Untersuchung des Einflusses kalter Temperaturen auf genetisch unterschiedliche Grünkohlsorten

Grünkohl gilt unter anderem aufgrund seines hohen Gehalts an sekundären Pflanzenstoffen als besonders gesund, darunter die Glucosinolate, die dem Gemüse seinen typischen Kohlgeschmack verleihen. Forscher aus Oldenburg und Bremen haben nun herausgefunden, dass die genaue Zusammensetzung dieser Stoffe, auch Senfölglykoside genannt, von Umweltfaktoren – insbesondere der Temperatur – sowie genetischen Faktoren abhängt.

Das hat das Forschungsteam um Dr. Christoph Hahn und Professor Dr. Dirk Albach, beide von der Universität Oldenburg, nun herausgefunden veröffentlicht die Ergebnisse ihrer Studie in der Zeitschrift Gartenbau. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei einigen Grünkohlsorten die Konzentration der Glucosinolate bei kalten Temperaturen zunimmt, während sie bei anderen abnimmt. „Um Pflanzen mit einem verbesserten Nährwert zu erhalten, ist die Berücksichtigung sowohl der Temperatur als auch der Sortenwahl entscheidend“, sagt Hahn.

In einer früheren Studie hatten die Biologen bereits nachgewiesen, dass die rund 150 weltweit existierenden Grünkohlsorten mehreren genetisch unterschiedlichen Gruppen zugeordnet werden können, die sich auch in Aussehen, Geschmack, Farbe und Zusammensetzung unterscheiden. Eine Gruppe umfasst Grünkohlsorten mit krausen Blättern, wie sie typischerweise in Norddeutschland angebaut werden.

Eine weitere Gruppe besteht aus italienischen Sorten mit milderem Geschmack und länglichen, dunklen Blättern, die als „Lacinato-Grünkohl“, „Palmkohl“ oder „Schwarzkohl“ bekannt sind. Eine dritte Gruppe besteht aus Sorten mit breiten, glatten Blättern, die häufig in den Vereinigten Staaten angebaut werden und eher der Wildform oder dem „Wildtyp“-Kohl ähneln.

Chemischer Schutz vor Raupen und Schnecken

In der aktuellen Studie untersuchte Hahns Team den Einfluss kalter Temperaturen auf die Glucosinolatzusammensetzung in Grünkohlblättern. Beim Zerkleinern der Blätter werden die darin enthaltenen Stoffe in Senföle (Isothiocyanate) umgewandelt, die das Gemüse vor Fressfeinden wie Raupen und Schnecken schützen.

Diese Stoffe sind auch für den charakteristischen, teilweise bitteren und scharfen Geschmack des Gemüses verantwortlich. Der Glucosinolatgehalt ist bei Grünkohl vom Wildtyp besonders hoch und bei Lacinato-Sorten tendenziell deutlich niedriger.

Für ihre Studie wählten die Forscher die drei Sorten „Frostara“, „Palmizio“ und „Helgoländer“ aus, die den Gruppen Grünkohl, Lacinato-Grünkohl und Wildkohl zugeordnet werden können. Sie züchteten 45 Exemplare jeder Sorte in einer Klimakammer der Universität und setzten die erwachsenen Pflanzen eine Woche lang Temperaturen von 2 °C aus.

Analysen der Glucosinolatspiegel und -zusammensetzung wurden bei warmen Temperaturen, nach 12 Stunden Kälteexposition und nach sieben Tagen Kälteexposition durchgeführt. Die Konzentrationen von sieben verschiedenen Glucosinolaten wurden zu allen drei Zeitpunkten mit einem Massenspektrometer gemessen.

Lacinato-Grünkohl produziert bei niedrigen Temperaturen mehr Glucosinolate

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass der Gesamtglucosinolatspiegel bei niedrigen Temperaturen sowohl in den Grünkohl- als auch in den Lacinato-Proben anstieg, bei der Wildart jedoch abnahm. Dies kam für das Team überraschend. „Aufgrund unserer bisherigen Experimente hätten wir nicht erwartet, dass der Lacinato-Grünkohl genauso reagiert wie die Kraussorte, da er an unterschiedliche klimatische Bedingungen angepasst ist“, sagt Hahn.

Wie sich diese Ergebnisse auf den Geschmack von Grünkohl auswirken, wurde in der Studie nicht untersucht. „Für den Geschmack sind nicht nur die Glucosinolate, sondern auch der Zuckergehalt entscheidend“, erklärt Hahn. Der Biologe zeigte bereits in einer 2020 veröffentlichten Studie, dass der Gehalt an Zuckerverbindungen in Grünkohlblättern auch bei niedrigen Temperaturen ansteigt – allerdings nicht nur bei Minusgraden, wie oft angenommen, sondern auch bei Temperaturen im einstelligen Bereich über dem Nullpunkt Reichweite.