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Sensorik (Fach) / Sensorik (Lektion)

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• Was ist die trichromatische Theorie? - historische Theorie zur Farbwahrnehmung - aus farbigem Licht der 3 primärfarben rot, grün, blau lässt sich jede andere Farbe mischen - später Nachweis von drei Zapfentypen, Trichromatisches Sehen durch die dre Typen, unterschiedlich empfindlich  auf Licht verschiedener Wellenlängen - trichromatische Theorie erklärt subtraktive und additive Farbmischung
• Was ist der Unterschied zwischen Flavour und Aroma? Flavour: Wahrnehmung von Geschmack, Geruch und Textur (Mundgefühl) Aroma: Wahrnehmung von Geschmack und Geruch
• Was sind Aroma- und Geruchsstoffe? - flüchtige Verbindungen, Wahnehmung über Geruchsrezeptoren - gelangen mit der Atemluft durch die Nase zu rezeptoren (orthonasale Wahrnehmung) und nach Freisetzung beim Kauen über Rachenraum (retronasale Wahrnehmung) - in LM enthaltene flüchtige Verbindungen sehr geringe Konzentrationen - sehr große Vielzahl an geruchsaktiven Verbindungen, v.a. in LMs, die thermisch und/oder fermentativ hergestellt werden (z.B. Kaffee, Brot, Bier, Tee, Kakao...) - nur bestimmte Anzahl an Verbindungen ist für Aroma wichtig --> Schlüssenverbindungen ("character impact compounds") --> prägen charakteristisches Aroma eines LMs --> Vorkommen in Konentrationen > Geruchsschwelle
• Unterscheidung von LMs hinsichtlich des Vorkommens von Schlüsselverbindungen 1) Aroma entscheident von einer Verbindung geprägt, andere Aromastoffe tragen zur Abrundung bei (Bsp.: Himbeere: "Himbeerketon"; Mandel: Benzaldehyd) 2) Mehrere Verbindungen, von denen eine besonders wichtig sein kann, rufen das typische Aroma hervor (Bsp.: Butter: Diacetyl, (R)-δ-Decalacton, Buttersäure; Käse: Abbauprodukte der Fettsäuren, z.B. 2-Nonanon) 3) Aroma kann durch größere Anzahl von Verbindungen annähernd simuliert werden - es fehlt die typische Schlüsselverbindung (zubereitetes Fleisch, Brot, Kaffee, Tee, Erdbeere...) 4) Aroma kann auch mit groér Zahl von Verbindungen nicht zufriedenstellend reproduziert werden (Bier, Kakao...)
• Was sind Schwellenwerte für Geruchs- und Aromastoffe? (Unterschied Erkennungsschwelle und Wahrnehmungsschwelle) - Erkennungsschwelle: Konzentration einer Verbindung, die zur Erkennung eines Geruchs ausreicht - Wahrnehmungsschwelle: Konzentration, bei der die Wahrnehmung ohne Feststellung der Aromaqualität erfolgt - starke Unterschiede zwischen verschiedenen Verbindungen - Schwellen beeinflusst durch andere LM-Inhaltsstoffe, auch andere Geruchsstoffe
• Was sind off-Flavour? Wodurch können Sie entstehen? - Off-Flavour sin Geruchsfehler, die enstehen können durch... --> Artfremde, normalerweise nicht im Lebensmittel vorkommende Aromastoffe --> den Verlust von Schlüssenverbindungen --> Veränderungen im Konzentrationsverhältnis von Aromastoffen
• Was sind die Ursachen für das Entstehen von Off-Flavours? - Mirkobieller Verderb, Kontamination - thermische Behandlung (zu hohe Temeperaturen) - Reaktion von Inhaltsstoffen (Oxidation, enzymatische Reaktionen, nicht-enzymatische Reaktionen,...) - Fermentationsfehler - Übergang von Stoffen aus Verpackungen
