Sensorik (Subject) / Skript/Übungen (Lesson)

Vorlesung/Übung SS14

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• sensorische Analyse Die sensorische Analyse umfasst die Untersuchung qualitätsbestimmender Eigenschaften von LM durch geprüfte Sinnensorgane des Menschen unter Bedingungen und durch Methoden, die reproduzierbare und genaue Ergebnisse gewährleisten.
• Was wird gebraucht, um reproduzierbare Ergebnisse in der Sensorik zu erhalten? geschulte Prüfpersonen standardisierte Prüfverfahren statistische Methoden zur Auswertung
• Sinneseindrücke visuelle Eindrücke (Gesichtssinn) olfactorische Eindrücke (Geruchssinn) Gustatorische Eindrücke (Geschmackssinn) Haptische Eindrücke (Tastsinn) Auditive Eindrücke (Gehörsinn)
• Visuelle Eindrücke (Gesichtssinn) alle mit den Augen wahrnehmbaren Merkmale des Prüfmaterials (= Aussehen) Sinneswahrnehmung: sehen/optisch
• Olfactorische Eindrücke (Geruchssinn) alle mit der Nase wahrnehmbaren Merkmale werden nach Art, Intensität und zeitlichem Auftreten gekennzeichnet Sinneswahrnehmung: riechen/olfactorisch
• Gustatorische Eindrücke (Geschmackssinn) alle mit Zunge, Mundhöhle und Rachen wahrnehmbaren Merkmale werden nach Art, Intensität und zeitlichem Auftreten gekennzeichnet Sinneswahrnehmung: schmecken/gustatorisch
• Haptische Eindrücke (Tastsinn) mit den Händen wahrnehmbare Eindrücke sowie Empfindungen der Zunge, Mundhöhle und des Rachens, an denen keine Geschmacksreize beteiligt sind betreffen vornehmlich Gefüge und Konsistenz bzw. Textur Sinneswahrnehmung: tasten/haptisch
• auditive Eindrücke (Gehörsinn) alle mit dem Ohr wahrnehmbaren Sinneseindrücke (z.B. Klang und Geräusch) Sinneswahrnehmung: hören/akustisch
• Ablauf der Informationsvermittlung im Sinnessystem objektiv: Umwelt durch Sinnesreize (Interaktion mit Sinnesorgan) führen zur Erregung von sensorischen Nerven (geeignete Rezeptoren) anschließende Integration im sensorischen ZNS (Zusammenfassung in der Thalamusregion; Ausnahme Geruchsreize) subjektiv Sinneseindrücke = Elemente der Empfindung (Interpretation) führen zu Wahrnehmungen
• Dimensionen Qualität (Farbe, Form, Bewegung, Farbton, Farbsättigung, Helligkeit --> visuell) Intensität (wie süß --> gustatorisch)
• Qualität Der Verbraucher stellt Forderungen an LM, die sich in dem Begriff "Qualität" ausdrücken Beschaffenheit einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen (Summe der wertgebenden Eigenschaften) Die Qualität von LM wird durch die Ausprägung von Merkmalen bestimmt sensorische Merkmale, die mit Genusswert eines LM in Beziehung zu setzen sind ernährungsphysiologische Merkmale hygienisch-toxikologische Merkmale technologische Merkmale
• Was beschreiben die sensorischen Merkmale einen LM? Farbe, Form, Art der Präsentation Geschmack Konsistenz, Temperatur Geruch
• Genusswert Mit dem Begriff "Genusswert" werden die Merkmale eines LM beschrieben, die durch die menschlichen Sinne erfasst und vom jeweiligen Individuum beurteilt werden. Auf Grund der nahezu unendlichen Kombinationsmöglichkeiten der Einzelwahrnehmungen Sehen, Hören, Fühlen und Schmecken, die auch noch durch die Individualität des Prüfenden beeinflusst wird, ist eine Objektivierung der Prüfungen notwendig. Genusswert = sensorische Merkmale
• adäquate Reize der Sinne optisch - Photonen olfaktorisch - chemischer Reiz, flüchtig (molatil) gustatorisch - chemischer Reiz, nicht flüchtig haptisch - mechanischer Reiz akustisch - mechanischer Reiz
