Texturdesign von Lebensmittel-Biopolymeren mittels 3D-Druck zur Modulation der Aroma/Geschmackswahrnehmung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Becker; Professor Dr. Thomas Hofmann
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405072578

Die nahezu unbegrenzte Vielfalt an Lebensmittelaromen setzt sich nach neuesten Erkenntnissen aus lediglich ~230 Schlüsselgeruchsstoffen zusammen, von denen zwischen 3 und ~40 Verbindungen in distinkten Konzentrationsverhältnissen den kombinatorischen Geruchscode eines Produktes bilden. Nicht Einzelverbindungen, sondern deren Kombinatorik sind für die authentische Geruchs- und Geschmackswahrnehmung von Lebensmitteln verantwortlich. Neben der Konzentration von Geruchs-/Geschmacksstoffen hängt beim Verzehr von Lebensmitteln das sensorisch wirksame Muster vor allem auch von der Textur ab (z.B. Gele, Schäume). Mangelhafte Kenntnisse über textur-induzierte Verschiebungen des kombinatorischen Geruchs-/Geschmacksstoffcodes, limitieren die Möglichkeit der gezielten Analyse und nachfolgend Steuerung der chemosensorischen Wahrnehmung. Insbesondere bei inhomogener Verteilung von geruchs-/geschmacksaktiven Verbindungen in komplexen Lebensmittelmatrices, die intensivere sensorische Eindrücke induzieren, kann deren sensorische Wirksamkeit bislang kaum über die integrale Mengenkonzentration der Einzelverbindungen vorausgesagt werden.Alle bislang durchgeführten Arbeiten dazu erfolgten nicht mit den tatsächlichen Schlüsselaroma- und Geschmacksstoffen einzelner Lebensmittel und litten an dem nur rein empirisch möglichen Vorgehen an wenig definierten Lebensmitteltexturen. Diese unterscheiden sich bei komplexen Systemen in Abhängigkeit von der Herstellungstechnologie gravierend (z.B. Porengrößenverteilung). Es ist deshalb derzeit kaum möglich, reproduzierbar mechanistische Erklärungsversuche vorzunehmen.Exakt dieser Themenkomplex wird mittels eines neuartigen Forschungsansatzes durch Design hochdefinierter Lebensmitteltexturen und einer reproduzierbaren Herstellung örtlich aufgelöste Konzentrationsgradienten von Schlüsselaroma-/geschmacksstoffen ergründet. Ziel ist es, den Einfluss der Textur sowie deren Verteilung in einer standardisierten Matrix auf quantitative Verschiebungen im chemosensorischen Code von Lebensmitteln systematisch zu studieren. Im Gegensatz zu konventionellen Herstellungsprozessen sollen dabei mittels einer speziell zu entwickelnden präzisen 3D-Printingtechnologie definierte Texturen aus Lebensmittelbiopolymeren schichtweise aufgebaut werden, in die die Konzentrationsfelder der sensorisch relevanten Schlüsselstoffe als molekulare Sonden dotiert werden. Im Fokus stehen cerealienbasierte Lebensmitteltexturen. Zur Variation der Textur soll diese stufenweise von einer luftleeren Einkomponenten- bis hin zu einer definierten Schaumtextur einer Mehrkomponentenmatrix aufgebaut werden. Erstmals können somit gezielt definierte Konzentrationsgradienten von Geruch-/Geschmacksstoffen ortsaufgelöst in Texturen eingebracht und der Einfluss einer Schaumtextur auf die humane sensorische Wahrnehmung aufgeklärt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen