Geschmackssinn Unmögliches geschieht im Mund

Vielleicht sollte man nicht unbedingt eine Spätburgunder Spätlese öffnen, wenn man das Mirakel der Wunderbeere erleben möchte. Das wäre ein wenig zu schade. Ein Säuerling aus dem Supermarktregal tut es auch. Er ist sogar der ideale Begleiter zur Wunderbeere. Diese kleine rote Frucht aus Westafrika, unscheinbar wie eine Hagebutte, hat sich zur Attraktion auf New Yorker Partys und in mancher deutschen Studentenbude entwickelt.

Die Beere selbst schmeckt nicht besonders. Sie stellt stattdessen den Geschmackssinn des Menschen auf den Kopf. Wer eine Wunderbeere zerbissen und zirka eine Minute lang im Mund hin und her geschoben hat, empfindet Saures für den Rest des Abends als zuckersüß. Noch der trockenste Riesling schmeckt wie frisch gekelterter Traubensaft und die Zitrone fruchtig mild wie eine Apfelsine. Selbst Essig könnte man hinunterspülen, ohne mit der Wimper zu zucken; auch Tabascosauce wird angeblich erträglicher.

Außer einem paradoxen Geschmackserlebnis hat man von der Wunderbeere nicht viel zu befürchten. Synsepalum dulcificum wächst an unauffälligen, bis zu vier Meter hohen Sträuchern im tropischen Regenwald, enthält keine halluzinogenen Substanzen und verursacht keine Bauchschmerzen. Sie verdreht einfach nur unser Empfinden für süß und sauer. Was die Frage aufwirft: Wie entsteht überhaupt Süße?

Die fünf Qualitäten

Erstaunlicherweise können Wissenschaftler darauf bis heute keine vollständige Antwort geben. Der Mechanismus des Geschmackssinns ist nur zum Teil verstanden. Immerhin sind ein paar Grundlagen bekannt. Ort der Wahrnehmung sind die Geschmackspapillen auf der Zunge, ein paar hundert kleine rötliche Pünktchen, die man mit dem bloßen Auge erkennen kann. An ihrer Oberfläche ruhen in winzigen Vertiefungen die Geschmacksknospen, die eigentlichen Sensoren. Das sind kugelige Ansammlungen von jeweils rund fünfzig Geschmackssinneszellen. Sie sind die Empfangsstationen für alle süßen oder sauren, bitteren oder salzigen Eindrücke.

Dockt ein Geschmacksstoff an eine Sinneszelle an, löst das einen Nervenimpuls aus, der an die Großhirnrinde weitergeleitet wird: Wir schmecken. Das klingt einfach. Doch die Sinneswahrnehmung hat es in sich. Nicht zuletzt, weil die verschiedenen Geschmacksqualitäten auf unterschiedliche Weise wahrgenommen werden. Fünf Qualitäten kennt man heute. Neben den klassischen vier gehört seit einiger Zeit auch "Umami" dazu, jener typische, aber schwer beschreibbare Geschmack von Fleisch und Eiweiß, der durch Aminosäuren ausgelöst wird.

Süße ist dabei ein starker, fast durchweg als angenehm empfundener Reiz. Aber nicht für alle in gleichem Maße. Die Zahl der Geschmacksknospen ist von Mensch zu Mensch verschieden. Und auch die Sensibilität einzelner Personen kann schwanken. Für Schwangere oder Menschen, die bestimmte Medikamente einnehmen, schmecken Speisen anders. Mark Lohmann vom Technologie-Transfer-Zentrum in Bremerhaven hat Hinweise darauf gefunden, dass sich auch das Liebesleben auf die Süßwahrnehmung auswirkt. Er lud Frischverliebte zu Interviews und ordnete sie nach dem Grad ihrer Gefühle gemäß der international gebräuchlichen Passionate-Love-Skala ein. Dann ließ er sie Zuckerwasser trinken. Besonders Verknallte konnten geringe Zuckerkonzentrationen gar nicht mehr wahrnehmen; sie waren voneinander auch so schon ganz überzuckert.

