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Gerstel GmbH & Co. KG

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Aromastoffe in Lebensmitteln bestimmen

Die Bestimmung von Aromastoffen in Lebensmitteln erfolgt i. d. R. nach einem in der Lebensmittelanalytik festgelegten Prozedere, das mit der sensorischen Bewertung und Einstufung der Proben beginnt. Hierzu bedient man sich eines geschulten Sensorik-Panels. Ziel ist es, einen Gesamteindruck des Aromas zu erhalten. Dem schließt sich eine gaschromatographische Analyse an, gepaart mit einer sensorischen Bewertung der Aromen mittels Olfaktometrie (O). Ein spezieller GC-Port, im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Olfactory-Detection-Port (Gerstel-ODP), erlaubt das Abriechen mit der Nase, um die einzelnen, in der Probe enthaltenen Aromastoffe zu charakterisieren.

Zuvor werden die aromarelevanten Verbindungen, die oft nur in Spuren in der Probe vorliegen, geruchlich bzw. geschmacklich jedoch hochpotent sein können, mittels Lösungsmittel unterstützter Destillationstechnik (Solvent Assisted Flavour Evaporation, SAFE) im Hochvakuum schonend und zerstörungsfrei von den nichtflüchtigen Probenmatrixbestandteilen abgelöst. Die resultierenden Extrakte werden filtriert und einer Aromaverdünnungsanalyse unterzogen, um die dominanten Aromakomponenten zu identifizieren. Auch hierbei bedient man sich der GC/O-Analytik.

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21 Substanzen dingfest gemacht

Nach eigenen Angaben haben Trikusuma, Paravisini und Peterson insgesamt 21 Aromastoffe unterschiedlicher Verbindungsklassen relevanter Natur anhand von Massenspektren, Retentionsindizes und des Vergleichs mit Reinsubstanzen identifiziert. Zu den Fundstücken zählten Alkohole, Aldehyde, Ketone, Pyrrole, Carbonsäuren, Pyrazine, Furane, Lacton und Phenole (detaillierte Auflistung siehe [4]).

Fünf Aromastoffe, namentlich 2-Pentylfuran, 2-Heptanon, (E,E)-2,4-Nonadienal, Maltol und Octansäure seien von ihnen erstmals in Erbsenprotein beschrieben worden. Maltol, Isovaleriansäure, Octansäure, Hexanal und Sulfurol wiederum wurden in höchsten Konzentrationen, und zwar im Bereich von 100 bis etwa 1500 µg/L bestimmt.

Verbindungen wie (E,E)-2,4-Nonadienal, Methional, (E)-2-Octenal, 2-Acetyl-1-pyrrolin, (E,E)-2,4-Decadienal und 2-Iso­butyl-3-methoxypyrazin (IBMP) wiederum wurden nur in geringen Mengen (< 1 μg/L) in der nicht wärmebehandelten Kontrollprobe quantifiziert.

Zur Auftrennung der Analyten verwendet wurde ein 6890N GC mit Doppelofensystem (MACH) und zur Detektion ein 5973 MS (beide von Agilent Technologies). Nach Identifizierung der aromaaktiven Stoffe vermittels Flüssiginjektion der Extrakte und GC/MS-O-Analyse erfolgte die Quantifizierung nach Standardaddition von 4-Heptanon unter Einsatz der dynamischen Headspace-Tandem-GC/MS (DHS-GC/MS-QQQ). Dazu folgte, nach Anreicherung der Analyten auf einem Sorbens, ein Trocknungsschritt und die Thermodesorption (Gerstel-TDU) und Cryofokussierung im Kaltaufgabesystem (Gerstel-KAS) des GC. (Alle applikativen Details s. [4].)

Was den Geschmack beeinflusst

Die Auswertung der Analysenergebnisse habe ihre These bestätigt, berichten Trikusuma, Paravisini und Peterson, dass es zielführend sei, sich nicht einzelne Aromastoffe anzusehen, sondern einen Blick auf die komplexe Mischung der enthaltenen aromarelevanten Stoffe zu werfen. Im Fall ultrahocherhitzter Erbsenproteingetränke spielten eben nicht nur enzymatische Prozesse eine Rolle für den Aromagesamteindruck, sondern auch die Hochtemperaturbehandlung. Sie induziere eine nichtenzymatische Bräunungsreaktion (Maillard-Reaktion), wie sie etwa beim Braten von Lebensmitteln beobachtet wird. Die diesem Prozess entstammenden Produkte – Melanoidine genannt – sind geschmacksintensive und für das typische Aroma und die Färbung von Geröstetem, Gebackenem und Gebratenem mit hohem Eiweißanteil verantwortlich.

Als Beleg ihrer These lässt sich der Nachweis von 2-Acetyl-1-pyrrolin (2AP) und 2-Isobutyl-3-methoxypyrazin (IBMP) betrachten, die in relevanten Mengen im wärmebehandelten Erbsenproteingetränk gefunden worden waren, nicht aber in jenem, das unbehandelt war. In ihrer Arbeit zeigen Trikusuma, Paravisini und Peterson beispielhaft den nichtenzymatischen Reaktionsweg, der zur Entstehung von IBMP führt, und zwar im Zusammenwirken der im Erbsenprotein enthaltenen Aminosäuren Leucin und Glycin.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass die Zusammensetzung flüchtiger Aromaverbindungen und das sensorische Profil von Erbsenproteingetränken durch die Ultrahocherhitzung signifikant beeinflusst werden. Die enzymatische Lipidoxidation sowie die Maillard-Reaktion sind hauptverantwortlich für die Aromabildung mit dem erbsenproteinbasierten Milchersatzgetränk. Mit diesem Wissen, sind sich Trikusuma, Paravisini und Peterson sicher, sei die Basis für die Optimierung der Prozesse zur Herstellung schmackhafter haltbarer Erbsenproteinprodukte gelegt.

Literaturtitel:

[1] https://www.br.de/nachrichten/meldung/fleischkonsum-der-deutschen-geht-zurueck,3002ce336

[2] Volk et al., Postprandial Metabolic Response to Rapeseed Protein in Healthy Subjects, Nutrients 12(8) 2020, https://doi.org/10.3390/nu12082270

[3] Erbsenprotein Vergleich 2021, VGL Verlagsgesellschaft mbH, http://bit.ly/2OgH82P

[4] Mariana Trikusuma, Laurianne Paravisini und Devin G. Peterson, Identification of aroma compounds in pea protein UHT beverages, Food Chemistry 312 (2020) 126082, https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126082

* G. Deußing Redaktionsbüro Guido Deußing, 41464 Neuss, Tel. +49-2131-74160

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