Kategorie: Wissenswertes

Dampfdruckdefizit

In einem meiner vergangenen Beiträge habe ich bereits angekündigt, dass ich mich mit dem Dampfdruckdefizit noch einmal intensiver beschäftigen werde. Bei meiner Recherche ist mir aufgefallen, dass dieses Thema insbesondere in Hanfanbaukreisen viel diskutiert wird. Das ist verständlich, da hier ja auch sehr anspruchsvolle Pflanzen von der Polizei versteckt in Innenräumen aufgezogen werden. Um den Hanfpflanzen die optimalen Bedingungen bieten zu können, greift man auf die Daten zum Dampfdruckdefizit zurück.

In komplett nach außen abgedunkelten Räumen mit künstlicher Beleuchtung ist es auch am einfachsten umzusetzen, da die Luftfeuchtigkeit ohne schwankende Lichtverhältnisse gut konstant gehalten werden kann. Im Chilianbau müssen wir uns nicht vor der Polizei verstecken, weswegen wir lieber kostengünstig auf Fensterbänken und im Garten anbauen wollen – mit weit weniger oder, wenn es geht, ganz ohne künstlichem Licht.

Was ist mit dem Dampfdruckdefizit gemeint?

Das Dampfdruckdefizit, auch VPD (vapor pressure deficit) bezeichnet die Druckdifferenz zwischen dem vorherrschenden Dampfdruck und dem Dampfdruck, der bei 100% Luftfeuchtigkeit bei gleicher Temperatur erreicht wird. Die Werte werden meistens in Hekto- oder Kilopascal angegeben. Die Temperatur, die entscheidend ist, ist die des Blattes. Man kann sie mit einer Infrarotmessung ermitteln. Das Blatt sollte eins aus der obersten Blattreihe sein.

Was hat das Dampdruckdefizit nun in der Praxis mit Pflanzen zu tun?

Jede Pflanze, die Photosynthese betreibt, braucht dazu ihre Blätter. In den Blättern befinden sich Spaltöffnungen, auch Stomata genannt. Darüber nehmen sie das nötige CO2 auf. Ist jedoch der VPD-Wert zu hoch, heißt das, dass mehr Wasser aus den Blättern verdunsten würde als die Luft im Gegenzug an die Blätter zurückgibt. Um dem vorzubeugen schließen die Blätter ihre Stomata, um das Wasser nicht zu verlieren. Im Umkehrschluss bedeutet das jedoch, dass die Photosyntheseleistung zurückgeht und das Pflanzenwachstum dadurch gebremst wird.

Wenn der Wert über 3,5 kPa liegt, schließen die Stomata komplett ab und die Pflanze kann kein Wasser mehr verdunsten und keine Photosynthese mehr betreiben. Bei Werten unter 0,5 kPa ist die Luftfeuchtigkeit der Umgebung so hoch, dass das Blatt dadurch auch kein Wasser mehr durch Verdunstung abgeben kann, was unterm Strich auf dasselbe Ergebnis wie bei einem zu hohen VPD-Wert hinausläuft. Pilzbefall ist eine der daraus resultierenden Folgen.

Ideal für das Pflanzenwachstum sind Werte zwischen 0,8 und 1,2 kPa. Ein immer noch passabler Bereich ist zwischen 0,7 und 2,5 kPa. Im Wachstumsstadium sollte der Wert eher unter 1, in der vegetativen Phase um 1 herum und ab der Blütezeit über 1 liegen. [1] Bei kleineren Werten ist die Luftfeuchtigkeit geringer, was zwar gut für Keimbildung ist, jedoch keimen auch Sporen und andere Schädlinge besser, was unsere Pflanzen krankheitsanfälliger macht. Daher ist es besser, wenn die Umgebungsluft, wenn die Pflanze kräftiger wird eher Feuchtigkeit entzieht als abgibt, da unsere Pflanzen dann immer noch sehr gut zurecht kommen, aber ein heranwachsen für Schädlinge auf diese Weise erschwert wird. [2] [3]

Wie ich eingangs beschrieben habe, stammen die meisten VPD-Tabellen, die ihr im Internet finden könnt, aus dem Cannabisanbau, jedoch ist die Physik hinter der Berechnung unabhängig von der Pflanze. Daher könnt ihr davon ausgehen, dass ihr die in den Tabellen markierten Idealwerte nicht nur auf Hanfpflanzen, sondern genauso gut auf Chilis und jede andere Pflanze anwenden könnt.

VPD-Chart – der rote Bereich ist ist zu vermeiden, optimal ist der blaue Bereich. Quelle: DimLuxLighting.com

Obwohl die Zusammenhänge von Vegetation und dem VPD bereits lange bekannt sind, wird erst jetzt begonnen, verstärkt Technik und computergesteuerte VPD-Überwachung von Gewächshäusern einzusetzen. Euch kann ich das eher nicht empfehlen, da die notwendige Technik sehr teuer ist und es auch dann noch schwierig ist, die optimalen Werte zu erreichen. Allein in dunklen Indoor-Plantagen können die Werte gut relativ konstant gehalten werden, da äußere Einflüsse wie die Sonneneinstrahlung nur sehr verzögert Einfluss auf die Temperatur in diesen Bereichen hat und die Technik dadurch schnell genug reagieren kann.

