Geruchs- und Aromaschulung in der Sensorik

Kern des Aromas von Lebensmitteln sind nicht die 5 Grundgeschmacksarten süß, sauer, bitter, salzig und umami, die über den Geschmackssinn auf der Zunge wahrgenommen werden, sondern die Vielzahl von Stoffen, die man über den Geruchssinn erfasst. Darunter fallen sowohl flüchtige Gerüche als auch im Lebensmittel gelöste Aromastoffe (Legrum W., 2015, S. 26ff). Bei der sensorischen Analyse ist neben Aussehen, Textur und Grundgeschmack auch der Geruch bzw. das Aroma Bestandteil des Untersuchungsspektrums. Das nachfolgende Expertenwissen möchte einen Einblick in die Geruchs- und Aromaschulung in der Sensorik geben, denn auch die Wahrnehmung olfaktorischer Sinneseindrücke ist eine Fähigkeit, die es im Panel regelmäßig zu schulen gilt. Wenngleich fachlich die komplexe Aromawahrnehmung (orthound retronasal) erläutert wird, liegt der Fokus des Expertenwissens auf der orthonasalen Geruchsschulung, d.h. auf der Wahrnehmung flüchtiger Aromastoffe in Form von Gerüchen.

Sensorische Lebensmittelprüfungen sind ein wichtiger Baustein zur Gewährleistung einer hohen Produktqualität. Die sensorische Analyse umfasst die Prüfung von Aussehen, Geschmack, Geruch, Konsistenz und Textur. Um möglichst aussagekräftige Ergebnisse und eine hohe „Messgenauigkeit“ bei den humansensorischen Analysen zu erzielen, werden sie mit einem geschulten Panel durchgeführt. Besonders beim Riechen über die Nase (olfaktorischer Sinneseindruck), fällt es ungeschulten Prüfern schwer, wahrgenommene Düfte und Gerüche zu erkennen und diese verbal zu beschreiben. Zurückzuführen ist dies darauf, dass es beim Geruch nicht nur fünf Empfindungsqualitäten wie beim Geschmack gibt, sondern unzählbar viele Geruchseindrücke unterschieden werden können. Diese werden durch tausende wahrnehmbare Geruchsstoffe hervorgerufen, die darüber hinaus in beliebigen Kombinationen vorliegen können. Die Zuordnung dieser Geruchseindrücke zumindest in Geruchsgruppen ist schwierig und muss trainiert werden, damit ein Geruchsgedächtnis aufgebaut werden kann.

Der sinnesphysiologische Vorgang der Geruchserfassung wird auch als chemoelektrische Transduktion beschrieben, denn beim Riechen wird ein chemisches Signal, nämlich die Anwesenheit von Geruchsmolekülen in ein elektrisches Signal der nervalen Reizweiterleitung umgewandelt. Die zentrale Funktion erfüllen in diesem Kontext die Riechzellen bzw. Riechsinneszellen, die quasi die „Dolmetscher“ sind, da sie „beide Sprachen“ beherrschen:

Sobald sich Duftmoleküle im Schleim gelöst haben und zu den „Anlegestellen“ (Geruchsrezeptoren) gelangen, wechselwirken sie mit den passenden Rezeptoren und lösen in der Zelle eine Signalkaskade aus, die letztendlich zu elektrischen Impulsen führt, welche anschließend über die Nervenfasern (Axone) der Sinneszellen zum Riechkolben weitergeleitet werden.

Damit wird die Aromainformation von der chemischen in die elektrische Sprache übersetzt. In der Regel wechselwirken die Geruchsstoffe nicht nur mit einem der rund 350 Geruchsrezeptoren, sondern können aufgrund ihrer Molekülstruktur an mehrere Rezeptoren binden. Die aktivierten Riechsinneszellen übertragen nun einen elektrischen Reiz an die Riechknötchen (Glomeruli) des Riechkolbens. Der Riechkolben bzw. Bulbus olfactorius bildet damit die erste „Geruchs-Station“ im Gehirn und sammelt quasi in kleinen spezifischen Riechknötchen (Glomeruli) die Informationen aus den Riechsinneszellen. Vergleichbar einem „Rechenzentrum“ werden dadurch unterschiedliche Glomeruli aktiv und ergeben für jede Geruchssubstanz ein bestimmtes Erregungsmuster. Dieses wird durch weitere Nervenzellen ins Gehirn geleitet, wo eine neue Sortierung und Bündelung erfolgt. Schließlich kommt es durch Verknüpfung mit vorhandenen Erfahrungen und Erinnerungen zur Geruchswahrnehmung und Geruchserkennung.

