Angewandte Chemie in der Küche – was ist Foodpairing?

Kontrast, Spannung und Harmonie

von Prof. Dr. Thomas Vilgis

Schokolade mit Röstzwiebeln und Räucherschinken? Liebstöckel mit Kaffee? Bei solchen Kombinationsvorschlägen schüttelt so mancher mit Sicherheit ungläubig den Kopf, zu Fisch mit Spinat oder Linsen und Speck gibt es spontan Zustimmung. Natürlich spielt der kulturelle Hintergrund für die Zustimmung oder Ablehnung eine große Rolle, aber tatsächlich auch ein ausgewogenes Zusammenspiel von Aromen, Geschmack und Textur der Lebensmittel.

Der ursprüngliche Begriff Foodpairing, besser Aromapairing, geht auf die Idee zurück, Lebensmittel mit gemeinsamen Schlüsselaromen zu paaren, da diese, so die Hypothese, besonders gut zusammenpassen. Daraus lassen sich (in Physikersprache: mean-field-artige) Baumdiagramme höchster Komplexität erstellen [1], die sich bei genauerer Betrachtung als wenig hilfreich erweisen. Die naheliegende Idee greift viel zu kurz. Ein übereinstimmendes Schlüsselaroma ist kein hinreichendes Kriterium für die Kombination von Lebensmitteln in einer kuli­narischen Konstruktion, zumal dieser Ansatz nichts über die Konzentration, den Grund­geschmack oder gar die Textur der entsprechenden Komponenten aussagt [2]. Des Weiteren berücksichtigen Aromaanalysen der rohen Lebensmittel nicht die Veränderung der Duftstoffe durch den Kochprozess, etwa Dämpfen, Rösten, oder sei es lediglich ein Trocknen [3]. Stets hängt die Aromabildung von den Kochprozessparametern wie Temperatur- sowie Zeitverlauf, Art der Hitzeeinwirkung (Dampf, Strahlung, Wärmeleitung), Umgebungsfeuchte, usw. ab. Allein deswegen ist der in der Kochszene gehypte Begriff des Foodpairings aus wissenschaftlicher Sicht unzulänglich.

Das bloße Vorhandensein eines Aromastoffs in einem rohen und roh bzw. nur wenig erwärmt verzehrten Lebensmittel sagt wenig über seine tatsächliche Geruchsaktivität. Der „Aromawert“, definiert als der Quotienten der Aromakonzentration des Duftstoffs im Lebensmittel und dessen Wahrnehmungsschwelle (ermittelt für Wasser), erweist sich zwar als grobes Maß für die Geruchsaktivität [4]. Meist wird aber die Wahrnehmungsschwelle in wässriger Lösung bestimmt und die so ermittelten Aromawerte sind für Lebensmittel unzulänglich. Die Wahrnehmungsschwelle hängt von der Löslichkeit und damit den molekularen Eigenschaften des Duftstoffes, etwa der Polarität, der Anzahl der Hydroxylgruppen oder des Molekulargewichts ab. Damit wird die Freigabe der Duftstoffe von der Matrix des Lebensmittels beeinflusst, etwa von Wassergehalt, Proteinzusammensetzung, Struktur und Textur. Empirisch praktischer wäre es, den Aromawert mit der jeweiligen Wasser­aktivität aw zu gewichten, die Dampfdrücke p im jeweiligen Lebensmittel zu jenem im Wasser ins Verhältnis zu setzen und den Anteil der gesamten hydrophoben Fraktion f der Lebens­mittelbausteine zu berücksichtigen.

Zumindest in Grenzfällen ist dieser Ansatz für den Odoraktivitätswert OAV plausibel.

Aromagruppen, Strukturen, chemisch-physikalische Einflüsse

Wird der Begriff des Aromapairings erweitert, ergeben sich durchaus sinnvolle Methoden, um spannungsreicher zu kochen oder avantgardis­tische Teller in modernen Restaurants besser zu verstehen [5]. Eine strukturmotivierte, naive, aber für Würz- und Kochzwecke praktische Idee ist es, Aromagruppen zu bilden, deren Strukturen und Geruchseigenschaften sehr grob in Abbildung 1 zusammenfasst sind. Die erste Gruppe (oben) besteht dabei aus leicht flüchtigen Molekülen, die meist direkt aus Fettsäuren, Carbohydraten und Aminosäuren gebildet werden. Das Duftspektrum umfasst dabei wachsig, fettig und grün, auch pilzig duftende Aromastoffe, die aus Fettsäuren entstehen. Ebenso fruchtige Aromastoffe, meist aus Zuckern gebildet, aber auch aus Aminosäuren entstandene schwefelige (kohlartige) Aromastoffe mit linearen chemischen Strukturen. In der zweiten Gruppe finden sich typisch florale Noten, die sich über acyclische Terpene darstellen lassen, gefolgt von cyclischen Terpenen, die Zitrus-, Harz- und Holznoten ergeben und von Sesquiterpenen unterstrichen werden. Aromaten und Phenylderivate überstreichen sowohl süßlich, phenolisch als auch würzig duftende Aromastoffe. Die letzte Gruppe der flüchtigen Aromen wird über Heterozyklen definiert, die Karamellnoten und Röststoffe zusammenfasst.

Genuine Geruchssignaturen

In [3] wurde gezeigt, dass von der riesigen ­Anzahl an Duftstoffen lediglich 227 genuine Schlüsselaromen der Vielfalt der Lebensmittel bereits ihre Geruchssignatur geben. Ein zentraler Grund hierfür ist der physikalisch-chemische Ursprung der Aromabildung. Lebensmittel bestehen neben Wasser im Wesentlichen aus Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen, aus ­denen durch chemische Reaktionen, Koch­prozesse, Fermentationen, Lagerung usw. Aromastoffe gebildet werden. Reaktionen unter Beteiligung von Glukose, Fett- und Aminosäuren liefern daher bereits einen Großteil des Geruchsspektrums, von denen nur wenige in ­Abbildung 1 aufgeführt sind.