Gerade die teure Technik sollte sich am Ende gegenüber dem Ernteertrag auch einigermaßen rechnen. Da für Cannabis auf der Straße vergleichsweise sehr hohe Preise gezahlt werden, wissen wir, warum das Dampfdruckdefizit ausgerechnet in der Cannabiswelt so bekannt ist. In der Botanik ist es eher ein Thema für wissenschaftliche Arbeiten, wobei sich auch die Verfasser von Klimastudien zur globalen Vegetationsentwicklung bereits auf die Aussagekraft des VPD stützen. [4]

Quellen

Einsatz von Chilis zur Selbstverteidigung

Chilis geben unseren Speisen das gewisse Etwas. In so gut wie jeder Küche finden wir sie in Pulverform, getrocknet oder in einer Sauce wieder. Heute soll es einmal um die Bedeutung von Chilis in einem ganz anderen Bereich gehen – der eigenen Sicherheit.

Pfefferspray

Beginnen wir mit dem Pfefferspray, dem wohl bekanntesten Beispiel. Einige von euch werden es sogar selbst zu Hause haben. Die Funktionsweise ist dabei ziemlich selbsterklärend. Wenn ein Angreifer uns attackiert, können wir uns damit behelfen, ihm Pfefferspray ins Gesicht zu sprühen. Wer sich schon einmal aus Versehen mit den Händen, mit denen kurz zuvor noch scharfe Chilis geschnitten wurden, an den Augen gerieben hat, kann in etwa erahnen, welcher Schmerz damit verbunden ist, wenn eine größere Menge Capsaicin direkt auf unsere Augen trifft.

Eine vorübergehende ggf. stundenlange Erblindung und Langzeitschäden an der Hornhaut können die Folge sein. Darüber hinaus gelangt auch Capsaicin in die Nase und greift die Atemwege an. Für Asthmatiker, Herzpatienten und Leute, die unter Einfluss von Kokain stehen, kann die Situation, wenn der Wirkstoff in die Lunge gelangt, tödlich enden.[1] Aber auch sonst kann der Angreifer Atemnot und Herzrasen erleiden.

Daher lautet meine Empfehlung für die potentiellen Angreifer, auf keinen Fall Leute zu überfallen; erst recht nicht dann, wenn ihr Asthmatiker oder Herzpatienten seid oder unter Einfluss von Kokain steht.

Das ursprüngliche Einsatzziel von Pfefferspray sollte die Selbstverteidigung gegen Tiere sein.[2] In den USA und Kanada wird es beispielsweise zur Selbstverteidigung gegen Bären empfohlen. Es soll wesentlich wirksamer als der Einsatz von Schusswaffen sein.[3]

Verteidigung gegen Elefanten

Die Verteidigung gegen Tiere ist auch in ferneren Kulturen sicherheitsrelevant für gesamte Dörfer. In Indien und Afrika stellen Elefantenüberfälle eine ernstzunehmende Bedrohung dar. Es gibt zwei gängige Methoden, um Dörfer gegen Elefanten abzusichern. Die erste Methode ist der Bau von Chilifackeln, die zweite Methode ist das Chiliseil. Umliegende Felder werden von Leuten bewacht, die mit Chilikanonen bewaffnet sind.

Chilifackeln sind im Prinzip Strohfackeln, nur dass dem Stroh noch sehr scharfe Chilis wie z.B. Bhut Jolokia, beigelegt werden. Werden diese Fackeln angezündet, entsteht ein beißender Geruch, der Elefanten abschreckt und fernhält. Ebenso funktioniert das auch mit anderen Methoden, wie z.B. zerriebenen Chilis, die mit Elefantenkot und Wasser vermengt werden und zu Haufen mit einer Mulde geformt werden. In die Mulde wird ein glühendes Stück Kohle gelegt, wodurch ebenso ein beißender Geruch in der Umgebung verteilt wird.[4]

Für das Chiliseil wird ein Seil in einem Gemisch aus gemahlenen Chilis und Schmierfett getränkt und dann um das Dorf herum wie ein Stromzaun aufgespannt. Obwohl es sich hierbei lediglich um ein Seil handelt, das aus rein statischer Betrachtung nicht einmal einen Babyelefanten aufhalten könnte, reicht der Geruch aus, um die Elefanten zur Umkehr zu bewegen, ohne dass sie das Seil berühren.[5]

