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Einfluß von LED Licht auf den Geschmack von Gemüse und Früchten

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Geschmack ist alles

Beim Tomatenanbau ist der Geschmack und das Aroma der Frucht von hoher Bedeutung. Wissenschaftlichte Studien haben ergeben, daß Tomaten, die mittels LED Licht aufgezogen wurden, sehr gut schmecken. Aufgrund der höheren Lichtintensität, die mittels LED Lampen möglich ist, ergeben sich gute Rahmenbedingungen den Geschmack zu verbessern. Über die Jahre hinweg haben wir festgestellt, daß Konsumenten – und damit Lebensmitteleinzelhändler und Produzenten – den Geschmack und das Aroma als wichtige Merkmale einstufen. Die Auswahl der Anbausorte spielt hierbei natürlich eine wichtige Rolle, aber die Wachstumsbedingungen, die widerum die Geschmacksentwicklung beeinflussen, sind ebenso von Belang. Aus diesem Grunde wurde eine Studie durchgeführt, die den Einfluß von LED Licht auf das Tomatenaroma analysiert. Es galt hierbei zwei Hypothesen zu untersuchen:

  • Erstens: Sind Tomaten, die mittels LED Licht aufgezogen wurden, genauso gutschmeckend wie Tomaten, die mittels HPS Lampen beleuchtet wurden?
  • Zweitens: Kann eine LED Beleuchtung dazu beitragen, den Geschmack von Tomaten zu verbessern?

Die Wahl des richtigen Lichtspektrums

Es gibt mehrere Lichtwellenbereiche, die eine förderliche Wirkung auf den Tomatengeschmack haben. Blaulicht hat sich als vorteilhaft erwiesen. Bei mehreren Pflanzen hat man festgestellt, daß erhöhte Blaulichtanteile sich positiv auf den Geschmack und den Geruch der Pflanzen auswirken. Ein anderes nützliches Lichtspektrum ist Dunkelrot, von dem auch bekannt ist, den Geschmack von Früchten zu verbessern. Jedoch kann Dunkelrot ungewünschte Nebenwirkungen, wie z.B. verstärktes Stilwachstum, verursachen. Es ist auch bekannt, daß Blaulicht das Gegenteil hiervon ist und die Stillänge reduziert. Mit einer Kombination von Blau- und Dunkelrotlicht kann man vielleicht die goldene Mitte treffen und eine Ausdehnung der Pflanze vermeiden.
Innerhalb der ersten Versuchsreihe wurden 4 verschiedene Lichtspektren eingesetzt:

  • Kontrollspektrum: Rot, Blau- und Hellblaulicht, welches für Tomaten geeignet ist und den Lichtstandard darstellt.
  • Der o.a. Lichtstandard und zusätzlich Dunkelrot.
  • Ein hochblaues Lichtspektrum, wo Rotlicht mit Blaulicht substituiert wurde.
  • Ein hochblaues und dunkelrotes Lichtspektrum, wo zusätzliches blaues und dunkelrotes Licht hinzugefügt wurde.

Die Wahl der Tomatensorten

Es wurden folgende 2 Tomatensorten innerhalb des Versuches verwendet:

  • Piccolo und
  • De Ruiter 564 Sorte.

Es handelt sich hierbei jeweils um Kirschtomaten; beide ertragen die gleichen klimatischen Bedingungen, sind von vergleichbarer Größe und sind auch aufgrund ihres guten Geschmackes bekannt. Sie unterscheiden sich jedoch erheblich in ihrer genetischen Substanz.

Aufbau und Durchführung des Versuches

Der Versuch fand in einem Gewächshaus mit installiertem LED Beleuchtungssystem statt. Die eingesetzte PAR Intensität betrug 210 µmol m-2 s-1, wobei 135 µmol m-2 s-1 auf eine Lampeninstallation ausschließlich oberhalb der Blattkrone („top lighting”) entfielen und 75 µmol m-2 s-1 auf eine Beleuchtungsanordnung innerhalb der Blattkrone („inter lighting“).

Die Versuchsfläche war ungefähr 110 m2 groß.

