2050年麵粉質量會如何？

• 楊嶺楠 編譯

氣候變遷和極端天氣的出現正在影響著我們人類的食物，包括肉類、蔬菜、酒類等，而食物也未能倖免。雖然，大氣中二氧化碳含量的持續上升可使主要農作物的產量有所增加，如小麥、大麥和豆類，但是某些我們最喜愛的食物，比如小麥的質量和營養成分卻受到了損害。

墨爾本大學的研究人員利用澳大利亞穀物開放式空氣CO₂濃度升高設施模擬了2050年的CO₂含量。目前CO₂含量為406PPM，預計到2050年將上升到550PPM。研究人員發現，CO₂含量的上升使得小麥的籽粒蛋白質和微量營養素（鋅、鐵）的含量下降。相比之下，豆類受到的影響比較小。

二氧化碳對蛋白質造成的影響與溫度和有效水分息息相關。在雨水充沛的季節，其影響比在旱季要小一些。經過9年多的研究，研究人員發現在二氧化碳濃度增加的條件下，籽粒蛋白質含量平均下降6%。

在乾旱環境下，如果二氧化碳濃度變大，蛋白質含量受到的影響更大。澳大利亞的波及範圍會因此更大。要解決蛋白質含量下降的問題，必須採取改善措施，比如育種和農學措施。澳大利亞的乾旱條件會使它的競爭優勢大大削弱，因為澳大利亞具備更適宜小麥成長的條件，所以它的穀物質量會比世界其他地區下降得更嚴重。

大氣中二氧化碳含量的上升會影響麵粉的質量。

小麥分為不同種類，有的適宜烘焙麵包，有的適宜製作麵條。在眾多因素之中，蛋白質含量是區分不同小麥產品產量的要素之一。

儘管平均6%的下降幅度看起來似乎不大，但澳大利亞波及範圍卻相當廣，相當多數量的小麥質量都會隨之下降。部分地區很有可能再也無法種植用於製作麵包的高質量小麥。

蛋白質含量下降的問題會以多種方式體現出來。很多農民由於種植高蛋白小麥可以得到額外補貼，這樣一來，他們的收入就會減少。小麥出口也會受到重創，因為市場更青睞高蛋白小麥。消費者也會受到影響，他們食用的麵包質量和營養也會下降，因為製作優良麵包的麵粉須是高蛋白麵粉。麵包的體積和質感會有所不同，但目前尚不清楚口感是否也會受影響。

籽粒蛋白含量是影響麵包體積的因素之一，同時，生麵糰的特性（如彈性）也會由於蛋白質組成的變化受到影響。小麥的種類不同，所帶來的影響程度也會不同。小麥籽粒中谷蛋白的主要組成成分為麥谷蛋白和醇溶蛋白，它們的成分會由於二氧化碳濃度的上升而改變。如果麵粉質量較低，而同時還需要維持麵包質量，烘焙師可以額外添加谷蛋白，但如果谷蛋白的特徵已經改變，可能生麵糰也達不到應有的水準。即使額外添加谷蛋白可以解決麵包質量問題，但是生產成本卻增加了。

營養也會由於籽粒蛋白含量的變化而受到影響，尤其是在缺乏食物的發展家和地區。這造成了很大的食品安全問題。如果籽粒蛋白含量下降，缺乏食物的人們會需要更多的食物攝入，以補充基本的營養需求。微營養素的減少，主要是鋅和鐵的缺乏會損害人體健康，非洲人民將因此深受其害。國際社會正尋求利用生物強化和對富含鋅、鐵作物的選擇來解決這一問題，但在二氧化碳濃度增強條件下，這些手段是否有效還尚未可知。

培育小麥新品種能否應對二氧化碳濃度升高引起的負面影響？

農民對變化的適應性很強，也許他們可以通過施加氮肥把谷蛋白減少的幅度降到最低。但是研究表明，在高濃度二氧化碳的環境下額外施加氮肥並不比降低二氧化碳濃度更有效。在高濃度二氧化碳環境中，可能會導致生理變化，甚至導致瓶頸，但這種可能性目前還缺乏相應數據。

如果施加氮肥的方案對谷蛋白含量增加的效果甚微，甚至無效，我們必須解決另一個問題，是否育種的速度可以趕上二氧化碳上升的速度。是否還有沒被考慮的因素，但可以優化積極影響，同時降低負面影響？

選擇高蛋白小麥品種會造成產量的降低。小麥蛋白質含量與產量二者之間的反向關係構成了一個難題。研究人員一直在尋求既可增加蛋白質含量又可保證產量的品種。這條路尚且漫漫，還有待求索。

對農作物的管理和育種二者結合起來，可以既保持小麥籽粒蛋白含量，又保持小麥產量。但是，我們還不知道，在高濃度二氧化碳環境下，蛋白的組成是否會改變，而且在這樣的條件下，植物蛋白的產生是否會受到限制。那麼，就需要科學家們進行積極的選擇、更廣泛的試驗和管理，才可得知在未來二氧化碳條件下品種選育是否仍然有效。

我們也應該重新審視維持麵包質量水準的動機，並不是所有的小麥都要用於製作麵包。但是，要想在國際市場上具備競爭力，植物育種學家們需要在高濃度二氧化碳環境中精選富含高籽粒蛋白並有特定谷蛋白成分的麵粉品種，確保人們能夠吃到有營養的麵粉。

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