Können die Dörfer noch mit relativ überschaubarem Aufwand regelmäßig mit neuen Fackeln und Seilen nach außen hin abgesichert werden, gestaltet sich dies auf großen Feldern deutlich schwieriger. Die Grenzlinien sind wesentlich länger, was einen erhöhten Material- und Personalaufwand bedeuten würde, wenn hier dieselben Methoden wie zur Dorfabsicherung zum Einsatz kämen. Deshalb werden die Felder stattdessen von patrouillierendem Personal bewacht, das mit Chilikanonen ausgestattet ist. Chilikanonen sind Handfeuerwaffen mit einer Reichweite von ca. 30 Meter. Sie schießen Kugeln ab, die mit Chiliölextrakt gefüllt sind und beim Aufprall zerplatzen. Wird ein Elefant getroffen, schlägt es ihn in die Flucht.[6]

Wie ihr seht, gibt es Wege, sich vor Gefahren durch Tiere zu schützen, ohne sie dabei umbringen oder ihnen bleibende Schäden zufügen zu müssen. Chilis tragen somit einen wichtigen Beitrag dazu bei, die eigene Sicherheit unter Berücksichtigung des Artenschutzes bewahren zu können.

Quellen

Was tun, wenn wir zu scharf gegessen haben?

Diese Frage haben wir uns alle schon einmal gestellt. Auch wenn wir meinen, die Antwort zu kennen, kommt es doch immer wieder zu Situationen, in denen keine Milch im Kühlschrank steht.

Der zweitschärfste Chili der Welt: Trinidad Moruga Scorpion mit knapp 2 Mio. Scoville

Es gibt viele Möglichkeiten, die über die verschiedensten Mechanismen den Schärfeschmerz lindern können. Wenn ihr diesen Artikel bis zum Schluss gelesen habt, wisst ihr in jeder Situation, welche Möglichkeiten euch wirklich alle zur Verfügung stehen, um euch oder anderen zu helfen.

Fangen wir mit dem bekanntesten Prinzip an: Fett

Capsaicinoide wie Capsaicin bestehen chemisch betrachtet aus einer Vanilloidgruppe, einer Peptidbindung und einer Fettsäure. Die Vanilloidgruppe löst den Hitzereiz aus, die Fettsäure führt zu der wasserabweisenden Eigenschaft. Gleichzeitig kann diese Fettsäure sich aber sehr gut an andere Fette binden, wodurch auf der anderen Seite die Vanilloidbindung an den Rezeptor gestört wird. Entsprechend lässt der Schmerz nach.

Wirksam sind demzufolge fetthaltige Produkte wie Milch oder Kakao, Milcheis, Käse, Joghurt, Quark, Öl, Margarine, Butter, Mayonnaise, Kokosmilch oder fettiges Fleisch. Je höher jeweils der Fettgehalt in den Produkten ist, umso besser. Weicher Käse ist besser geeignet als harter, da Hartkäse sich nicht so leicht verteilt.

Neben Fett wirkt auch Casein – das Protein aus Milchprodukten – capsaicinbindend. Das spricht ebenso für die bereits erwähnten Produkte Milch, Kakao, Milcheis, Käse, Joghurt und Quark. Es erklärt auch, wieso ihr nicht unbedingt eine Vollmilch haben müsst. Genauso zeigt auch fettarme Milch ihre Wirkung. Trotzdem gilt natürlich in beiden Bereichen – dem Fettgehalt und dem Caseingehalt: viel hilft viel.

Der dritte bekannte Capsaicinbinder ist Alkohol. Schade nur, dass Alkohol auch eine andere Wirkung hat, die uns die Verwendung im Alltag nicht immer möglich macht. Aber auch nach der Arbeit sind abhängig von der Schärfe des Essens schnell einige Zentiliter Schnaps nötig, um wirklich genug Schärfe zu binden. Neben der Wirkweise als Capsaicinbinder und Zellgift wirkt Alkohol auch betäubend, was der Effizienz zur Schmerzbekämpfung zugutekommt. Dasselbe gilt auch für Hopfen. Daher könnte unter Umständen auch ein Bier helfen, wenn ihr nicht ganz so viel Alkohol trinken wollt. Auch in alkoholfreiem Bier ist Hopfen enthalten.[1]

Wo wir vom Prinzip der Schmerzlinderung durch Beruhigungsmittel in Lebensmitteln sprechen, stelle ich euch hier meinen Geheimtipp für euch vor: Chinin.

Chinin ist Bestandteil von bitteren Getränken wie Bitter Lemon und Tonic Water. Chinin wirkt leicht lokal betäubend.[2] Im Rahmen einer Party würde sich an dieser Stelle auch Gin-Tonic anbieten. Dann hättet ihr den capsaicinbindenden Effekt von Alkohol mit den schmerzlindernden Effekten von Alkohol und Chinin kombiniert. Ein weiterer entscheidender Bestandteil in Bitter Lemon und Tonic ist Zucker. Zucker lenkt unsere Wahrnehmung auf den süßen Geschmack und hebt die Schmerzschwelle unserer Rezeptoren signifikant an.[3] Auch andere süße Lebensmittel können also schmerzlindernd wirken.

