Logo GEO Wissen Ernährung

Thomas Vilgis im Interview Die Wissenschaft des guten Geschmacks

Wer die Küche als Labor versteht, in dem experimentiert, kombiniert und probiert wird, gelangt oft zu verblüffenden Erkenntnissen – und zu Mahlzeiten, die besser gelingen. Der Naturwissenschaftler Professor Thomas Vilgis erforscht die molekularen Eigenschaften von Lebensmitteln und sagt: Genuss ist auch eine Frage von Physik und Chemie
Gourmet Küche

GEO WISSEN: Herr Professor Vilgis, Sie sind Physiker – was hat Naturwissenschaft mit Genuss zu tun?

Prof. Thomas Vilgis: Eine Menge! Die Geschmacks- und Geruchszellen in unserem Mund und unserer Nase sind ja nichts anderes als physikalisch-chemische Sensoren, die auf ganz bestimmte Moleküle reagieren. Zudem nehmen wir ja auch noch die physikalischen Eigenschaften einer Speise wie Temperatur und Konsistenz wahr. All diese Messwerte verschmelzen dann in unserem Gehirn zu einem ganzheitlichen Erlebnis.

Ist Genuss also keine Frage von Sinnlichkeit, Emotionen, subjektiven Eindrücken - sondern von Formeln?

Es ist beides, und das lässt sich nicht voneinander trennen. Für den Gesamteindruck spielen darüber hinaus unter anderem auch noch Erinnerungen eine große Rolle, die Atmosphäre, in der wir speisen, die Gesellschaft, in der wir uns befinden, wie wir uns fühlen und vieles mehr. Aber was wir mit unseren Sinneszellen wahrnehmen, sind zunächst einmal physikalische und chemische Eigenschaften.

Welche konkret?

Sehr wichtig ist natürlich der Geschmack. Dieser Begriff ist im Deutschen allerdings recht unpräzise, oft meint man damit den Gesamteindruck, inklusive Geruch, Textur und weiterer Reize, etwa Schärfe. Im Englischen nennt man das den "flavour" – und unterscheidet davon den "taste"“, den Grundgeschmack im engeren Sinne: also nur das, was wir mit den Geschmacksrezeptoren der Zunge wahrnehmen.

Die können fünf verschiedene Klassen von Verbindungen unterscheiden. Vier davon kennt jeder: Zucker, Säuren, Bitterstoffe und Salze vermitteln die vier Geschmacksrichtungen süß, sauer, bitter und salzig. Der fünfte Grundgeschmack ist umami, das japanische Wort für den herzhaften Eindruck vor allem von eiweißreichen Speisen, etwa Fleisch.

Ausgelöst wird umami durch Glutamat, das viele als künstlichen Zusatzstoff kennen. Chemisch gesehen ist das eine Aminosäure, also ein Eiweißbaustein, der auch ganz natürlich in Fleisch, Sojasoße, Parmesan und Tomaten vorkommt. Und eine dieser fünf Komponenten oder eine Kombination aus mehreren bestimmt dann den Geschmack im engeren Sinne.

Fünf Komponenten – das klingt nach einer recht groben Einteilung.

Richtig, doch natürlich lassen sich schon recht feine Abstufungen erkennen. Gerade bei Salzigem und Bitterem reagieren wir sehr empfindlich auf die Dosierung. Zudem beeinflussen sich die Grundgeschmäcke auch gegenseitig. Eine Süßspeise empfinden wir etwa als viel runder, wenn sie nicht nur süß ist, sondern auch ganz geringe Mengen Salz, Säure oder Bitterstoffe enthält – selbst wenn es so wenig ist, dass wir das gar nicht bewusst wahrnehmen. Richtig spannend wird Essen aber erst durch das Aroma.

Was ist der Unterschied zwischen Aroma und Grundgeschmack?

Das Aroma wird durch ganz andere Verbindungen bestimmt, ist viel komplexer. Es gibt Tausende unterschiedliche Aromasubstanzen, etwa 300 davon bestimmen nach derzeitigem Wissensstand das typische Aroma von Lebensmitteln. Man kann sich das wie ein Alphabet mit 300 Buchstaben vorstellen – entsprechend groß ist die Zahl möglicher Kombinationen.

Ein entscheidender Unterschied zu jenen Stoffen, die den Grundgeschmack vermitteln, besteht darin, dass Aromen flüchtig sind. Die Moleküle verdampfen also sehr leicht und verbreiten sich in der Luft. Daher nehmen wir sie auch anders wahr – nämlich mit der Nase. Wir riechen die Aromen, es sind Duftoder Geruchsstoffe.

Deshalb ist es so wichtig, Speisen eine Zeit lang im Mund zu behalten, sie nicht gleich herunterzuschlingen. Aus dem Mund steigen die Aromen dann durch den Rachenraum – also quasi von hinten – in die Nase empor und werden dort wahrgenommen. Man nennt das "retronasales Riechen".

