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Sensorische Lebensmittelanalyse

Mensch und Maschine bewerten zeitsynchron Aroma- und Geschmacksstoffe
Sensorische Lebensmittelanalyse

Herzstück des LC-Taste-Verfahrens ist ein Hochtemperatur-Flüssigkeitschromatographiesystem mit integrierter Sensorikeinheit, mit dem Aroma- und Geschmacksstoffe aus gelösten Stoffgemischen abgetrennt werden. Auf diese Weise können die Geschmacks- und Geruchskomponenten zeitsynchron maschinell analysiert bzw. bewertet und vom Menschen verkostet werden.

Dr. Gerhard Krammer, Jens-Michael Hilmer, Michael Roloff, Kathrin Freiherr Stefan Brennecke, Stephan Trautzsch, Lars Grohmann und Claus Oliver Schmidt

Aroma und Geschmack sind wichtige Elemente, wenn es um Produktpräferenzen und sensorische Akzeptanz von Lebensmitteln geht. Hochmoderne Lebensmittelentwicklung muss sowohl technologische Parameter, gesundheitsfördernde Eigenschaften von Rohstoffen als auch deren Sensorik berücksichtigen. Steigende Erwartungen an Textur, Haltbarkeit und Nährwert zwingen Produktentwicklungsteams dazu, nicht nur das flüchtige Aroma eines neuen Produktes optimal zu gestalten, sondern auch das Geschmacksprofil. Entscheidende Parameter wie Mundgefühl, Süße, Adstringenz und Bitterkeit beeinflussen die Aromawahrnehmung im Endprodukt und somit die Produktakzeptanz und sind deshalb von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Die Integration von funktionalen Zutaten, pflanzlichen Rohstoffen oder Nahrungsergänzungsmitteln kann zusätzliche bittere Noten oder sogar Fehlgeschmack generieren.
Auf diesem Gebiet der Lebensmittelentwicklung ist daher ein umfassendes Verständnis der Rohstoffzusammensetzung und der Rohstoffqualität Voraussetzung dafür, eine optimale Lösung zu finden. Dies kann beispielsweise die Auswahl eines passenden Maskierungsaromas oder die sorgfältige Selektion und Verarbeitung des Rohmaterials sein. Lebensmittelzutaten und -zusätze sind oft komplexe Gemische, deren typisches Aromaprofil durch einzelne aromaaktive Substanzen beeinflusst wird, die Unter Umständen in den Vordergrund treten können, wie beispielsweise Bitternoten. Deshalb entwickelte ein Projektteam aus der Symrise-Aromenforschung in Holzminden die LC-Taste-Technologie.
Kombination analytischer und sensorischer Verfahren
Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus einem auf der Flüssigchromatographie (LC) basierenden Trennsystem mit einer in-vivo-Detektion durch ein sensorisches Testpanel. Es stellt eine Symbiose zwischen apparativer Analytik und Sensorik dar, ähnlich der Kombination von Gaschromatographie mit Olfaktometrie (GC-O), einer Technik zur orthonasalen Online-Evaluierung flüchtiger Aromaverbindungen. Die grundlegende Funktionsweise der LC-Taste-Technologie ist vergleichsweise einfach: Nach entsprechender Vorbereitung wird die Probe mithilfe der Flüssigchromatographie unter Verwendung eines lebensmitteltauglichen Lösemittels, beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Ethanol-Gemisch, in einzelne Peaks und Peakgruppen aufgetrennt. Moderne Hochtemperatur-LC-Ofentechnologie hilft zum einen dabei, toxische Lösemittel zu vermeiden. Zum anderen ermöglicht sie, dass zusätzlich zur traditionellen Analyse mittels UV-, Brechungsindex-(RI) oder Lichtstreudetektoren (ELSD) mehrere Tester parallel direkt verkosten können. Der prinzipielle Systemaufbau von LC Taste ist in Bild 1 dargestellt.
Da LC Taste sensorische Informationen zu einzelnen Bestandteilen eines komplex zusammengesetzten Rohstoffes liefern kann, lässt sich damit gewissermaßen eine sensorische Blaupause eines Rohstoffes oder eines Fertigproduktes erstellen. Diese Informationen ermöglichen ein Verständnis des sensorischen Profils einer komplexen Mischung und helfen so im Rahmen der Produktentwicklung bei der Auswahl der optimalen Zutaten. Darüber hinaus leisten sie einen wesentlichen Beitrag bei der Vermeidung von Fehlnoten, die in der Lebensmittelverarbeitung entstehen können, weil die Bildung unerwünschter Deskriptoren (z.B. Bitterstoffe) direkt überwacht werden kann. Maskierungsstrategien, die auf der Korrelation von sensorischem Eindruck und dem semi-quantitativen Muster der LC-Trennung aufbauen, werden unterstützt.
Analyse von gebratenen Schalotten
Das Symrise-Aromenforschungsteam erweitert ständig die Palette eigener Maskierungsaromen. Diese helfen bei der Lösung von Problemen, die aus Lebensmittelmatrizes, aus der Benutzung funktionaler Zutaten (z.B. Rohstoffe auf Sojabasis) oder aus kulinarischen Zubereitungsmethoden (z.B. leicht gebratene Zwiebel) resultieren. Bild 3 zeigt eine LC-Taste-Analyse von Schalotten, die bei 160 ° C in pflanzlichen Ölen gebraten wurden. Die Analyse ergibt, dass die wahrgenommene bittere Note durch die drei Hauptpeakgruppen A, D und F gebildet wird. Peakgruppe G wird als süß und karamellig beschrieben. Ein weiterer UV-Peak geht mit einer milden Note einher, die sich auf das Mundgefühl auswirkt. Bild 4 illustriert eine weitere Fraktion, die aus der Probe gewonnen wurde. Durch ein spektroskopisches Verfahren, die Kopplung der Flüssigchromatographie mit der Massenspektroskopie (LC-MS), wurde in dieser Fraktion der Amadori-Verbindung N-(1-desoxi-D-fructos-1-yl)-isoleucin Peak E zugewiesen.
Die umfangreichen Möglichkeiten von LC Taste, insbesondere in Kombination mit spektroskopischen Online-Verfahren (LC-MS) oder mit der Kernresonanzspektroskopie (LC-NMR) werden in Zukunft einen wesentlichen Beitrag für die Entwicklung von maßgeschneiderten Aroma- und Geschmacksprofilen in Endprodukten liefern.
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