Weißbrot hilft aufgrund seiner Struktur, die an einen Schwamm erinnert. Wir entwickeln viel Speichel, wenn wir Weißbrot essen. Dadurch saugt es sich damit voll, aber nimmt dabei auch das Capsaicin auf, das es von unseren Schleimhäuten kratzt. In Kombination mit einem capsaicinlöslichen Stoff kann ein recht gutes Ergebnis erzielt werden. In Fachkreisen wird ein ungetoastetes Toastbrot mit Mascarpone empfohlen, da Mascarpone einen besonders hohen Fettgehalt hat.[4]

Extrem scharfes Essen

Bei extrem scharfem Essen, wie zum Beispiel dem Verzehr einer puren Habanero oder einer noch schärferen Schote, solltet ihr euch nur auf eine kleine Auswahl von Methoden beschränken, wenn es euch möglich ist. Es gibt zwei Besonderheiten, die hier zum Tragen kommen: Einmal haben wir mehr Capsaicin im Mund als unsere Rezeptoren überhaupt noch aufnehmen können und außerdem kann sich extrem scharfes Essen auch im Magen bemerkbar machen. Dies geschieht in Form von sehr unangenehmen Magenkrämpfen, die über Stunden andauern können.

Zum ersten Punkt kann ich euch persönlich von den meisten flüssigen Substanzen eher abraten. Durch die enorme Menge an Capsaicin in der Mundhöhle werdet ihr nicht alles Capsaicin binden können und verteilt die Schärfe eher noch weiter, wie wenn ihr Wasser trinken würdet. Wenn ihr sehr viel auf einmal trinken könnt, mag dieser Einwand ggf. ungerechtfertigt sein 🙂

Ganauso spricht nichts dagegen, wenn ohnehin bereits alles brennt, unter laufendem kalten Wasser am Wasserhahn den vorderen Teil der Zunge zu spülen. Solange das kalte Wasser an den Schleimhäuten und an der Zunge kalt ist, setzt das Hitzeempfinden aus, da dieselben Rezeptoren nun stattdessen den Kältereiz übermitteln. Eine Lösung ist das nicht, aber es verschafft euch sowas wie eine Pause.

Das Problem mit dem Magen ist in der Regel erst so weit verzögert, da brennt es schon gar nicht mehr im Mund. Wenn es soweit ist, dass sich der Magen verkrampft, kann immer noch Tee oder ähnliches helfen. Damit es aber gar nicht so weit kommt oder zumindest nur in abgemilderter Form, solltet ihr Weißbrot, süße und saure Lebensmittel und gesättigte Fettsäuren so weit es geht meiden![5][6]

Die Magenkrämpfe entstehen durch die Bildung von Histamin in unseren Mastzellen. Dazu habe ich bereits neulich einen Beitrag veröffentlicht. In der Magenschleimhaut kommen sehr viele Mastzellen vor, wodurch der Körper hier sehr viel Histamin ausschütten kann. Der Magen reagiert auf Histamin mit einer übermäßigen Produktion von Magensäure und erhöhter Muskelaktivität, was wiederum zu den besagten Magenkrämpfen führen kann. Die eben genannten Lebensmittel würden die Magensäureproduktion noch weiter ankurbeln, was kontraproduktiv wäre.

Gesucht sind also unterm Strich Lebensmittel, die viele pflanzliche Fette oder viel Casein enthalten. Alkohol, gesättigte Fettsäuren und Weißbrot und alles flüssige wird ausgeklammert. Pure Margarine wäre optimal, aber für den Großteil von euch und auch für mich ungenießbar. Tatsächlich empfehlenswert sind unter diesen Gesichtspunkten nur fettarme kaseinhaltige Milchprodukte wie Quark, Skyr oder Hüttenkäse, da diese zu keiner erhöhten Magensäureproduktion führen und zeitgleich Capsaicin binden, ohne es zu verteilen.

Wenn es komplett unerträglich sein sollte und ihr das alles nicht da habt, könnt ihr natürlich auch in diesem Fall auf die fetthaltigen, nicht flüssigen Produkte oder das Weißbrot zurückgreifen, aber solltet euch dann sehr gut überlegen, ob ihr das dann runterschlucken oder besser wieder ausspucken wollt. Der Nachhaltigkeit zuliebe würde ich hierzu nur im absoluten Notfall raten.

Wenn ich unterwegs bin und ich habe gar nichts zur Hand, womit ich den Schmerz lindern kann, kann auch „einfach Ausharren“ eine Methode sein. Oft brennt nur ein bestimmter Teil unserer Zunge in besonderem Maße und wenn 5 bis 10 Minuten um sind, ist der Schmerz bereits sehr viel schwächer und gut erträglich geworden. Mit dem Wissen im Hinterkopf, dass das eine überschaubare Zeitspanne ist, lässt es sich auch einigermaßen ertragen.

Wichtig ist prinzipiell immer beim sehr scharfen Essen – insbesondere, wenn wir nicht wissen, wie scharf es wirklich wird – bewusst zu atmen. So könnt ihr verhindern, dass ihr Schluckauf bekommt und insbesondere auch keine Atemnot zu erleiden habt.

