Dr. Johannes Niebler

Untersuchung flüchtiger Substanzprofile und Charakterisierung potenter geruchsaktiver Inhaltsstoffe von Weihrauch (Boswellia SPP.)

Dissertation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Die Gummiharze, die durch Anzapfen von Bäumen der Gattung Boswellia gewonnen werden, haben eine lange Geschichte als Räucherwerk. Sie sind bekannt unter verschiedenen Bezeichnungen wie Weihrauch, Olibanum oder Luban und werden zumeist nach ihrer geographischen Herkunft in Handelssorten wie Eritrea, Indien, Aden und Oman unterteilt. Während das Rohprodukt, üblicherweise in Form von Harztropfen oder -erbsen, nur einen leichten, angenehmen Geruch aufweist, zeigt sich das volle geruchliche Potential erst beim Verräuchern auf glühender Kohle. Der starke Geruch des dabei entstehenden Rauchs ist in seiner Qualität sehr abhängig von der Art des Weihrauchbaums, von dem das Harz geerntet wurde. In dieser Arbeit wurden verschiedene Aspekte der flüchtigen Fraktion von Weihrauchharzen näher untersucht:

In einer breit angelegten Studie zu den flüchtigen Inhaltsstoffen von Boswellia-Gummiharzen konnten bisherige Erkenntnisse zur allgemeinen Zusammensetzung bestätigt und erweitert werden. Die verschiedenen Spezies lassen sich anhand ihres flüchtigen Profils unterscheiden, wobei im Rahmen dieser Studie Markersubstanzen für die kommerziell relevanten Arten identifiziert werden konnten. Um die offenen Fragen aufzuklären, die durch widersprüchliche Literaturquellen entstanden sind, wurde ein sehr großes Probenset von neun verschiedenen Boswellia-Arten untersucht. Die Ergebnisse wurden durch multivariate Datenanalyse ausgewertet. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass, in Übereinstimmung mit der gängigen botanischen Auffassung, Boswellia sacra und Boswellia carteri sich nicht wesentlich in ihrer Zusammensetzung der flüchtigen Fraktion unterscheiden. Erstmalig wurden auch Proben von kultivierten Boswellia-Exemplaren sowie von Hybriden untersucht.

Im zweiten Schritt wurden dann geruchsaktive Substanzen im Harz von Boswellia sacra mittels Aromaextrakt-Verdünnungsanalyse identifiziert. Dabei wurden 19 Geruchsstoffe in sechs verschiedenen Proben aufgeklärt. Zwei Substanzen zeigten besonders hohe Flavor Dilution Faktoren, konnten jedoch mit dem gängigen zweidimensionalen GC-MS Analyseverfahren nicht ausreichend charakterisiert werden. Folglich wurde eine semipräparative Anreicherung etabliert, die es erlaubte, mittels fraktionierter Destillation, Gegenstromverteilungschromatographie und präparativer Gaschromatographie ausreichende Mengen der fraglichen Substanzen zu isolieren. Auf Basis der daraufhin gewonnenen analytischen Daten konnten diese als Mustakon und Rotundon identifiziert werden und zeigten außerordentlich niedrige Geruchsschwellen. Mustakone wurde in der vorliegenden Arbeit erstmalig als geruchsaktiv beschrieben. 

Die Räucherung mit Weihrauch wurde mit einer neu entwickelten Pyrolyse-GC-MS/Olfaktometrie-Methode untersucht, die es erlaubt, sensorische und massenspektrometrische Daten zu Räucherprodukten gleichzeitig zu erfassen. Durch diese Experimente konnten etliche neue Geruchsstoffe detektiert werden, die bei der Räucherung gebildet werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass bestimmte Fraktionen des Harzes jeweils spezifische Geruchsstoffe bilden.

Im letzten Schritt wurde eine schnelle Quantifizierungsmethode basierend auf Thermodesorption-GC-MS mittels Stabilisotopenverdünnungsanalyse entwickelt, um Veränderungen im Gehalt der besonders flüchtigen Monoterpen-Geruchsstoffe zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass selbst bei Lagerung von über 10 Jahren keine starken Verluste zu beobachten waren.

Schlussendlich bietet Weihrauch nach wie vor spannende Fragestellungen, insbesondere im Bereich der Bildung von Geruchsstoffen während des Räucherprozesses.