Daraus ergibt sich aber auch eine unendliche Vielfalt an Geruchseindrücken, denn bei komplexen Düften, die sehr viele Geruchsstoffe enthalten können, werden sehr viele Riechsinneszellen in unterschiedlicher Intensität von diesen zeitgleich erregt und ergeben dadurch eine schier unendliche Vielfalt an Erregungsmustern. (Legrum, W. 2015, S. 17ff; Bargs-Stahl, E. und Luck-Haller, E. )

Zur Charakterisierung der Aromastoffe dienen verschiedene Werte, die z.T. wichtige Indikatoren für die humansensorische Verkostung, aber auch für chemisch-technische Analysen sind. Nachfolgend sollen die wichtigsten kurz dargestellt werden. Beim Verzehr eines Lebensmittels wirken alle Sinne zusammen, und es entsteht ein Gesamtsinneseindruck. Er beinhaltet neben der oralen Texturerfassung die Summe der über die Rezeptoren auf der Zunge wahrgenommenen nicht flüchtigen Grundgeschmacksstoffe und der flüchtigen über die Geruchsrezeptoren sowie das nasal-trigeminale System wahrgenommenen Aromastoffe. Der Begriff Aromastoff wird ohne Wertung verwendet, denn dieselbe flüchtige Verbindung kann in einem Lebensmittel sowohl an der charakteristischen und angenehmen Aromaausprägung, aber in einem anderen Lebensmittel auch als Fehlgeruch, dem sogenannten off-Flavour beteiligt sein, wodurch dieses als „nicht verkehrsfähig“ oder ungenießbar eingestuft werden kann.

Eine Betrachtung des Aromastoffgehaltes in Lebensmitteln zeigt, dass in einem kg Lebensmittel zwar nur rund 10- 50 mg flüchtige aromaaktive Verbindungen vorkommen; die Anzahl und Vielfalt der verschiedenen Aromakomponenten jedoch sehr hoch ist. Sofern die Produkte noch durch z. B. Fermentation oder thermische Prozesse behandelt wurden, wie bei Tee und Kaffee, kann die Anzahl der flüchtigen Verbindungen noch weiter steigen und final mehr als 800 verschiedene flüchtige Verbindungen betragen. Viele dieser Verbindungen liegen in niedriger Konzentration vor und haben daher allein genommen für das Aroma keine große Bedeutung. Erst dann, wenn die Konzentration der Verbindung höher liegt als der Erkennungsschwellenwert in diesem Lebensmittel, beeinflusst die Substanz das Aroma des Lebensmittels.

Als sehr grobe Einschätzung des Beitrages eines Aromastoffes zum Gesamtaroma kann der Aromawert (AW) dienen. Der Aromawert ist eine dimensionslose Maßzahl. Er ergibt sich als Quotient aus der Konzentration eines Aromastoffes im Lebensmittel und der Geruchsschwellenkonzentration desselben Aromastoffes im Lebensmittel (oder Wasser). (Belitz, Grosch S. 274ff.; Legrum W., S. 121ff)

Viele Produkte weisen für sie typische wertgebende Aromen auf. Ebenso entstehen beim Verderb sowie bei Qualitätsmängeln produkttypische Fehlaromen. Sowohl typische wertgebende Aromen als auch typische Fehlaromen sollten in einer produktspezifischen Geruchsschulung zum Aufbau eines Geruchsgedächtnisses berücksichtigt werden. Beachtenswert ist dabei jedoch, dass sich infolge der Abhängigkeit der Geruchsnoten von der vorliegenden Aromastoff-Konzentration unterschiedliche Geruchsqualitäten ergeben können. Im Alltag fällt dies nicht weiter auf, denn man riecht jeweils nur den Geruch entsprechend der im Lebensmittel vorliegenden Konzentration. Für Schulungszwecke ist zu beachten, dass Geruchsstoffe in niedrigerer Konzentration eine andere oft angenehmere Geruchsnote aufweisen können als die gleiche Substanz in höherer Konzentration.

Neben humansensorischen Prüfungen spielen insbesondere auch instrumentelle Methoden der Aromaanalytik eine bedeutende Rolle zur Identifikation von Aromen. (vgl. DLG-Expertenwissen 2/2015: Instrumentelle Sensorik in der Ernährungswirtschaft – Elektronische Nasen).

(Einzel)Aromastoffe sind chemische Verbindungen, die sich in Abhängigkeit von ihrer Molekülstruktur verschiedenen Stoffklassen bzw. Aroma-Klassen zuordnen lassen. Solche sind u. a.: Aldehyde und Ketone, Alkohole, Säuren, Ester (und Lactone), Terpene, Pyrazine, Phenylpropanoide, Phenole sowie verschiedene Schwefelverbindungen. Eine andere Klassifizierungsmöglichkeit ist die nach ihrer Entstehung, z. B. als Stoffwechselprodukte oder durch mikrobielle Fermentation in den Lebensmitteln (konstitutive Aromastoffe), sowie durch Einwirkung von Hitze (Prozessaromen). (Legrum, W., S. 103 ff.)