• Nenne Beispiele für Off-Flavour. Licht"geschmack" bei Milch --> Fotooxidation von Methionin zu Methional und Dimethyldisulfid Malzige Note bei Milchprodukten --> Fehlfermantation durch Streptococcus lactis var. Maltigenes --> Bildung von Phenylacetaldehyd "Katzenurin"-Off-Flavout bei Kochbeutel-Schinken --> Während des Kochvorgangs Übergang von Diacetonalkohol aus Verpackung in Schinken, Reaktion eines Folgeproduktes mit schwefelhaltiegn Proteinen aus Schinken --> Bildung von Mercaptan "Warmed over"-Flavour nach lagerung von gegartem Fleisch --> Freisetzung von  Fe-Ionen beim Kochen begünstigen Fettoxidation --> Anstieg der Hexanal- und Epoxydecanal-Konzentration (metallisch, muffig, grün, stechend)
• Wie ist ein Aromagramm aufgebaut? 1) Geruch (Nase --> Gerhirn) (quer: Säure, Alkohole, Ester/Lactone, C=O-Verbindungen, Pyrazine, S-Verb., Phenole) 2) Geschmack (Zunge --> Gehirn) (erste Reihe: adsringierend, brennend, kühl, umami) (zweite Reihe: sauer, süß, salzig, bitter) 3) Konsistenz (Zunge --> Gehirn) (erste Reihe: Fett, Stärke, Protein) (zweite Reihe: Ethanol, Wasser, Gas) - 3 Bereiche, die jeweils in versch. Felder unterteilt sind - Felder enthalten Gruppen von Verbindungen, Geschmacksarten und Lebensmittelinhaltsstoffe, die für sensorischen Gesamteindruck verantwortlich sind - Felder der Verbindungen, die Einfluss auf den sensorischen Gesamteindruck ausüben, werden schraffiert und die jeweiligen Schlüsselverbindungen zusätlich aufgeführt - Konsistenzsockel: - Lebensinhaltsstoffe und Verbindungsgruppen, die primär zur Geschmack nur wenig beitragen - durch Verhalten beim Verzehr indirekter Beitrag, z.B. F4reisetzung von Aromastoffen - wichtig für Mundgefühl - Geschmacksbereich: - neben Grundgeschmacksarten auch trigeminale Empfindungen adstringierend, brennend, kühl - Geruchsbereich: - Gruppen flüchtiger Verbindungen, die für Flavour eines LM charakteristisch sind
• Wie entstehen Aromastoffe in Lebensmitteln? enzymatische Reaktionen: - Bildung durch enzymatische Reaktionen, die im Rahen des toffwechsels ablaufen --> aromaaktive Stoffe sind nativ im LM enthalten - Bildung durch e.R., die im Zuge der Ernte, Lagerung und Zubereitung ablaufen, insbesondere nach Zerstörung des Gewebes - auch unter Beteiligung von Mikroorganismen - nicht-enzymatische Reaktionen: - "prozessive Aromastoffe" --> Aromastoffe, die bei der Lagerung und Zubereitung nicht-enzymatisch entstehen - relevante Reaktionen: Lipidoxidation, Maillard-Reaktion, Strecker-Abbau, Karamelisierung - Kennzeichen der nicht-enzymatischen Reaktion: große Zahl flüchtiger Verbindungen resultiert aus einem Reaktionspartner - Bildung beeinflusst durch Voläufer (Struktur und Konzentration), Temperatur, Zeit, Umgebungsfaktoren wie O2, pH-Wert, Wassergehalt - Aromawirksamkeit der gebildeten Substanzen abhängig von Konzentration (>Geruchsschwelle) und Wechselwirkungen mit anderen Bestandteilen
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• Nennen Sie nicht-enzymatische Entstehungsmöglichekeiten con C=O-Verbindungen (Carbonylverbindungen). 1) Lipidperoxidation (Autooxidation von Öl-, Linol- und Linolensäure --> aus Hydroperoxiden entstehen Aldehyde und Ketone) 2) Karamellisierung (Schmelzen oder Erhitzen von Zucker in Anwesenheit von Katalysatoren --> Enstehung brauner und aromawirksamer Verbindungen, --> carbonylische Furan- und Pyranderivate) 3) Strecker-Abbau (Reaktion aus α-Dicarbonylverbindungen und Aminosäuren --> Bildung von Strecker-Aldehyden, Strecker-Abbau auch Teil der Maillard-Reaktion) 4) Maillard-Reaktion (Reaktion von Amin-Verbindungen mit reduzierten Zuckern unter Hitzeeinwirkung --> farbgebende (Melanoide) und aromaaktive Substanzen)