Was zeichnet dieses Riechen aus?

Es handelt sich zwar um die gleichen Riechzellen, die den Duft wahrnehmen, und sie senden auch genau das gleiche Signal an das Gehirn – unabhängig davon, ob das Duftmolekül von vorn oder von hinten kommt.

Doch Studien zeigen: Lässt man Versuchspersonen beispielsweise an Kräutern riechen, dann beschreiben sie den Eindruck ganz anders, als wenn sie auf ihnen herumkauen. Offenbar bewertet unser Gehirn das Signal der Riechzellen anders, wenn es gleichzeitig Informationen aus dem Mund bekommt, beispielsweise über den Geschmack.

Zählen wir daher in der Alltagssprache das Aroma oft mit zum Geschmack?

Ja, man bekommt immer nur den Gesamteindruck, und den projizieren wir in den Mund, dort befindet sich die Speise ja schließlich. Genießen kann man natürlich auch, ohne das genauer zu differenzieren. Zwischen Aroma und Geschmack zu unterscheiden hilft aber, wenn es darum geht, sein Erlebnis in Worte zu fassen, um sich mit anderen auszutauschen. Oder wenn man mit einem Rezept nicht ganz zufrieden ist und überlegt, wie man es verbessern könnte.

Man kann das üben: Halten Sie sich beim Essen einfach die Nase zu, dann riechen Sie keine Aromen und können sich voll auf den Geschmack konzentrieren. Umgekehrt können Sie die Aromen genauer untersuchen, wenn Sie ein bisschen schmatzen und bewusst durch die Nase ausatmen. So bekommt man nach und nach ein besseres Gefühl dafür, kann seine Sinne schulen. Sehr viel lässt sich auch lernen, wenn man Speisen einfach mal anders anrichtet.

Geht es dabei nicht vor allem darum, dass der Teller hübsch aussieht?

Das spielt natürlich eine große Rolle. Aber Profis arbeiten sehr häufig in jedem Gang mit unterschiedlichen Komponenten. Das bringt Abwechslung. Jeder Bissen schmeckt dann etwas anders, weil Sie immer eine etwas andere Kombination auf der Gabel oder dem Löffel haben – ein Effekt mit großer Wirkung. Denn wir gewöhnen uns sehr schnell an einen bestimmten Geschmack oder ein Aroma und nehmen beide, wenn sie sich nicht verändern, ab der dritten oder vierten Gabel gar nicht mehr richtig wahr.

Ein Beispiel: Wenn Sie Ihr Gemüse in der Pfanne würzen, schmeckt alles gleich. Wenn sie es stattdessen erst auf dem Teller mit grobkörnigem Salz und grob zerstoßenem Pfeffer abschmecken, vielleicht noch ein paar Kräuter unregelmäßig darüber streuen, ergibt das eine deutlich interessantere Mahlzeit.

Warum schmeckt uns Fettiges so gut?

Seit einiger Zeit wird in der Wissenschaft diskutiert, ob wir womöglich auf der Zunge Rezeptoren für Fett haben. Man konnte zwar nachweisen, dass wir Sinneszellen haben, die auf Fettsäuren reagieren. Allerdings ist damit kein bewusster Eindruck im Gehirn verknüpft, wie man das von Salz oder Zucker kennt. Vielleicht nehmen wir es unterbewusst wahr. Aber selbst wenn es nicht so ist, beeinflusst Fett das Geschmackserlebnis sehr positiv.

Wie das?

Zum einen sind die allermeisten Aromastoffe – anders als Geschmackssubstanzen - kaum in Wasser löslich, wohl aber in Fett. Öl, Butter und Schmalz nehmen also die Aromen von Kräutern und Gewürzen, Gemüse und Fleisch auf und halten sie gleichsam fest. Dadurch verflüchtigen die sich beim Kochen oder auf dem Teller nicht so schnell. Erst im Mund werden sie dann langsam freigegeben.

Fett ist also kein "Geschmacksträger", wie man mitunter hört, sondern vielmehr ein Aromaspeicher. Oft übrigens auch über das Schlucken hinaus. Denn wenn sich im Mund ein Fettfilm
bildet, bleibt der eine Zeit lang erhalten und gibt mitunter viele Minuten, nachdem wir etwa einen Käse gegessen haben, noch dessen Aromen frei. Zum anderen verändert Fett das sogenannte oral processing.

Das müssen Sie uns erklären.

Damit ist das mechanische Bearbeiten von Speisen im Mund gemeint, das Zerbeißen, Herumbewegen und Vermischen des Speisebreis. Fett vermindert die Reibung, erleichtert das Kauen. Ein Koch macht sich diesen Effekt zunutze, wenn er einen Salat zubereitet. Im Dressing verwendet man ja immer auch Fett, beispielsweise Olivenöl.

