในข้าวสาลี ซึ่งเป็นประเด็นที่ยังมีการทดลองภาคสนามค่อนข้างจำกัด

นักวิจัยระบุว่า การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จากประมาณ 340 ส่วนในล้านส่วน หรือ ppm ในปี 2523 เป็นประมาณ 425 ppm ในปี 2567 และอาจเพิ่มขึ้นถึงประมาณ 600 ppm ภายในปี 2593 ขึ้นอยู่กับแนวโน้มการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของโลกในอนาคต

การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หมายความว่า พืชอาหารสำคัญอย่างข้าวสาลีจะต้องเติบโตภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างไปจากปัจจุบัน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลผลิต แม้พืชจะยังสามารถเจริญเติบโตได้ก็ตาม

เพื่อศึกษาผลกระทบดังกล่าว ทีมวิจัยได้ทดลองปลูกข้าวสาลีฤดูหนาวจำนวน 10 สายพันธุ์ ภายใต้สภาพแวดล้อมจริง โดยแบ่งออกเป็นกลุ่มที่ปลูกภายใต้ความเข้มข้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระดับสูงที่ 546 ppm และกลุ่มที่ปลูกภายใต้ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาพปัจจุบัน

หลังเก็บเกี่ยว นักวิจัยนำเมล็ดข้าวสาลีมาตรวจวิเคราะห์องค์ประกอบของโปรตีนด้วยเทคนิคแมสสเปกโทรเมตรีความละเอียดสูง โดยให้ความสำคัญกับโปรตีนหลายกลุ่ม ได้แก่ โปรตีนที่ยับยั้งเอนไซม์อะไมเลสและทริปซิน หรือ Amylase/Trypsin Inhibitors โปรตีน Puroindolines โปรตีนกลูเตน รวมถึงเปปไทด์บางชนิดที่เกี่ยวข้องกับโรคเซลิแอค ซึ่งเป็นโรคที่ระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองผิดปกติต่อกลูเตน

ผลการศึกษาพบว่า เมื่อข้าวสาลีเติบโตภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูง ปริมาณโปรตีนกลุ่ม Amylase/Trypsin Inhibitors มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ขณะที่โปรตีน Puroindolines โปรตีนกลูเตน และเปปไทด์บางชนิดที่เกี่ยวข้องกับโรคเซลิแอคกลับมีปริมาณลดลง

อย่างไรก็ตาม ระดับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวแตกต่างกันอย่างมากตามสายพันธุ์ของข้าวสาลี

ซาบรินา ไกส์ลิตซ์ (Sabrina Geisslitz) นักวิจัยหลักของการศึกษาระบุว่า ผลการทดลองยังพบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณโปรตีนกลูเตนที่ลดลงกับคุณภาพในการอบขนมปังที่แย่ลง สะท้อนว่าการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อาจส่งผลต่อคุณสมบัติของข้าวสาลีที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร

ขณะที่ศาสตราจารย์คาทารินา เชิร์ฟ (Katharina Scherf) หัวหน้ากลุ่มวิจัยด้านเคมีพอลิเมอร์ชีวภาพในอาหาร อธิบายว่า การเปลี่ยนแปลงของโปรตีนบางชนิด โดยเฉพาะกลุ่ม Amylase/Trypsin Inhibitors และเปปไทด์ที่เกี่ยวข้องกับโรคเซลิแอค อาจมีความสำคัญต่อโรคที่เกี่ยวข้องกับข้าวสาลีในระยะยาว

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยย้ำว่า ยังจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม เพื่อทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบโปรตีนเหล่านี้ส่งผลต่อระบบชีวภาพและการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันในมนุษย์อย่างไร จึงยังไม่สามารถสรุปได้ว่าข้าวสาลีที่ปลูกภายใต้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงจะก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพเพิ่มขึ้นโดยตรง

ผลการศึกษาครั้งนี้ยังสะท้อนถึงความจำเป็นในการปรับตัวของภาคเกษตรกรรมต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยนักวิจัยเสนอว่า การพัฒนาสายพันธุ์ข้าวสาลีในอนาคตไม่ควรมุ่งเน้นเพียงการเพิ่มปริมาณผลผลิตเท่านั้น แต่ต้องให้ความสำคัญกับคุณภาพของโปรตีนด้วย โดยเฉพาะการคัดเลือกและปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลีที่ยังคงคุณภาพในการอบขนมปังได้ดี แม้ต้องเติบโตภายใต้ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้น พร้อมลดปริมาณโปรตีนที่อาจเกี่ยวข้องกับอาการแพ้หรือภาวะไม่ทนต่อข้าวสาลี