Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie | Leibniz Institut

Programmbereich IWorking Group I

Programmbereich I. Struktur und Funktion niedermolekularer Lebensmittelinhaltsstoffe (Genusswert)

Leitung: Priv.-Doz. Dr. Martin Steinhaus (bis September 2016: Prof. Dr. Peter Schieberle)

Forschung:

Aktuelle Arbeiten der Arbeitsgruppe befassen sich schwerpunktmäßig mit der Identifizierung der in Lebensmitteln und Lebensmittelrohstoffen vorhandenen geruchsaktiven Verbindungen und deren Veränderungen auf dem Weg vom Rohstoff zum Verbraucher.

Substanzen, die mit dem Geruchssinn wahrgenommen werden, sind mit die wichtigsten Qualitätsparameter in Lebensmitteln und für deren Genusswert von entscheidender Bedeutung. Der Geruchssinn – und nicht etwa der auf der Zunge lokalisierte Geschmackssinn – erlaubt es uns Menschen, sensorisch zwischen Hunderten verschiedener Lebensmittel zu unterscheiden und vermittelt dabei überwiegend das kulinarische Vergnügen beim Essen. Die Bedeutung des Geruchssinns erschließt sich dann leicht, wenn er einmal ausgeschaltet ist. Das ist beispielsweise bei einem heftigen Schnupfen mit verstopfter Nase der Fall. Dann erscheinen alle Lebensmittel fade und der Genuss ist erheblich reduziert.

Für die Identifizierung der entscheidenden sensorisch aktiven Schlüsselsubstanzen wurde an der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie im Laufe der zurückliegenden Jahrzehnte ein Konzept erarbeitet, das konsequent moderne Verfahren der Stofftrennung und Strukturaufklärung mit humansensorischen Evaluierungsverfahren verknüpft und unter dem Begriff "Molekulare Sensorik" inzwischen zu einer wichtigen Teildisziplin lebensmittelchemischer Forschung avancierte.

Bei der molekularsensorischen Aufklärung geruchsaktiver Schlüsselsubstanzen in Lebensmitteln spielt die Gaschromatografie-Olfaktometrie (GC-O) eine zentrale Rolle. Die flüchtigen Bestandteile eines Lebensmittels werden gaschromatografisch getrennt und parallel zur Detektion mittels FID oder Massenspektrometer von Probanden geruchlich bewertet. Geruchsaktive Substanzen können dadurch von der überwiegenden Zahl nicht geruchsaktiver flüchtiger Verbindungen unterschieden werden. Auf erstere konzentriert sich anschließend die Strukturaufklärung. Exakte quantitative Daten erlauben dann die Abschätzung der Geruchsrelevanz durch den Vergleich von Konzentration und Geruchsschwellenwert der jeweiligen Substanz. Die Rekombination des Lebensmittelaromas auf der Basis der erhaltenen Daten dient schließlich als Erfolgskontrolle. Dabei zeigt sich regelmäßig, dass nur eine vergleichsweise geringe Zahl an Substanzen, meist nur 10 bis 20 sog. Schlüsselaromastoffe, für das Aroma eines bestimmten Lebensmittels verantwortlich ist.

Die Schlüsselaromastoffe können anschließend als analytisches Werkzeug für die sensorische Optimierung von Lebensmitteln dienen. Dabei steht der Erhalt der natürlich in den Lebensmittelrohstoffen vorhandenen Substanzen durch Anwendung schonender Verarbeitungsverfahren bei vielen Fragestellungen im Vordergrund, beispielsweise bei Projekten zu geruchsaktiven Substanzen in Früchten. Bei anderen Lebensmitteln entstehen die entscheidenden Verbindungen erst im Laufe der Verarbeitung. So ergibt sich das Aroma von Schokolade beispielsweise erst durch ein komplexes Zusammenspiel biochemischer Reaktionen bei der Fermentation und thermochemischer Reaktionen bei der Röstung der Kakaobohnen.

Literatur:
Broschüre "Aromastoffe"
Aktuelle Publikationen der Arbeitsgruppe

(MSt 2017-03-19)