Studentische Arbeiten und Stellenangebote

Sorteneinfluss auf die Gehalte sekundärer Pflanzenstoffe und den sensorischen Eigenschaften bei Rosmarin und Salbei

Beschreibung:

Salbei (Salvia officinalis L.) und Rosmarin (Rosmarinus officinalis L.) zählen zu den bedeutendsten aromatischen und medizinisch relevanten Arznei- und Gewürzpflanzen in Europa. Ihre wertvollen Eigenschaften beruhen maßgeblich auf den Gehalten und der Zusammenetzung sekundärer Pflanzenstoffe – insbesondere ätherischer Öle und Polyphenole wie Flavonoide, Phenolsäuren und Terpene –, die für antioxidative Wirkung, sensorische Eigenschaften und pharmakologische Relevanz
verantwortlich sind. In der Praxis werden jedoch nur wenige Sorten genutzt, obwohl eine erhebliche genetische und biochemische Vielfalt innerhalb und zwischen den Arten besteht. Diese Vielfalt bietet ein großes Potenzial für die gezielte Sortenwahl in der Lebensmittel-, Arznei- und Kosmetikindustrie. Die Auswahl geeigeneter Sorten insbesondere auch von der geplanten Verwendung ab, da unterschiedliche Anwendungsfelder (Lebensmittel vs. Arzneimittel) teils unterschiedliche Anforderung haben.

Im Mittelpunkt steht die Frage, inwieweit sich verschiedene Salbei- und Rosmarinsorten hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung (ätherische Öle, Polyphenole) und sensorischen Eigenschaften unterscheiden und welche Merkmale für eine differenzierte Sortenprofilierung entscheidend sind. Auf dieser Grundlage soll beurteilt werden, ob sich bestimmte Sorten durch ein einzigartiges Profil an bioaktiven Inhaltsstoffen und sensorischen Eigenschaften auszeichnen, das ihre Anwendung in spezifischen Bereichen (z. B. Lebensmittel, Nahrungsergänzung, Arzneitee) rechtfertigt.

Durchführung:

Es sollen 8 Rosmarinsorten und 7 Salbeisorten (Klone) untersucht werden, die unter kontollierten Bedingungen angebaut wurden. Nach Ernte werden die Blätter getrocknet und für die Analyse vorbereitet. Im Labor erfolgt die quantitative und qualitative Analyse der ätherischen Öle mittels Wasserdampfdestillation und anschließender Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) sowie die Bestimmung der Polyphenolzusammensetzung mittels
HPLC-MS. Zudem wird eine standardisierte sensorische Verkostung durch geschulte Panelisten durchgeführt, um Merkmale wie Aroma, Bitterkeit, Nachgeschmack und Gesamteindruck zu erfassen und zu bewerten.

Ziel:

Systematische Analyse und Profilierung verschiedener Salbei- und Rosmarinsorten anhand ihrer ätherischen Öle, Polyphenole und sensorischen Eigenschaften. Die Arbeit zielt darauf ab, die Sortenqualität nicht nur anhand von Ertrag oder Biomasse, sondern vor allem über chemische und sensorische Merkmale zu bewerten. Dadurch soll ein differenzierter Beitrag zum Verständnis der Sortenunterschiede geleistet werden – mit praktischer Relevanz für die Züchtung, den nachhaltigen Anbau, die Sortenwahl und die Valorisation von Heilpflanzen in der Industrie.

Wünschenswerte Erfahrungen:

Arbeiten in einem chemischen Labor

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