Menschliche Sensorik rundet instrumentelle Analytik ab

Mit allen Sinnen

15.05.2007 Sensorik ergänzt die physikalischen und chemischen Analysen sinnvoll. Dazu müssen wichtige Voraussetzungen beachtet werden, um die vielfältigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche der Sensorik zu nutzen.

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Solche Anfragen kennt wohl jeder: „Was sagt die Sensorik?“ oder „Schnell eine sensorische Analyse“. Schnell werden in keinem Labor Analysen erstellt. Außerdem benötigt jeder Auftrag zusätzliche Informationen, was soll untersucht werden und wozu. Das gilt nicht nur für chemische, physikalische oder mikrobiologische Labors, sondern auch für Sensoriklabors. Sensorik ersetzt damit keine langwierigen Untersuchungen, sie vervollständigt andere Analysenergebnisse durch ein Messen mit den menschlichen Sinnen.

Viele Unternehmen setzen bereits erfolgreich die menschlichen Sinne als Messinstrument ein. Die Verantwortlichen bezeichnen es oft noch nicht als Sensorik. Aber von der Kontrolle der einzelnen Rohstoffe über Halbfertigprodukte bis zu Fertigwaren wird sensorisch getestet. Sogar Verpackungsmaterialien werden betrachtet, befühlt und gerochen. Die Farbe, der Glanz, der Geruch oder ein Fehlgeruch sowie das Betasten der Produkte gehören zur Routine. Die Lebensmittelindustrie entwickelte die ursprünglichen Methoden für ihre Zwecke und Produkte. Heute finden sich sensorische Anwendungen in allen Abteilungen von Forschung und Entwicklung über Qualitätssicherung bis zu Marktforschung und Marketing. Viele Unternehmen in der Autoindustrie, dem Maschinenbau, dem Nahrungsmittelsektor und nun auch der Pharmaindustrie nutzen die Erkenntnisse der Sensorik und erhalten so fundierte Ergebnisse. Selbstverständlich werden medizinische Wirkstoffe nicht geschluckt. Aber visuelle, haptische und olfaktorische Kontrollen sind selbstverständlich und nicht mehr wegzudenken. Das ist die entscheidende Frage für alle systematischen und effektiven Untersuchungen und gilt ebenso für Messungen mit den Sinnen. Natürlich kann jeder irgendwie probieren, aber wer eignet sich wirklich, die Proben zu verkosten? Und wie lassen sich verschiedene Muster miteinander vergleichen, beurteilen und bewerten?

Wer probiert wann und vor allem wie?

Sensorik nach DIN 10950 bedeutet die Wissenschaft vom Einsatz menschlicher Sinnesorgane zu Prüf- und Messzwecken. Die sensorische Analyse umfasst Planung, Durchführung und Auswertung von sensorischen Prüfungen sowie gegebenenfalls die Interpretation der Ergebnisse.

Zu den erwähnten menschlichen Sinnen gehören Gesichts-, Geruchs-, Geschmacks-, Gehör- und Tastsinn mit den zugehörigen Rezeptoren. Damit kann der Mensch alle Sinnesreize aus der Umgebung gleichzeitig wahrnehmen, erfassen, beurteilen und anschließend darauf reagieren.

Nur ausgewählte und geschulte Prüfer liefern exakte Informationen über sensorische Eigenschaften oder Unterschiede. Zuvor werden die sensorischen Fähigkeiten dieser Menschen überprüft und ihre Sinne sensibilisiert, damit sie kleinste Unterschiede erkennen. Ähnlich einer Eichung von Messinstrumenten werden die Sinne in vielen Übungssitzungen kalibriert. Die Prüfpersonen lernen ihre Sinneswahrnehmungen unabhängig von ihrem persönlichen Gefallen zu beschreiben. Damit liefern sie verbale Beschreibungen ihrer Sinneseindrücke. Das Ergebnis sind exakte, reproduzierbare Daten über sensorische Unterschiede zwischen mehreren Produkten oder in Zahlen ausgedrückte Intensitätsangaben einer Merkmalseigenschaft.

Warum ist Sensorik durch den Mensch heute so wichtig? Es gibt immer mehr, immer empfindlichere und immer schnellere Geräte. Im Gegensatz dazu wird der Rohstoff Mensch immer teurer und unterliegt den unterschiedlichsten Schwankungen. Also warum soll Sensorik durch den Menschen durchgeführt werden?

Nur der Mensch kann das Gesamtbild beurteilen

Die physikalische und chemische Analyse mit ihren bekannten technischen Geräten GC und HPLC bestimmt Inhaltsstoffe wie zum Beispiel Zucker, Säuren und Aromastoffe in kleinsten Mengen. Jedes dieser Geräte liefert je nach Programm einzelne Analysendaten, die abstrakte Werte darstellen, aber nicht das Empfinden der menschlichen Sinne wiedergeben.