3.3.1 Konstitutiv gebildete Aromastoffe

Die konstitutiven bzw. nativen Aromastoffe werden im Wesentlichen als diejenigen Verbindungen beschrieben, die in Obst, Gemüse, Gewürzen und Kräutern durch den pflanzlichen Stoffwechsel entstehen oder die bei der Ernte, Lagerung, Trocknung oder (z. B. enzymatisch) nach Zerkleinerung gebildet werden. Sie können sowohl als angenehm empfundene Aromastoffe, aber auch als (untypische) Aromafehler auftreten. Konstitutiv gebildete Aromastoffe können nach ihren Strukturen gruppiert werden. Nachfolgend sind einige der Stoffgruppen aufgeführt:

• Carbonyle (Aldhyde und Ketone)
• Ester
• Lactone
• Schwefelverbindungen
• Pyrazine
• Terpene
• Phenylpropanoide

Zur ersten Gruppe, den Carbonylverbindungen gehören die mikrobiologisch oder enzymatisch gebildeten Abbauprodukte von Fettsäuren, die Aldehyde und Ketone. Sie entstehen durch Autoxidation von ungesättigten Fettsäuren unter Beteiligung der Enzyme Lipoxygenase und Hydroperoxid-Lyase. Aus Öl-, Linol- und Linolensäure entstehen so eine Vielzahl an Carbonylen in Obst und Gemüse. Diese weisen eine niedrige Geruchsschwelle und eine enorme Vielfalt auf. Carbonylverbindungen werden verstärkt unter Sauerstoffeintrag gebildet, z. B. durch die Zerkleinerung von Früchten, was zudem die Freisetzung der Lipoxygenasen aus Zellkompartimenten und die Aromaentstehung begünstigt.

Bestimmte Carbonylverbindungen werden mit eher für Fehlaromen typischen Deskriptoren wie ranzig, fischig (Z-4-Heptenal), metallisch (trans-4,5-Epoxy-2-(E)-decenal), kartonartig (E-2-Nonenal) oder alt beschrieben. 1-Octen-3-ol und 1-Octen-3-on sind dagegen schon mit geringen Erkennungsschwellen (< 1 ppb) mit einem pilzartigen, erdigen Aroma wahrnehmbar. Acetaldehyd ist einer der bekanntesten Vertreter der Aldehyde und ist in Orangensäften für die frische, fruchtige Note von Bedeutung. Der Geruch der Reinsubstanz wird als künstlich-fruchtig und/oder stechend beschrieben. Weitere bekannte Vertreter sind die kurzkettigen Aldehyde Hexanal und Z-3-Hexenal. Sie entstehen durch den Abbau der Linolensäure und sind für grüne Geruchsnoten verantwortlich. Diese und weitere bekannte Aromastoffe aus der Gruppe der Carbonyle sind Tab. 2 zu entnehmen.

Ester gehören zur zweiten Substanzgruppe. Sie entstehen aus organischen Säuren und Alkoholen unter Abspaltung von Wasser. Charakteristisch für Ester ist die funktionelle Gruppe, die sich aus der Reaktion der Carboxylgruppe (-COOH) einer Carbonsäure und der Hydroxylgruppe eines Alkohols (-OH) gebildet hat und durch die allgemeine Form R–COO–R´ beschrieben wird. Bei vielen Früchten gehören sie zu den bestimmenden Aromastoffen. Die Bildung erfolgt zellulär in der Pflanze aus verschiedenen Alkoholen und aus aktivierten (Fett-)Säuren (Acyl-CoA). Die Geruchsschwellen der Ester liegen bis auf wenige Ausnahmen häufig nicht besonders tief (Legrum, W. S.105ff.). Ein bekannter Ester ist der Essigsäurehexylester (=Hexylacetat), welcher einen wesentlichen Teil zum Aroma des Apfels beisteuert. Ein weiterer bekannter Ester ist der Buttersäureethylester (Ethylbutyrat), der mitverantwortlich für das Aroma der Ananas ist. (Vgl. Tab. 3)

Lactone sind chemisch gesehen intramolekulare Ester von Hydroxycarbonsäuren (Hydroxyfettsäuren) und bilden die dritte Gruppe. Sie kommen wie die offenkettigen Ester in vielen Obstarten vor.

Öl- und Linolsäure, die spezifisch oxidiert und in Hydroxysäuren umgewandelt werden, dienen als Ausgangssubstanzen für die Lactonbildung. Durch die β-Oxidation kommt es nach der Verkürzung der Fettsäuren zur unterschiedlich großen Ringbildung, wobei am häufigsten 5-Ringe, die γ-(gamma)Lactone oder 6-Ringe, die δ-(delta)Lactone entstehen. Beispiele dafür sind unter anderen das γ-Undecalacton (Lacton der γ-Hydroxyundecansäure) und das δ-Dodecalacton, welche fruchtig, nach Pfirsich bzw. Kokosnuss riechen (Vgl. Tab. 4).

