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Erdbeeraroma Die molekularen Grundlagen des Erdbeeraromas

Autor / Redakteur: Wilfried Schwab*, André Schiefner** / Dr. Ilka Ottleben

3,5 kg Erdbeeren verzehrten die Deutschen 2012 pro Kopf, was einem Anstieg von 1 kg pro zehn Jahren entspricht. Was aber macht das Aroma dieser Früchte so unverwechselbar? Forscher haben nun die Bildung eines Schlüsselaromastoffes auf molekularer Ebene analysiert. Ihre Ergebnisse können dabei helfen, neue Snythesewege in der weißen Biotechnologie zu beschreiten.

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(Bild: W. Schwab/TUM)

Ein Frühling ohne Erdbeeren ist wie Fußball ohne Ball. Frisch aus dem Garten oder vom Markt schmecken diese roten, saftigen Früchte in dieser Jahreszeit am besten. Aufgrund ihrer Fülle an Geschmacks- sowie Geruchsstoffen werden sie hierzulande immer beliebter. Was das Aroma dieser kleinen Früchte so unverwechselbar macht, haben Wissenschaftler von der Technischen Universität München (TUM) jetzt untersucht. Dabei ist es ihnen gelungen, die Bildung eines Schlüsselaromastoffes der Erdbeerfrucht auf molekularer Ebene aufzuklären.

Das Aroma der Erdbeere

Das Aroma eines Lebensmittels wird geprägt von einer Anzahl von Inhaltsstoffen, die in der Nasenschleimhaut die Geruchssinneszellen (Geruchsstoffe) und auf der Zunge die Geschmackssinneszellen (Geschmacksstoffe) aktivieren können. Während die Sinneseindrücke süß, sauer, salz, bitter und umami (herzhaft) durch die Geschmacksstoffe vermittelt wird, runden erst die flüchtigen Geruchsstoffe mit ihren vielfältigen Düften das Aroma der Nahrungsmittel ab. Untersuchungen zeigten, dass Erdbeerfrüchte mehr als 300 verschiedene flüchtige Naturstoffe in die Gasphase freisetzen. Eine Vielzahl dieser Verbindungen kann jedoch nicht mit der menschlichen Nase wahrgenommen werden, da deren Konzentrationen unterhalb ihrer jeweils individuellen Geruchsschwellenwerte liegen. Aroma-Analysen aber zeigten, dass ungefähr zwölf Komponenten dieses komplexen Stoffgemisches sensorisch, in den Konzentrationen wie sie von der Frucht freigesetzt werden, erkannt werden. Darunter befinden sich u.a. Fruchtester, Aldehyde und das 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (HDMF), das auch unter dem Markennamen Furaneol bekannt ist (s. Abb. 1). Rekombinate, d.h. Lösungen, welche die zwölf identifizierten Verbindungen in den erdbeertypischen Konzentrationen enthalten, werden als erdbeerartig beschrieben. Wird jedoch eine Komponente z.B. Furaneol aus der Mischung entfernt, erinnert das Aroma nicht mehr an die Erdbeerfrucht. Aufgrund dieser Befunde wird Furaneol als Schlüsselaromastoff der Erdbeere beschrieben, obwohl sein Eigengeruch mit karamellig-süß angegeben werden kann. Außer in Erdbeeren wird Furaneol auch in Ananas, Tomate, Trauben, Mango, Kiwi und weiteren zuckerhaltigen Früchten gefunden. Aus Ananas konnte HDMF erstmals isoliert werden, was erklärt, weshalb die Verbindung zunächst Ananas-Keton genannt wurde und die Kulturerdbeere den botanischen Namen Fragaria x ananassa erhalten hat. Neben dieser biologischen Bildung in den Früchten entsteht Furaneol auch bei der thermischen Behandlung von Zuckern, während der so genannten Maillardreaktion und bildet sich somit bei der Erhitzung von zuckerhaltigen Lebensmitteln während der Zubereitung von Speisen. Einige Hefen und Bakterien können Intermediate der Maillardreaktion zu HDMF umwandeln. Außerdem ist HDMF ein Bestandteil des Pheromons der Küchenschabe.

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Aufgrund der lebensmitteltechnologischen Bedeutung dieses Aromastoffes wird er industriell hergestellt und unter seinem Handelsnamen vertrieben. Wegen der gestiegenen Nachfrage der Verbraucher nach natürlichen Inhaltsstoffen besteht jedoch starkes Interesse an der Entwicklung eines biokatalytischen Verfahrens basierend auf dem natürlichen Biosyntheseweg in Pflanzen. In der reifen Erdbeere liegt der Mengenanteil dieses Aromastoffes mit bis zu 50 mg/kg außerordentlich hoch, weshalb sich diese Frucht für die Aufklärung des HDMF-Bildungswegs besonders eignet. Da Hefen und Bakterien Furaneol nicht aus einfachen Molekülen de novo synthetisieren, können diese Organismen für derartige Studien nicht herangezogen werden.

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