Zwei Theorien

Wie geht das Schmecken im Einzelnen vor sich? Salzige und saure Substanzen, so glauben Wissenschaftler, öffnen kleine Schleusen in der Außenhaut der Geschmackssinneszellen. Geladene Teilchen strömen ein und verändern die elektrische Ladung der Zelle. Die feuert daraufhin einen Nervenimpuls ab.

Süße, bittere oder "Umami"-Substanzen werden von den Sinneszellen auf andere Weise wahrgenommen. Rezeptormoleküle auf ihrer Oberfläche angeln die Geschmacksstoffe aus dem Speichel. Für jede Geschmacksqualität gibt es eigene Zellen mit eigenen Rezeptoren - länglichen Proteinen, die wie eine schlangenköpfige Hydra aus den Knospen hervorlugen. Das Geschmackserlebnis "süß" wird dabei durch ein Rezeptor-Duo ausgelöst, das aus den Proteinen T1R2 und T1R3 besteht. Registrieren die Proteine süße Substanzen, löst das im Zellinnern in Sekundenbruchteilen eine Kette chemischer Reaktionen aus, an deren Ende wieder ein Nervenimpuls abgefeuert wird. Ganz ähnlich läuft die biochemische Informationskette bei "Umami" und bitter ab. Sogar dieselben Botenstoffe, Substanzen aus der Klasse der Neurotransmitter, kommen zum Einsatz.

Geschmacksforscher fragen sich nun schon seit langem, wie das Gehirn es schafft, aus diesen recht gleichförmigen Signalübertragungswegen überhaupt einen spezifischen Geschmack herauszufiltern. Seit Jahrzehnten existieren dazu zwei Theorien. Die Mustertheorie besagt, dass Geschmacksstoffe zugleich mehrere Rezeptoren reizen oder hemmen und das Gehirn dann aus diesem Erregungsmuster auf den Geschmack schließt.

Alles in allen Knospen

Neuere Untersuchungen bestätigen eher Theorie Nummer zwei. Nach der "Labeled-Line-Theory", der Theorie der "getrennten Übertragungskanäle", sind die einzelnen Sinneszellen eher über feste Verbindungen ans Nervensystem gekoppelt. Dabei handelt es sich um eine Art Standleitung, die den Sinnesreiz weiter zur Schaltzentrale überträgt. "Wie das Hirn diese Information auswertet, ist noch völlig unklar", sagt der Trophologe Wolfgang Meyerhof vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung in Potsdam.

Bei etwas so Naheliegendem wie dem Geschmack erscheint das erstaunlich. "Auf der menschlichen Zunge gibt es tatsächlich nur wenige tausend Sinneszellen, die in winzigen Ansammlungen dicht in anderes Gewebe eingebettet sind", sagt Meyerhof. "Es ist deshalb ausgesprochen schwierig, die relevanten Strukturen zu erkennen und herauszupräparieren."

Früher glaubte man wenigstens noch, dass bestimmte Geschmacksqualitäten durch verschiedene Zungenregionen wahrgenommen würden - süß beispielsweise vor allem an der Zungenspitze. Tatsächlich aber sitzen in jeder Geschmacksknospe Sinneszellen aller Geschmacksqualitäten. Auch das macht die Arbeit der Geschmacksforscher nicht eben leichter.

Dass die Süßrezeptoren T1R2 und T1R3 wie Generalschlüssel zu einer Vielzahl von Geschmacksstoffen passen, weiß man seit mehreren Jahren. Dutzende verschiedenartigster Substanzen schmecken süß. Das können einfache Moleküle wie Traubenzucker sein, aber auch Doppelmoleküle wie Rohrzucker, kleine Eiweiße oder große, komplex gebaute pflanzliche Zuckerersatzstoffe. Für alle diese Substanzen besitzen die Rezeptoren mehrere Andockstellen. Manche Rezeptorabschnitte fischen Geschmacksstoffe wie eine Angel. Andere schnappen zu wie eine Venus-Fliegenfalle. Inzwischen hat man Süßrezeptoren sogar im Magen-Darm-Trakt des Menschen nachgewiesen. Dort lösen sie selbstverständlich nicht den Sinnesreiz süß aus. Vermutlich steuern sie auf irgendeine noch nicht näher bekannte Weise die Verdauung und den Zuckerstoffwechsel.

