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Geruchssinn, Aromen und Duftgruppen

Aus dem Buch "Aroma" von Thomas Vierich und Thomas Vilgis, erschienen im Verlag Stiftung Warentest. 

Genuss entsteht nicht allein durch die Wahrnehmung von Geschmack, Schärfe, Temperatur, Textur und Mundfülle, sondern auch durch Duft und Aroma eines Gerichts. Bereits vor dem ersten Bissen, nimmt die Nase den Geruch der Speise wahr und es werden Assoziationen, Erinnerungen und Emotionen aufgerufen. Das retronasale Riechen ermöglicht beim anschließenden Kauen, die Verbindung von Geschmack und Aromen, sodass das Essen in seiner gesamten Komplexität erfasst werden kann.

Duft, Geruchssinn und ihre Funktion

Die meisten Moleküle, die für die Düfte in unseren Gewürzen und Kräutern verantwortlich sind, dienen den Pflanzen als Sexuallockstoff zur Fortpflanzung, oder als Waffe gegen Fressfeinde. Frei nach der Parole “Sex and crime” verwenden wir zum würzen zum Beispiel Thymian, dessen beißende Aromen Fressfeinde (in der Natur) abschrecken sollen. Da unser Geruchssinn uns nicht nur auf wertvolle Aromen aufmerksam macht, sondern auch auf gefährliche, auf Gifte hinweisende Gerüche, erfüllt er auch eine wichtige biologische Funktion. Entscheidend ist die Zusammensetzung und Menge der Aromen. Ein winziger Hauch eines Gewürzes ergibt ganz neue Aromen und die einzelne Komponente ist für die Nase nicht mehr wahrnehmbar. So enthalten beispielsweise Schokolade, Kaffee und Rostbraten schweißige Duftnoten. In der Küche verfolgt man das Ziel, Düfte so zu komponieren und kombinieren, dass wohltuende Assoziationen und Emotionen geweckt werden. Ganz ähnlich wie in der Parfümerie.

Riechen mit der Nase

Die Duftstoffe strömen über die Luft in die Nase und treffen dort auf den Riechkolben, den Bulbus und das Riechepithel. Hier lassen sich viele Riechzellen finden, die in Zilien (Zellfortsatz bei Zellen, feine Häärchen) enden. Ihre schleimige und proteinreiche Flüssigkeit ermöglicht es dem Körper, Duftstoffe zu lösen. Auf Ebene der kleinsten Teilchen dockt ein Duftmolekül an einem spezifischen Detektor an, der ein Signal an das Gehirn weiterleitet, wo die Sinneswahrnehmung als Duft interpretiert wird. Da es sehr viele verschiedene Düfte gibt, ist der Vorgang im Detail ein wenig komplizierter. Wasserlösliche, globuläre Proteine der Riechschleimhaut nehmen die Duftstoffe zunächst auf und transportieren sie zu den Riechzellen. Die Zilien besitzen Rezeptorproteine, an die bestimmte Duftstoffe auf ebenso bestimmte Weise andocken, um Riechkanäle zu öffnen, Nervenreize auszulösen und schließlich den Geruch auszulösen. Trotz vieler Forschungen in diesem Gebiet, ist bis heute nicht endgültig geklärt, wie Riechen auf molekularer Ebene genau von Statten geht. Der Duft unserer Mittagsessen scheint also eine hoch komplexe Angelegenheit zu sein, die die Wissenschaft beschäftigt.

Riechen im Gehirn

Die durch die Nase gesendeten Signale müssen nun über Nervenleitungen bis ins Gehirn gelangen und dort umgesetzt werden. Im Gehirn wird der Duft zunächst mit anderen Sinneseindrücken verbunden und mit dem Bereich der Emotionen und der Hormone verknüpft. Der Mensch besitzt eine Art Geruchsgedächtnis und verbindet mit bestimmten Gerüchen häufig Erinnerungen und Erlebnisse. Im Gegensatz zum Geschmack existieren allerdings Tausende verschiedene Düfte. Durch die Vielzahl an Gerüchen, die häufig nicht benannt werden können, werden die Düfte viel ungenauer abgespeichert und werden oft verwechselt. Das größte Problem stellt dabei das begrenzte Vokabular da, das bei weitem nicht ausreicht, um die Eindrücke treffend zu beschreiben. Daher wird häufig auf Begriffe wie “blumig”, “frisch”, oder “schwer” zurückgegriffen, um Gerüche zu charakterisieren.

