Vorwort

Das Ziel der Leibniz-LSB@TUM Odorant Database ist es, die Strukturzuordnung geruchsaktiver Verbindungen in Lebensmitteln zu erleichtern.

Geruchsaktive Verbindungen tragen wesentlich zum sensorischen Profil unserer Lebensmittel bei, welches ausschlagebend für das Kaufverhalten der Verbraucher ist. Daher ist das Wissen über die entscheidenden geruchsaktiven Verbindungen von großem Interesse sowohl für die analytische Qualitätskontrolle als auch für die gezielte Produktentwicklung in der Lebensmittelindustrie. 

Um die geruchsaktiven Verbindungen von der weitaus größeren Zahl geruchloser flüchtiger Verbindungen in einem Lebensmittel zu unterscheiden, ist die Gaschromatographie-Olfaktometrie (GC-O) die Methode der Wahl. Mit Hilfe schonender, artefaktvermeidender Methoden werden zunächst die flüchtigen Verbindungen des Lebensmittels isoliert. Bei der anschließenden gaschromatographischen Trennung werden geruchsaktive Verbindungen im Chromatogramm eines Flammenionisationsdetektors (FID) oder eines massenspektrometrischen Detektors (MSD) lokalisiert, indem der Geruch des Säuleneluats an einem beheizten Ausgang, dem Sniffing-Port, online bewertet wird.

Um die Strukturen der bei der GC-O-Analyse wahrgenommenen, geruchsaktiven Verbindungen zu identifizieren, ist eine direkte massenspektrometrische Analyse meist wenig hilfreich. Da die Geruchsschwellenwerte typischer Geruchsstoffe in Lebensmitteln einen Bereich von mehr als zehn Zehnerpotenzen abdecken, finden sich die wichtigsten Geruchsstoffe selten unter den Hauptkomponenten der flüchtigen Fraktion, sondern sind häufig Minor- oder Spurenkomponenten, die aufgrund coeluierter Majorkomponenten massenspektrometrisch nicht erfasst werden können. An diesem Punkt ist eine vorläufige Strukturzuordnung auf der Basis der substanzspezifischen Parameter Geruchsqualität und Retentionsindex meist sehr viel leichter zu erreichen, da hierbei coeluierte geruchlose Verbindungen nicht stören. Natürlich müssen diese vorläufigen Strukturzuordnungen im Anschluss durch die GC-O- und GC-MS-Analyse authentischer Referenzverbindungen verifiziert werden. Dies setzt voraus, dass die Zielverbindungen in dem aus dem Lebensmittel erhaltenen Isolat der flüchtigen Verbindungen von störenden Matrixkomponenten durch geeignete Fraktionierungsmethoden (z. B. Säure-Base-Extraktion, Flüssigchromatographie etc.) abgetrennt und in den einzelnen Fraktionen durch GC-O lokalisiert wurden. Nichtsdestotrotz hat die vorläufige Strukturzuordnung auf der Basis von Geruchsqualität und Retentionsindex den entscheidenden Vorteil, die Identifizierung geruchsaktiver Verbindungen in Lebensmitteln wesentlich zu beschleunigen. Die Voraussetzung ist allerdings, dass umfangreiche Daten zu den Geruchseigenschaften und dem Retentionsverhalten auf häufig genutzten stationären Phasen für die bisher in Lebensmitteln identifizierten Geruchsstoffe verfügbar sind. Zu diesem Zweck haben wir die Leibniz-LSB@TUM Odorant Database erstellt.

In der Vergangenheit wurde die Leibniz-LSB@TUM Odorant Database in zahlreichen Projekten am Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie und seiner Vorgängerinstitution, der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie (DFA) eingesetzt, um geruchsaktive Verbindungen in den unterschiedlichsten Lebensmitteln zu identifizieren. Die Leibniz-LSB@TUM Odorant Database trug dabei zu mehreren Hundert Publikationen bei, die von Wissenschaftlern der DFA bzw. des Leibniz-LSB@TUM verfasst wurden. Nach mehr als zwei Jahrzehnten ausschließlich interner Nutzung, haben wir im Jahr 2019 beschlossen, die Datensammlung ab sofort der wissenschaftlichen Öffentlichkeit frei im Internet zur Verfügung zu stellen.

Wir würden uns sehr freuen, wenn die Leibniz-LSB@TUM Odorant Database Sie bei der Identifizierung geruchsaktiver Verbindungen unterstützen kann und wünschen Ihnen dabei viel Erfolg.

Freising im Oktober 2019

Dr. Johanna Kreissl
Dr. Veronika Mall
Dr. Petra Steinhaus
PD Dr. Martin Steinhaus

Zum Inhalt der Leibniz-LSB@TUM Odorant Database

 

Weiterführende Literatur: Eine Übersicht über die Analyse geruchsaktiver Verbindungen in Lebensmitteln findet sich in folgendem Buchbeitrag: Steinhaus M. Gas chromatography-olfactometry: principles, practical aspects and applications in food analysis. In: Advanced Gas Chromatography in Food Analysis. Tranchida P (Hrsg.). The Royal Society of Chemistry: Cambridge, UK, 2020, S. 337-399. Print ISBN 978-1-78801-127-3. eISBN 978-1-78801-899-9.