Als Drink und Eis am Stil

Kein Wunder also, dass man immer noch nicht so genau weiß, was der Wunderbeereninhaltsstoff Miraculin auf der Zunge anstellt. Er wurde zwar schon vor mehr als vierzig Jahren isoliert und längst in seine Einzelbausteine zerlegt. Doch lange interessierte sich niemand wirklich für die Funktionsweise. Zudem fand man erst 2002 durch Genanalysen endgültig heraus, wie Süßrezeptoren arbeiten. Der amerikanische Biochemiker Charles Zuker wies nach, dass T1R2 nicht ohne T1R3 sein kann, dass der Mensch also nur dann schmeckt, wenn beide in Aktion treten. Vielleicht polt das Miraculin die beiden Rezeptoren so um, dass sie vorübergehend durch Säuren statt durch Süßstoffe gereizt werden. Vielleicht ist es aber auch ganz anders.

Wolfgang Meyerhof glaubt eher, dass das geschmacklose Miraculin auf chemischem Wege mit vorhandenen Säuren reagiert und sich dadurch zum Süßstoff wandelt. Denn selbst wenn der eingangs erwähnte saure Riesling nach Genuss der Wunderbeere teuflisch süß schmeckt, spürt man immer noch einen Rest von Säure auf der Zunge.

Ein Stoff wie Miraculin konnte den Chemikern der Lebensmittelindustrie nicht verborgen bleiben. Es eignet sich durchaus als Zuckerersatzstoff. In Japan ist es als Süßungsmittel sogar zugelassen, in der Europäischen Union oder in den Vereinigten Staaten dagegen nicht. So wird die Substanz einstweilen nur im Internet als "Miracle Fruit" feilgeboten - frisch, in Form von Drops oder gleich tütenweise als Trockenpulver. Dazu gibt es Rezepte für Drinks und ungesüßtes Eis am Stiel.

Charmante Beere

Wunderbeeren-Fans kämpfen für die Zulassung des Miraculins wie einst Nudisten für die Freikörperkultur. Auch die unvermeidbaren Verschwörungstheorien machen die Runde: Donald Rumsfeld, der ehemalige Verteidigungsminister, habe in den siebziger Jahren als Vorstandschef eines Lebensmittelkonzerns die Zulassung von Miraculin vereitelt, um dem Süßstoff Aspartam aus eigener Herstellung den Markt nicht zu verbauen. Tatsächlich hat es etliche Versuche gegeben, irgendeinen Anwendungszweck für Miraculin zu finden - mit entsprechenden Patentanträgen, aber wenig durchschlagendem Erfolg (siehe Kasten unten "Wunderbeeren-Chronologier").

Wolfgang Meyerhof findet die Wunderbeere zwar charmant, aber auch nicht viel mehr. An eine große Zukunft glaubt er nicht. "Natürlich könnte man Wasser mit Zitronensäure und Miraculin als Limonade abfüllen. Aber süßen kann man auch mit vielen anderen Stoffen, die wir besser kennen." Zudem ist das Miraculin-Molekül vermutlich nicht stabil genug in wässriger Lösung.

So bleibt die Revolution an der Süßfront erst einmal aus. In Deutschland beschäftigt sich ohnehin nur eine Handvoll Wissenschaftler mit dem Thema. "Die Erforschung von ,süß' oder ,sauer' ist nicht wirklich überlebenswichtig oder für das Verständnis von Krankheiten relevant", sagt Meyerhof. Doch wenigstens in Vorlesungen reicht er seinen Studenten schon mal Wunderbeeren-Drops und Zitronenstückchen, um sie für das Thema zu begeistern. Dann herrscht regelmäßig Partystimmung im Hörsaal.