Eine immer wiederkehrende faszinierende Frage ist: Warum riecht eigentlich etwas und vorallem warum genau so?

Diese Frage kann von verschiedenen Richtungen beleuchtet werden. Man könnte sich fragen, welche Strukturmotive eines Moleküls führen zu einem Geruch. Die nächste Frage, die sich dann stellt ist, welcher Geruch, welche Antwort im Körper auslöst (Stinktier vs. Pheromone) und was das wiederum über den Duftstoff und seiner Erzeugerin selbst aussagt.

Die nächste Frage wiederum ist, wie sich ein komplexer Geruch zusammensetzt und wie dort einzelne verwandte Biosynthesewege zusammenspielen. Und eine letzte zentrale Frage bleibt, ob ein Aroma im Labor nachgemacht werden kann.

Aus Süssholz wird Lakritz

Eine Möglichkeit einiger dieser Fragen zu beantworten zeigen die Forscherinnen Wagner, Granvogl und Schieberle von der TU München[1] mit ihrer Veröffentlichung über Süßholz im Journal of Agricultural and Food Chemistry.[2] Sie veranschaulicht, wie sich mit moderner Technik ein Aroma analysieren lässt und wie dieses dann dadurch imitiert werden kann.

Süßholz ist zum einen beliebte Komponente von Teemischungen, als auch Rohstoff für Lakritz, das nicht nur Anhängerinnen hat.

Neben den Aromastoffen enthält Süßholz noch Glycyrrhizin, eine Säure die für die Süße verantwortlich ist.[3] Gleichzeitig empfiehlt inzwischen die Europäische Kommission maximal 100 mg der Säure täglich aufzunehmen.

Glycyrrhizin

Zurück zum Aroma

Was haben nun die Wissenschaftlerinnen der TU München gemacht?

Zuerst wurden mit Hilfe der Massenspektrometrie[4] alle möglichen Aromastoffe identifiziert und diese mithilfe des Verdünnungsfaktors klassifiziert (AEVA Verfahren[5]). Danach wurden die gefundenen Aromastoffe mittels SIVA[6] quantifiziert und anschließend der Aromawert ermittelt.

Der Verdünnungsfaktor

Der Verdünnungsfaktor wird im englischen als Flavour dilution factor (oder FD Value) bezeichnet und beschreibt, wie oft man das gewonnene Aroma verdünnen kann und dabei ein gewisser Aromastoff immer noch zu riechen ist.

Als Beispiel aus der Studie ist Carvacrol zu nennen, welches einen FD Wert von 16 besitzt. Das Aroma kann also lediglich vier mal mit dem gleichen Volumen verdünnt werden. Danach kann Carvacrol nicht mehr als Aromastoff wahrgenommen werden. Dagegen besitzt Nonalacton einen FD Wert von 1024. Dies bedeutet, dass der Stoff selbst noch nach 10 facher Verdünnung wahrgenommen werden kann.

Vergleicht man nun die FD Werte untereinander kann man schon ein gutes Abbild des Aromas bekommen. Nichtsdestotrotz zeigt erst die anschließende Analyse des Aromawerts die Wichtigkeit der einzelnen Aromastoffe zum Gesamtaroma auf.

Der Aromawert

Der Aromawert bezeichnet den Quotienten aus der Konzentration eines Stoffes und seiner Geruchsschwelle[7]. Je niedriger die Geruchsschwelle, desto besser ist er im Aroma wahrnehmbar. Dieser Wert wird mit der Konzentration des Stoffes ins Verhältnis gesetzt, um einen Vergleich zwischen den Aromastoffen zu bewerkstelligen.

Das Ergebnis

In der folgenden Tabelle sind einige Ergebnisse der Veröffentlichung zusammen getragen.

Eintrag Aromastoff Konzentration Verdünnungsfaktor Aromawert
1 (E,Z)-2,6-Nonadienal 30.7 µg/kg 128 6820
2 Carvacrol 211 µg/kg 16 6390
3 Hexanal 4.75 mg/kg 32 1980
4 Linalool 1.06 mg/kg 256 1830
[...]
32 4-Hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde 421 µg/kg 1024 8
[...]
37 Essigsäure 223 mg/kg n.b. 2
Aromastoffe der Süßholzwurzel

Man erkennt schnell, dass der Aromawert und der FD-Wert prinzipiell unterschiedliche Ergebnisse liefert. Während zum Beispiel Carvacrol in der AEVA Analyse kaum eine Rolle spielt, besitzt es den zweithöchsten Aromawert. Andererseits wird 4-Hydroxy-3-Methoxybenzaldehyde erst an 32. Stelle gelistet, während der FD-Wert einer der höchsten während der Messung ist.

Essigsäure besitzt im Extrakt die höchste Konzentration, trägt aber dennoch kaum zum Aroma bei, da die Geruchsschwelle extrem hoch ist.

Was ist nun das Aroma?

Durch ihre Forschung haben die Forscherinnen der TU München das Aroma des Süßholzes entschlüsselt. Durch die AEVA Studie konnten 50 verschiedene Aromastoffe identifiziert werden, davon 19 zum ersten Mal in Süßholz.
Diese wurden quantifiziert und die Aromawerte bestimmt. Folgende Aromastoffe besitzen dabei die höchsten Aromawerte:

Aromawerte

Dieser Befund konnte durch die Rekombination des Aromas bestätigt werden. Dazu wurden alle Aromastoffe mit einem Aromawert höher >1 in ihrer ursprünglichen Konzentration zusammengemischt. Die anschließende Aromaprofilanalyse ähnelte stark derer, des natürliches Aromas.



  1. http://www.leb.chemie.tu-muenchen.de/ ↩︎

  2. J. Wagner, M. Granvogl, P. Schieberle, Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016, 64, 8388-8396. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jafc.6b03676 ↩︎

  3. Beitrag über Glycyrrhizin im Naturstoffwiki ↩︎

  4. Massenspektrometrie - Wikipedia ↩︎

  5. Aromaextraktverdünnungsanalyse - Spektrum ↩︎

  6. SIVA - TU München ↩︎

  7. Geruchsschwelle - Wikipedia ↩︎