• Nenne aromawirksame Substanz(klassen) (Carbonylverbindungen) bei der Maillard-Reaktion. - 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) - Diketone (z.B. Diacetyl in Kaffee: rösig, buttrig) - Strecker- Aldehyde - Pyranone (--> Maltol, Karamell-/Röstaroma, z.B. in gebratenem Fleisch, Kaffee, Kakao, Brot) - Furanone (z.B. Furaneol in Bier, Früchten, v.a. Erdbeere: fruchtig, gekochte Erdbeere; Norfuraneol in Fleischbrühe, Malz, Bier: karamellig; Ethylfuraneol in Sojasauße: karamellig, süß; Sotolon in Kaffee, Wein, Bockshornklee: karamellig, maggiartig; Abhexon in Kaffee, Schokolade: karamellig, würzig)
• Wechselwirkungen mit LM-Inhaltsstoffe (Aromastoffe) - Wechselwirkungen mit LM-Bestandteilen wirken sich auf die Retention von Aromastoffen und die Konzentration in der Gasphase aus --> qualitäts- und intensitätsbestimmend - sehr komplexe Zusammenhänge - von Bedeutung v.a. der Einfluss von Lipiden, Kohlenhydraten und Proteinen, aber auch weiterer Inhaltsstoffe und ggf. dem Verpackungsmaterial - Kenntnisse pber Binudng der Aromastoffe an Lebensmittelmatrix und entsprechende Retention wichtig für Aromatisierung und das Verhalten bei Verarbeitung und Lagerung
• Wechselwirkungen mit Lipiden (Aromastoffe) - Träger oder Maskierung von lipophilen Aromastoffen - Eigenaroma, wie z.B. Butter und Olivenöl - Aromavorläufer, z.B. Linol- und Linolensäure - Aromastabilität - Mundgefühl
• Wechselwirkungen mit Kohlenhydraten und Proteinen (Aromastoffe) - Wechselwirkungen der unpolaren Aromastofe mit hydrophoben Bereichen von Biopolymeren - Bindung von Aromastoffen an native Proteine - Denaturierung von Proteinen erhöht die Wechselwirkung mit Aromastoffen - Hydrokolloide reduzieren die Aromafreisetzung durch steigende Viskosität und dadurch erschwerten Transport zur Gasphase
• Wechselwirkungen mit weiteren Substanzen (Aromastoffe) NaCl: Aussalzeffekt: Zugabe von Kochsalz führt zum Anstieg des Aromastoffes in der Gasphase Purinalkaloide: in wässrigen Systemen können Purinalkaloide wie Coffein oder Theobromin die Löslichkeit flüchtiger Verbindungen erhöhen, sodass Konzentration in der Gasphase sinkt Verpackung: Aromastoffe aus Umgebung können durch Verpackung ins Füllgut gelangen, Material selbst kann aromawirksame Substanzen abgeben
• Sensorik von Bier - Sensorik besitzt in Bierindustrie lange Tradition- Verkostung con frisch filtriertem Bier - heutzutage in vielen Brauereien Sensoriklabore vorhanden, um Qualität des Bieres zu überprüfen
• Nenne mögliche Fehlaromen von Bier. - Lichtgeruch (v.a. durch 3-Methyl-2-buten-1-thiol - Dimethylsulfid (Blumenkohl) - Diacetyl (butterartig) - Alterungsgeruch (Streckeraldehyde mit malzigen, kartoffel- und honigartigen Noten) - Katzenartiger Fehlgeruch (3-Methyl-mercaptobutylformiat)
• Aromagramm von Bier Geruch: Alkohole, Ester/Lactone, C=O-Verbindungen, Pyrazine, S-Verbindungen Geschmack: Süß, bitter Konsistenz: Ethanol, Wasser, Gas, Protein - geringe Mengen an Milch-, Essig-, Ameisen- und Bernsteinsäure - Glutaminsäure
• Aromagramm von Äpfeln Geruch: Ester/Lactone Geschmack: Sauer, Süß Konsistenz: Wasser Schlüsselverbindung: 2-Methylbuttersäureethylester