• Gesichtssinn alle mit dem Auge wahrnehmbaren Merkmale (Farbe, Form) erste Sinneswahrnehmung erste Entscheidung über Akzeptanz oder Ablehnung unter ästhetischen Gesichtspunkten Farbe erweckt Assoziationen mit Qualität - kräftige Farbtöne: positiv Sinnesorgan: Auge mit Sehnerv und Sehzentrum Reizweiterleitung über Thalamus, getrennt für linke und rechte Gesichtshälfte, zum Großhirn Rezeptorzellen: blau (435 nm), grün (546 nm), rot (700 nm) --> drei verschiedene Zäpfchentypen - trichromatische Theorie des Farbensehens Farbtöne: bilden den Farbenkreis von Rot über Gelb, Grün, Blau und Violett zurück zu Rot (Spektralfarben) Sättigung: reine Farben oder gemischt mit Weiß bzw. Schwarz Dunkelstufe/Helligkeit Transduktion durch g-Protein (Transduzin) Retinal: von cis nach trans. Glykoprotein: Rodopsin Ruhestadium Depolarisation, im aktiven Zustand Hypopolarisierung Adaption beim Gesichtssinn gibt es nicht Störungen: (partielle) Farbblindheit,
• Geruchssinn Umweltkontrolle, Nahrungskontrolle, Kommunikation, Fortpflanzung, starke emotionale Bewertung Sinnesorgan: Nase --> äußere und innere Nase in jeder Nasenhöhle: drei wulstartige Gebilde (Conchen), kanalisieren den Luftstrom Naseninneres: Schleimhaut (respiratorisches Epithel), regio olfactoria (oberste Conche) mit primären Sinneszellen (Rezeptoren). Nervus olfactorius - Weitergabe des Reizes Prüftechnik: Luft aktiv hochziehen, schnüffeln retronasale Funktion: Analyse von flüchtigen Duftstoffen, die bei der Nahrungsaufnahme über Rachen und Nasenrachen die Rezeptoren der Nasenhöhle erreichen - retronasale Stimulation. Nervus glossopharyngeus/ Nervus vagus. Sinnesorgan: Nasenrachen Adaption: Intensität muss über 4 min konstant bleiben - Einstellung auf jeweilige Reizgröße Habituation: Gewöhnung an bestimmte Gerüche. Allmähliches Verschwinden der durch einen Reiz ausgelösten Reaktion Anosmien: Verlust des Geruchssinns
• Geschmackssinnm Nahsinn, Nahrungskontrolle fünf Grundqualitäten/Geschmacksarten: süß, sauer, salzig, bitter, umami Sinnesorgan: Zunge mit entsprechenden Rezeptorzellen Geschmackssinneszellen (Schmeckzellen) auf Zungenoberfläche. Sinneszellen in Geschmacksknospen lokalisiert (diese widerum in Wall-, Pilz- und Blattpapillen) Reizmoleküle gelangen durch die Öffnung der Geschmacksknospe zu den Sinneszellen Reizweiterleitung: nervus facialis, nervus glossopharyngeus, nervus vagus registriert werden: Molekülgröße, Verteil der elektrischen Ladungen salzig: Ionenkanäle, sauer: Wasserstoffionen, süß: G-Proteine, Synthese Botenstoff, bitter: G-Proteine, Umami: wie süß Wechselwirkungen: NaCl - süß, Bittergeschmack - pH Adaption: Sensibilitätsverlust, wenn mind. 30 sek Reizung der Zunge Funktionsstörungen: Hypo-/Hypergeusien, Ageusien, Dysgeusien
• Trigeminales System Erkennung von Duftreizen durch den nervus trigeminus. Umfasst die retronasale Duftwahrnehmung als Bestandteil der Aromaempfindung (stechend). Auch Reize im Mund und Rachenbereich wirken auf das trigeminale System (scharf/brennend) N. trigeminus innerviert insbesondere Auge / Nase / Mundhöhle Funktion Steuerung von Kaubewegungen Steuerung von sprechmotorischen Abläufen spricht an auf thermische/taktile und Schmerzreize ebenso auf chemische Reize in flüssiger und gasförmiger Phase Flucht und Meidungsverhalten Empfindungsqualitäten nasaltrigeminal stechend prickelnd schmerzend beißend Empfindungsqualitäten oraltrigeminal scharf brennend kühlend adstringierend Adaption: orale Trigeminusempfindungen halten noch Minuten nach der Stimulation an. Es tritt keine Adaption ein, jedoch Reizschwellenerhöhung bei häufigem Verzehr
