Herstellung natürlicher und künstlicher Aromastoffe

Als Aromastoffe werden Verbindungen mit geruch- oder geschmacksgebenden Eigenschaften bezeichnet. Sie sind in der Regel leicht flüchtig und werden über die Nase wahrgenommen. Unter Flüchtigkeit versteht man, wie leicht sie vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehen.
Geschmacksstoffe sind nur schwer oder nicht flüchtig und werden von Riech- und Geschmacksrezeptoren unserer Zunge wahrgenommen.
Düfte bestehen meistens aus einer Mischung von verschiedenen Aromastoffen, die zusammen das Aroma bilden. Die einzelnen Moleküle des Aromas binden entsprechend ihrer Molekülstruktur nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an die Rezeptoren der Nasenschleimhaut.

Natürliche und künstliche Aromastoffe

Die Natur ist voll von Gerüchen und Aromastoffen, vorwiegend durch Blüten, Früchte und Pflanzen. Viele dieser Aromastoffe gehören zu den Stoffklassen der Alkohole, Aldehyde, Ester oder Ketone. Aromastoffe haben oft mehrere funktionelle Gruppen und aromatische Molekülstrukturen. Das Aroma einer Frucht beispielsweise besteht aus vielen verschiedenen Molekülen, in dem Fall Fruchtester (Carbonsäureester).
Viele Aromastoffe werden natürlich gewonnen oder künstlich hergestellt und Lebensmitteln oder Kosmetika beigefügt. Beispielsweise Vanillin ($$4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd$$), welches als natürlicher Aromastoff aus der Vanilleschote gewonnen werden kann, aber auch sehr kostengünstig synthetisch hergestellt werden kann. Weil das synthetische Vanillin exakt dem natürlichen Vanillin auf molekularer Ebene entspricht, nennt man es naturidentisch. Synthetische Aromastoffe, welche nicht naturidentisch sind, werden künstliche Aromastoffe genannt.

Gewinnung von Aromastoffen

Es gibt verschiedene Arten, Aromastoffe aus der Natur zu gewinnen. Sogenannte ätherische Öle lassen sich aus Blättern, Blüten oder Fruchtschalen extrahieren und sind nicht wasserlöslich, sondern lassen sich nur in unpolaren Lösungsmitteln (beispielsweise Toluol) lösen. Je nach Ausgangsmaterial gibt es verschiedene Verfahren, um Aromastoffe zu gewinnen.

Wasserdampfdestillation

Pflanzenteile werden zerkleinert und in einer Destillationsapparatur mit Wasser erhitzt. Sobald das Wasser verdampft, reißt der Wasserdampf die ätherischen Öle mit, deren Siedetemperatur über der von Wasser liegt und sie sich somit noch im flüssigen Zustand befinden. Nach dem Abkühlen schwimmen die ätherischen Öle aufgrund ihrer geringeren Dichte auf dem Destillat und können leicht abgetrennt werden.
Damit werden immer noch Lavendel- und Rösenöl gewonnen.

Extraktion

Mit geeigneten Lösungsmitteln wie Ethanol ist eine Extraktion möglich. Dabei wird ätherisches Öl entweder durch Verdampfen des Lösungsmittels gewonnen oder durch Destillation vom Öl getrennt.

Enfleurage

Eine weitere Form der Extraktion ist die Enfleurage, wobei Blütenblätter in Fett gedrückt werden. Ätherische Öle sind fettlöslich und gehen deshalb in das Fett über. Die Blüten müssen regelmäßig für mehrere Monate ausgetauscht werden, dann wird das Fett in Ethanol gelöst, um die Duftstoffe zu gewinnen.

Erhitzen

Manche Aromastoffe in Lebensmitteln entstehen erst beim Erhitzen. Dabei kann sich die Farbe von Lebensmitteln verändern, beispielsweise beim Braten, Rösten oder Backen. Durch chemische Reaktionen, die dabei ablaufen, bilden sich Reaktionsaromen oder Röstaromen. Für die Bildung von Röstaromen sind Reaktionen von Aminosäuren mit Zuckern typisch, was als Maillard-Reaktion bezeichnet wird.