Studentische Arbeiten und Stellenangebote

Sensorische Wahrnehmung von sekundären Pflanzenstoffen (Polyphenole) im Vergleich zu ihren bioaktiven Eigenschaften

Beschreibung:

Polyphenole sind sekundäre Pflanzenstoffe, die in Lebensmitteln weit verbreitet sind und von denen angenommen wird, dass sie zu den gesundheitlichen Vorteilen einer pflanzlichen Ernährung beitragen. Zahlreiche bioaktive Eigenschaften wurden in vitro nachgewiesen, einige wenige auch in vivo. Gleichzeitig ist bekannt, dass Polyphenole zu den sensorischen Eigenschaften pflanzlicher Lebensmittel beitragen, indem sie einen bitteren Geschmack hervorrufen und das Mundgefühl beeinflussen (z. B. Adstringenz). Daher spielen sie eine wichtige Rolle für die sensorische Qualität und folglich für die Akzeptanz von Lebensmitteln beim Verbraucher. Die für diese Eigenschaften verantwortlichen Molekülstrukturen und die Frage, ob sie miteinander in Zusammenhang stehen, wurden jedoch bislang noch nicht untersucht.

Durchführung:

Zunächst sollen polyphenolreiche Extrakte aus bestimmten Lebensmitteln gewonnen werden. Diese Extrakte werden anschließend in sensorischen Tests charakterisiert in Bezug auf ihre Wahrnehmungs- und Erkennungsschwelle. Anschließend sollen Beliebtheitstests zeigen, ob bestimmte Verbindungen bevorzugt werden. Die gleichen Lösungen sollen im Labor hinsichtlich ihrer bioaktiven Eigenschaften untersucht werden, um Zusammenhänge festzustellen.

Ziel:

Untersucht werden soll die Frage, ob es strukturelle Zusammenhänge zwischen sensorischen und bioaktiven Eigenschaften gibt. Grundlage hierfür ist die Hypothese, dass es molekulare Strukturelemente von Polyphenolen gibt, die die Akzeptanz und die Auswahl ernährungsphysiologisch vorteilhafter Lebensmittel durch den Verbraucher beeinflussen. Da süßer und saurer Geschmack maßgeblich für die Geschmackseigenschaften pflanzlicher Lebensmittel verantwortlich sind, wird angenommen, dass Polyphenole einen unbewussten, unterhalb der Wahrnehmungsschwelle liegenden Einfluss auf die Verbrauchermeinung haben.

Wünschenswerte Erfahrungen:

Arbeiten in einem chemischen Labor

Lust etwas über Lebensmittelanalytik zu lernen

Kontaktperson:

Prof. Dr. Fabian Weber: Fabian.Weber[at]uni-kassel[dot]de

Einfluss von Trockenstress und Staunässe auf wertgebende sekundäre Pflanzenstoffe in Spinat (Spinacia oleracea L.)

Beschreibung:

Spinat (Spinacia oleracea L.) zählt zu den wichtigsten Blattgemüsen im Anbau und in der menschlichen Ernährung. Neben seinem hohen Gehalt an Vitaminen und Mineralstoffen ist Spinat besonders durch eine Reihe sekundärer Pflanzenstoffe charakterisiert, darunter Flavonol-Glycoside und weitere phenolische Verbindungen, die zur antioxidativen Kapazität sowie zur ernährungsphysiologischen und sensorischen Qualität beitragen. Gleichzeitig reagiert Spinat empfindlich auf abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit und Staunässe, die im praktischen Anbau zunehmend an Bedeutung gewinnen. Während Trockenstress in vielen Kulturen bereits intensiv untersucht wurde, stellt insbesondere Staunässe aufgrund eingeschränkter Sauerstoffversorgung im Wurzelraum eine kritische Belastung dar, die tiefgreifende physiologische und biochemische Veränderungen auslösen kann.

Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich unterschiedliche Wasserstressbedingungen auf die Konzentration und Zusammensetzung relevanter Inhaltsstoffgruppen auswirken und welche Zusammenhänge zwischen Stressintensität, physiologischer Pflanzenreaktion und Qualität des Ernteguts bestehen. Auf dieser Grundlage soll beurteilt werden, ob Staunässe im Vergleich zu Trockenstress zu stärkeren oder andersartigen Veränderungen in den bioaktiven Inhaltsstoffen führt.

