Scoville-Skala
Die Scoville-Skala ist ein Maß für die Schärfe von Chilischoten, das in Scoville Heat Units (SHU) angegeben wird und auf der Konzentration der Capsaicinoide basiert, von denen Capsaicin der wichtigste Bestandteil ist. ⓘ
Die Skala ist nach ihrem Schöpfer, dem amerikanischen Pharmazeuten Wilbur Scoville, benannt, dessen Methode aus dem Jahr 1912 als Scoville-Test für die organoleptischen Eigenschaften bekannt ist. Der organoleptische Test nach Scoville ist eine subjektive Bewertung, die von der Capsaicinoid-Empfindlichkeit von Personen abgeleitet wird, die Erfahrung mit dem Verzehr von scharfen Chilis haben. ⓘ
Eine alternative Methode, die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), kann zur analytischen Quantifizierung des Capsaicinoidgehalts als Indikator für Schärfe verwendet werden. Seit 2011 ist der subjektive organoleptische Test weitgehend durch analytische Methoden wie die HPLC ersetzt worden. ⓘ
Organoleptischer Test nach Scoville
Beim organoleptischen Test nach Scoville wird eine gewichtsgenaue Menge getrockneten Pfeffers in Alkohol aufgelöst, um die Schärfekomponenten (Capsaicinoide) zu extrahieren, und dann in einer Lösung aus Zuckerwasser verdünnt. Einem Gremium von fünf geschulten Verkostern werden abnehmende Konzentrationen der extrahierten Capsaicinoide vorgelegt, bis eine Mehrheit (mindestens drei) die Schärfe in einer Verdünnung nicht mehr erkennen kann. Der Schärfegrad basiert auf dieser Verdünnung und wird in Vielfachen von 100 SHU angegeben. ⓘ
Eine andere Quelle, die sich auf eine subjektive Bewertung stützt, erklärt: "Herkömmliche Methoden zur Bestimmung des Schärfegrads oder der Capsaicinkonzentration werden von einer Gruppe von Verkostern angewandt (Scoville Organoleptic test method). ... Die Schärfe des Pfeffers wird in Scoville Heat Units (SHU) gemessen. Dieses Maß ist die höchste Verdünnung eines Chilipfefferextrakts, bei der die Schärfe von einem Geschmackspanel erkannt werden kann." ⓘ
Ein Schwachpunkt des Scoville-cumolunibus-Tests ist seine Ungenauigkeit aufgrund der menschlichen Subjektivität, die vom Gaumen des Verkosters und der Anzahl der Wärmerezeptoren im Mund abhängt, die von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich sind. Ein weiterer Schwachpunkt ist die sensorische Ermüdung; der Gaumen wird nach der Verkostung einiger Proben innerhalb eines kurzen Zeitraums schnell gegen Capsaicinoide desensibilisiert. Die Ergebnisse variieren stark (bis zu ± 50 %) zwischen den einzelnen Labors. ⓘ
Quantifizierung mittels HPLC
Seit den 1980er Jahren wird die Schärfe von Gewürzen mit Hilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) quantitativ bestimmt, wobei die Konzentration der schärfeproduzierenden Capsaicinoide gemessen wird, in der Regel mit dem Capsaicin-Gehalt als Hauptmessgröße. Wie es in einer Übersichtsarbeit heißt: "Die zuverlässigste, schnellste und effizienteste Methode zur Identifizierung und Quantifizierung von Capsaicinoiden ist die HPLC; die Ergebnisse können in Scoville-Wärmeeinheiten umgerechnet werden, indem die Teile pro Million mit 16 multipliziert werden." Die HPLC-Ergebnisse ermöglichen die Messung der Capsaicin-Kapazität einer Substanz zur Erzeugung von wahrgenommener Hitze ("Schärfe"). ⓘ
