Nicht im Kühlschrank lagern!

Finden Sie, dass Tomaten oft geschmacklos sind – vor allem, wenn sie im Kühlschrank gelagert werden? Dann sind Sie nicht allein! Auch Forscher haben sich diesem Phänomen angenommen und erforscht, was in den Tomaten passiert, wenn sie gekühlt werden. Sie entdeckten die molekularen Hintergründe für den Geschmacksverlust und machen Hoffnung: Auch wenn frische Früchte immer besser schmecken, einige Aromastoffe kehren nach der Zeit wieder zurück.

„Früher schmeckten die Tomaten besser.“ Diese Aussage ist insofern richtig, als im Züchtungsprozess lange Zeit das Aussehen und die Erträge an erster Stelle standen (lesen Sie hierzu: „Tomaten: Geschmack versus Aussehen“). Zudem landen viele Tomaten nach dem Einkauf im Kühlschrank und büßen dadurch abermals Geschmack ein. Doch das Problem beginnt schon früher: Auf dem Transportweg der Tomaten. Denn sie müssen oft unzählige Kilometer zurücklegen bis sie in unseren Supermärkten landen und das gekühlt, damit sie nicht so leicht verderben. Bereits diese Kühlung schadet dem Aroma der Tomaten. Was dabei auf molekularer Ebene passiert haben Wissenschaftler nun erforscht.

Kühlung führt zu spürbaren Veränderungen

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Die Forscher kühlten zunächst zwei Tomatensorten (Ailsa Craig und FLA 8059) bei 5 °C für einen, drei oder sieben Tage und wärmten die Früchte anschließend wieder bei wohligen 20 °C für ein oder drei Tage auf. Sie untersuchten daraufhin die Zusammensetzung der Früchte sowie die Summe aller transkribierten, d. h. abgelesenen, Gene (Transkriptom) und das Methylom, in diesem Fall alle Methylierungen der DNA.

Das Aroma der Tomaten ist eine Kombination aus Zuckern, Säuren und flüchtigen aromatischen Verbindungen. Zwar verändern die Tomaten durch eine Kühlung nicht ihren Zucker- oder Säuregehalt, aber die Studie untermauerte was bereits frühere Untersuchungen zeigten: Flüchtige Verbindungen, die zum Aroma beitragen, liegen in gekühlten Tomaten in geringeren Konzentrationen vor. Der Verlust tritt allerdings nicht sofort ein, erst nach sieben Tagen Kühlung waren die Konzentrationen an flüchtigen Stoffen signifikant reduziert, wie die Forscher feststellten. Nach einer Aufwärmphase von drei Tagen nahmen die Konzentrationen wieder zu, aber die Werte blieben geringer als bei ungekühlten Früchten.

Im Geschmackstest

Doch ist das auch der Grund für den Geschmacksverlust? Das wollten die Wissenschaftler genauer wissen und luden 76 Personen zum Geschmackstest ein. Sie servierten ihnen zum einen Früchte, die sieben Tage gekühlt wurden und dann einen Tag bei wärmeren Temperaturen verbringen durften sowie frische Tomaten, die am Tag vorher geerntet wurden. Das Testurteil war eindeutig: Die gekühlten Tomaten schmeckten den Versuchspersonen schlechter. Das verdeutlichte, dass die Kühlung das Aroma tatsächlich negativ beeinflusst und bestätigte die Vermutungen der Forscher, dass die flüchtigen Verbindungen der Grund sind.

Flüchtige Verbindungen im Fokus

Daraufhin nahmen die Forscher 66 der flüchtigen (volatilen) Aromastoffe genauer unter die Lupe. Verglichen mit dem Tag der Ernte hatten Tomaten nach acht Tagen Kühlung 65 Prozent weniger dieser volatilen Verbindungen vorzuweisen.

