Wie funktioniert der Geschmackssinn?

Was man allgemein unter „Geschmack“ versteht, ist im Grunde ein Paket aus Sinneseindrücken: Nicht nur die Geschmackseindrücke von der Zunge, sondern auch der Geruch, die Beschaffenheit und die Temperatur einer Speise spielen eine Rolle. Die „Färbung“ des Geschmacks erfolgt über die Nase: Erst zusammen mit dem Geruch entsteht das Aroma eines Lebensmittels. Ist der Geruchssinn gestört – etwa bei einem Schnupfen –, ist meist auch die Geschmackswahrnehmung beeinträchtigt.

Ausgehend von den Informationen, die von der Zunge an das Gehirn weitergegeben werden, geht man von mindestens fünf grundlegenden Geschmacksrichtungen aus. Die meisten Gerichte setzen sich aus einer Mischung verschiedener Geschmacksrichtungen zusammen. So schmecken einige Speisen süß-sauer, andere salzig und herzhaft. Die Grundgeschmacksrichtungen sind:

Süß

Dass wir etwas als süß wahrnehmen, wird vor allem von Zucker und Abkömmlingen wie Fruchtzucker oder Milchzucker ausgelöst. Es können aber auch andere Stoffklassen die Sinneszellen für süß anregen. Dazu gehören etwa einige Eiweißbausteine wie Aminosäuren, aber auch Alkohole.

Sauer

Sauer schmecken vor allem saure Lösungen wie Zitronensaft oder organische Säuren. Verantwortlich für den Reiz sind sogenannte Wasserstoff-Ionen, chemisch als „H+“ bezeichnet, die eine Säure abspaltet.

Salzig

Salzig schmecken vor allem Nahrungsmittel, die mit Speisesalz (Natriumchlorid) versetzt sind. Auch andere Mineralsalze etwa aus Kalium oder Magnesium können die Salzempfindung auslösen.

Bitter

Bitterer Geschmack wird durch zahlreiche sehr unterschiedliche Stoffe ausgelöst. Insgesamt gibt es etwa 35 unterschiedliche Eiweiße in den Sinneszellen, die auf bittere Geschmacksstoffe ansprechen. Entwicklungsgeschichtlich lässt sich dies durch die vielen bitteren Pflanzenarten erklären, die teilweise giftig sind. Sie zu erkennen, war lebenswichtig.

Herzhaft-würzig

Der an Fleischbrühe erinnernde Geschmackseindruck „umami“ (aus dem Japanischen) wird vor allem durch Glutamin- oder Asparaginsäure ausgelöst. Diese zwei Aminosäuren sind Bestandteil vieler Eiweiße in der Nahrung, aber auch einiger Pflanzen. Reichlich Glutaminsäure findet sich etwa in reifen Tomaten, Fleisch und Käse, Asparaginsäure beispielsweise in Spargel. Manchmal wird Glutamat, das Salz der Glutaminsäure, als Geschmacksverstärker eingesetzt. Damit soll der herzhaft-würzige Geschmack von Gerichten unterstrichen werden.

Bisher sind fünf Grundgeschmacksrichtungen nachgewiesen. Es wird aber nach weiteren geforscht. So gibt es vermutlich einige Sinneszellen, die auf Fett reagieren. Fettig wäre dann die sechste Grundgeschmacksrichtung. Außerdem werden zum Beispiel die Geschmacksrichtungen alkalisch (das Gegenteil von sauer), metallisch, Ammoniumchlorid (Salmiak) und wasserartig erforscht.

Übrigens: Scharf ist kein Geschmack. Genau genommen ist dies nur ein Schmerzsignal der Nerven, die Tast- und Temperaturempfindung weiterleiten. Mit Chili gewürzte Speisen rufen zum Beispiel durch den Stoff Capsaicin eine Schmerz- und Heißwahrnehmung hervor.

Hartnäckig hält sich die Vorstellung, dass es je nach Geschmacksrichtung bestimmte Zonen auf der Zunge gibt, durch die man etwa besonders gut süß oder sauer schmecken könne. Doch diese Annahme beruht darauf, dass eine Abbildung falsch interpretiert wurde. Diese Zonen werden in vielen Lehrbüchern noch immer abgebildet.

Tatsächlich können die Geschmäcke süß, sauer, salzig, bitter und würzig von allen Bereichen der Zunge wahrgenommen werden. Die seitlichen Bereiche der Zunge sind dabei insgesamt empfindlicher als die mittleren. Es gibt allerdings eine Ausnahme: Vor allem die Empfindung „bitter“ wird sehr empfindlich im hinteren Bereich der Zunge wahrgenommen. Dies ist anscheinend eine Schutzfunktion, damit wir giftige oder verdorbene Lebensmittel rechtzeitig ausspucken können, bevor sie in den Rachen gelangen und geschluckt werden.

Das Schmecken ist ein komplexer Vorgang, bei dem Geschmacksstoffe durch Sinneszellen in Nervensignale „umgewandelt“ werden. Dabei geschieht Folgendes:

Der Stoff, der für den Geschmack verantwortlich ist, trifft im Mund auf eine Sinneszelle. Diese aktiviert er, indem er sich an spezielle Rezeptoren (Eiweiße) in der Zellwand der Sinneszelle bindet. Durch diese Veränderung schüttet die Sinneszelle Botenstoffe aus, die weitere Nervenzellen aktivieren. So wird die Information über eine bestimmte Geschmackswahrnehmung an das Gehirn weitergeleitet.

