Die Aromabildung im Tabak wird maßgeblich durch die Zusammensetzung freier Aminosäuren beeinflusst, insbesondere durch deren Beteiligung an der Maillard-Reaktion während der Verarbeitung. Mit dem Aminosäureanalysator ARACUS lässt sich die Aminosäurevariation präzise quantifizieren, um gezielt Einfluss auf die geschmacksbestimmenden Vorstufen zu nehmen. Dies ermöglicht eine analytisch gestützte Optimierung des Aromaprofils sowie der sensorischen Qualität von Tabakprodukten.
Analytische Frage zur Bestimmung der Aminosäurevariation zur Beeinflussung des Aromas von Tabak mit dem ARACUS
Tabak ist eine Pflanze aus der Gattung der Nachtschattengewächse (Nicotiana), ein einjähriges oder begrenzt ausdauerndes Kraut, das überall drüsig behaart ist und starke Wurzeln hat. Der Stängel ist 0,7-2 Meter hoch und an der Basis leicht verholzt. Die Blätter sind länglich-lanzettlich, lanzettlich, länglich oder eiförmig, mit allmählich zugespitzter Spitze und allmählich verschmälerter Basis und einem ährenförmigen, halbhängenden Stiel. Der Blütenstand ist endständig, rispenförmig und die Blüten sind zahlreich. Die Blütenstiele sind 5-20 mm lang. Die Kapsel ist eiförmig oder länglich und ungefähr so lang wie der beständige Kelch. Die Samen sind rund oder breit und länglich, etwa 0,5 mm im Durchmesser, braun. Blüte und Frucht im Sommer und Herbst.
Tabakpflanzen enthalten eine breite Palette bioaktiver Verbindungen, darunter Alkaloide, Polyphenole und Aminosäuren, die sowohl die Pflanzenphysiologie als auch die sensorischen Eigenschaften der Tabakblätter nach dem Trocknen beeinflussen (Zhou et al., 2014).
Anbau von Tabak
Tabak stammt aus Südamerika und wird in verschiedenen Provinzen und Regionen in Nord- und Südchina angebaut. Es handelt sich um eine wärmeliebende Pflanze, die empfindlicher auf Temperaturen reagiert. Unterschiedliche Temperaturbedingungen haben einen großen Einfluss auf die Qualität und den Ertrag des Tabaks. Qualitativ hochwertiger Tabak erfordert in der Anfangsphase eine niedrigere und in der späteren Phase eine höhere Temperatur.
Umweltfaktoren wie der Stickstoffgehalt des Bodens, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit wirken sich erheblich auf die Zusammensetzung der freien Aminosäuren in den Tabakblättern aus, was wiederum deren Geschmacksvorstufen beeinflusst (Meng et al., 2020).
Tabak kann als Rohmaterial in der Tabakindustrie verwendet werden. Die ganze Pflanze kann auch als Pestizid und Insektizid verwendet werden. Er kann auch als Medizin für Anästhesie, Schwitzen, Sedierung und Brechmittel usw. verwendet werden.
Maillard-Reaktion in Tabak
Die Maillard-Reaktion tritt häufig bei der Zubereitung, Reifung, Verarbeitung, Konservierung und Verbrennung von Tabak auf, und ihre Reaktionsprodukte spielen eine wichtige Rolle für die Farbe und den Geschmack von Tabak. Seit den 1970er Jahren sind in den Vereinigten Staaten, Japan und Deutschland Patente und Literatur erschienen, in denen Produkte der Bräunungsreaktion als Tabakaromastoffe verwendet werden. Zu Beginn wurden bei den meisten Reaktionen in den Berichten reine Aminosäuren und reduzierende Zucker oder andere Carbonylverbindungen (wie Isovaleraldehyd, Diacetyl usw.) als Reaktionsmaterialien und Polyole als Lösungsmittel verwendet. Später wurden verschiedene Aminosäuren und natürliche Proteine entwickelt, um eine einzelne Aminosäure zu ersetzen. Studien haben gezeigt, dass das Reaktionsprodukt einer Mischung aus mehreren Aminosäuren und Zucker besser ist als das Reaktionsprodukt einer einzelnen Aminosäure. Es hat eine deutlichere Wirkung auf die Verbesserung der Qualität von Burleytabak.
So wurden beispielsweise Lysin, Prolin und Glutaminsäure als Schlüsselfaktoren für die Bildung von geschmacksrelevanten flüchtigen Verbindungen durch Maillard-Reaktionen bei der Tabakverarbeitung identifiziert (Zhou et al., 2014).
Zahlreiche Untersuchungen zeigen, dass Maillard-Reaktionsprodukte als natürliche Antioxidantien verwendet werden können. Die Maillard-Reaktionsprodukte werden durch Optimierung verschiedener Bedingungen gewonnen. Sie können die im Rauch auftretenden freien Radikale wirksam beseitigen und gleichzeitig den Geschmack des Tabaks verstärken, um den Teergehalt und die Schädlichkeit von Zigarettenprodukten zu verringern.
Darüber hinaus können die antioxidativen Eigenschaften von Maillard-Reaktionsprodukten auch zur Stabilisierung flüchtiger Aromastoffe während der Lagerung und Alterung des Tabaks beitragen, wodurch das sensorische Profil des Endprodukts weiter verbessert wird (Sun et al., 2013).
Maillard-Reaktionsprodukte mit antioxidativer Wirkung haben gute Aussichten für die Verwendung in Tabak.
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Quellen:
- Zhou X, Jin Z, Xu C, et al. „Amino acids and Maillard reaction products in tobacco leaves: Their role in flavor development and antioxidant activity.“ Food Chem. 2014;151:379-385. doi:10.1016/j.foodchem.2013.11.039
- Meng H, Zhang J, Shao H, et al. „Effects of environmental factors on amino acid metabolism and aroma precursors in tobacco leaves.“ Ind Crops Prod. 2020;149:112351. doi:10.1016/j.indcrop.2020.112351
- Sun Q, Jiang H, Zhao Y. „The antioxidative activity of Maillard reaction products and their role in tobacco quality improvement.“ J Agric Food Chem. 2013;61(39):9515-9521. doi:10.1021/jf402335m