Schwefelverbindungen spielen als Aromastoffe vor allem in Gemüsen eine entscheidende Rolle und bilden die vierte Stoffgruppe.

Senfölglycoside (Glucosinolate) sind schwefel- und stickstoffhaltige Verbindungen, die vor allem von Kreuzblütlern (Brassicaceae) gebildet werden. Zu diesen gehören die Kohlarten (z. B. Blumenkohl, Rosenkohl, Weißkohl, Broccoli), Rucola, Gartenkresse, Rettich und Meerrettich. Die Senfölglycoside als unzersetzte Verbindungen sind meist für den bitteren Geschmack dieser Gemüse verantwortlich. Beim Zerkleinerungsprozess werden die Senfölglucoside allerdings zum Teil durch freigesetzte Enzyme (Thioglucosidase, Myrosinase) in Zucker (Glukose) und das entsprechende Senföl (Isothiocyanat) gespalten. Diese Senföle sind entweder nicht-flüchtig und werden oral-trigeminal als scharf wahrgenommen oder sind flüchtig, wobei dann noch nasal-trigeminal ein stechender Eindruck dazukommt. So ist im schwarzen Senf das Glucosinolat Sinigrin enthalten, das beim Zerkleinern, Zerkauen oder Kochen der Senfkörner zu Allylsenföl (Allylisothiocyanat) hydrolysiert wird.

Schwefelhaltige Aminosäuren und deren Abbauprodukte prägen das Aroma von Lauchgewächsen (Allicaceae), zu denen Lauch, Knoblauch und die Küchenzwiebel gehören. So wird in Knoblauch nach Zerkleinern die schwefelhaltige Aminosäure Allinin durch das Enzym Alliinase zu Allylsulfensäure abgebaut, aus dem dann über die Zwischenstufe Allicin unter anderem das nach Knoblauch riechende Diallyldisulfid entsteht. In der Küchenzwiebel entsteht aus Isoalliin durch Alliinase zunächst der Tränenreizstoff Propanthialoxid, der weiter zu Dipropyldisulfid abgebaut wird. (Vgl. Tab. 5)

Daneben gibt es schwefelhaltige Aromastoffe mit extrem niedrigen Erkennungsschwellen wie das 4-Methoxy-2-methyl- 2-butanthiol, welches als ‚schwarze Johannisbeere (black currant)‘ bereits ab 0,02 ng/L wahrgenommen werden kann, in höheren Konzentrationen dann aber nach Katzenurin riecht.

Auch Pyrazine kommen konstitutiv vor allem in Gemüsesorten vor. Charakteristisch für diese fünfte Stoffgruppe, die zu den Heteroaromaten gehört, ist ein Ringgerüst mit zwei Stickstoffatomen. Pyrazine sind verantwortlich für die charakteristischen, grünen, vegetativen Geruchsnoten der Gemüsepaprika, Chilischoten und Karotten (Vgl. Tab. 6). Eine herausragende Rolle spielen Pyrazine als Röstaromen beim Erhitzen von Lebensmitteln (siehe prozessiv gebildete Aromastoffe).

Prozessiv gebildete Aromastoffe entstehen bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und werden auch Prozessaromen genannt. Meistens bilden sie sich bei thermischen Prozessen wie Dämpfen, Dünsten, Kochen, Backen, Rösten, Fritieren oder Grillen. Die Beeinflussung des Gesamtaromas durch die Prozessaromen ist abhängig von ihrer Konzentration und ihrer Geruchsschwelle. Die Aromen können in der Regel deutlich während der oben beschriebenen Garprozesse wahrgenommen werden. Neben diesen geruchlich aktiven Substanzen entstehen auch Bräunungsprodukte, die Melanoidine, die für die visuelle Akzeptanz von Lebensmitteln (goldbraun, schwarz-verbrannt) entscheidend sind.

Man kann die Prozessaromen grob nach ihren Bildungsreaktionen einteilen, die allerdings auch ineinander greifen können:

• Maillard-Reaktion
• Strecker Abbau
• Karamelisierung

Die größte Bedeutung hat die Maillard-Reaktion, eine nicht-enzymatische Bräunungsreaktion. Ausgangsstoffe dieser Reaktion sind Aminosäuren und reduzierende Zucker (vorwiegend Glucose, Fructose, Maltose und Laktose), die unter Hitzeeinwirkung (etwa ab 120°C) miteinander reagieren. Dabei kommt es zu einer Vielzahl gleichzeitig und nacheinander ablaufender Reaktionen, die zu einer Bräunung und Aromabildung führen. Die stoffliche Vielfalt der entstehenden Aromastoffe ist sehr groß, unter anderem entstehen Furanone, Thiazole, Pyrrole und Pyridine. Beispiele diesbezüglich finden sich in Tab. 9.