Die „Umwandlung“ findet in den Geschmacksknospen statt. Das sind Ansammlungen vieler Sinneszellen mit einem besonderen Aufbau: Sie ähneln einer Orange und ihren rund um die Mitte angeordneten Orangenschnitzen. In der Mitte auf der oberen Seite der Geschmacksknospen befindet sich eine kleine Vertiefung, die mit Flüssigkeit gefüllt ist. In diesen Trichter werden die Geschmacksstoffe hineingespült. So ist gewährleistet, dass die Stoffe von möglichst vielen Sinneszellen erkannt und ausgewertet werden, bevor sie geschluckt werden und sich wieder verflüchtigen.

In der Zungenschleimhaut befinden sich viele warzenähnliche Erhebungen: die Geschmackspapillen. In ihnen sind mehrere Geschmacksknospen mit Sinneszellen eingelagert. Die Papillen vergrößern die Oberfläche der Zunge um ein Vielfaches. Dadurch bietet die Zungenoberfläche viel Platz für Sinneszellen – und damit für ein verstärktes Geschmackserleben.

Nach der Form unterscheidet man drei Typen von Geschmackspapillen:

Pilzpapillen

Auf der gesamten Zungenoberfläche sind 200 bis 400 Pilzpapillen verstreut. Vor allem an der Zungenspitze und am Zungenrand sorgen sie dafür, dass dort die Geschmacksempfindung besonders sensibel ist. Die Pilzpapillen können nicht nur Geschmack erkennen, sondern enthalten auch Sinneszellen für den Tast- und Temperatursinn. In den Papillen sind jeweils 3 bis 5 Geschmacksknospen eingelagert.

Wallpapillen

Wallpapillen sind sehr groß und liegen an der Grenze zum Rachen am Zungengrund. Jeder Mensch hat nur 7 bis 12 Wallpapillen, doch in diesen Papillen sind jeweils mehrere Tausend Geschmacksknospen eingelagert. Wallpapillen sind rundlich, erhaben und mit bloßem Auge sichtbar. Sie sind V-förmig im hinteren Zungenbereich angeordnet. Diese Papillen heißen Wallpapillen, weil sie von einem Wallgraben mit vielen Drüsen umgeben sind, die die Geschmacksstoffe zu den Sinneszellen „spülen“.

Blätterpapillen

Blätterpapillen kann man ebenfalls mit bloßem Auge am hinteren Seitenrand der Zunge sehen. Erkennbar sind dort mehrere dicht hintereinander liegende Falten. Unsere Zunge zählt etwa 20 Blätterpapillen und jede von ihnen besitzt einige hundert Geschmacksknospen.

Die Geschmacksknospen sind das eigentliche Geschmacksorgan mit zahlreichen Sinneszellen, die wiederum mit vielen Geschmacksnerven verbunden sind.

Jede Knospe hat etwa 10 bis 50 Sinneszellen. Diese formen eine Kapsel ähnlich einer Blumenknospe oder einer Orange. An der Spitze dieser Kapsel befindet sich ein flüssigkeitsgefüllter Trichter, der sogenannte Porus. In diesen Trichter ragen feine, fingerförmige Fortsätze der Sinneszellen, auch Geschmacksstiftchen genannt. An deren Oberfläche sitzen Eiweiße (Rezeptoren), die von den Geschmacksstoffen aktiviert werden können. Die Sinneszellen sind mit Nervenfasern verbunden, die die Geschmackseindrücke an das Gehirn weiterleiten.

Die Knospen liegen meist in den Wänden und Gräben der Geschmackspapillen. Insgesamt haben Erwachsene zwischen 2000 und 4000 Geschmacksknospen. Die Sinneszellen einer Geschmacksknospe erneuern sich wöchentlich.

Die meisten Geschmacksknospen liegen auf der Zunge. Doch auch im restlichen Mundraum befinden sich „geschmackserkennende“ Zellen: im Rachen, Kehldeckel, Nasenraum und sogar in der oberen Speiseröhre. Säuglinge und Kleinkinder haben zusätzlich noch Sinneszellen auf dem harten Gaumen sowie in der Lippen- und Wangenschleimhaut.

Ungefähr die Hälfte der Sinneszellen reagiert auf mehrere der fünf Grundgeschmacksrichtungen. Die Zellen unterscheiden sich nur darin, dass sie für die Geschmacksrichtungen unterschiedlich empfindlich sind. Dadurch hat jede Zelle ein spezielles Geschmacksmuster mit einer festen Rangordnung.

So reagiert zum Beispiel eine bestimmte Zelle am empfindlichsten auf süß, gefolgt von sauer, salzig und bitter. Eine andere Zelle reagiert auf eine andere Reihenfolge. Erst die Kombination aller Geschmacksmuster in den verschiedenen Regionen der Zunge ergibt zusammen den Gesamteindruck einer Geschmacksrichtung.

Die andere Hälfte der Sinneszellen und Nervenfasern ist spezialisiert und reagiert nur auf eine Grundgeschmacksrichtung. Die Aufgabe dieser Zellen: Mit ihnen wird die Stärke des Reizes festgestellt – also wie salzig oder sauer etwas schmeckt.

Geht man von 5 Grundgeschmacksrichtungen und 10 möglichen Intensitätsstufen aus, macht dies schon 100.000 verschiedene Geschmäcke möglich. Kombiniert mit dem Tast-, Temperatur- und Geruchssinn, ergibt sich dann eine gigantische Zahl denkbarer Geschmackswahrnehmungen.