Klimawandel und Tee-Chemie

Dieser Blog-Beitrag wurde vom Gast verfasst Jimmy Burridge, PhD in Pflanzenwissenschaften und Tee-Liebhaber, mit einem wachsenden Interesse an der Schnittstelle von Tee-Agronomie, Chemie und Terroir (Sie können ihn für die verwirrenden wissenschaftlichen Teile verantwortlich machen!).

Der Klimawandel kann den einzigartigen Geschmack oder das Terroir eines Tees von einem bestimmten Ort aus beeinflussen [1]. Dies liegt daran, dass das Aroma- und Geschmacksprofil eines Tees aus ein paar Dutzend verschiedenen Verbindungen resultiert, die die Teepflanze als Reaktion auf Umweltbedingungen herstellt [2] [3]. Änderungen der maximalen und minimalen Temperatur, des Temperaturmusters im Laufe eines Tages oder eines Jahres, der Menge und Verteilung des Regens sowie Änderungen des Unkraut- oder Insektendrucks können das empfindliche Gleichgewicht von Sekundärmetaboliten, Phenolverbindungen und Chlorophyllgehalt beeinflussen, die a ergeben feiner Tee sein charakteristisches Gleichgewicht von Umami und Adstringenz. Nebel und Wolken bedecken den Tee vor intensivem Sonnenlicht, was sich auf das Gleichgewicht der schützenden Chemikalien auswirkt, mit denen sich die Teepflanze selbst schützt, und zu subtilen Geschmacks- und Aromaveränderungen führen kann.

A Im vorherigen Beitrag wurde erwähnt, wie Teebauern in Uji den Klimawandel beobachten und darauf reagieren durch Ändern einiger ihrer Schattierungspraktiken. Viele Biobauern mögen Ayumi Bauernhöfe (Cyittorattu) Strohmulche oder Abfälle aus Sojasauce, Sake oder Miso-Verarbeitung auf ihre Felder auftragen. Diese Eingaben erhöhen den Kohlenstoffgehalt des Bodens und verbessern die Fähigkeit des Bodens, Temperatur- und Niederschlagsschwankungen zu puffern. Vor kurzem, Wir haben eine Farm (Tarui Farms in der Präfektur Shizuoka) ins Rampenlicht gerückt, auf der eine Ziege zur Unkrautbekämpfung eingesetzt wird. Heute werden wir über einige Details sprechen, wie Umweltbedingungen das beeinflussen können, was Teewissenschaftler die "funktionale Qualität" von Tee nennen.

Der Wazuka-Teebauer Nishiyama-san inspiziert sein Teefeld in den Hügeln von Wazuka Village, Präfektur Kyoto. Foto von Jimmy Burridge. 

Bisher waren die Auswirkungen des Klimawandels für viele Teebauern in Japan nicht so schwerwiegend wie in Ländern wie Indien, wo die Temperaturen hoch genug werden können, um die Teepflanze buchstäblich zu beschädigen. Einige japanische Landwirte sehen tatsächlich positive Auswirkungen in Bezug auf eine längere Vegetationsperiode und ein größeres Gesamtvolumen an geerntetem Tee. Es kann jedoch einen Kompromiss zwischen Qualität und Quantität geben. Erstens gibt es Hinweise auf einen einfachen Verdünnungseffekt, was bedeutet, dass der produzierte Tee bei übermäßig kräftigem Wachstum einen weniger ausgeprägten Geschmack aufweist, da relativ weniger Sekundärmetaboliten mit guten Aromen wie Theanin, Catechin und Methylxanthin verbunden sind [4].Dies könnte ein Grund dafür sein, dass Tee aus biologischem Anbau, der normalerweise weniger verfügbare Bodennährstoffe enthält und tendenziell langsamer wächst, einen besseren Geschmack haben kann.

Jimmy hilft den Wazuka-Teebauern bei ihrer Herbsternte. Foto von Moé Kishida. 