• Aromagramm von Erdbeeren Geruch: Säuren, Alkohole, Ester/Lactone, C=O-Verbindungen Geschmack: Sauer, süß Konsistenz: Wasser Schlüsselverbindung: -
• Aromagramm von Himbeeren Geruch: C=O-Verbindungen Geschmack: Sauer, süß Konsistenz: Wasser Schlüsselverbindung: p-Hydroxyphenyl-3-butanon
• Aromagramm von Gurken Geruch: Alkohole, C=O-Verbindungen Geschmack: Salzig, Umami Konsistenz: Wasser Schlüsselverbindungen: trans,cis 2,6-Nonadien-1-ol und trnas,cis 2,6-Nonandien-1-al (auch typisch: Hexal, Nonanal und Nonenal)
• Beschreibe den Geschmackssinn. - Umwelt/ Reizqualität: lösliche chemische Verbindungen - Sinnesorgane/Reizaufnahme: Zunge (mit Nervenfasern und Gehirn) - Rezeptoren/ Wahrnehmung, Sinneseindrücke: Chemorezeptoren, sekundäre Sinneszellen Empfindungsmodalitäten/ Sinne: Geschmackssinn - Nahsinn - gustatorische Wahnehmungen - Empfndungsqualitäten: süß, salzig, sauer, bitter, umami - fettig, adstringierend und metallisch diskutiert
• Empfindungsqualität süß - Hervorgerufen v.a. durch Mono- und Disaccharide - Oligo- und Polysaccharide werden durch Enzyme im Speichel z.T. in einfache Zucker umgesetzt - Süßgeschmack = Erkennungssystem für Kalorien in Form von Kohlenhydraten --> Aufnahme von energiereichen LM (daher hohe Erkennungsschwellen) - aber: auch bestimmte Proteine oder Metallionen schmecken süß - Zuckerersatzstoffe: Süßstoffe, Zuckeraustauschstoffe
• Empfindungsqualität salzig - Salze wichtig für Wasser- und Elektrolythaushalt des Körpers - Ausgleich des Salzverlustes durch Körperausscheidungen - in geringen Konzentrationen: wirkt appetitiv, fördert Aufnahme - in hohen Konzentrationen: wirkt aversiv, führt zur Ablehnung --> Balance aus appetitiver und aversiver Wahrnehmung: Sicherstelung der Aufnahme adäquater Elektrolytkonzentrationen und Vermeidung der Zufuhr schädlicher Salzmengen
• Empfindungsqualität bitter - hervorgerugen durch sehr viele Substanzen, die chemisch sehr unterschiedlich sind (Metallionen, Alkaloide, Aminosäuren) - löst Vermeidungsverhalten aus (aversiv) --> Schutz vor potentiellen Giftstoffen - niedrige Schwellen - mit fortschreitendem Alter auch Assotiationen mit Kalorien, anregender Wirkung von Koffein oder Alkohol
• Empfindungsqualität sauer - Erkennen von Säuren - aversive Wirkung --> unreifes Obst, verdorbene Nahrung - relativ niedrige Schwellenwerte - ähnlich Bittergeschmack auch positive Assotiationen  --> Kalorien, Süße von Früchten
• Empfindungsqualität umami - Geschmack von L-Glutamat - Glutamat: Aminosäure, kommt in Fleisch vor (umami = Geschmack von Fleischbrühe) - früher angesehen als Geschmacksverstärker, heute Grundgeschmacksart - Funktion als Sensor für Kalorien in Form von Proteinen - wird durch relativ hohe Konzentrationen ausgelöst, fördert so hinreichende Kalorienaufnahme
• Geschmackspräfernzen - Präferenzen für Grundgeschmacksarten angeboren - Säuglinge (reagieren positiv auf süß und umami [ungiftig, energiereich]. Ablehnung von sauer und bitter [giftig]) - weitere Präferenzen im Mutterleib erworben - Mere exposure effect = Effekt des bloßen Kontakts --> vertraute Speisenw erdeng emocht - spezifische sensorische Sättigung = Wiederholung gleichartiger sensorischer Eindrücke führt zur Abschwächung --> kurzfristige Ablehnung eines gerade verzehrten Produktes