Quellen

Wieso sind Chilis scharf und wie machen sie uns glücklich?

Chilis sind scharf. Jedenfalls die meisten. Die einen mehr, die anderen weniger. Warum Chilis überhaupt scharf sind und wieso sich bei einigen das Pepper-High einstellt, möchte ich euch gerne aus biologischer Sicht beantworten.

Vermutlich habt ihr schon alle einmal vom Capsaicin gehört, aber wenn man es hier genau nehmen will, ist Capsaicin nur einer der Hauptvertreter der Capsaicinoide, die den Chilis ihre Schärfe verleihen. Es gibt noch eine große Menge weiterer Capsaicinoide, aber die wichtigsten anderen sind bei Chilis Dihydrocapsaicin und Nordihydrocapsaicin.

Diese drei Stoffe sind die, die entscheidend zur Gesamtschärfe einer Chili beitragen, während die anderen eine zu vernachlässigende untergeordnete Rolle spielen.[1] Alle haben gemeinsam, dass sie in ihrer chemischen Struktur Vanilloide sind, also eine Vanilloidgruppe enthalten. Mit der Vanilloidgruppe können sie an unseren Vanilloidrezeptoren TRPV1 (Transient Receptor Potential Vanilloid 1) andocken. TRPV1 ist ein Protein, das sich in der Membran der Schmerzrezeptoren befindet und so groß ist, dass es dicker als die Membran selbst ist.[2] Schmerzrezeptoren sind Endigungen von Nervenfasern, die thermische, chemische und mechanische Reize über elektronische Signale ans Rückenmark weiterleiten. Sie werden auch als Nozizeptoren bezeichnet.

Aufgrund ihrer Größe können 4 TRPV1-Einheiten zusammen einen Ionenkanal bilden, durch den bei Stimulation Kationen von außen in die Nervenzelle gelangen.[3] Den Ionenkanal könnt ihr euch als ein Loch in der Membran vorstellen. Wenn dass passiert, wirken die Kationen depolarisierend auf die Nervenzelle und als Reaktion sendet sie ein Signal in das Hinterhorn im zentralen Nervensystem. Von dort wird das Signal weiter an unser Gehirn geleitet. Erst dadurch merken wir selber, dass es brennt.

TRPV1 kann aktiviert werden, wenn das Essen zu sauer (pH <6) oder zu heiß (>42°C) ist, aber reagiert genauso, wenn Capsaicinoide andockenAuch das Alkaloid Piperin, das wir aus schwarzem Pfeffer kennen, wirkt auf denselben Schmerzrezeptor, jedoch deutlich schwächer.[4] Die Schärfe von Ingwer, Zwiebeln, Senf, Knoblauch und Wasabi wirkt auf andere Rezeptoren im Körper.

Neben dem Hitzesignal schüttet der Nozizeptor als Reaktion auf den Kationenstrom Substanz P aus – ein Neuropeptid, das Schmerzen bei uns auslöst.[5][6]

Wie vermittelt uns Substanz P, dass wir Schmerzen haben?

Unser Bindegewebe besteht aus ortsansässigen Zellen und freien, mobilen Zellen. Zu den mobilen Zellen gehören unter anderem auch die Mastzellen. Diese speichern unter anderem Histamin, was bei Kontakt von Substanz P mit der Zelle freigesetzt wird.[7] Histamin ist ein Hormon, dass in unserem Körper bewirkt, dass sich die Blutgefäße weiten und dadurch mehr Blut an den betroffenen Stellen fließt. Dabei sorgt es für die üblichen Entzündungsreaktionen wie Hautrötungen und eine höhere Empfindlichkeit der betroffenen Stellen.[8] Durch die erhöhte Durchblutung wird es hier auch tatsächlich wärmer.

Außerdem dockt auch das Histamin wieder an unserem Nozizeptor an, jedoch an einem anderem Rezeptor – einem, der keine Hitze-, sondern Schmerzsignale auslöst. Entsprechend kommt bei uns immer erst das Signal für Hitze und verzögert das Signal für Schmerzen bei uns an.[9]

Essen wir wiederholt Chilis oder andere capsaicinhaltige Speisen oder Saucen, dann gewöhnen wir uns an diesen Schmerz. Allerdings gewöhnen sich genauer gesagt unsere Nozizeptoren, denn sie schütten bei regelmäßiger Stimulierung immer weniger Substanz P als Reaktion aus, dafür dann aber umso mehr körpereigene Opioide wie z.B. Endorphine.

Die Opioide sind der Grund für das Pepper-High, also die Euphorie, die sich bei sehr scharfem Essen einstellen kann. Außerdem sind die Opioide auch der Grund für den schmerzlindernden Effekt, der Chilis nachgesagt wird. Dieser wirkt natürlich auch gegen den Hitzeschmerz selbst.[10]

Da Opioide ebenso bekannt für ihr hohes Suchtpotential sind, stellt sich zuletzt noch die Frage, ob Chilis süchtig machen können.