• Tastsinn Durch Betasten und Befühlen sind sowohl Aussagen über die Textur (Konsistenz und Struktur/Gefüge) sowie über die Form möglich. alle Eindrücke, die durch Kraft und Berührungssinne wahrgenommen werden Textur: umfasst alle Eigenschaften der LM, die durch Kraft und Berührungssinne im Mund wahrgenommen werden Konsistenz: bedeutet die mehr oder weniger feste Verbindung der Bestandteile, also Dichte, Festigkeit, Zähflüssigkeit eines Stoffes und dessen Wiederstand bzw. plastisches Verhalten bei stetiger Formänderung Struktur: als energetisch bedingter Ordnungszustand bedeutet Gefüge, Zusammensetzung und je nach Netzwerkaufbau und Strukturstärke flüssige, halbfeste und feste LM Berührungssinn, Temperatursinn, Schmerzsinn Textur wird mit Hilfe von mechanischen, geometrischen Parametern und dem Eindruck der Produktfeuchte beschrieben
• Gehörsinn auf die Qualität kann geschlossen werden anhand von: Intensität und Dauer des auftretendes Geräusches wie knackig, knusprig, krachend Sinneszellen: innere und äußere Haarzellen Reizweiterleitung: nervus acusticus Die mit dem Gehörsinn erfassten Empfindungen führen in aller Regel im Zusammenspiel mit den anderen Sinnesempfindungen zu einer positiven oder negativen Beurteilung eines LM
• Präferenzlernen erlernen von positiven Valenzen individuell (mehrfache, angenehme Kontakte mit LM) übermittelte Bewertung (z.B. Eltern/Kind) Beobachtungslernen Imitationslernen
• Aversive Konditionierung um aversive Konditionierung herbeizuführen muss ein oraler Kontakt hergestellt werden nach erfolgter aversiver Konditionierung ist ein Kontakt mit dem betreffenden LM mit Ekelempfindung verbunden Meidung des LM besteht entweder permanent oder für einen längeren Zeitraum = Hohe Löschungsresistenz
• Habituation Gewöhnungsprozesse eine hohe positive hedonische Bewertung eines LM geht nach mehrmaligem Kontakt zurück, wird aber nie negativ
• Prüferschulung Ziel: reproduzierbare Ergebnisse Erlernen und Üben von Prüftechniken, das Schulen der Sinne sowie das Erlernen und Üben der wichtigsten Prüfverfahren
• Prüfungsdesign Anordnung der Proben Verkostung von links nach rechts (von vorn nach hinten) Probenverschlüsselung (3-stelliger Zufallscode)
• Prüftechnik Einüben der Technik des Aufnehmens sensorischer Reize (Aufnehmen - Bewusstwerden - Behalten - Vergleichen - Wiedergeben - Beurteilen) Neutralisieren von Sinneseindrücken (z.B. Wasser, Brot) Formulieren und Eintragen der sensorischen Empfindungen in Prüfformulare
• Schwellenermittlung Reizschwelle: niedrigste Konzentration, bei der ein Unterschied gegen 0 wahrgenommen wird; keine festgestellte Merkmalseigenschaft Erkennungsschwelle/Empfindungsschwelle: Die Merkmalseigenschaft wird erkannt Unterschiedsschwelle: kleinster wahrnehmbarer Unterschied eines bestimmten Konzentrationsbereichs Sättigungsschwelle: eine weitere Steigerung der Konzentration ruft keinen weiteren sensorischen Eindruck mehr hervor
• Schlüsselverbindungen Das Aroma wird entscheidend von einer Verbindung geprägt. Die daneben noch vorkommenden Aromastoffe tragen nur zur Abrundung des Aromas bei. (Himbeere: Himbeerketon; Mandel: Benzaldehyd) Mehrere Verbindungen, von denen eine besonders wichtig sein kann, rufen das typische Aroma hervor (Butter: Diacetyl; Käse: Abbauprodukte FS) Das Aroma kann nur mit einer größeren Zahl von Verbindungen annähernd simuliert werden. Es fehlt die typische Schlüsselverbindung (Erdbeere, Kaffee, Brot) Das Aroma kann auch mit einer großen Zahl von Verbindungen nicht befriedigend reproduziert werden (Bier, Wein, Kakao)