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• Geschmacksbewertungen, Determinanten des Schmeckvermögens - Hunger- oder Sättigungszustand: Hungrige Prüfer nehmen süß und sauer in niedrigen Konzentrationen wahr, bitter nicht - Rauchen - Alter - Medikamenteneinnahme - Gefühle: ängstliche Prüfer nehmen bitter und salzig erst in höheren Konzentationen wahr, Seretonin senkt Schwelle für süß und bitter - Wechselwirkungen verschiedener Substanzen - Adaption bei kontinuierlicher Reizung
• Nenne die vier Papillenarten auf der Zunge und deren Funktionen - Pilz-, Blätter-, Wallpapillen --> enthalten Geschmacksknospen - Fadenpapillen --> Nahrungstransport, Texturempfinden - Geschmacksknospen in Papillen: In seitenwänden von Wall- und Blattpapillen und Oberfläche der Pilzpapillen - Rezeptorzellen in Geschmacksknospen
• Reizweiterleitung beim Geschmackssinn - Sinneszelle reagier auf spezifischen Reiz und schüttet Neurotransmitter aus --> Neurotransmitter bewikrt ausbildung von Aktionspotential in afferenten Nerven - Weiterleitung der Signale unterscheidet sich je nach Zungenareal
• Unterscheide zwischen Flavour und Off-Flavour. Flavour: - Summe der Sinneswahrnehmungen des Geruchs-, Geschmacks- und Tastsinns (inklusive trigeminalem System) - kein passendes Wort in Deutsch, daher auch meist mit Geschmack bezeichnet - Unterscheidung Grundgeschmacksarten und Geschmack im Sinne von Flavour! Off-Flavour: negative, artfremde, nicht charakteristische Geruuchs- und Geschmackswahrnehmung
• Nenne Geschmacksstörungen (Dysgeusien). - Hypogeusie: Verminderung der Empfindlichkeit - Hypergeusie: Überempfindlichkeit - Ageusie: Ausfall der Geschmacksempfindung (partiell/total) - Qualitative Störungen: Parageusie, Phantogeusie - m Vergleich zu Geruchsstörungen treten Dysgeusien selten alleine auf, häufig zusammen mit Dysosmien - Ursachen vielfältig: Schädigung der Geschmacksknospen (z.B. durch Entzündungen), Schädigung der Hirnnerven, Beeinträchtigung der Schmeckbahnen im Gehirn (z.B. durch Vergiftung,Hirntumor, Verletzung des Hirnstamms)
• Synästhesie - Kopplung von 2 oder mehr Wahrnehmungsarten (spezifische Vernetzung im Gehirn) - Sinnesreize führen zu mehr als einer Empfindung (Farben und Temperatur, Klang und Farbe, Farben schmecken oder hören, Worte und Zahlen in Farben sehen - Synästhetiker häufig überdurchschnittlich intelligent - viele in kreativen/künstlerischen Berufen
• sensorisches Gedächtnis - je nach Dauer der Speicherung von Informationen Unterscheidung zwischen sensorischem, Kutzzeit- und Langzeitgedächtnis - sensorisches Gedächtnis = Ultrakurzzeitgedächtnis zur Zwischenspeicherung von Sinneswahrnehmungen - spezifische Bereiche für jede Empfindungsmodalität - gut untersucht bisher nur echotisches und ikonografisches Gedächtnis (auditive bzw. visuelle Wahrnehmungen) - einzelne Bilder eines Films --> Speicherung, bis Gehirn zwischen Bildern Zusammenhang herstellen kann, dann Löschen der Infos
• Auswirkungen der Geschmacksqualität und -intensität (Aminosäuren und Peptide) - bitterer Geschmack kann bei Verwendung ggf. stören, z.B. Verwendung in definierten Diäten, Nutzung als Bräunungsinhibitor - bitterer Geschmack von Peptiden kann störend sein, wenn proteolytische Vorgänge ablaufen --> z.B. Fehlreifung bei Käse, Anwendung proteolytischer Enzyme zur gezielten Modifikation von Proteinen
• Nenne Beispiele für Süßstoffe Acesulfam - K Advantam Aspartam Cyclamat ...