Hier kann ich erstmal Entwarnung geben. Anders als bei Drogen und Schmerzmitteln fügt ihr euch bei Chilis keine zusätzlichen Opioide zu, sondern am Ende wirken ausschließlich die körpereigenen Endorphine. Somit besteht keine Gefahr für eine Substanzabhängigkeit, wohl aber für eine Verhaltensabhängigkeit. Euer Gehirn lernt, dass es ein gutes Gefühl in euch auslöst, wenn ihr Chilis esst – zumindest dann, wenn ihr bereits so „trainiert“ seid, dass ihr ein Pepper-High bekommt. Am Ende liegt es aber an euch, wie suchtanfällig ihr seid. Durch körpereigene Substanzen ist die Abhängigkeitsgefahr jedenfalls weitaus geringer als bei Opioiden, die ihr euch auf andere Weise zuführt.[11]

Quellen

Farbenfrohe Chilis

Habt ihr euch auch schon mal gefragt, warum Chilis in so vielen unterschiedlichen Farben auftreten? Ich habe mir diese Frage gestellt und will euch mit dem heutigen Beitrag die Antwort mitgeben.

Eigentlich sind es mehrere Fragen: Die erste Frage lautet „WARUM haben Chilis so knallige Farben?“, die zweite Frage ist „WODURCH bekommenen Chilis ihre unterschiedlichen Farben?“ und als drittes wäre da noch die für uns alles entscheidende Frage: „Hat die Farbe einen Einfluss auf den Geschmack der Chilis?

Zunächst können wir erstmal festhalten, dass es sich bei Chilis um tropischen Pflanzen handelt, die sich dadurch verbreiten, dass die Früchte von Vögeln verspeist und die Samen anschließend irgendwo anders wieder ausgeschieden werden. Da sich alle Lebewesen fortpflanzen wollen, wollen sie also auch, dass die Vögel ihre Früchte finden.

Vögel sind sogenannte Tetrachromaten, was bedeutet, dass sie neben den roten, grünen und blauen Farbrezeptoren auch Rezeptoren für den violetten Bereich haben. Damit sehen sie weiß als einen bunten Mix aus vielen verschiedenen Farben. Schwarze Chilis sind für Vögel ebenso farbig, weil schwarze Früchte Licht im ultravioletten Bereich reflektieren, welches Vögel durch ihre violetten Farbrezeptoren sehen können, wir aber nicht. Genauso empfinden sie aber auch alle Farben im für uns sichtbaren Farbspektrum deutlich intensiver als wir Menschen. Dadurch hilft es Vögeln, wenn Früchte sich in besonders intensiven Farben präsentieren, damit sich diese für die Vögel visuell von ihrer Umgebung abheben.[1]

In einer Studie über 97 unterschiedliche Pflanzenarten aus Madagaskar und Uganda wurde festgestellt, dass bei Pflanzen, die von Vögeln verbreitet werden, deutlich weniger Grün-, aber dafür umso mehr Rotanteile in den Früchten enthalten sind als bei Pflanzen, die von Säugetieren verbreitet werden. Das liegt vermutlich daran, dass Vögel grüne Früchte nicht so gut zwischen den vielen grünen Blättern erkennen können. Säugetiere können jedoch andere Merkmale besser beurteilen, wie zum Beispiel den Geruch.

Interessant dabei ist außerdem, dass die Fruchtfarbe im sichtbaren Bereich überhaupt nicht, dafür aber im ultravioletten Bereich sehr stark mit der Blattfarbe korreliert. Violette und schwarze Pigmente schützen die Blätter und Früchte in besonderem Maße vor UV-Strahlung, da sie genau diese Wellenlängen reflektieren. Das ist ein Hinweis darauf, dass die Fruchtfarbe einerseits durch die Sichtverhältnisse der Vögel beeinträchtigt wird, andererseits aber auch abiotische Faktoren Einfluss auf die Farbzusammensetzung der Früchte haben[2] – also Faktoren, die unabhängig von der Beteiligung anderer Lebewesen sind.

Passend zu der Theorie, dass die Farben deutlich hervorstechen müssen, damit die Vögel die Früchte essen und verbreiten, ist auch, dass Chilis immer zuerst unauffällig grün sind und ihre Farbe erst dann wechseln, wenn die enthaltenen Samen keimfähig sind.[3]

Die Farben von Chilis werden durch sekundäre Pflanzenstoffe beeinflusst. So ist bekannt, dass Chlorophyll die grüne Färbung verursacht, Capsanthin und Capsorubin bringen die für Chilis typische rote Färbung mit sich. Gelb oder orange werden Chilis mit einem hohen Anteil an Lutein, Violaxanthin, Antheraxanthin und ß-Carotin.[4] Anthocyane sorgen für violette bis schwarze Farben. Weiß werden Chilis demzufolge nur, wenn keine färbenden Pflanzenstoffe enthalten sind.[5]

Ich kann leider nicht für jede der vielen tausend Chilisorten individuell sagen, wie der Reifeprozess genau abläuft. Da jedoch die meisten Chilis direkt von grün zur Zielfarbe abreifen, werde ich euch diesen Vorgang näher erläutern.