• Die verschiedenen Geruchsstoffe werden zunächst in Aromafamilien bzw. Geruchsklassen eingeteilt, die i.d.R. den inneren Kreis bilden. Beispiele diesbezüglich sind blumig, mikrobiologisch, chemisch, erdig, vegetabil, würzig, fruchtig.
• der mittlere - optionale Kreis unterteilt die Aromafamilien in Unterfamilien. Beispiele diesbezüglich sind u. a. blumig - Blüten; vegetabil - Gemüse; fruchtig - Zitrusfrüchte, Beerenfrüchte
• im äußeren Kreis befinden sich die passenden einzelnen Deskriptoren bzw. Attribute zu den Familien bzw. Unterfamilien der inneren Ringe und ein Verweis auf die passenden Referenzen. (z. B.: fruchtig – Beerenobst – Himbeeren, Erdbeeren)

Der Panelist hat damit die Möglichkeit, sensorische Begriffe von der übergeordneten Klassifizierung, bis ganz nach außen in der Beschreibung zu verfeinern und zugleich auch Referenzen zur Schulung zu identifizieren. Die Abbildung 6 zeigt ein produktübergreifendes Aromarad aus dem DLG-Grundlagenvokabular, welches sich an den Vorgaben der DIN EN ISO 8586:2014-05 „Sensorische Analyse: Allgemeiner Leitfaden für die Auswahl, Schulung und Überprüfung ausgewählter Prüfer und Sensoriker“ orientiert und zur grundlegenden Geruchsschulung eignet.

Durch das Kennenlernen der verschiedenen Geruchsstoffe und durch das Schulen unseres Geruchssinnes wird sukzessive eine Verbesserung des Geruchsgedächtnisses erreicht, wodurch Panelisten besser in der Lage sind, die wahrgenommenen Gerüche zu identifizieren und auch verbal zu beschreiben. Definierte Geruchsstandards und darauf aufbauende sensorische Geruchsbeschreibungen können diese Schulungsmaßnahmen unterstützen. Zunächst wird die Erkennungsschwelle für eine geruchlich aktive Substanz überschritten. Durch die im Geruchsgedächtnis gespeicherten Erinnerungen kann der Geruchseindruck erkannt und benannt werden. Mit entsprechender Übung kann auch die Intensität bewertet werden. Gerüche lösen mit den Erinnerungen auch Gefühle aus, so dass sie unbewusst auch hedonisch eingeordnet werden. Gerüche im Kontext von Erfahrungs- und Lernsituationen, prägen sich, unter emotionaler Beteiligung, besonders gut ein.

Bei der professionellen sensorischen Prüfung von Lebensmitteln wird der Geruch durch mehrmaliges Schnüffeln am besten erfasst. Denn dadurch gelangt viel mehr Atemluft durch die Nase bis zum Riechepithel als beim normalen Atemvorgang. Zudem gilt es nach jeder Geruchsprüfung die Nase bzw. das olfaktorische System zu neutralisieren, um danach den nächsten Geruch erschnüffeln zu können. Dies kann durch kurzes Riechen an einer Zitonensaftlösung erfolgen (sofern nicht Zitrus-Düfte geprüft werden), durch Riechen an in einen Glasbehälter gefüllte Kaffeebohnen oder auch durch den Eigengeruch, z. B. in der Armbeuge. Weiterhin sollte das „Schnüffeln“ an der Geruchssubstanz nicht zu lange erfolgen, denn bei bestimmten Stoffen adaptiert sich das Geruchssystem relativ schnell bzw. durch zu langes Öffnen der Behältnisse entweicht der Geruchsstoff (Konzentrationsabfall), was die Geruchserkennung erschwert.

In der Regel sind die Lebensmittelaromen sehr komplex zusammengesetzt und lassen sich in ihrer Wechselwirkung mit anderen Stoffen umfassend ausschließlich mit den realen Lebensmitteln schulen, so dass man häufig im fortgeschrittenen Stadium der Geruchsschulung mit Lebensmittelproben arbeitet. Zu Beginn der Prüferausbildung jedoch und auch zur Einstimmung auf eine Prüfung, setzt man auf Aromen bzw. Schlüsselaromen, die als isolierte Einzelsubstanz bzw. Substanzmischung vorliegen und somit gut erkennbar sowie verbal beschreibbar sind. Mit Hilfe von in ihrer Konzentration eingestellten, standardisierten Geruchsreferenzen, die möglichst von allen Prüfern in ihrer typischen Geruchsqualität deutlich erkannt werden sollen, lassen sich das Geruchsgedächtnis und auch die verbale Ausdrucksfähigkeit trainieren.

Die nachfolgende Übersicht führt Einzelaromen, die zur Geruchsschulung geeignet sind, auf. Sie basieren auf Vorschlägen der DIN EN ISO 8586:2014-05 und beziehen darüber hinaus wesentliche in vielen Lebensmittelgruppen vorkommende Aromen und Fehlaromen aus dem DLG-Grundlagenvokabular ein.