• Nenne Beispiele für Säuren in Lebensmitteln. Fumarsäure Milchsäure Äpfelsäure Weinsäure Citronensäure ...
• Nenne Beispiele für Geschmacksverstärker. Glutamat Maltol Vanillin Neotam Advantam ...
• trigeminal vermittelte "Geschmacksarten" brennend-scharfer Geschmack: (Schmerzreiz) Capsaicin, ungesättigte Fettsäuren, Piperin, Shogaol aus Gingerol kühlende Empfindung: (Wahrnehmung) Fette wenn sie schmelzen, Menthol, andere niedermolekulare Verbindungen Adstringenz: (Schmerzemfindung) gehört zum Flavour bzw. zum Mundgefühl, v.a. phenolische Verbindungen (Tannine, Flavonole)
• Beschreibe den Tastsinn. (Hautsinn) - Umwelt/ Reizqualität: Druck, Temperatur, Vibration,... - Sinnesorgane/Reizaufnahme: Haut (mit Nervenfasern und Gehirn) - Rezeptoren/ Wahrnehmung, Sinneseindrücke: Mechano- und Thermorezeptoren, Nocirezeptoren (primäre Sinneszellen) Empfindungsmodalitäten/ Sinne: GTastsinn - Nahsinn - taktile und haptische Wahrnehmungen - Tastsinn unterteilt in Berürungssinn (Mechanor.), kinästhetischer Sinn (Mechanor.), Schmerzsinn (Nocir.), Temperatursinn (Thermor.)
• Beschreibe den Geruchssinn. - Umwelt/ Reizqualität: lösliche chemische Verbindungen - Sinnesorgane/Reizaufnahme: Nase (mit Nervenfasern und Gehirn) - Rezeptoren/ Wahrnehmung, Sinneseindrücke: Chemorezeptoren (primäre Sinneszellen) Empfindungsmodalitäten/ Sinne: Gehörsinn - Fern- und Nahsinn - olfaktorische Wahnehmungen - Empfndungsqualitäten: würzig, grasig.... - direktes Riechen, Schnüffeln = pronasal/orthonasal - Wahrnehmung beim Verzehr = retronasal
• Unterschied taktil, haptisch taktil: passive Wahrnehmung von Reizen, die auf ruhenden Körper treffen, "Berührt werden" hasptisch: Wahrnehmungen, die durch aktive Bewegung des Körpers entstehen; Anfassen von Gegenständen, Menschen etc. ; "Begreifen" durch Abtasten, "Berühren"
• Adaption - grundsätzlich: Reiz löst Aktionspotentiale aus, Rate der Aktionspotentiale proportional zu Reizstärke - bei länger andauender konstanter Reizung nimmt Rate der Aktionspotentiale ab --> Adaption - schnell adaptierende Rezeptoren: --> Melden der Reizänderungen - langsam adaptierende Rezeptoren: --> Vermitteln lang andauernden Eindruck
• Meissner-Körperchen Rezeptive Felder: klein, scharf, begrenzt, oberflächennahe Sensoren Adaption: Rasch, nur dynamische Antwort Reaktion auf: Druckänderung Funktion: Ertasten von Oberflächenstruktur beim Überstreichen eines Objekts
• Merkel- Zellen Rezeptive Felder: klein, scharf, begrenzt, oberflächennahe Sensoren Adaption: langsame, statische Antwort Reaktion auf: Druck Funktion: Wahrnehmen von Form und Oberfläche eines Objekts
• Vater-Pacini-Körperchen Rezeptive Felder: Groß, Grenzen verwaschen, tiefliegende Sensoren Adaption: Rasch, nur dynamische Antwort Reaktion auf: Druckänderung Funktion: Spüren von Vibration, Bewegung eines Objekts
• Ruffini-Körperchen Rezeptive Felder: Groß, Grenzen verwaschen, tiefliegende Sensoren Adaption: langsam, statische Antwort Reaktion auf: Hautspannung Funktion: Wahnehmung von Form, Gewicht und Größe eines gehaltenenObjektes

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