• Einfluss Lipide betrifft flüchtige und nicht-flüchtige Verbindungen Träger oder Masken für lipophile Aromamoleküle stellen Aromavorläufer (für Lipolyse) tragen bei zur Aromastabilität zeigen sekundäre Effekte wie Mundgefühl und Auswirkung auf Aromafreisetzung Triglyceride erniedrigen Dampfdruck lipophiler Aromastoffe Erhöhung der Schwellenwerte beeinflusst durch Aggregatzustand Verteilung der Lipide und Verzehrtemperatur
• Einfluss KH Erschwerung des Molekültransportes zur Gas-Phase - Beeinträchtigung der Flüchtigkeit von Aromastoffen Stärke bildet Einschlussmoleküle mit Aromastoffen Bildung von Bräunungsaromen: KH als Aromavorläufer
• Einfluss Proteine Proteine inhibieren Aromastoffe durch Adsorption mittels van-der-Waalsche Kräfte Reaktionen über kovalente Bindungen Von besonderer Bedeutung ist die Reaktion von aromaintensiven Aldehyden mit nativen Proteinen. Diese Aromastoffe verschwinden dann vollständig aus dem Aromaprofil. Eine Denaturierung erhöht die Aromastoffabsorption des LM (irreversibel)
• Einfluss sonstige LM-Inhaltsstoffe NaCl Aussalzeffekt: Bei einer Zugabe von NaCl gelangt ein höherer Anteil von flüchtigen Substanzen in die Gasphase organische Säuren erhöhen oder erniedrigen den Dampfdruck von Aromastoffen Purinalkaloide wässrige Systeme mit Koffein oder anderen Purinalkaloiden reduzieren die Konzentration an flüchtigen Substanzen durch eine Erhöhung der Wasserlöslichkeit. Ethanol Bei pH 7 reagiert Ethanol mit Aldehyden (Acetalbildung). Dieser Vorgang ist reversibel.
• Verpackung Funktion Schutz vor Verformung Schutz vor Aromaverlusten durch Verdunsten Schutz vor Oxidation durch O2 oder Licht Abwehr von Fehlaromen aus Umgebung Füllgut kann direkt mit Verpackung in Berührung kommen oder es erfolgt ein Stoffaustausch durch Luftschicht (Migration) Es können flüchtige Aromastoffe aus Umgebung durch die Verpackung in das Füllgut gelangen Das Verpackungsmaterial selbst oder von Hilfsstoffen wie Klebemittel können aromawirksame Verbindungen in das Füllgut übergehen
• Geschmack = Aroma olfaktorische und gustatorische Eindrücke bei der Nahrungsaufnahme
• Flavor + Off-Flavor Die Summe sämtlicher Empfindungen, die während der Nahrungsaufnahme entstehen; u.a. gustatorische, olfaktorische und haptische Empfindungen. Off-Flavor: negative, sensorische Wahrnehmung, d.h. nicht charakteristische Geruchs- und Geschmacksstoffe - produktfremd.
• organoleptisch = mit den Sinnen erfassbar Organoleptische Lebensmitteluntersuchung: Sinnesprüfung und Bewertung der Qualität von LM (ausgewählte Eigenschaften), die unter nicht standardisierten Bedingungen von nicht ausgebildeten (geschulten) Personen durchgeführt wird
• primäre Sinneszelle sie besorgen sowohl die Verschlüsselung der chemischen Reize durch Aufbau des Reaktionspotentials als auch die Fortleitung der Signale zum ZNS
• sekundäre Sinneszelle sie besorgen lediglich die Verschlüsselung des Reizes, für die Fortleitung stehen andere Nervenzellen zur Verfügung
• Primäraroma Sekundäraroma Primäraroma: Rohstoff Sekundäraroma: verarbeitetes Produkt
• Aromavorläufer Precursor Beispiel: Lactose als Vorläufer von Milchsäure
• Aromagramm Himbeere C=O-Verbindungen sauer süß Wasser Schlüsselverbindung: p-Hydroxyphenyl-3-butanon
• Aromagramm Trinkmilch S-Verbindungen süß Fett Protein Wasser Schlüsselverbindung: Dimethylsulfid (1 μg/L) Süßeindruck über Lactose Milchkaramell aus Maillard (Kocheindruck): Maltol, Lactone Maltol kann Süßeindruck verstärken Vanillin unterstützt ebenso Süßeindruck Homogenisieren: Mundgefühl: fettig Sahne: süß - Diacetyl, sauer - Milchsäure

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