Machen Sie mal ein Experiment, und lassen Sie das Öl weg. Dann haben Sie immer noch knackig-frische Salatblätter, aromatisches Gemüse, vielleicht etwas Zitronensaft, Salz, Pfeffer, ein wenig Senf. Das schmeckt auch so schon gut, keine Frage. Wenn Sie dann aber etwas Öl dazugeben - und sei es nur ein neutrales Fett –, ist das ein ganz anderes Erlebnis: Sie nehmen die Aromen der Salatzutaten intensiver wahr und haben ein angenehmeres Mundgefühl. Noch interessanter wird es, wenn ein Emulgator ins Spiel kommt.

Was ist das, und was bewirkt der?

Normalerweise mischen sich Fett und Wässriges ja nicht – es braucht einen Emulgator, um die beiden zu verbinden. Das sind Moleküle, die sowohl ein fettliebendes als auch ein wasserliebendes Ende haben und so eine Brücke zwischen Fetten und Wasser bilden.

Das klingt nach Chemiebaukasten.

Ich denke da eher an eine cremige Mayonnaise. Dazu brauchen Sie zum Beispiel Öl, Zitronensaft und Eigelb – oder genauer: die in Letzterem enthaltenen Lezithine und Proteine, als Emulgatoren, um die beiden anderen Zutaten zu verbinden.

Mit einem Stabmixer ist das eine Sache von Minuten: Eigelb und Zitronensaft in einen schmalen Behälter geben, mit etwas Senf, Salz und Pfeffer würzen und dann bei schnell laufendem Mixer langsam Öl bis zur gewünschten Konsistenz dazugießen. Dabei bilden sich mikroskopisch kleine Fett-Tröpfchen, eingeschlossen vom Emulgator – und das ergibt diese unwiderstehliche Textur.

GEO WISSEN Ernährung Nr. 3

Den zweiten Teil des Interviews lesen Sie in GEO WISSEN Ernährung "Genuss erleben, Qualität erkennen".

Darin erklärt Professor Vilgis, wie Temperatur die Wahrnehmung der Speisen beeinflusst und er verrät sein persönliches Geheimrezept für einen besonders intensiven Geschmack.

Aromen: Welche Zutaten sich mit Nudeln gut kombinieren lassen

Prof. Thomas Vilgis hat die chemische Zusammensetzung Hunderter Lebensmittel analysiert und daraus abgeleitet, wie sich Zutaten zu wohlschmeckenden Gerichten kombinieren lassen.

Dabei gibt es zwei Strategien: zum einen "Food-Pairing", also das Zusammenstellen möglichst ähnlicher Aromen, zum anderen "Food-Completing", also das bewusste Setzen von Kontrasten durch die Kombination von Kräutern und Gewürzen, deren Schlüsselaromen sich deutlich voneinander unterscheiden.

Schmackhafte Arrangements nutzen meist beides. Diese Grafiken verdeutlicht das Prinzip anhand von Nudeln. Beigaben, die chemisch ähnliche Aromen enthalten wie die Hauptkomponente eines Gerichts (hier Nudeln) und so deren Eigenaroma harmonisch abrunden, überschneiden sich mit dem zentralen Kreis. In diesem Fall sind es die blau und mittelgrün eingefärbten Würzzutaten. Jene Beigaben, die mit etwas Abstand zum zentralen Kreis stehen, bilden hingegen einen – kulinarisch durchaus interessanten – Kontrast.

Aromen für Nudeln

Diese Aromen harmonieren mit Nudeln

Viele sehen in Nudeln eine sättigende Grundlage, die aromatischen Soßen aus Fleisch, Gemüse oder Käse Biss und Substanz verleiht. Der Eigengeschmack der Teigwaren gerät dabei häufig aus dem Fokus. Dabei haben hochwertige Nudeln auch selbst ein sehr angenehmes, getreidiges Aroma. Das kommt vor allem dann gut zur Geltung, wenn man sie mit Pilzen kombiniert oder aber mit Algen.

Doch auch der klassischerweise zu Pasta gereichte Parmesan vermag die nudeleigenen Aromen hervorzuheben, wenn er maßvoll verwendet wird. Ungewöhnlich, aber dennoch schmackhaft, ist der Kontrast von Mohn, Kurkuma oder Sternanis. Das Gleiche gilt für die Perilla-Blätter, die häufig in der asiatischen Küche verwendet werden. Sie duften intensiv zitronig, würzig-säuerlich und ein wenig nach Apfel.

Weitere Aromen-Grafiken zu Rindfleisch, Fisch, Kartoffeln und Huhn finden Sie in GEO WISSEN Ernährung Nr. 3 "Genuss erleben, Qualität erkennen".