Sieben Duft-Molekülgruppen +1 Nervenreiz

Duft- und Geschmackseffekte werden über eine Vielzahl von Duftmolekülen erzeugt von denen wir Menschen nur wenige tatsächlich wahrnehmen, geschweige denn unterscheiden können. Das systematische Zusammenstellen kleiner Moleküle kann in der Küche großartiges bewirken und neue und außergewöhnliche Kombinationen hervorbringen. Die Myriade der winzigen Moleküle kann, auf die Kulinarik bezogen, in 7 Gruppen unterteilt werden. Die Gruppen lassen sich aufgrund olfaktorischer Charakteristika und der verschiedenen chemischen Strukturen voneinander abgrenzen. Aufgrund der Gruppenzugehörigkeit des in einem Gewürz enthaltenen Stoffes kann man so erahnen wie ein Gewürz duften wird.

Gruppe 1

Schwefelig, wachsig, grün, pilzig (Aliphatische Kohlenwasserstoffe).

Vorhanden in: Äpfeln, Tomaten, Olivenöl, Bananen, Trauben, Ananas, (grünen) Tees, Blütenblätter.

In der Anwendung: Duftstoffe dieser Gruppe sind leicht flüchtig und wenig stabil. Lebensmittel frisch verwenden, nicht erhitzen und möglichst sofort verspeisen.

Gruppe 2

Zitrusartig, fruchtig, blumig (Acyclische Terpene).

Vorhanden in: Pfeffer, Wacholder, Basilikum, Lavendel, Thymian, Pistazie, Kurkuma, Ingwer, Rose.

In der Anwendung: Duftstoffe sind leicht flüchtig. Den richtigen Zeitpunkt für das Würzen beachten: kurz vor dem Fertigstellen Gewürze, zum Beispiel in einer Sauce, unterheben.

Gruppe 3

Balsamisch, kampferartig (Cyclische Terpene).

Vorhanden in: Schwarzer Pfeffer, Kümmel, Fenchel, Eukalyptus, Sternanis, Aprikosen.

In der Anwendung: Monocyclische Terpene sind flüchtig und sollten wenn, nur kurz mitgekocht werden. Bi- oder Höhercyclische Terpene sind beständiger und machen die Herznoten eines Gewürzes aus.

Gruppe 4

Dunkel, schwer-floral (Sesquiterpene).

Vorhanden in: Langer Pfeffer, Pfeffer, Zimt, Kakao, Sesam, Datteln, Lorbeer, Muskat.

In der Anwendung: Komplexe Struktur und daher wenig flüchtig und sehr wärmebeständig. Bestimmen die Herz- oder sogar die Basisnote und duften nachhaltig im Essen.

Gruppe 5

Tief und aromatisch (Aromatische Verbindungen).

Vorhanden in: Vanille, Anis, Preiselbeeren, Heidelbeeren, Pflaumen, Kaffee, Oregano, Mandel.

In der Anwendung: Hohe Intensität der Gerüche.

Gruppe 6

Zimt, Muskat und Co. (Phenole, Phenolderivate, Phenylpropanoide)

Vorhanden in: Kardamom, Zimt, Granatapfel, Sellerie, Liebstöckl, Piment, Basilikum, Limette.

Anwendung: Definieren fast immer Basisnoten und sind noch intensiver und öliger als Aromaten.

Gruppe 7

Röstaromen, nicht nur aus der Pfanne (Heterocyclische Verbindungen, Kohlenwasserstoffe und Amide)

Vorhanden in: Kokosnuss, Balsamico, Zuckerkaramell, Walnuss, Orange, Kürbiskerne.

Anwendung: Kommen schon von vornherein in einem Kraut oder Gewürz vor oder entstehen beim Erhitzungsprozess, zum Beispiel beim Karamellisieren von Zucker. Röstnoten entstehen auch beim Flambieren: Gedämpfte Fische oder Gemüse können mit Röstnoten gewürzt werden, wenn sie mit einem Gourmetbrenner punktuell abgeflämmt werden. Die Moleküle dieser Gruppe definieren die Basisnoten: lang anhaltende Noten, die selbst nach Tagen noch zu riechen sind.

Gruppe 8

Trigeminusreiz (Nichtflüchtige Verbindungen)

Vorhanden in: Langer Pfeffer, Pfeffer, Senf, Meerrettich, Walnuss, Chilli, Paprika, Safran.