Beurteilung des Geschmackes

Der Geschmack der Tomaten wurde auf zweifache Weise gemessen: Zunächst wurde ein Geschmacksgremium gebildet. Dieses wurde insgesamt 4 mal konsultiert. Außerdem kam ein Tomaten-Geschmacksmodell zum Einsatz. Innerhalb dieses Modells wurden folgende Parameter berücksichtigt: Zucker, Säure, Bißfestigkeit, Saftigkeit und Tomatengewicht. Diese Parameter wurden von Sensoren gemessen, es wurde also nichts verköstigt. Der Vorteil dieses Modells ist die beständige Vergleichbarkeit der Messungen, während die Geschmacksbeurteilung des Gremiums von Tag zu Tag verschieden sein kann.

Da beide Tomatensorten auf dieselbe Weise auf das Lichtspektrum reagierten, werden wir uns im folgenden nur auf die Piccolo Sorte beschränken. Lassen Sie uns zunächst die Ergebnisse des Tomaten-Geschmacksmodells näher anschauen. Die Skala dieses Modells reicht von 0 zu 100; je höher der Wert, desto besser der Geschmack. Abbildung 1 verdeutlicht, daß alle 4 Lichtspektren in der Tat vergleichbare Werte ergaben, was bedeutet, daß die 3 Versuchs-Lichtspektren nicht von dem Kontrollspektrum abwichen; alle 4 Lichtspektren führten zu Tomaten mit sehr gutem Geschmack. Der erste Einsatz des Geschmacksgremiums bestätigte dies auch: Signifikante Geschmacksunterschiede zwischen den Versuchs-Lichtspektren waren nicht festzustellen.

Abbildung 1: Die 4 Lichtspektren erzielten vergleichbare Ergebnisse innerhalb des Tomaten-Geschmacksmodells

Ein Geschmacksvergleich mit kommerziellen Standards

Insgesamt betrachtet war der Geschmack der Tomaten sehr gut. Dies machte uns neugierig herauszufinden, wie ein Vergleich unserer Versuchstomaten mit kommerziell angebauten Tomaten ausfallen würde. Aus diesem Grunde führten wir 3 weitere Geschmacksgremium-Tests durch, welche unsere Versuchstomaten – die unter LED Licht aufwuchsen – mit 2 kommerziell – unter HPS Licht aufgezogenen – Picolloproben verglichen. Die Skala lief wiederum von 0 bis 100; je höher der Wert, desto besser der Geschmack. Die Ergebnisse sind in Abbildung 2 widergegeben.

Abbildung 2: Die Ergebnisse der 3 Geschmacksgremium-Tests zeigen, daß der Geschmack zwischen den Versuchstomaten und kommerziell angebauten Tomaten ähnlich ist.

Ergebnis Geschmacksvergleich

Als Resultat läßt sich festhalten, daß alle 4 Lichtspektren ähnliche Geschmacksergebnisse ergaben und daß diese Ergebnisse mit den 2 kommerziell angebauten Tomatenproben vergleichbar waren. Auch wenn die erste kommerzielle Probe einen höheren durchschnittlichen Wert erzielte, so war der Geschmack immer noch vergleichbar mit dem Geschmack der Versuchstomaten. Dies lag an der breiten Streuung innerhalb der Spektren Ergebnisse.

Um die Ergebnisse dieser Abbildung korrekt zu bewerten, müssen wir uns an unseren Versuchsaufbau erinnern: Wir benutzten ein Gewächshaus mit 2 Tomatensorten und 4 verschiedenen Lichtspektren. Damit alle Pflanzen wachsen und gedeihen können, mußte das Gewächshausklima die Kombinationen aus Lichtspektrum und derjenigen Tomatensorte, die sich am weitesten in der generativen Wachstumsphase befand, berücksichtigen. Das bedeutet, daß das Klima tatsächlich ein bißchen zu vegetativ für die 7 anderen Konstellationen war. In unserem Versuch befand sich die De Ruiter 564 Sorte stärker in der generativen Phase als die Piccolo Sorte. Das bedeutet, daß die Piccolo Pflanzen ständig unter stärkeren vegetativen Bedingungen aufgezogen wurden als im Idealzustand. Da das Wachstum in der Fortpflanzungsphase einen großen Einfluß auf die Geschmacksbildung hat, glauben wir, daß das Geschmackspotential der Piccolo Tomaten unter LED Beleuchtung höher war, als wir in Abbildung 2 sehen können.