Im Grunde genommen definiert das Schema in Abbildung 1 die Klaviatur des Würzens und Abschmeckens von Lebensmitteln in der Küche wie im Labor [5,6].

Die Rolle des Geschmacks

Das reine Aromapairing betrifft flüchtige Aroma­stoffe, die nasal bzw. retronasal während des „oralen Prozessierens“ – sprich während des Beißens, Kauens und damit des „mechanischen Zerstörens“ der Lebensmittel – freigesetzt werden. Der Geschmack bleibt unberücksichtigt, trägt aber zum sensorischen Eindruck mit den fünf Grundgeschmacksrichtungen süß, sauer, salzig, bitter und umami erheblich bei, auch physikalisch-chemisch über die geschmacksauslösenden polaren Moleküle (Phenole, Zucker/Zuckerersatzstoffe) sowie Ionen (Salze, Glutamin­säure, Protonen). Einfache Experimente mit ­Zucker, Salz, Säure oder in mit Natriumglutamat abgeschmeckten Aromalösungen verändern die Aromafreigabe deutlich. Gründe dafür sind z.B. im molekularen Zusammenspiel zu sehen. Die Freigabe der in „Käfigen“ aus Wassermolekülen eingeschlossenen hydrophoben Aromaverbindungen (hydrophobe Hydratisierung) wird erleichtert, da Ionen die Käfige aufbrechen [7].

Textur und Aromafreigabe

Hinzu kommt jetzt noch die Textur, also die Beschaffenheit des Lebensmittels. Auch die Molekularstruktur und damit die Anordnung bestimmen, wie rasch die Aromen freigesetzt werden, wie schnell Geschmack auf die Zunge gelangt. Dickflüssige Soßen lösen ganz andere Empfindungen aus als dünnflüssige, selbst wenn die Würzung exakt identisch ist. Knusperige Elemente wirken ganz anders als elastische oder schmelzende. Daher bestimmen Textureigenschaften einen weiteren Teil im Geschmacksempfinden, gerade mit solchen Effekten spielte die „Molekularküche“ in großem Maße. Die Textur beschreibt aber auch die Verteilung der hydrophilen und hydrophoben Anteile der (gekochten) Lebensmittel und zeigt, wie die unterschiedliche Löslichkeit der Aromastoffe, die Aromafreigabe beim Essen und Genießen bestimmt. Erst das Zusammenspiel der Sinne Geschmack und Riechen, der trigeminalen Effekte und das Fühlen der Textur ergibt den „Flavour“. Kochen, Würzen und das Spiel mit Texturen werden zu einer Herausforderung.

Zusammenfassung

Der Begriff des Foodpairings ist, solange man nur auf die Lebensmittelaromen „starrt“, unvollständig. Die Aromabildung in Lebensmitteln aus Fettsäuren, Kohlenhydraten und Aminosäuren läuft in vielen Lebensmitteln über ähnliche Reak­tionsmuster wie Strecker- und Maillard-Reaktion ab. So ist es nicht verwunderlich, dass ähnliche und viele identische Aromaverbindungen, vor allem aus den Gruppen der aliphatischen und der heterozyklischen Verbindungen, in praktisch allen Lebensmitteln vorkommen und das Aromapairing und die daraus abgeleiteten Baumdiagramme sogar trivialisieren. Wichtiger ist viel mehr der Kontrast, sprich das Paaren von Kräutern, Gewürzen und Lebensmitteln, die ausgeprägte Aromabeiträge aus Aromagruppen liefern, die sie selbst nicht mitbringen oder die z.B. durch Marinieren, Rösten oder gar Fermentieren erst erzeugt werden. Selbst die Veränderungen beim Zubereiten bringen den finalen Flavour. Es finden stets chemische Reaktionen, Aromaumbau, Aromaabbau durch Oxidation oder „Reifung“ statt. Selbst kalte Gerichte (siehe Beispielrezept) gewinnen durch „Ziehen lassen“ und Aromaaustausch und -bildung zwischen den Komponenten. Erst dann entstehen Kontrast, Spannung und Harmonie. Allein aus diesen Gründen wird Kochen nie langweilig.

Literatur
[1] http://1.bp.blogspot.com/-kO4tAP0qRUY/U1i5cr8HRRI/AAAAAAAADmQ/6hkhgLeGcYk/s1600/phanscreen1.png, oder http://www.foodpairing.com
[2] de Klepper, M. (2011) Food Pairing Theory: A European Fad, Gastronomica, 11, 55–58
[3] Dunkel, A. et al. (2014) Genuine Geruchssignaturen der Natur – Perspektiven aus der Lebensmittelchemie für die Biotechnologie, Angew. Chem. 126, 7250–7271
[4] Belitz, H.-D., Grosch, W., Schieberle, P. (2008) Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Springer
[5] Vierich, T.A., Vilgis, T.A. (2013) Aroma, die Kunst des ­Würzens, Stiftung Warentest
[6] Caviezel, R., Vilgis, T.A. (2012) Foodpairing – Harmonie und Kontrast, Fona
[7] Vilgis, T.A. (2015) Ein molekularer Blick in klare Suppen, Physik in unserer Zeit, 46, 102
[8] Varlet, V. et al. (2006) Comparison of Odor-Active Volatile Compounds of Fresh and Smoked Salmon, J. Agric. Food Chem., 54, 3391–3401
[9] Vilgis, T.A. (2014) Kochen für Angeber – die besten Tricks der Spitzenküche, Stiftung Warentest

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