Aromen

Günter Matheis, Holzminden

Aromen, E aromas, flavo(u)rs, flavo(u)rings, ist nicht nur die Bezeichnung für den olfaktorischen Gesamteindruck eines Lebensmittels, sondern auch der Name für Zubereitungen zum Aromatisieren von Lebensmitteln. Der Begriff Aroma hat also im deutschen Sprachraum drei Bedeutungen: 1) Angenehmer Geruch eines Lebensmittels, unabhängig davon, ob es aromatisiert (z. B. Kaugummi), naturbelassen (z. B. Erdbeere) oder zubereitet (z. B. Steak) ist; (E Bezeichnung: aroma).
2) Zubereitung oder Produkt zur Aromatisierung von Lebensmitteln (veralt. Essenz); sie besteht in der Regel aus 10–20 % aromatisierenden (Aromakonzentrat) und 80–90 % nicht-aromatisierenden (z. B. Lösungsmittel, Trägerstoffe) Bestandtei-len (Aromabestandteile = Aromakomponenten = Aromazutaten); E flavo(u)r oder besser flavo(u)ring).
3) Etherisches Öl in der Aromatherapie.
Fast alle Lebensmittel enthalten von Haus aus Aroma. Je nach Art der Aromabildung unterscheidet man A. primärer und sekundärer Art. Die A. primärer Art werden im Rahmen des Stoffwechsels der lebenden Pflanze gebildet (Aromavorstufe, Abb.). Das Aroma bleibt nach der Ernte weitgehend erhalten. Beispiele sind Gewürze, Kräuter und Früchte. Bei den A. sekundärer Art wird das Aroma
a) durch Enzyme während des Zerkleinerns des Lebensmittels – z. B.   Zwiebel,    Knoblauch,
Senf –,
b) durch mikrobielle Umsetzungen bzw. Fermentation – z. B. Wein, Bier, Milchprodukte, Tee –,
c) durch thermische Behandlung, wie Kochen, Backen, Braten, Rösten – z. B. Fleisch, Kaffee – oder
d) durchVerderb – z. B. Fettoxidation, Ranzigkeit – gebildet.
Als bildhafte Darstellung zur Beschreibung von A. in Lebensmitteln wurde das Aromagramm entwickelt.
Je nach Art ihrer Zusammensetzung werden drei Kategorien von A. unterschieden:
1) eine Leitsubstanz dominiert (z. B. Vanillin in Vanillearoma),
2) mehrere Leitsubstanzen dominieren das Aroma (z. B. Lactone in Pfirsicharoma),
3) eine komplexe Mischung vieler Aromastoffe bewirkt das Aroma (z. B. Säuren, Alkohole, Ester, Lactone und Carbonylverbindungen bei Erdbeeraroma).
Die Konzentration der A. in naturbelassenen und zubereiteten Lebensmitteln (also Lebensmitteln, die nicht mit industriell gefertigten A. aromatisiert sind) bewegt sich im ppm-Bereich (mg / kg). Die Konzentration einzelner Aromastoffe liegt dabei im ppb-Bereich (µg / kg).

Das 19. Jahrhundert –
die Geburt der Aromenindustrie

Lebensmittel werden seit prähistorischen Zeiten aromatisiert. Seitdem der Mensch begann, Nahrung zuzubereiten, kann man von Aromatisierung sprechen. Eines der ersten Aromatisierungs- (und gleichzeitig Konservierungs-)mittel war der Rauch, dazu kamen Kräuter und Gewürze. Im Mittelalter wurde erstmals Pflanzenmaterial extrahiert und destilliert. Auf diese Weise erhielt man Extrakte und etherische Öle, die zunächst von Apothekern verwendet wurden. Erst im 19. Jahrhundert erkannte man, dass damit auch Lebensmittel aromatisiert werden können. Ebenfalls in dieses Jahrhundert fällt die Entdeckung, dass Substanzen, die aus Pflanzenmaterial isoliert werden (z. B. Benzaldehyd, Zimtaldehyd) oder im Labor synthetisiert werden können (z. B. Vanillin), zur Aromatisierung dienen können. Man kann sagen, dass Mitte des 19. Jahrhunderts die Aromenindustrie geboren wurde.
Die ersten Rohstoffe, aus denen die Aromenindustrie ihre Produkte komponierte, waren Extrakte, Tinkturen, Oleoresine, Saftkonzentrate, etherische Öle und einige wenige naturidentische und natürliche Aromastoffe. Die stürmische Entwicklung auf dem Gebiet der Aromaforschung und der instrumentellen Analytik führte ab der Jahrhundertwende dazu, dass bis heute mehr als 4.000 Aromastoffe in der Natur identifiziert wurden. Diese Aromastoffe werden teils aus Naturprodukten isoliert, teils durch chemische Verfahren synthetisiert. Die moderne Aromenindustrie komponiert aus einer Fülle von Rohstoffen A. jeder Geschmacksrichtung. Diese A. dienen der Verfeinerung industriell gefertigter Lebensmittel.