Die HPLC-Methode liefert Ergebnisse in "Schärfeeinheiten" der American Spice Trade Association 1985, die als ein Teil Capsaicin-Äquivalent pro eine Million Teile getrockneter Pfeffermasse definiert sind. Diese "parts per million of heat" (ppmH) werden mit der folgenden Berechnung ermittelt:
Die Peakflächen werden aus HPLC-Spuren von Trockenproben der zu untersuchenden Substanz in 1 ml Acetonitril berechnet. Der zur Kalibrierung der Berechnung verwendete Standard ist 1 Gramm Capsaicin. Die Scoville-Wärmeeinheiten werden durch Multiplikation des ppmH-Wertes mit dem Faktor 15 ermittelt. Bei dieser Definition von ppmH werden andere scharfe Verbindungen als die beiden wichtigsten Capsaicinoide nicht berücksichtigt, obwohl die HPLC in der Lage ist, diese anderen Verbindungen gleichzeitig zu messen. ⓘ
Eine oral verabreichte Kapsel mit Capsaicinoiden, die 100.000 Scoville-Einheiten angibt, entspricht etwa 6,6 mg Capsaicinoiden pro Gramm. ⓘ
Aufgrund des Bekanntheitsgrades der Scoville-Skala werden die Ergebnisse der HPLC, die eigentlich in Schärfeeinheiten der American Spice Trade Association (ASTA) angegeben werden, in der Regel in das Scoville-Bezugssystem umgerechnet. Die Umrechnung ist jedoch nur annähernd genau und liefert von der Tendenz her zu geringe Scoville-Werte. ⓘ
Scoville-Einstufungen
Überlegungen
Da Scoville-Werte pro Trockenmasseeinheit definiert sind, kann der Vergleich von Werten zwischen Produkten mit unterschiedlichem Wassergehalt irreführend sein. So haben beispielsweise typische frische Chilischoten einen Wassergehalt von etwa 90 %, während Tabasco-Sauce einen Wassergehalt von 95 % aufweist. Für Pfefferspray in Polizeiqualität wurden Werte von 500.000 bis zu 5 Millionen SHU angegeben, aber die tatsächliche Stärke des Sprays hängt von der Verdünnung ab. Dieses Problem kann gelöst werden, indem neben dem Scoville-Wert auch der Wassergehalt angegeben wird. Eine Möglichkeit, dies zu tun, ist der "D-Wert", definiert als Gesamtmasse geteilt durch die Trockenmasse. ⓘ
Die numerischen Ergebnisse für jedes Exemplar variieren je nach den Anbaubedingungen und der Unsicherheit der Labormethoden, die zur Bestimmung des Capsaicinoidgehalts verwendet werden. Die Schärfewerte einer Paprika sind aufgrund der zu erwartenden Schwankungen innerhalb einer Art variabel, möglicherweise um den Faktor 10 oder mehr, abhängig von der Abstammung der Samen, dem Klima und der Luftfeuchtigkeit sowie der Bodenzusammensetzung, die Nährstoffe liefert. Die beschriebenen Ungenauigkeiten bei den Messmethoden tragen ebenfalls zur Ungenauigkeit dieser Werte bei. ⓘ
Capsicum-Paprika
Capsicum-Paprikaschoten werden in der Küche weltweit häufig als Scharfmacher verwendet. Die Bandbreite der Schärfe, die sich in einem Scoville-Wert widerspiegelt, reicht von 100 oder weniger (Sweet Peppers) bis zu über 3 Millionen (Pepper X) (Tabelle unten; Scoville-Skalen für einzelne Chilischoten finden sich in dem jeweils verlinkten Artikel). ⓘ
Die Chilis mit der höchsten Bewertung auf der Scoville-Skala haben mehr als eine Million Scoville-Einheiten und umfassen Exemplare der Naga Jolokia oder Bhut Jolokia und ihrer Kultivare, der "Dorset Naga" und der "Bhut Jolokia", die beide keinen offiziellen Kultivarstatus haben. ⓘ
| Scoville-Wärmeeinheiten | Beispiele ⓘ |
|---|---|
| 1,500,000–3,000,000+ | Die meisten Pfeffersprays für Strafverfolgungsbehörden, Pepper X, Carolina Reaper, Dragon's Breath |
| 750,000–1,500,000 | Trinidad-Moruga-Skorpion, Naga-Viper-Pfeffer, Infinity-Chili, Geisterpfeffer |
