Die Duftmacher

Düfte beeinflussen unsere Sinne, unser Denken und den Stoffwechsel. Ihre synthetische Herstellung ist nicht minder faszinierend. Ein einziger Aromastoff ist der Quell für Lavendel-, Rosen- oder Minzduft.

Wer seine Nase in das BASF-Besucherzentrum in Ludwigshafen am Rhein steckt, dem ist eine sinnliche Überraschung gewiss. Ein kurzer Knopfdruck an einem Glaskolben, und schon strömt einem der Geruch entgegen, der an Lavendel erinnert. Doch was geruchlich an sonnenverwöhnte Provence erinnert, ist ein Nachbau: eine Kombination aus den synthetischen Duftstoffen Linalool und Linalylacetat.

„Eigentlich ist es eine kleine Sensation, dass wir aus Citral durch eine einfache chemische Transformation Lavendel oder auch Minze nachbauen können“, sagt Dr. Wolfgang Krause, New Business Development & Technical Marketing Aroma Ingredients bei BASF. Der synthetisch hergestellte Aromastoff Citral, das Kernprodukt der hauseigenen Düfte, erweist sich dabei als echter Tausendsassa: Er ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil von Veilchen-, Zitronen- und Rosenduft, sondern dient auch als Rohstoff für Vitamin A, Vitamin E oder Carotinoide.

Einer für alle

Citral besteht aus zehn Kohlenstoff- und einem Sauerstoffatom. Wird die Molekülstruktur jedoch nur minimal verändert, entstehen etwa das nach Lavendel duftende Linalool oder das für den Rosenduft zuständige Geraniol. Der feine Unterschied ist die jeweilige Position des Sauerstoffs. Was so belanglos klingt, ist für Chemiker oder Parfümeure ein unglaublicher Vorgang: Ähnlich einem Schlüssel, dem man einen Zacken wegnimmt oder hinzufügt, haften sich die Moleküle an verschiedene Duftrezeptoren in der menschlichen Nase – und bewirken dort den Duft von Lavendel oder Zitronengras.

Schon seit 2004 produziert das Stammwerk in Ludwigshafen in einer neu geschaffenen Anlage den begehrten Alleskönner. Jahreskapazität: mehrere Zehntausend Tonnen. Die Parfüm- und Kosmetikindustrie lechzt in großem Stil nach dessen kreativen Rekonstruktionen der Natur. „Synthese ist der derzeit einzige Weg, die benötigten Mengen zu einem wettbewerbsfähigen Preis zu produzieren“, erläutert Krause.
 

Über Jahrhunderte konnten Parfümeure nur auf natürliche, zum Teil extrem seltene Duftstoffe zurückgreifen. Erst mit der Herstellung von Vanillin im Jahr 1874 und Moschus 1888 begann das Zeitalter der synthetischen Duftstoffe. BASF stieg in den 1930er-Jahren mit dem nach Rosenblättern riechenden Phenylethylalkohol, einem naturidentischen Bestandteil des Rosenöls, in die Duftstoffproduktion ein.
 

Heute hat sie von den weltweit rund 3.000 bekannten synthetisch herstellbaren Riechstoffen etwa 100 in ihrem Portfolio – eben jene, deren Produktion auch wirtschaftlich sinnvoll ist. Denn zumeist wird ein Duftstoff in so geringen Mengen benötigt, dass sich eine Synthese – obwohl sie technisch möglich wäre – nicht lohnt und man doch besser auf den Naturstoff zurückgreift

Düfte regen das Hirn an 

Rund 400 verschiedene Duftrezeptoren hat unsere Nase. Damit kann der Mensch angeblich mehr als eine Billion verschiedene Gerüche erkennen. Wie sie grundsätzlich wirken, weiß die Wissenschaft mittlerweile ziemlich genau: „Düfte regen ganz eindeutig die Hirntätigkeit an“, erklärt Professor Thomas Hummel, der das interdisziplinäre Zentrum für Riechen und Schmecken an der Technischen Universität Dresden leitet. Und im Gegensatz zu anderen Sinnen bleiben Geruchsinformationen im Gehirn weitgehend unzensiert.