Es gibt auch Bedingungen, die zu veränderten Verhältnissen von Chemikalien, insbesondere Polyphenolen und Aminosäuren, in den Teeblättern führen, die den Geschmack, das Aroma und die „funktionelle Qualität“ des Tees negativ beeinflussen können [5]. Im weitesten Sinne bestimmt das Verhältnis von Aminosäuren, hauptsächlich L-Theanin, zu Polyphenolen den Geschmack und die Qualität. L-Theanin ist eine Art Aminosäure, die dem Tee den Umami-Geschmack verleiht. Es kommt in der Regel in höheren Mengen in schattierten und ersten Flush-Tees vor. L-Theanin wird auf natürliche Weise in verschiedene Arten von Polyphenolen und Catechinen umgewandelt, insbesondere bei höheren Temperaturen und mit mehr Sonnenlicht. Catechine tragen die wichtigen Shibumi- (Adstringenz) und antioxidativen Eigenschaften des Tees bei. 

Viele der Verbindungen, die wir mit überlegener Qualität assoziieren, sind tatsächlich Sekundärmetaboliten, dh Chemikalien, die die Pflanze produziert, um sich vor unterschiedlichen Umweltbedingungen zu schützen. Wenn beispielsweise ein Teebusch mehr Käfer als normal fressende Blätter wahrnimmt, kann dies die Produktion einer bestimmten Verbindung erhöhen, um sich weniger schmackhaft zu machen. Dies kann dem Menschen einen wünschenswerten Geschmack verleihen, und einige Landwirte begrüßen einen gewissen Schädlingsdruck, aber alles, was darüber hinausgeht, kann schädlich sein!

In ähnlicher Weise kann eine bestimmte Menge an kaltem Wetter gut für den Geschmack sein, teilweise aufgrund langsamerer Wachstumsraten. Wenn Sie jemals bemerkt haben, wie gut Grünkohl oder Salat nach einem Frost schmecken, dann haben Sie verstanden, wie sich die Temperatur auf die Pflanzenchemie auswirkt. Der Geschmack von einheimischen Tomaten oder Käse von Bergkühen ist ein weiteres Beispiel dafür, wie die Umwelt den Geschmack beeinflussen kann.

Die komplexe Chemie der Photosynthese, bei der die Pflanze die Energie der Sonne nutzt, um ein Wassermolekül zu spalten und Kohlendioxid in einen basischen Zucker umzuwandeln, hängt stark von der Temperatur der Zellmembran ab, die sehr temperaturempfindlich ist. Hohe Temperaturen führen dazu, dass die Pflanze eine andere Klasse von Chemikalien produziert, um sich vor Beschädigungen zu schützen. Dies kann wiederum das Aroma und den Geschmack beeinträchtigen. Aus diesem Grund hat die Höhe, in der Tee angebaut wird, die mit der Temperatur zusammenhängt, einen starken Einfluss auf das Verhältnis von Polyphenolen zu Aminosäuren, das eine wichtige Bestimmung des Geschmacks darstellt. Sogar das Verhältnis einzelner Catechine, einer Klasse von Polyphenolen, zum Gesamtpolyphenolgehalt wird von der Höhe beeinflusst und beeinflusst den Geschmack [6].

 Abbildung 2. Einfaches Schema, das zeigt, wie hohe Temperaturen und Sonneneinstrahlung zu mehr führen Theanin (links) wird in Katechine umgewandelt (rechts). Theanin ist verantwortlich für den Umami-Geschmack und Catechine für die Adstringenz. Wie Anteile einzelner Catechine auf Temperatur und Sonnenlicht reagieren, ist unvollständig verstanden, ebenso wie die Auswirkungen dieser Veränderungen auf Geschmack und Aroma.

Vielleicht aufgrund der negativen Auswirkungen hoher Temperaturen auf die Teequalität entwickelt Indien Agroforst-Tee-Produktionssysteme, um die Teepflanzen zu beschatten und ein Mikroklima unter begleitenden Bäumen zu schaffen, von denen einige stickstofffixierend sind [7]. Einige der traditionellsten Teeproduktionssysteme in China umfassen auch Agroforstsysteme, bei denen größere Teebüsche unter einem schützenden Baumdach wachsen [8]. Diese Arten von Büschen produzieren hochwertigen Tee, müssen jedoch von Hand geerntet werden. Dies unterstreicht die Herausforderung, wie auf den Klimawandel so reagiert werden kann, dass Tee von höchster Qualität gewährleistet wird, der Tee jedoch nicht zu teuer wird.

