Buntes Licht für mehr Aroma

Unter blauem und rotem Licht gewachsen, reichert die Teepflanze Camellia sinensis vermehrt eigene Aromastoffe an. Sie produziert dabei genau so viel Biomasse wie unter weißem LED-Licht. Teeproduzenten können also ohne Ertragseinbußen noch vor der Ernte am Geschmack des weltweit beliebten Trunks feilen – eine vielversprechende Erkenntnis.

So wie Salat unter rotem Licht mehr Antioxidantien produziert, enthalten Erdbeeren und Tomaten mehr Aromastoffe, wenn sie bei diesem Lichtspektrum wachsen. Dieser Zusammenhang, dass monochromatische Belichtung nicht nur die lebensnotwendigen Stoffwechselfunktionen einer Pflanze beeinflusst, sondern auch die sekundären Pflanzenstoffe, wird immer mal wieder in Studien gezeigt. Doch der Mechanismus dahinter ist bisher noch nicht ergründet worden. Wissenschaftler haben nun den ersten Schritt hin zum detaillierteren Verständnis am Beispiel der Teepflanze geschafft.

Licht – nicht nur Energiequelle

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Licht gehört neben Temperatur zu den wichtigsten Umweltfaktoren für Pflanzen: Es ist vor allem die primäre Energiequelle, darüber hinaus aber auch ein externes Signal, das Wachstum und Entwicklung beeinflusst. Für die Photosynthese ist rotes Licht (660 nm) und blaues Licht (470 nm) besonders wichtig. Denn diese Spektren regen die beiden Photosysteme am optimalsten an. Kürzlich konnten Wissenschaftler zeigen, dass das gleiche Spektrum auch die Anreicherung und die Produktion von Aromastoffen in der Teepflanze Camellia sinensis fördert.

Charakteristisch: sekundäre Pflanzenstoffe

Aromastoffe sind chemische Verbindungen, die einen charakteristischen Eigengeschmack oder Duft haben und die sich schnell verflüchtigen (griech.: Aroma = Gewürz). Minimale Konzentrationen reichen aus, um sie wahrzunehmen. Dieser niedrige „odor threshold“ und das Verhältnis der Konzentrationen zueinander, in der die Aromastoffe vorliegen, entscheiden schließlich über den Duft und Geschmack einer Pflanze. Über 1.000 verschiedene pflanzliche Aromastoffe gibt es, die Lavendel, Minze, Rose oder eben auch dem Tee ihre unverkennbare Note verleihen.

Eine Pflanze, unzählige Sorten

Das Aroma des Tees wird sowohl durch die Anbaubedingungen geformt, als auch durch die Produktionsschritte. Am besten wächst Camellia sinensis auf Höhen zwischen 500 und 2.000 Meter, sie bevorzugt heiße, feuchte Sommer und milde Winter. Je später im Jahr geerntet wird, desto kräftiger das Aroma und somit hochwertiger der Tee. Nach dem Pflücken werden die Blätter getrocknet und mechanisch bearbeitet. Durch diese Zerstörung der Zellen und andere Stressfaktoren entfalten sie maßgeblich ihr Aroma. Je nach Sorte werden sie anschließend fermentiert und durch Zugabe anderer Pflanzen auch weiterführend aromatisiert. Earl Grey zum Beispiel ist fermentiert und mit Bergamotte versetzt. Jasmintee ist halbfermentiert und mit Jasminblüten vermischt. So entstehen aus einer einzigen Pflanze unzählige Teesorten.

Monochromatische Beleuchtung

Laut einer jetzt erschienenen Studie lässt sich das Aroma auch schon vor der Ernte verstärken, und zwar durch die Bestrahlung der Teepflanze mit bestimmten Wellenlängen. Forscher bestrahlten Blätter von Camellia sinensis vor und nach der Ernte für mehrere Tage ausschließlich mit rotem und blauem Licht. Sowohl nach drei als auch nach 14 Tagen enthielten die Blätter vor der Ernte signifikant mehr von den meisten eigenproduzierten Aromastoffen. Nach der Ernte hatte die Lichtbehandlung keinen Effekt mehr. Die Forscher verglichen den Effekt von blauem und rotem Licht mit dem, einer normale LED-Lampe (weißes Licht) und mit dem Effekt von Dunkelheit. Denn vorherige Studien hatten gezeigt, dass Camellia sinensis bei Beschattung ebenfalls Aromen anhäuft, dass der Lichtmangel jedoch die Biomasseproduktion beeinträchtigt und die Blätter verkümmern. Dem Schatten und der Kontrolle gegenüber hat die Behandlung mit 470 nm und 660 nm also einen klaren Vorteil in der Anwendung.

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Erster Nachweis

Auch die Zwischenprodukte, die während der Produktion der Aromastoffe entstehen, konnten in den bunt bestrahlten Blättern nachgewiesen werden. Das werten die Wissenschaftler als starken Hinweis darauf, dass durch das blaue und rote Licht die Gene aktiviert werden, die in die Produktion der Aromastoffe involviert sind. Substanzen aus jeder der drei Gruppen, in die alle pflanzlichen Aromastoffe eingeordnet sind - leicht flüchtige Fettsäurederivate (volatile fatty acid derivatives VFAD), leicht flüchtige Phenylpropanoide/Benzoide (volatile phenylpropanoids/benzoids VPB), und die leicht flüchtigen Terpene (volatile terpenes VT) – waren in den bunt bestrahlten Blättern vorhanden. Laut Studie ist dies der erste Nachweis für einen Zusammenhang zwischen einzelnen Wellenlängen des Lichts und der Exprimierung von Genen, die in die Produktion von flüchtigen Aromastoffen involviert sind.

Offen ist noch, über welchen Mechanismus die beiden Lichtspektren die hier entscheidenden Gene aktivieren. Studien, die die funktionalen Zusammenhänge von Lichtrezeptoren und der Produktion sekundärer Pflanzenstoffe beleuchten, können hier Aufschluss geben. Die hiesigen Autoren haben ein Argument geliefert, dass es sich lohnt, in dieser Richtung weiter zu forschen. Ist der Mechanismus bekannt, kann auch nach alternativen Aktivatoren gesucht werden, die zu einem definierten Zeitpunkt die Transkription der Gene beeinflussen. 

Ob die Ergebnisse allerdings auf andere Pflanzen übertragbar sind, ist fraglich. Denn interessanterweise wurden die Aromastoffe, die Camellia sinensis unter Rot- und Blaulicht anreicherte, in anderen ebenso bestrahlten Pflanzen nicht gefunden. Je nach Pflanze und Gewebe, in dem sie vorliegen, zeigen die Substanzen offenbar eine ganz unterschiedliche Resonanz.  

Für den Teeanbau ist mit der Studie in jedem Fall ein Grundstein für bessere Qualitäten gelegt worden: Mit monochromatischer Beleuchtung können Teebauern das Aroma ihrer Pflanzen verstärken und so die Qualität ihrer Ware erhöhen – ganz ohne gentechnische Eingriffe oder chemische Behandlung. Angesichts der allein in Deutschland 2013 konsumierten 28,9 Tausend Tonnen Tee ist die Wahrscheinlichkeit nicht gering, dass die Teetrinker dieser Welt die Nachfrage an immer wieder neuen und besseren Teesorten aufrechterhalten werden.