Alles beginnt mit dem Chlorophyll. Chlorophyll beschafft der Pflanze die für die Photosynthese nötige Energie, indem es die roten und die blauen Teile des Sonnenlichts absorbiert.[6] Grüne Strahlen werden wieder reflektiert. Das ist der Grund dafür, warum die meisten Blätter grün sind. Blätter, die nicht grün sind, enthalten noch andere färbende Stoffe, die das Grün des Chlorophylls überdecken.

Im Herbst baut sich das Chlorophyll in den Blättern ab, weswegen sie dann in allen möglichen anderen bunten Farben erscheinen. Zuvor hat das Chlorophyll mit seiner grünen Farbe nur alle anderen Farbpigmente überdeckt.[7]

Jede Frucht entsteht aus sogenannten Fruchtblättern. Bei denen handelt es sich ebenfalls um chlorophyllhaltige Blätter, nur sehen sie anders aus, da sie eine spezielle Funktion erfüllen. Wenn die Blätter sich zur Frucht umwandeln, enthält die Frucht dann entsprechend auch dieses Chlorophyll. Dadurch sind fast alle Früchte im unreifen Zustand grün gefärbt.

Sobald die Samen in der Frucht keimfähig sind, beginnt die Frucht mit dem Farbwechsel. Dazu bildet die Pflanze verstärkt das Hormon Ethen aus, um den Reifeprozess zu beschleunigen. Neben dem Farbwechsel führt das dazu, dass die Fruchtwände aufweichen und sich die Bitterstoffe reduzieren.[8] Die grüne Farbe entweicht durch die Umwandlung von Chlorophyll zu farblosen Antioxidantien. Genau wie bei den Blättern im Herbst kommen die verbleibenden Farbpigmente zum Vorschein.[9]

Die resultierende Farbe ergibt sich aus der Zusammensetzung der Konzentrationen aller Farbpigmente in den Früchten. So werden rote Chilis aufgrund einer hohen Konzentration von Capsanthin und Capsorubin rot und gelbe Früchte durch einen hohen Anteil gelber Farbpigmente gelb. Die farbgebenden Pflanzenstoffe zu den verschiedenen Farben habe ich ja bereits weiter oben aufgeführt. 

Der Grund, warum Chilis aber nun in den unterschiedlichsten Farben vorkommen, auch wenn es für die Sichtbarkeit durch Vögel ausreichen würde, wenn alle rot wären, liegt im Erbgut. Dieses wird in erster Linie durch die Gene der Elterngeneration beeinflusst, es kann aber auch durch äußere Faktoren verändert werden, sodass neue Mutationen entstehen.

Hier zwei Beispiele für Mutationen, die bereits wissenschaftlich untersucht wurden:

Capsanthin und Capsorubin werden mithilfe des Enzyms Capsanthin/Capsorubin-Synthase aus den gelben Pflanzenstoffen Antheraxanthin und Violaxanthin gebildet.[10] Das bedeutet, dass jeder rote Chili dieses Enzym benötigt, um die rote Farbe zu bilden. Aufgrund der gelben Zwischenprodukte beim Reifeprozess reifen einige rote Früchte über drei Farben von grün über gelb nach rot ab.

Bei gelben Früchten wird angenommen, dass die Erbinformation für die Bildung dieses Enzyms durch eine Nonsense-Mutation unterdrückt wird. Das heißt, dass eine Base im DNA-Strang ausgetauscht wurde und in der Folge die Erbgutinformationen nicht mehr weiter als bis zu dieser Stelle ausgelesen werden können. Dadurch kann die Umwandlung der gelben zu den roten Pflanzenstoffen nicht erfolgen.[11] Dieser Gendefekt wird rezessiv vererbt.[12]

Eine andere Mutation hat die These auf den Kopf gestellt, dass grüne Chilis immer unreif sind. Die Sorte 7 Pot Evergreen kann dadurch beispielweise als Gegenbeweis angeführt werden. Pflanzen, deren Früchte im reifen Zustand grün oder braun sind, können das Chlorophyll nicht vollständig abbauen. So vermischt sich die grüne Farbe mit den roten Farbpigmenten zu braun oder grün vermischt sich mit gelb zu einem anderen Grünton.[13]

Entsteht einmal eine Mutation durch äußere Einflüsse, wird sie ein Teil der Erbinformation, die die Pflanze an die nachfolgende Generation weitergeben kann. Natürlich entsteht nicht bei jedem Gendefekt gleich eine neue Chilisorte. Ab und an kommt das aber vor, wodurch wir uns heute an der riesigen Vielfalt erfreuen können.

Chilis treten in den unterschiedlichsten Farben auf. Jede Sorte hat auch ihren eigenen Geschmack. Wird dieser Geschmack durch die Farbe beeinflusst oder sind Farbe und Geschmack unabhängig voneinander?