Schwerpunkte der Aromaforschung

Eine Zeittafel der Aromaforschung und Aromenentwicklung bis etwa 1970 zeigt die Tabelle. Nachdem nun die Bestandsaufnahme der Aromastoffe weitgehend abgeschlossen ist, widmet sich die moderne Aromaforschung anderen Themen. Schwerpunkte sind z. B. Aromabildung (Biogenese in der intakten Pflanze, Bildung bei thermischer Belastung), Ermittlung der Bedeutung einzelner Aromastoffe für das Aroma (Aromaextraktverdünnungsanalyse, Aromawert) und analytische Differenzierung zwischen natürlichen Aromastoffen und naturidentischen Aromastoffen durch Enantiomerenanalytik und Untersuchung der Isotopenverhältnisse.

Rechtliche Grundlagen

Industriell gefertigte A. zur Aromatisierung industriell hergestellter Lebensmittel werden von der Aromenindustrie vermarktet. Der internationale Aromenverband (International Organization of the Flavo(u)r Industry) definiert A. als Produkte wie folgt: Konzentrierte Zubereitungen mit oder ohne Zusätze, die zur Aromatisierung verwendet werden, mit Ausnahme von ausschließlich salzigem, süßem und saurem Geschmack. Sie sind nicht dazu bestimmt, als solche verzehrt zu werden (Zusätze bedeutet: Lebensmittelzusatzstoffe und Lebensmittelzutaten, die zur Herstellung, Lagerung und Anwendung von A. erforderlich sind, sofern sie keine funktionellen Eigenschaften im Endlebensmittel haben). Die Europäische Union definiert A. wie folgt: Aroma bedeutet Aromastoffe, Aromaextrakte, Reaktionsaromen, Raucharomen oder deren Mischungen. A. können Lebensmittel und andere Substanzen enthalten (andere Substanzen bedeutet: Zusätze, die zur Lagerung und Anwendung von A. erforderlich sind, Substanzen zum Auflösen und Verdünnen von A. und Zusätze zur Herstellung von A. [technische Hilfsstoffe], sofern solche Zusätze nicht durch andere Bestimmungen geregelt sind).

Einsatzgebiete und Verfahren

Je nach Einsatzgebiet unterscheidet man Flüssigaromen, Emulsionsaromen, pastöse Aromen und Trockenaromen. Flüssigaromen sind entweder wasser- oder öllöslich. Typische Lösungsmittel für A. sind Propylenglycol, Ethanol, Triacetin und Speiseöl. Zu den Emulsionsaromen gehören Getränke- und Backemulsionen. Die Emulsionsaromen können Farbstoffe und Trübungsmittel enthalten. Pastöse A. werden kaum direkt eingesetzt, sondern vorher getrocknet. Die wichtigsten Trockenaromen sind aufgezogene A. (Adsorbate), sprühgetrocknete A., vakuumgetrocknete A. und Trockenmischungen. Aufgezogene A. werden durch Adsorption von flüssigen oder pastösen A. auf einen Trägerstoff (z. B. Kochsalz, Lactose) hergestellt. 90 % der Trockenaromen weltweit sind sprühgetrocknete A. Zu ihrer Herstellung werden temporäre Emulsionen flüssiger A. in Wasser, Trägerstoff (z. B. Stärkehydrolysate) und Emulgator auf Sprühtürmen bei ca. 80–140 °C getrocknet. Vakuumgetrocknete A. werden auf Bandtrocknern bei schonenden Temperaturen gefertigt.