In der Anwendung: Sind nichtflüchtig und für einen trigeminalen (Schmerz-)Reiz verantwortlich. Kann für brennende Schärfe, wie bei Chillis, oder einen adstringierenden, also zusammenziehenden Effekt, zum Beispiel bei Walnüssen, auf der Zunge sorgen. Sind nie reine Grundgeschmacksträger.

Flüchtigkeit und Löslichkeit

Je höher die Temperatur, desto schneller verflüchtigen sich Aromen. Kompliziert aufgebaute sind weniger flüchtig als einfache. Das passende Lösungsmittel reduziert die Flüchtigkeit. Öle und Alkohole lösen Aromen oft besser als Wasser. Die Aromen sind dann weniger flüchtig. Wegen der Flüchtigkeit vieler Aromen ist es besser, immer ausschließlich ganze Gewürze zu lagern. Beim Mahlen oder Zerschneiden werden Zellen zerstört und die Aromen werden frei. Die feinen Aromen des frisch gemahlenen oder zerstoßenen Pfeffers, von würzig oder harzig bis zitrusartig, verflüchtigen sich in den ersten Minuten nach dem Zerkleinern oder unter Hitze. Die Schärfe des Pfeffers wird durch das nichtflüchtige Piperin bestimmt. Wird der Pfeffer gleich zu Beginn des Kochprozesses hinzugefügt, hebt man seine reine Schärfe hervor. Um dagegen die feinen Aromen zu betonen, muss man direkt vor dem Servieren noch einmal frisch gemahlenen Pfeffer zugeben.

Die Lösungsmittel: Wasser, Alkohol, Fett

Die Wahl des Lösungsmittels hat unmittelbare Auswirkungen auf die Kochpraxis: Hohe Temperaturen oder lange Lagerung begünstigen das Abdampfen, daher ist es von Vorteil, eine ausreichende Menge an gutem Lösungsmittel während des Garens oder Lagerns zur Verfügung zu stellen. Alle Aromen lösen sich in einem oder mehreren dieser drei Stoffe: Alkohol, Fett (Butter, Öl,...) und Wasser. Organische, also unpolare Aromastoffe lösen sich nur schlecht in Wasser, hier sind Fett oder Alkohol viel besser geeignet. Polare Stoffe hingegen, etwa Wasser, lösen sich nicht in Öl. Schwach polare, kleine Moleküle können sich aber in Alkohol lösen, Alkohol ist daher ein ‘Mittler’ zwischen Fett- und Wasserlöslichkeit.

Wahrnehmungsschwelle

Jeder Stoff weist eine bestimmte Konzentrationsschwelle auf, eine Anzahl an Molekülen in einem bestimmten Luftvolumen, ab der er wahrgenommen werden kann. Ist die Wahrnehmungsschwelle niedrig, genügen bereits wenige Moleküle, um den charakteristischen Duft zu riechen. Je größer und schwerer die Moleküle, desto tiefer liegt die Geruchsschwelle.

Geruchsadaption

Durch die physiologische Aufmachung der Riechkanäle, werden immer nur zeitliche Veränderungen eines Geruchstroms als “Duft” wahrgenommen. Bleibt der Strom über längere Zeit konstant, wird er nicht mehr wahrgenommen. Bei zu langem riechen können feine, flüchtige Noten also schnell nicht mehr wahrgenommen werden.

Aromawert oder “Odor Activity Value” (OAV)

Das OAV misst das Verhältnis zwischen der Konzentration eines Aromastoffs in einem Gewürz und dessen Geruchsschwelle. Kommt das Aroma also nur in niedriger Konzentration vor, hat aber eine geringe Wahrnehmungsschwelle, wird es gerochen. Liegt die Wahrnehmungsschwelle jedoch hoch, ist eine höhere Aromakonzentration notwendig um den Duft zu riechen. Duftwahrnehmung und OAV sind stark von der Umgebung, also dem Lösungsmittel in dem das Gewürz eingebettet ist, abhängig. In einem guten Lösungsmittel kann ein Duft lange festgehalten werden.

Schlüsselaromen

Das Schlüsselaroma eines Gewürzes, Krauts, oder Lebensmittels bestimmt weitestgehend den Gesamteindruck und sticht vor anderen Aromen hervor. Viele Aromen kann man bereits künstlich erstellen um in Speisen den Eindruck zu erwecken, dass ein bestimmtes Lebensmittel oder Gewürz tatsächlich darin enthalten ist. Da häufig nur das Schlüsselaroma nachgebildet wird, kann aber nie der volle Duftumfang des Gewürzes ersetzt werden.

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