Durchführung:

Experimentell unter kontrollierten Bedingungen. Dazu werden Spinatpflanzen definierten Wasserversorgungs regimen ausgesetzt, etwa einer ungestressten Kontrolle, Trockenstress und Staunässe. Anschließend werden morphologische und physiologische Parameter wie Biomasse, Blattfläche und sichtbare Stresssymptome erfasst. Im Labor erfolgt die analytische Untersuchung ausgewählter sekundärer Pflanzenstoffe, insbesondere der Flavonole und ggfs. weitere Inhaltstoffe.

Ziel:

Untersuchung des Einflusses von Trockenstress und vor allem Staunässe auf die Ausbildung und Veränderung wertgebender sekundärer Pflanzenstoffe in Spinat.

Die Arbeit zielt darauf ab, die stressabhängige Qualität von Spinat nicht nur anhand von Ertrag und Biomasse, sondern vor allem über wertgebende Inhaltsstoffe zu bewerten. Dadurch soll ein differenzierter Beitrag zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wasserstress, Pflanzenstoffwechsel und Lebensmittelqualität geleistet werden.

Wünschenswerte Erfahrung:
Arbeiten in einem chemischen Labor

Kontaktperson:
Prof. Dr. Fabian Weber: Fabian.weber@uni-kassel.de

Vergleich analytischer und sensorischer Bestimmung der Adstringenz von Rotwein

Beschreibung:
Adstringenz ist ein charakteristisches Merkmal von Rotwein und anderen Lebensmitteln wie Tee, Schokolade oder Beeren. Sie wird als ein austrocknendes, zusammenziehendes oder raues Mundgefühl beschrieben und gilt als ein zentrales Qualitätsmerkmal. Die physiologische Ursache liegt in der Komplexierung der im Speichel enthaltenen Proteine durch polyphenolische Verbindungen v.a.Tannine (auch Gerbstoffe genannt). Diese Interaktion führt zu einer Reduktion der Schleimhautfeuchtigkeit und damit zu dem typischen „trockenen“ Eindruck im Mund.

Tannine sind hochmolekulare Polyphenole, deren Zusammensetzung in Wein stark von Rebsorte, Klima, Ausbaubedingungen und vor allem von der Weinherstellung abhängt. Während der Kellerarbeit kann der Kellermeister die Tanninmenge und deren physikalisch-chemische Eigenschaften durch Maischestandzeit, Temperatur, Pressdruck und mechanische Bearbeitung gezielt beeinflussen. Eine präzise Kontrolle dieser Faktoren ist entscheidend, um eine ausgewogene, angenehme Adstringenz zu erzielen – weder zu dominant noch zu schwach.

Trotz ihrer zentralen Bedeutung ist die quantitative Bestimmung von Tanninen in Wein bislang herausfordernd. Daher bestehen nur begrenzte Korrelationen zwischen den im Labor gemessenen Tanninwerten und der tatsächlich wahrgenommenen Adstringenz.

Durchführung:
Bestehende analytische Methoden zur Tanninbestimmung mit einer standardisierten, sensorischen Beurteilung der Adstringenz durch ein geschultes Panel zu verknüpfen. Dazu wird auf etablierten Protokollen aufgebaut, die sowohl die chemische Analyse als auch die sensorische Bewertung umfassen.

Ziel:

Die Arbeit soll einen systematischen Vergleich der verschiedenen analytischen Parameter mit den sensorischen Daten ermöglichen und potenziell neue, praxisnahe Korrelationen oder Vorhersagemodelle für die Adstringenzentwicklung im Weinbau liefern. Die Ergebnisse könnten für die Weinproduktion von großem Nutzen sein: Sie würden den Winzern und Kellermeistern ein Werkzeug bieten, um die Tanninstruktur und damit die sensorische Qualität des Weins bereits während der Herstellung gezielt zu steuern. Die Arbeit verbindet somit analytische Chemie, sensorische Wissenschaft und praktische Anwendung – ein spannendes und relevantes Thema für die moderne Weinwissenschaft.

Wünschenswerte Erfahrung:
Arbeiten in einem chemischen Labor

Kontaktperson:
Prof. Dr. Fabian Weber: Fabian.weber@uni-kassel.de