Gründe für die Aromatisierung von Lebensmitteln

Warum werden zahlreiche industriell gefertigte Lebensmittel aromatisiert? Die Mehrheit der Konsumenten in den modernen Industriegesellschaften erwartet eine breite Palette schmackhafter und nahrhafter Lebensmittel zu erschwinglichen Preisen. Die Bereitstellung solcher Lebensmittel ist die Aufgabe der Lebensmittelindustrie. Die Aromenindustrie stellt eine Vielzahl von A. zur Verfügung, um solche Lebensmittel einer breiten Bevölkerungsschicht verfügbar und schmackhaft zu machen. Die Schmackhaftigkeit von Lebensmitteln ist von großer Bedeutung, da sie in der Regel eine gute Bekömmlichkeit bewirkt. Unser reichhaltiger Lebensmittelkorb enthält viele Produkte, die es ohne A. gar nicht gäbe. Typische Beispiele sind Limonaden, Brausen, Spirituosen, Knabberartikel, Speiseeis und andere Milchprodukte, Zucker- und Schokoladenwaren, Backwaren, Suppen, Saucen, Wurstwaren, Sauerkonserven, Fertiggerichte und Dessertspeisen. Hartkaramellen und Limonaden würden ohne Aroma nicht nach Erdbeere oder Zitrone, sondern nur süß schmecken. Die weltweit so beliebten Cola-Getränke verdanken ihr Aroma etherischen Ölen, d. h. es handelt sich um aromatisierte Limonaden.
Häufig werden A. auch dort eingesetzt, wo im Rahmen des Herstellungsprozesses von Lebensmitteln Aromaverluste auftreten, die wieder ausgeglichen werden müssen. Dies soll am Beispiel eines Erdbeerjogurts dargestellt werden. In der Regel enthält industriell oder handwerklich gefertigter Erdbeerjogurt eine Erdbeerfruchtzubereitung. Bereits auf dem Transport vom Feld bis zur Verarbeitungsstelle zur Fruchtzubereitung kann ein Aromaverlust bei den Erdbeeren auftreten. Während der Herstellung der Fruchtzubereitung wird sie zur Gewährleistung ihrer Haltbarkeit pasteurisiert oder nach anderen Verfahren erhitzt. Auch wenn dabei so schonend wie möglich erwärmt wird, muss mit Aromaverlusten gerechnet werden. All diese Aromaverluste werden durch gezielte Zugabe von Erdbeeraroma ausgeglichen, damit das Endprodukt, der Erdbeerjogurt, gut schmeckt.
Hier zeigt sich deutlich der Unterschied zwischen einem vom Konsumenten selbst zubereiteten und einem industriell gefertigten Lebensmittel. Der Konsument pflückt die Erdbeeren im Garten oder kauft die Früchte im Lebensmittelhandel bzw. auf dem Wochenmarkt, mengt sie (zerkleinert oder unzerkleinert) unter den Jogurt und verzehrt die Speise kurz nach der Zubereitung. Die Industrie muss dagegen bei der Beschaffung vieler Rohstoffe mit langen Transportwegen rechnen und viele Lebensmittel haltbar machen (z. B. durch Hitzebehandlung), da den Produkten oft noch ein langer Weg zum Verbraucher bevorsteht und der Konsument eine gewisse Haltbarkeitsdauer erwartet, wenn das Produkt schließlich in den Regalen des Lebensmittelhandels angeboten wird. Ohne dabei auftretende Aromaverluste auszugleichen, wäre die Herstellung und Vermarktung zahlreicher erstklassiger und preiswerter Lebensmittel, wie wir sie im Handel vorzufinden gewohnt sind und schätzen, gar nicht möglich.
Einige Gewürze und Kräuter sind mikrobiologisch in einem solchen Ausmaß kontaminiert, dass sie zur Aromatisierung von Lebensmitteln, die im Groß- und Einzelhandel lagern, nicht geeignet sind. Eine Möglichkeit ist, solche Gewürze und Kräuter durch Hitzebehandlung keimarm zu machen, was jedoch oft mit Aromaverlusten einhergeht. Eine andere Möglichkeit ist, die Lebensmittel nicht mit den Gewürzen und Kräutern selbst, sondern mit ihren keimfreien oder keimarmen Extrakten und etherischen Ölen zu aromatisieren. Extrakte und etherische Öle sind natürliche A., die den zusätzlichen Vorteil bieten, dass die Lebensmittel in Geruch und Geschmack besser standardisiert werden können als mit den Gewürzen und Kräutern selbst.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für A. sind neuartige Lebensmittel, die neu erschlossene Rohstoffe enthalten. Vor dem Hintergrund, dass heutzutage zur Nahrungsversorgung der wachsenden Weltbevölkerung neue Nahrungsmittelquellen gefunden werden müssen, wird eine Reihe relativ geschmacks- und geruchsneutraler Rohstoffe mit hohem Nährwert zu attraktiven Lebensmitteln verarbeitet. Als Beispiel seien hier Brotaufstriche auf der Basis von Sojaprotein genannt. Solche Produkte können durch ansprechende Aromatisierung für den Verbraucher attraktiv gestaltet werden.