Da aber auch Umwelt- und Standortfaktoren sowie Sorteneinflüsse Veränderungen bewirken  können, verglichen sie anschließend die Früchte zweier Sorten aus zwei Erntesaisons, mit dem Ziel, die Haupteinflussfaktoren zu finden. Alles in allem wurden 12 flüchtige Verbindungen über alle Versuchsbedingungen hinweg signifikant verändert. Eine Gruppe an Stoffen nahm an Konzentration ab, das waren Verbindungen, die auf Aminosäuren (wie Isovaleraldehyd) und Lipiden (wie Hexanal) basierten. Hingegen waren von Carotinoiden abgeleitete flüchtige Stoffe (wie MHO, 6-methyl-5-hepten-2-one) und der Duftstoff Geranial nach der Kühlung stark erhöht. Dies ist eine Reaktion auf den Stress, die die Tomaten bei der Kälte empfinden, vermuten die Forscher.  

Die Reaktion der Gene

Ähnliche Erkenntnisse spiegelten sich bei der Analyse des Transkriptoms mit Hilfe von RNA-Sequenzierungsmethoden wider. Es wurden Gene gefunden, die durch Kühlung entweder stärker oder weniger abgelesen wurden. Eine geringere Genexpression wiesen Gene auf, die für den Stoffwechsel und die Photosynthese gebraucht werden. Zudem wirkte sich die Kühlung negativ auf einige Transkriptionsfaktoren aus, die für die Reifung essentiell sind, wie zum Beispiel den RIPENING INHIBITOR (RIN). Den Forschern zufolge, könnte dies der Grund für die geringere Expression von Genen bei kühlen Temperaturen sein.

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Allerdings normalisiert sich die Genexpression deutlich nach einer Aufwärmphase von einem Tag. Das bedeutet, dass sich die Tomaten teilweise wieder von der Kühlung „erholen“ und manche der Veränderungen nur transient, also vorübergehend sind.

Die Analysen zeigten, dass auch Gene, die Enzyme kodieren, die in der Synthese von flüchtigen Aromastoffen involviert sind, in ihrer Expression abnahmen. Allerdings waren diese Effekte nach einer Aufwärmphase oft nicht mehr umkehrbar, was die noch immer geringeren Konzentrationen der flüchtigen Stoffe nach dem Aufwärmen erklärt. Denn aufgrund ihres „flüchtigen Charakters“ müssen die Stoffe nach der Ernte durch die Früchte ständig nachproduziert werden, um das Aroma zu gewähren. Wenn durch eine Kühlung die Gene „auf Eis gelegt“ werden, die in der Biosynthese der Verbindungen benötigt werden, sinken die Konzentrationen und das verändert folglich den Geschmack.

Stressreaktionen durch Kälte

Auch die Methylierungsmuster veränderten sich durch die Kühlung, wie die Untersuchung des Methyloms zeigte. Das ist nicht verwunderlich, denn auch epigenetischen Modifikationen sind zu erwartende Reaktionen auf Umweltreize und Stress, wie beispielsweise Kälte. Wie sich zeigte, waren verstärkt Promotor-Regionen methyliert, also die Bereiche eines Gens, die für die Expression entscheidend sind. Die meisten Methylierungen waren transient und verschwanden nach dem Aufwärmen wieder.

Auch wenn die Daten der Forscher keinen eindeutigen kausalen Zusammenhang zwischen der Veränderung der DNA-Methylierungen und den Veränderungen der Transkription belegen können: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Methylierungen - als Reaktion auf das Abkühlen - oft mit Expressionsänderungen von Genen zusammenfällt, von denen bekannt sind, dass sie an der Fruchtreifung und der Bildung von flüchtigen Aromastoffen beteiligt sind.

Tomaten, die auch gekühlt schmecken in Sicht?

Ihre Forschung brachte die Wissenschaftler auf die Idee, ihr Wissen zu nutzen, um Tomaten zu züchten, die auch gekühlt ihr Aroma nicht verlieren. Doch bis dahin ist es noch ein langer Weg. Fürs erste wäre es daher ratsam, Tomaten einfach nicht mehr im Kühlschrank zu lagern.