Um die Erkenntnisse dieses Lichtspektrumversuches also zusammenzufassen: Der Geschmack war gut und kein Lichtspektrum führte zu einem besseren Geschmack als das Kontrollspektrum, was dem Standard-Tomatenanbaulicht aus Rot, Blau- und Hellblaulicht entspricht. Wir haben ebenso herausgefunden, daß der Geschmack der Versuchstomaten vergleichbar mit dem Geschmack der kommerziell angebauten Tomaten war. Und wir glauben, daß das tatsächliche Geschmackspotential sogar noch höher war.

HPS versus LED aus Sicht der Geschmacksförderung

Unser Forschungsprojekt befaßte sich auch mit einem Vergleich von HPS und LED Licht bezüglich der Geschmacksbildung. In einem Versuch verglichen wir HPS Beleuchtung mit LED Beleuchtung. Die verwendete Tomatensorte war Xandor, die nicht sehr für ihren Geschmack bekannt ist. Sie können die Ergebnisse dieses Versuches in Abbildung 3 einsehen.

Abbildung 3: Der Brix-Wert der LED Beleuchtung ist vergleichbar mit dem Wert der HPS Beleuchtung.

Mittels diesen Ergebnissen kann man die Folgerung treffen, daß beide Beleuchtungsarten (HPS und LED) Tomaten mit ähnlichen Brix Werten zur Folge hatten, also daß der Zuckerwert pro Tomate derselbe ist. Wenn man sich jedoch die Ertragswerte dieses Versuches anschaut, dann stellt man fest, daß die LED Beleuchtung einen 5% höheren Produktionsertrag als die HPS Beleuchtung erreichte.

In einem zweiten Versuch verglichen wir ein hybrides Beleuchtungssystem mit einem mono LED System. Das hybride System bestand aus 90 µmol m-2 s-1 HPS Lampen und 90 µmol m-2 s-1 LED Leuchten und das mono-LED System hatte 180 µmol m-2 s-1. Die Kirschtomatensorte wurde in dem gleichen Gewächshaus mit dem gleichen Klima angebaut. Abbildung 4 verdeutlicht, daß der Brix-Wert ein weiteres Mal für beide Versuchsvarianten vergleichbar war.

Abbildung 4: Der Brix-Wert der Versuchstomaten ist für das hybride HPS / LED als auch das mono LED Beleuchtungssystem vergleichbar.

Diese zwei Versuchsreihen verdeutlichen, daß bei gleichem vorherrschenden Klima ein mono LED Beleuchtungssystem den Tomaten genauso viel Geschmack verleiht wie ein HPS Beleuchtungssystem.

Anpasssung von Wachstumsfaktoren aus Sicht der Geschmacksförderung

Die beschriebenen Versuche haben gezeigt, daß LED Licht für die Geschmacksbildung genauso geeignet ist wie HPS Licht. Und auch wenn die Beleuchtung vielleicht nicht der einzige entscheidende Faktor innerhalb des Geschmacksbildungsprozesses ist, so fördert eine höhere Lichtintensität die pflanzliche Assimilation, welche gute Voraussetzungen für eine Geschmacksverbesserung liefert. Wegen der geringen emittierten Wärmestrahlung ermöglichen LED Lampen mehr Lichtstunden und höhere Lichtintensitäten. Aus diesem Grunde bieten LED Lampen in der Tat mehr Geschmackbildungsmöglichkeiten als herkömmliche HPS Lampen. Im Zusammenhang mit der Tatsache, daß LED Lampen einen höheren Pflanzenertrag ermöglichen, ist der Einsatz von LED Wachstumsleuchten innerhalb des Tomatenanbaus beeindruckend.

Zusammenfassend läßt sich festhalten, daß LED Wachstumslampen in Verbindung mit einem für Tomaten optimierten Lichtspektrum und einem geeigneten Gewächshausklima den Anbau von gutschmeckenden Tomaten fördern.

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