Japanische Teebauern untersuchen Optionen mit Methoden des ökologischen Landbaus und Schattierungen, die günstige Mikroumgebungen für die Blätter von Teebüschen und für ihre Wurzelsysteme schaffen [9]. Teebauern müssen möglicherweise auch mit neuen Sorten von Teebüschen experimentieren. Die Zukunft des hochwertigen Teeanbaus scheint einige Herausforderungen zu haben, aber die Gemeinschaft der japanischen Teebauern hat gezeigt, dass sie traditionelle Methoden kreativ in moderne Werkzeuge integrieren kann. Wir hoffen, dass sie weiter experimentieren und hervorragenden Tee produzieren, den der Rest von uns genießen kann!

Referenzen

1. F. Ashardiono, "Schutz japanischer Teebauern vor den verheerenden Auswirkungen des Klimawandels: Ein auf Terroir basierender Ökosystemansatz für die ländliche Entwicklung" J. Asien-Japan-Res. Inst. Ritsumeikan Univ.vol. 1, S. 29–43, 2019.
2. T. Sasaki, E. Koshi, H. Take, T. Michihata, M. Maruya und T. Enomoto, "Charakterisierung von Geruchsstoffen in geröstetem Stammtee mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie und Gaschromatographie-Olfaktometrie-Analyse". Lebensmittelchem.vol. 220, S. 177–183, 2017, doi: 10.1016 / j.foodchem.2016.09.208.
3. JE Lee et al."Metabolomische Enthüllung einer Vielzahl von Metaboliten von grünem Tee (Camellia sinensis), abhängig von der Geographie" Lebensmittelchem.vol. 174, S. 452–459, 2015, doi: 10.1016 / j.foodchem.2014.11.086.
4. S. Ahmed et al."Die Auswirkungen extremer Klimaereignisse auf die Funktionsqualität von Tee (Camellia sinensis) bestätigen das Wissen und die sensorischen Vorlieben der einheimischen Landwirte im tropischen China." PLoS Onevol. 9, nein. 10, 2014, doi: 10.1371 / journal.pone.0109126.
5. S. Ahmed et al."Auswirkungen der Wasserverfügbarkeit und des Schädlingsdrucks auf das Wachstum und die funktionelle Qualität von Tee (Camellia sinensis)" AoB Pflanzenvol. 6, S. 1–9, 2014, doi: 10.1093 / aobpla / plt054.
6. WY Han et al."Höheneffekte auf die Qualität von grünem Tee in Ostchina: eine Perspektive des Klimawandels" EUR. Food Res. Technol.vol. 243, nein. 2, S. 323–330, 2017, doi: 10.1007 / s00217-016-2746-5.
7. EM Biggs, N. Gupta, SD Saikia und JMA Duncan, "Die Teelandschaft von Assam: Multi-Stakeholder-Einblicke in nachhaltige Lebensgrundlagen in einem sich ändernden Klima." Environ. Sci. Politikvol. 82, nein. Dezember 2017, S. 9–18, 2018, doi: 10.1016 / j.envsci.2018.01.003.
8. S. Ahmed et al."Biodiversität und phytochemische Qualität in einheimischen und staatlich unterstützten Teemanagementsystemen in Yunnan, China" Conserv. Lette.vol. 6, nein. 1, S. 28–36, 2013, doi: 10.1111 / j.1755-263X.2012.00269.x.
9. F. Ashardiono und M. Cassim, "Anpassung an den Klimawandel für die Agrarforstwirtschaft: Herausforderungen für die Nachhaltigkeit beim Anbau von Uji-Tee", Umgebung von Procedia. Wissenschaftvol. 20, S. 823–831, 2014, doi: 10.1016 / j.proenv.2014.03.100.