Nur der Mensch kann den Gesamteindruck und die Interaktionen zwischen verschiedenen Sinnesreizen beurteilen. Erst das Zusammenspiel von Süße und Säure beispielsweise mit Aroma und Temperatur ergibt das Gesamtbild. Eine Erhöhung der Süße verschiebt das Gleichgewicht aber nicht zwangsläufig zu einem süßeren Produkt.
Außerdem sind oft kleinste Mengen für den Gesamteindruck entscheidend. Selten ist der Inhaltsstoff mit dem größten Mengenanteil im Produkt ausschlaggebend für den Endgeschmack. Teilweise hat der „biologische” Detektor sogar eine wesentlich niedrigere Nachweisgrenze als die Geräte der instrumentellen Analytik, das heißt, der Mensch ist empfindlicher. Ranzige Fette oder Öle erkennt der Mensch, lange bevor die Apparate darauf ansprechen. Der empfindliche Verbraucher wird ein ranzig schmeckendes Produkt nie wieder kaufen.
Aus diesen Gründen wird die menschliche Sensorik als anerkanntes Messinstrument eingesetzt. Dazu analysiert ein Sensorikpanel bestehend aus etwa zehn ausgebildeten Prüfpersonen in möglichst neutraler Umgebung. Damit diese Bedingungen reproduzierbar sind, wird meist in einem speziell eingerichteten Raum, dem Sensoriklabor, getestet.
Die analytische Sensorik benutzt standardisierte Methoden nach DIN und ISO. Diese Methoden unterteilen sich in zwei Gruppen: diskriminative und deskriptive Tests. Meistens will die Qualitätssicherung wissen, ob sensorische Unterschiede vorhanden sind. Dazu stehen diskriminativen Tests (Unterschiedsprüfungen) zur Verfügung:

  • Schwellenwertprüfung DIN 10959;
  • paarweise (=Duo) Prüfung DIN 10954;
  • Duo-Trio Prüfung;
  • Dreiecksprüfung, Triangeltest nach DIN/ISO 4120;
  • Rangordnungsprüfung DIN 10963.

Soll weiter untersucht werden, worin die Unterschiede bestehen, werden mit deskriptiven Profilprüfungen oder Profilprüfungen (DIN 10967) qualitative und quantitative Aspekte sowie zeitliche Veränderungen analysiert.
Bevor die eigentliche Prüfung beginnt, muss das Untersuchungsziel festgelegt werden, ebenso die Anforderungen an die Ergebnisse. Was soll analysiert werden? Wie lautet die exakte Frage?
Entsprechend leitet sich davon die Auswahl der Prüfpersonen ab: Für hedonische Tests werden naive Konsumenten rekrutiert und bei analytischen Tests werden geschulte Prüfpersonen ausgewählt. Die Frage bestimmt auch die Art der Probe, die benötigte Probenmenge und deren Kodierung. Damit kann die Untersuchung organisiert werden, einschließlich Probenplan, Raum, Prüfformularen und Darreichungsform der Proben.
Nach der eigentlichen Prüfung durch die Prüfpersonen folgt die Auswertung mit Statistik, Prüfbericht und eventuell eine Präsentation der Ergebnisse. Solch eine wissenschaftlich fundierte Sensorik kann den gesamten Produktionsprozess unterstützen. Beginnend mit der Auswahl und dem Vergleich von Lieferanten und der Kontrolle des Wareneinganges werden Rohstoffe sensorisch geprüft. Viele der dort eingehenden Produkte sind Trägerstoffe wie Milchzucker und Dextrose sowie Geruchs- und Aromakomponenten. Diese können durch einfache sensorische Tests beispielsweise einem Dreieckstest sicher beurteilt und überprüft werden.

Ständige Schulung und Überprüfung der Mitarbeiter unerlässlich

Eine Sensorik wird sogar während der Produktion als Stichprobenkontrolle eingesetzt. Dazu müssen die Mitarbeiter nicht nur ihre Sinne trainieren und kalibrieren, sondern gezielt einsetzten, damit das Endprodukt in seiner Verpackung immer identisch ist, mit derselben Optik, Haptik und Olfaktorik. Bei einigen Produkten muss zusätzlich der Geschmack sensorisch überprüft werden. Vor allem freiverkäufliche Mittel wie Erkältungsbonbons, Nutraceuticals, Nahrungsergänzungsmittel und Supplements werden auf ihre Empfindungen getestet.

Vor allem Kinder sind hier sehr empfindlich und lassen sich heute nicht mehr durch „Das ist gesund, das hat der Arzt verschrieben“ überzeugen. Ein bunter Medifant, der die flüssige Medizin über eine Kanüle einführt, soll den bitteren Geschmack vergessen lassen. Aber die Freude über den lustigen Elefanten hält leider nicht lange an. Auf Dauer entscheidet der Sinneseindruck. Eine sensorisch geführte Produktentwicklung gewinnt an Bedeutung und führt deshalb zu neuen Geschmacksorten von Medikamenten.

Denn Konsumenten kaufen auf Grund sensorischer Erfahrung, wie etwa Aussehen, Geruch, Geschmack und Konsistenz. Deshalb drängt die sensorische Analyse als Entscheidungsfaktor zunehmend in den Vordergrund. Aber auch in der Qualitätskontrolle leistet die Sensorik, richtig eingesetzt, wertvolle Unterstützung. Sensorik ersetzt die chemischen und physikalischen Analysen nicht, sondern ergänzt sie sinnvoll. Sie ist weder eine billige noch ein schnelle Alternative, sondern eine ernstzunehmende wissenschaftliche Methode. Dazu müssen wichtige Voraussetzungen wie trainierte Mitarbeiter, standardisierte Methoden und deren Auswertung erfüllt und fachgerecht durchgeführt werden.

Auf Dauer entscheidet der Sinneseindruck. Eine sensorisch geführte Produktentwicklung gewinnt zunehmend an Bedeutung

Heftausgabe: Mai 2007
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Über den Autor

Cornelia Ptach , Lehrbeauftragte für Sensorik und Produktentwicklung, Universität Albsig
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