Sehen und Fühlen dagegen gingen einen Umweg und durchquerten zunächst den Thalamus als Filterinstanz. So können Düfte also das Langzeitgedächtnis ankurbeln. Sie rufen noch nach Jahrzehnten starke Gefühle in uns hervor: Unser Gehirn speichert olfaktorische Sinneseindrücke ab und bringt uns, sobald wir einen bestimmten Duft riechen, längst vergessen geglaubte Erinnerungen zurück. Wie gut oder schlecht etwas riecht, hängt dabei ganz entschieden von der Situation ab, in der wir den Duft zum ersten Mal wahrgenommen haben.

Doch nicht nur das Gehirn wird angesprochen. Auch der Darm. In ihm befinden sich eigene Riechrezeptoren. Sie reagieren auf Duftmoleküle in der Nahrung und setzen den Botenstoff Serotonin frei, der die Verdauung in Gang setzt. Eine überraschend positive Wirkung auf den Körper erzeugen Düfte auch über die Atmung, wenn der Duft über die Lunge in das Blut aufgenommen wird. In einer Studie fanden Hummel und sein Forscherteam heraus, dass Düfte sogar die kognitiven Fähigkeiten des Menschen verbessern können: Drei Monate lang musste eine Gruppe von Probanden im Alter von 50 bis 84 Jahren täglich Sudokus lösen, während sich eine andere Gruppe mit angenehmen Substanzen beduften ließ. Am Ende des Tests gab es bei den Rätsellösern keine nennenswerten kognitiven Änderungen. Die Teilnehmer mit Duftkontakt hingegen konnten sich besser ausdrücken als zuvor und fühlten sich um durchschnittlich sechs Jahre jünger als vor dem Test. Hummel rät daher: „Im Alter nimmt die Fähigkeit des Riechens ab. Demnach scheint die beste Vorsorge gegen den schleichenden Verlust des Geruchssinns, täglich an vier oder mehr verschiedenen Gerüchen zu schnüffeln – das hält Nase und Geist gleichermaßen fit.“

Die Spürnasen der BASF

Der Riechkolben als Messgerät – bei BASF sind 21 Mitarbeiter der Umweltzentrale nicht zuletzt für die Luft rund um Ludwigshafen im Einsatz. Mit trainierten Nasen identifizieren sie Gerüche.

60 40 40

In Ludwigshafen ist diese Telefonnummer ein Begriff. Sorgt sich ein Anwohner über einen ungewöhnlichen Geruch, fährt prompt ein Mitarbeiter der Umweltzentrale der BASF mit einem Umweltmesswagen vor Ort, um sich ein Bild zu machen. Die Stelle ist dafür zuständig, Luft, Wasser und Schall rund um den Standort Ludwigshafen zu kontrollieren. Dazu gehören auch: echte Supernasen, die die Luft auf Gerüche prüfen.
 

Messgerät Nase

Jürgen Huppert ist eine der 21 Supernasen, die im Schichtbetrieb rund um die Uhr das Werksgelände kontrollieren. „Die Nase ist eines unserer wichtigsten Messgeräte“, erklärt Huppert. „Sie nimmt Restspuren chemischer Stoffe blitzschnell wahr.“ Bei den täglichen Kontrollfahrten außerhalb des Werkgeländes steht der Geruchssinn zunächst an erster Stelle – auf die Messtechnik im Fahrzeug kann jedoch nicht verzichtet werden. Sie ist in der Lage, etwa 150 Einzelstoffe in kürzester Zeit nachzuweisen. 

Team

Das Team besteht aus hoch qualifizierten Laboranten und Technikern – manche mit der Erfahrung von mehreren Jahrzehnten Riechdienst. Die Fähigkeit, Gerüche zu identifizieren, wird regelmäßig trainiert. Dabei konfrontiert die Riechothek mit etwa 60 Einzelstoffen die empfindlichen Mitarbeiter-Nasen mit verschiedensten Substanzen – zum Beispiel Benzaldehyd und Citral.

Ursprung

Die Idee der Umweltzentrale entstand nach einem schweren Lagerhallenbrand vor rund 40 Jahren: Die Bewohner von Ludwigshafen sollten eine ständig erreichbare Anlaufstelle für ihre Beobachtungen erhalten. Zusätzlich zu den vier Umweltmesswagen erfassen fünf Messstellen die wichtigsten Luftwerte. Dazu gehören Stickoxide, Feinstaub, Schwefeldioxid, organischer Kohlenstoff, Kohlenmonoxid und Ozon. Zehn schwenkbare Kameras beobachten den Luftraum, zehn Stationen messen die Lärmbelastung.

Sehen Sie im Video die BASF-Spürnasen im Einsatz