Die bisher genannten färbenden Pflanzenstoffe gelten allesamt für sich genommen als geschmacksneutral. Die geschmacksgebenden Pflanzenstoffe werden separat zu den farbigen ausgebildet. Ob zwischen den Konzentrationen dieser Stoffe eventuell Zusammenhänge bestehen, konnte ich leider nicht herausfinden.

Die Farbe kann aber auch auf andere Weise im Zusammenhang mit dem Geschmack von Chilis oder allgemein von Früchten gebracht werden. Hierzu gibt es bereits deutliche Erkenntnisse aus der Lebensmittelindustrie, wobei auch hier die Forschung lange noch nicht abgeschlossen ist.

Kurz zusammengefasst isst das Auge mit. Wir können als Menschen bei unseren Wahrnehmungen auf Erfahrungswerte zurückgreifen. Der Zusammenhang zwischen Farbe und Geschmack fällt in den Bereich der Farbpsychologie. Wir verbinden mit roter Farbe einen süßlichen Geschmack, mit gelb bringen wir süße bis saure Aromen in Zusammenhang, wohingegen wir uns bei dunklen Früchten auf ein bitteres Aroma einstellen.

Wenn das auf euch nicht zutrifft, dann liegt das daran, dass ihr andere Erfahrungen als die meisten anderen mit beispielsweise roten Lebensmitteln gemacht habt. Jeder Mensch lernt diese Zusammenhänge für sich individuell aus seinen vorangegangenen Mahlzeiten, aber fügt dieses erlangte Wissen beim Essen unterbewusst mit in das Gesamtgeschmacksbild ein.

In der Lebensmittelindustrie wird bewusst auf die Farbpsychologie zurückgegriffen, um die Verkaufszahlen zu steigern. Experimente haben gezeigt, dass die Zugabe von geschmacksneutralen Farbstoffen den Geschmack eines Produkts verändern kann. Rot eingefärbter Joghurt schmeckt dann süßer als derselbe Joghurt ohne Farbstoffe. Es gibt noch viele weitere Möglichkeiten, sich die Farbpsychologie zunutze zu machen.[14]

Übertragen wir diese Erkenntnis auf Chilis, ist das auf jeden Fall ein Grund dafür, warum gelbe Chilis immer fruchtiger schmecken als rote, rote süßer als braune und lila und schwarze bitterer als alle anderen, obwohl zwei gleiche Chilis unterschiedlicher Farben trotzdem vom Grundsatz ziemlich ähnlich schmecken.

Ob hier am Ende auch tatsächlich eine wesentlich andere Zusammensetzung von Geschmacksaromastoffen enthalten ist, konnte ich wie bereits erwähnt leider nicht herausfinden – Solange wir uns über die Farben manipulieren lassen, kann uns die genaue Zusammensetzung aber auch egal sein 🙂

 

Quellen

[1] SPIEGEL Wissenschaft (2010): Vögel sehen Farben besser als Menschen

[2] Kim Valenta et al. (2018): The evolotion of fruit colour: phylogeny, abiotic factors and the role of mutualists

[3] Peter Drache (2019): Chilis ernten

[4] Andy Brunning (2016): The Chemistry of Bell Peppers – Colour and Aroma

[5] Kristin Wunderlich (2021): Nach Farben essen: Von Gelb bis Violett

[6] Christian Lüttmann (2017): Die Lichtwandler – Wie Pflanzen durch Fotosynthese das Leben auf der Erde ermöglichen

[7] Juliette Irmer (2017): Warum färben sich die Blätter im Herbst?

[8] Dr. Christoph Reisdorff (2008): Warum sind Tomaten erst grün und werden dann rot?

[9] Bernhard Kräutler et al. (2007): Farblose tetrapyrrolische Chlorophyll-Kataboliten in reifen Früchten sind wirksame Antioxidantien

[10] Ya-Qin Lang et al. (2004): Orange Fruit Color in Capsicum due to Deletion of Capsanthin-capsorubin Synthesis Gene

[11] Sun-Hwa Ha et al. (2007): A comparison of the carotenoid accumulation in Capsicum varieties that show different ripening colours: deletion of the capsanthin-capsorubin synthase gene is not a prerequisite for the formation of a yellow pepper

[12] Zheng Li et al. (2013): A further Analysis of the Relationship between Yellow Ripe-Fruit Color and the Capsanthin-Capsorubin Synthase Gene in Pepper (Capsicum sp.) Indicated a New Mutant Variant in C. annuum and a Tandem Repeat Structure in Promoter Region

[13] Yelena Borovski, Ilan Paran (2008): Chlorophyll breakdown during pepper fruit ripening in the chlorophyll retainer mutation is impaired at the homolog of the senescence-inducible stay-green gene

[14] Lisa Dittrich (2021): Farbpsychologie: Darum setzen Food Blogger auf möglichst bunte Gerichte