Bekanntlich steht übermäßiger Fettgenuss mit dem Auftreten einiger chronischer Krankheiten in Zusammenhang. Öffentliche und private Institutionen aus den Bereichen Gesundheit und Wissenschaft haben daher Empfehlungen für die Reduzierung des Fettkonsums herausgegeben. Diese Empfehlungen erweckten ein starkes Interesse seitens der Verbraucher an fettreduzierten oder fettfreien Versionen zahlreicher Lebensmittel, was wiederum die Lebensmittelindustrie veranlasste, dem Verbraucherwunsch Rechnung zu tragen. Das Ergebnis ist eine Reihe fettreduzierter Lebensmittel („light“-Produkte), die im Handel angeboten werden. Industriell gefertigte A. können auch hier die Produkte für den Verbraucher attraktiver gestalten und so zu einer gesundheitsbewussten Ernährung beitragen.
Wohlschmeckende Lebensmittel sollten für alle Verbraucherschichten verfügbar sein. Der Einsatz von A. in industriell hergestellten Lebensmitteln ermöglicht, dass bestimmte Produkte, die früher nur wohlhabenden Kreisen vorbehalten oder nur in begrenzten Mengen zur Verfügung standen, allen Verbrauchern zugänglich werden. Zum Beispiel haben 25 g Vanillin zu etwa 0,65 DM eine ähnlich starke aromatisierende Wirkung wie 1 kg Vanille zu etwa 100,- DM (consumption ratio). Wollte man Vanillearoma nur aus Vanille herstellen, würde die Weltproduktion an Vanilleschoten gerade den Bedarf in Deutschland decken!
A. tragen dazu bei, dass Markenprodukte für den Verbraucher unverwechselbar werden. Durch die gleichbleibende Qualität des eingesetzten Aromas erkennt der Konsument das Produkt an Geruch und Geschmack wieder.
Bei industriell gefertigten Lebensmitteln, die mit industriell gefertigten A. aromatisiert werden, muss auf die Zutatenliste des Lebensmittels das Wort Aroma oder eine genauere Bezeichnung (z. B. Erdbeeraroma) stehen. Der Gesetzgeber unterscheidet natürliche A. und nicht natürliche A. (naturidentische, künstliche, Reaktions- und Raucharomen). In Deutschland sind etwa drei Viertel der vermarkteten A. natürlich, in den USA sind es etwa die Hälfte. Die Dosierung industriell gefertigter A. in Lebensmitteln liegt im Durchschnitt bei 0,1 %. Da die aromagebenden Zutaten nur etwa 10–20 % des Aromas ausmachen, liegt deren Dosierung bei etwa 0,01–0,02 % (100–200 ppm) im Lebensmittel.
Der Mensch nimmt mit naturbelassenen und im Haushalt oder Restaurant zubereiteten (nicht aromatisierten) Lebensmitteln (Obst, Gemüse, Käse, Kaffee, Fleisch, usw.) viel mehr Aromastoffe zu sich als über solche Lebensmitel, die mit industriell gefertigten A. aromatisiert sind. Die etwa 1.000 kg Lebensmittel, die wir pro Kopf und Jahr in Deutschland, Europa oder den USA konsumieren, enthalten von Natur aus etwa 500 g Aromastoffe (0,05 %), aber nur 10–25 g (0,001–0,0025 %) Aromastoffe aus industriell gefertigten A. Das bedeutet, wir nehmen 20- bis 50-mal soviel Aromastoffe aus nicht aromatisierten Lebensmitteln zu uns wie aus aromatisierten.
In Deutschland verzehren die Konsumenten pro Kopf und Tag ca. 10 mg naturidentische Aromastoffe. Pro Aromastoff und Konsument ergibt sich eine Tagesaufnahme von etwa 8  µg pro Substanz und Tag. Berechnet auf 1 kg Körpergewicht sind das ca. 0,1  µg pro Substanz und Tag.
Der Einsatz industriell gefertigter A. wird in den Medien kontrovers diskutiert. Der aufgeklärte Konsument hat jedoch längst entdeckt und akzeptiert, dass er zwischen aromatisierten und nicht aromatisierten Lebensmitteln wählen kann, und das tut er auch. Für eine Mahlzeit an einem Tag, an dem er keine Zeit für aufwändiges Kochen hat, greift er gern auf ein vorgefertigtes, aromatisiertes Lebensmittel zurück (z. B. Tiefkühlpizza oder Trockensuppe). Hat er genügend Zeit oder besteht ein besonderer Anlass, bereitet er sich aus nicht aromatisierten Zutaten (z. B. Gemüse, Fleisch) selbst eine Mahlzeit.

Aromen: Tab. Zeittafel der der Aromaforschung und Aromenentwicklung bis etwa 1970.