In einer neuen Studie haben Forscher der Northwestern University gezeigt, dass das Aufbrühen von Tee auf natürliche Weise Schwermetalle wie Blei und Cadmium adsorbiert – und so gefährliche Schadstoffe effektiv aus Getränken filtert. Der Grund: Schwermetallionen haften an der Oberfläche der Teeblätter oder werden dort adsorbiert, wo sie eingeschlossen bleiben, bis der gebrauchte Teebeutel entsorgt wird.

Die Studie wird am Dienstag (25. Februar) in der Zeitschrift ACS Food Science & Technology veröffentlicht.

“Wir schlagen nicht vor, dass jeder anfängt, Teeblätter als Wasserfilter zu verwenden”, sagte der leitende Autor der Studie, Vinayak Dravid von Northwestern.  „Unser Ziel bei dieser Studie war es, die Fähigkeit von Tee zu messen, Schwermetalle zu adsorbieren. Indem wir diesen Effekt quantifizieren, unterstreicht unsere Arbeit das unerkannte Potenzial des Teekonsums, passiv zur Verringerung der Schwermetallbelastung der Bevölkerung weltweit beizutragen.“

„Ich bin mir nicht sicher, ob Teeblätter als Material etwas besonders Bemerkenswertes sind“, sagte Benjamin Shindel, der Erstautor der Studie. „Sie haben eine große aktive Oberfläche, was für ein Adsorptionsmaterial eine nützliche Eigenschaft ist und dafür sorgt, dass Teeblätter schnell Geschmacksstoffe ins Wasser abgeben. Das Besondere ist jedoch,  dass Tee zufällig das am meisten konsumierte Getränk der Welt ist. Man könnte alle möglichen Materialien zerkleinern, um einen ähnlichen metalllösenden Effekt zu erzielen, aber das wäre nicht unbedingt praktisch. Bei Tee müssen die Leute nichts weiter tun. Sie geben die Blätter einfach ins Wasser und lassen sie ziehen, und sie entfernen auf natürliche Weise Metalle.“

Für die Studie untersuchte das Northwestern-Team, wie sich unterschiedliche Teesorten, Teebeutel und Aufbrühmethoden auf die Aufnahme von Schwermetallen auswirken. Zu den getesteten Sorten gehörten „eche“ Teesorten wie Schwarztee, Grüntee, Oolong-Tee und Weißtee sowie Kamillentee und Rooibos-Tee. Sie untersuchten auch die Unterschiede zwischen losem und handelsüblichem Teebeutel.

Die Forscher stellten Wasserlösungen mit bekannten Mengen an Blei und anderen Metallen (Chrom, Kupfer, Zink und Cadmium) her und erhitzten die Lösungen dann bis knapp unter die Siedetemperatur. Anschließend gaben sie die Teeblätter hinzu, die für verschiedene Zeitintervalle – von wenigen Sekunden bis hin zu 24 Stunden – zogen.

Nach dem Ziehen maß das Team, wie viel Metall im Wasser verblieben war. Durch den Vergleich der Metallwerte vor und nach der Zugabe der Teeblätter konnten sie berechnen, wie viel tatsächlich entfernt wurde.

Zellulosebeutel funktionieren am besten – und setzen kein Mikroplastik frei

Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Sorptionsmaterial ist eine große Oberfläche. Ähnlich wie ein Magnet an einer Kühlschranktür haftet, haften Metallionen an der Oberfläche eines Materials. Je mehr Fläche also den Partikeln zum Anhaften bleibt, desto besser. Shindel geht davon aus, dass Zellulose, ein biologisch abbaubares Naturmaterial aus Holzzellstoff, eine größere Oberfläche – und damit mehr Bindungsstellen – hat als glattere synthetische Materialien.

„Die Baumwoll- und Nylonbeutel entfernen praktisch keine Schwermetalle aus dem Wasser“, sagte Shindel. „Teebeutel aus Nylon sind bereits problematisch, weil sie Mikroplastik freisetzen, aber die meisten der heute verwendeten Teebeutel werden aus natürlichen Materialien wie Zellulose hergestellt. Diese geben zwar Mikropartikel aus Zellulose ab, aber das sind nur Ballaststoffe, die unser Körper verarbeiten kann.“

Längere Ziehzeit, weniger Metalle

Beim Vergleich verschiedener Teesorten stellten die Forscher fest, dass Teesorte und Mahlgrad bei der Aufnahme von Schadstoffen nur eine geringe Rolle spielten. Fein gemahlene Teeblätter, insbesondere schwarze Teeblätter, absorbierten etwas mehr Metallionen als ganze Blätter. Auch hier führten die Forscher dies auf die Oberfläche zurück.

„Wenn Teeblätter zu schwarzem Tee verarbeitet werden, schrumpeln sie und ihre Poren öffnen sich“, erklärt Shindel. „Diese Falten und Poren vergrößern die Oberfläche. Das Zermahlen der Blätter vergrößert ebenfalls die Oberfläche und bietet noch mehr Kapazität für die Bindung.“

Bei allen Experimenten stach ein Faktor besonders hervor. Die Ziehzeit spielte die wichtigste Rolle bei der Fähigkeit der Teeblätter, Metallionen zu adsorbieren. Je länger die Ziehzeit, desto mehr Verunreinigungen wurden adsorbiert.

„Jeder Tee, der länger zieht oder eine größere Oberfläche hat, bindet effektiv mehr Schwermetalle“, sagte Shindel. „Manche Leute lassen ihren Tee nur ein paar Sekunden ziehen und erreichen damit keine große Wirkung. Wenn man den Tee jedoch länger oder sogar über Nacht ziehen lässt – wie bei Eistee –, gewinnt man den Großteil des Metalls oder vielleicht sogar fast das gesamte Metall aus dem Wasser zurück.“

Die Studie “Brewing clean water: The metal-remediating benefits of tea preparation” wurde teilweise vom U.S. Department of Energy und dem Paula M. Trienens Institute for Sustainability and Energy unterstützt. Dravid ist Direktor für globale Initiativen am International Institute for Nanotechnology, Gründungsdirektor des Northwestern University Atomic and Nanoscale Characterization Experimental (NUANCE) Center, Gründungsdirektor des Soft and Hybrid Nanotechnology Experimental (SHyNE) Resource, Mitglied des Chemistry of Life Processes Institute und Fakultätsmitglied des Trienens Institute.

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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