Lebensmittelaromen

Unter die Kategorie der Lebensmittelaromen zu Schulungszwecken fallen die nachfolgend in Tabelle 12 aufgelisteten Schulungssubstanzen mit ihren jeweiligen Geruchscharakteristiken. Jeder Aromastoff besitzt für sich spezifische Eigenschaften. Dazu gehören z. B. das Vorkommen in Lebensmitteln und die Beschreibung des Geruchseindrucks.

Tab. 12: Lebensmittelaromen mit Geruchscharakteristik für die Geruchsschulung

Fehlaromen

Mögliche Substanzen der Kategorie der Fehlaromen, die häufig in Lebensmitteln den Eindruck von Qualitätsmängeln vermitteln, sind mit ihren Geruchscharakteristiken in Tabelle 13 aufgeführt.

Tab. 13: Produktübergreifend relevante Fehlaromen zur Geruchsschulung

Laut DIN EN ISO 8586:2014-05 ist „das meistverwendete Verfahren […] zur Schulung von Gerüchen immer noch die Präsentation von geruchsaktiven Substanzen in Glasbehältern.“ Zur Geruchsschulung standardisierter Aromastoffe werden folglich geruchlose, braune (farbliche Maskierung), verschließbare Glasbehälter zunächst mit geruchslosem Paraffinwachs oder geruchsloser Watte bestückt, worauf dann die Geruchsstofflösung aufgebracht wird, so dass die Trägersubstanz mit dem Riechstoff durchtränkt ist und dieser in den Gasraum des geschlossenen Glasbehälters verdampft. Zum Abriechen wird der Deckel geöffnet und der in den Kopfraum „verdampfte“ Geruchsstoff kann vorsichtig durch mehrmaliges kurzes Schnüffeln, sensorisch erfasst werden. In einem geeigneten, sichtgeschützten und verschließbaren Glasgefäß können außerdem Lebensmittelprodukte, wie z. B. ein Apfel oder aber auch Gewürze, Auszüge oder Aufgüsse, bedeckt von geruchloser Watte oder Paraffinwachs verwendet werden.
Eine weitere Möglichkeit ist die Aufnahme des Riechstoffes über einen Papierstreifen, der zur Geruchsprüfung in die Geruchsstofflösung eingetaucht wird.

Setzt man industriell gefertigte Aroma-Kapseln ein, die die standardisierte Geruchsreferenz beinhalten, so lassen sich die pulverförmigen, nano-verkapselten Aromen direkt in die Produktmatrix einbringen bzw. zu Stammlösungen für Geruchsschulungen „verarbeiten“. Hierzu sind keine speziellen Laborkenntnisse bzw. -ausstattungen erforderlich. (Vgl. www.aroxa.com)

Eine weitere sehr conveniente Lösung zur Geruchsschulung stellen Riechstifte dar. Riechstifte sind im Prinzip mit Aromalösungen befüllte Faserstifte (vergleichbar mit den bekannten „Edding®-Stiften“). Die Lösungen der Geruchssubstanzen werden in standardisierter Konzentration in das Fasermaterial des Filters eingespritzt, wobei dieser vollständig durchtränkt wird. Der Filter wird dann in den Schaft gesteckt und mit dem Mundstück verschraubt (vgl. Abb. 7). Der Faserstift, der sich im Mundstück befindet, wird beim Verschrauben in den durchtränkten Filter gedrückt und transportiert so die Riechlösung zur außenliegenden Spitze. Zum Schutz vor Austrocknung wird der Stift mit einer Kappe verschlossen. Zum Abriechen der Geruchsprobe wird die Kappe vorsichtig abgezogen (NICHT aufdrehen!!!), und der Stift wird mit der Faserspitze unmittelbar unter die Nase gehalten, so dass der Aromaeindruck vorsichtig durch Schnüffeln aufgenommen werden kann. Die Haltbarkeit der Stifte ist abhängig von der Häufigkeit der Nutzung, vom fachgerechten Handling und von einer sachgerechten Lagerung. Stark flüchtige Aromen (z. B. Ammoniak, Acetaldehyd) oder oxidationsanfällige Aromen (z. B. Benzaldehyd) weisen eine geringere Haltbarkeit auf. Generell ist jedoch von einer Haltbarkeit von mind. 6 Monaten auszugehen. Die bisherigen Erfahrungen haben gezeigt, dass sich eine Aufbewahrung der Stifte in einer kühlen (ca. 5 °C) und dunklen Umgebung (z. B. Kühlschrank) optimal zum Qualitätserhalt eignet. Außerdem sollte nach jeder Nutzung darauf geachtet werden, dass nicht ein Stift versehentlich am Schaft aufgeschraubt wurde.

Die Europäische Norm DIN EN ISO 8586:2014-05 stellt einen Leitfaden für die Auswahl, Schulung und Überprüfung ausgewählter Prüfer und Sensoriker dar. In dieser Norm wird das Ziel der Panelschulung wie folgt beschrieben:

„[…] Prüfpersonen mit grundlegendem Wissen zu den in der sensorischen Analyse verwendeten Vorgehensweisen auszustatten und deren Fähigkeit zu entwickeln, sensorische Reize wahrzunehmen, zu erkennen, zu beschreiben und zu unterscheiden.“ [S. 15ff.]

Zur Schulung der Wahrnehmung und Erkennung von Aromen und Fehlaromen können verschiedene Methoden und Verfahren eingesetzt werden. Sämtliche Schulungsmaßnahmen zur Aromaerkennung bei Panelisten fokussieren, wie bereits beschrieben, auf die Entwicklung eines sensorischen Langzeitgedächtnisses, welches dann im Rahmen von sensorischen Prüfungen in der Lage ist, die aktuell erfassten Gerüche mit Gelerntem und früheren Erfahrungen in Beziehung zu setzen und nachvollziehbare, verlässliche Untersuchungsergebnisse zu liefern.

Bevor die Prüfpersonen für die angestrebte Prüfung (Sensorik-Projekt) nach den Empfehlungen dieses Leitfadens geschult werden können, müssen zunächst potentielle Panelisten, v.a. Personen mit Interesse an der objektiven Beurteilung von Lebensmitteln, rekrutiert werden. Daran schließt sich die Vorauswahl mit der Überprüfung der sensorischen Fähigkeiten der rekrutierten Personen an. Zudem werden die Kandidaten mit den Verfahren der sensorischen Analyse und den zu prüfenden Produkten und Materialien vertraut gemacht. Die Wahl der Prüfungen und des Materials ist abhängig vom geplanten Einsatzgebiet des Panels und den zu evaluierenden Eigenschaften.

Generell sind diese sensorischen Prüfungen in drei verschiedene Bereiche aufgeteilt. Der erste Bereich ermittelt Defizite und Schwächen der Geruchswahrnehmung durch physiologische Beeinträchtigungen (Anosmie – Beeinträchtigung des Geruchssinnes) sowie die sensorische Empfindlichkeit der Sinnesorgane. Hier wird also die generelle Eignung einer Person für sensorische Prüfungen festgestellt.

Im zweiten Bereich werden die Fähigkeiten der Personen zur Geruchserkennung sowie zur qualitativen Geruchsdifferenzierung und zur Geruchsbeschreibung geprüft. Letzteres ist insbesondere auch für deskriptive Panels relevant, die bzgl. ihrer sprachlichen Ausdrucksfähigkeit zur Geruchsbeschreibung geschult werden müssen.

Im dritten Bereich wird die Geruchsempfindlichkeit gegenüber ausgewählten Substanzen oder Substanzgemischen getestet. Dies ist für Panels relevant, die möglichst empfindlich ein Fehlaroma oder bestimmte wertgebende Aromen erkennen sollen. Darüber hinaus wird die Unterscheidungsfähigkeit von geringen Intensitätsunterschieden eines Geruches geprüft, da dies die Voraussetzung zur Intensitätsbewertung eines Geruches darstellt.

Nachfolgend soll aufbauend auf den o.g. Vorgaben ein Einblick in verschiedene Möglichkeiten der Geruchsschulung bzw. über ein orthonasales Aromatraining gegeben werden. Diese sensorischen Prüfungen sind neben der Auswahl von Prüfpersonen auch zur Schulung /Vorbereitung auf Prüfaufgaben und zur Überwachung der Prüferqualität einsetzbar. Jeder Panelleiter muss die Art und Anzahl der Prüfungen vergleichbar mit einem Baukastensystem individuell festlegen. Weiterführende Details zu den hier angesprochenen Methoden sind darüber hinaus den jeweiligen DIN-Normen zu entnehmen.

Zur Identifizierung von spezifischen Anosmien (fehlende Aromawahrnehmung z. B. Non-Smeller von Androstenon) oder verminderter Geruchswahrnehmung u. a. altersbedingt oder infolge von Erkrankungen des Geruchssystems, werden auf Geruchsstoffen basierende Screeningtests eingesetzt. Diese erfolgen in der Regel im Rahmen der Vorauswahl von Prüfpersonen und sollen dazu beitragen, Personen mit sensorisch-physiologischen Defiziten „heraus zu selektieren“, so dass im Prüferpanel Fehlbewertungen durch Nicht-Erkennen der Reize ausgeschlossen werden. Das Screening bezieht sich in der Regel sowohl auf die qualitative Aromaerkennung als auch darauf, Aromen in geringer Intensität in der Nähe ihrer Erkennungsschwelle wahrzunehmen. Diese Eignungsprüfung besteht meistens aus mehreren Prüfungen, die z.T. auch miteinander kombiniert werden.

Wie bereits erwähnt, ist vor allem für Teilnehmer eines deskriptiven Panels der Aufbau eines Geruchsgedächtnisses relevant sowie die Fähigkeit, unbekannte Gerüche sprachlich zu beschreiben. Das Geruchsgedächtnis befähigt die Prüfer, wichtige Aromen zuverlässig wiederzuerkennen, sowohl verbal als auch in der Zuordnung von Geruchsproben (siehe Matching-Test).

Geruchserkennungstests können nicht nur mit definierten Einzelsubstanzen oder definierten Substanzmischungen durchgeführt werden, sondern auch mit nicht-standardisierten Aromen. Dabei erzeugt man die nicht standardisierten Gerüche i.d.R. durch Gewürze oder Lebensmittel bzw. Teile von Lebensmitteln, in denen die zu erkennenden Aromen nicht in isolierter Form vorkommen, sondern in eine Matrix eingebunden sind. Teilweise ist diese Art der Geruchserkennung einfacher für die Probanden, da z. B. im Lebensmittel die komplexe Mischung aller typischen aromaaktiven Substanzen vorhanden ist und nicht nur ein Schlüsselaromastoff.

Ziel dieses Expertenwissens war es, einen Einblick in die olfaktorische Wahrnehmung und in allgemeine Grundlagen zur Charakterisierung von Aromen zu geben sowie einen Überblick der wesentlichen Methoden zur Geruchsschulung bei Panelisten darzustellen. Es wurde deutlich gemacht, dass neben der regelmäßigen Schulung und Überprüfung der Kenntnis der Grundgeschmacksarten, insbesondere auch die Aromaschulung bei der Qualifizierung sensorisch-analytischer Panelisten eine bedeutende Rolle spielen sollte. Vorgestellt wurden verschiedene Bausteine der Geruchsschulung, die sowohl bei der Auswahl als auch bei der Schulung und im Rahmen eines Monitoring-Programmes Einsatz finden können. Startet man zunächst mit dem Einsatz isolierter Geruchsreferenzen, so kann man mit zunehmendem Wissensstand und entsprechender sensorischer Erfahrung sukzessive dazu übergehen, die Aromen in der Lebensmittelmatrix zu schulen, was sich in der Regel als komplexer und damit schwieriger erweist. Je nach Aufgabenstellung des Panels und auf Basis der definierten Leistungsfaktoren und Anforderungen an die Panelisten lässt sich damit ein fokussierter Schulungsplan konzipieren und mit Hilfe einer fortlaufenden Leistungsüberwachung stetig an den sensorischen Kenntnisstand der Panelisten anpassen bzw. die Leistungsfähigkeit des Panels sukzessive steigern. Das Gebiet der Aromalehre und Aromaschulung ist überaus komplex und bietet nicht nur in der Humansensorik, sondern auch im Bereich der „Instrumentellen Sensorik“ zukünftig noch viel Entwicklungspotenzial und weiteren Diskussionsbedarf.

• Mleczko, M., HS Anhalt: Panelschulung: Einsatz von standardisierten Geruchsproben zur Schulung der Geruchserkennung im Lebensmittelbereich (Bachelorarbeit 2015)
• Uhl, M., HS Geisenheim: Erstellen eines Leitfadens für das Fachvokabular von Getränken (Bachelorarbeit 2015)
• Legrum, W., Riechstoffe zwischen Gestank und Duft, Springer Verlag 2015
• Hans-Dieter Belitz, Werner Grosch: Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Springer, Berlin, 3. Aufl. 1987, S. 274
• Vilgris, T.; Vierich, T., Aroma: Die Kunst des Würzens, Stiftung Warentest, 2013
• Busch-Stockfisch, M., Kapitel 2: Prüferauswahl und Schulung in Praxishandbuch Sensorik, Behrs Verlag GmbH & Co.KG, Hamburg
• DIN EN ISO 8586: 2014-05 „Sensorische Analyse – Allgemeiner Leitfaden für die Auswahl, Schulung und Überprüfung ausgewählter Prüfer und Sensoriker“
• Derndorfer, Eva, Lebensmittelsensorik, Facultas Verlags- und Buchhandels AG, Wien, 2010
• DLG-Expertenwissen „Sensorische Analyse“, 
• Bargs-Stahl, E.; Luck-Haller, Dr. E., - https://www.planet-schule.de/wissenspool/total-phaenomenal-sinne/inhalt/hintergrund/der-geruchssinn/mensch.html  (Zugriff: 25.05.2016)
• https//de.wikipedia.org/wiki/Riechschleimhaut, Zugriff: 19.07.2016
• https://de.wikipedia.org/wiki/Riechkolben, Zugriff: 19.07.2016