| 350,000–750,000 | Rote Savina Habanero |
| 100,000–350,000 | Habanero-Chili, Scotch-Hauben-Pfeffer, peruanischer weißer Habanero, Guyana Wiri Wiri |
| 50,000–100,000 | Byadgi-Chili, Vogelaugen-Chili (auch bekannt als Thai-Chili), Malagueta-Pfeffer |
| 25,000–50,000 | Guntur-Chili, Tabasco-Pfeffer, Cayenne-Pfeffer |
| 10,000–25,000 | Serrano-Pfeffer, Aleppo-Pfeffer, Cheongyang-Chili-Pfeffer |
| 2,500–10,000 | Espelette-Pfeffer, Jalapeño-Pfeffer, Anaheim-Pfeffer (neue mexikanische Variante) |
| 1,000–2,500 | Anaheim-Pfeffer, Poblano-Pfeffer |
| 100–1,000 | Bananenpfeffer, Cubanelle |
| 0–100 | Piment, Bananenpfeffer |
| 0 | Glockenpfeffer |
Capsaicinoide und TRPV1-Agonisten im Allgemeinen
Die Klasse der Verbindungen, die in Pflanzen wie Chilischoten die Schärfe verursachen, wird als Capsaicinoide bezeichnet, die eine lineare Korrelation zwischen Konzentration und Scoville-Skala aufweisen und deren Gehalt während der Reifung variieren kann. Capsaicin ist das wichtigste Capsaicinoid in Chili-Paprika. ⓘ
Die Scoville-Skala kann verwendet werden, um die Schärfe anderer, nicht verwandter TRPV1-Agonisten auszudrücken, manchmal mit Extrapolation für viel schärfere Verbindungen. Eine solche Substanz ist Resiniferatoxin, ein Alkaloid, das im Saft einiger Euphorbia-Arten (Wolfsmilchgewächse) vorkommt. Da es 1000-mal so scharf ist wie Capsaicin, würde es auf der Scoville-Skala einen Wert von 16 Milliarden haben. In der folgenden Tabelle sind die nicht-capsaicinoiden Verbindungen kursiv gedruckt. ⓘ
| Scoville-Wärmeeinheiten | Chemisch | Bezeichnung ⓘ |
|---|---|---|
| 16,000,000,000 | Resiniferatoxin | |
| 5,300,000,000 | Tinyatoxin | |
| 4,800,000,000 | Phenylacetylrinvanil | |
| 16,000,000 | Capsaicin | |
| 15,000,000 | Dihydrocapsaicin | |
| 9,200,000 | Nonivamid | |
| 9,100,000 | Nordihydrocapsaicin | |
| 8,600,000 | Homocapsaicin, Homodihydrocapsaicin | |
| 160,000 | Shogaol | |
| 100.000 bis 200.000 | Piperin | |
| 60,000 | Ingwerol | |
| 16,000 | Capsaicin |
Ursprüngliches Verfahren nach Scoville
Wilbur L. Scoville beschrieb in seinem Artikel im Journal of the American Pharmacists Association eine Vorgehensweise zur Bestimmung des Capsaicin-Gehalts durch Verdünnen und Verkosten. Probanden wurden gebeten, eine immer weiter verdünnte Lösung der zu untersuchenden Probe zu verkosten und auszusagen, ob sie Schärfe feststellen konnten oder nicht. Der Grad der Verdünnung, bei dem keine Schärfe mehr festzustellen war, wurde als Scoville-Grad (SCU für Scoville Units, auch: SHU für Scoville Heat Units) angegeben. Paprika ohne feststellbare Schärfe haben den Scoville-Grad 0, reines Capsaicin entspricht 16.000.000 Scoville. Das so beschriebene Verfahren hatte jedoch einige bedeutende Einschränkungen: Zum einen besitzt jeder Mensch eine unterschiedliche Toleranz gegenüber Capsaicin, zum anderen wird durch ständige Capsaicinaufnahme diese Toleranzschwelle heraufgesetzt. Somit ist für das Ergebnis nicht nur die Auswahl der Probanden ausschlaggebend, sondern auch, wie viele Einzeltests bereits mit einem einzelnen Probanden durchgeführt wurden. ⓘ
Einfach ausgedrückt wird das Verhältnis zwischen zu bestimmender und zur Verdünnung verwendeter Flüssigkeit (i. d. R. Wasser) festgestellt. Das bedeutet, dass z. B. für 1 Milliliter reinen Capsaicins 16 Millionen ml (= 16 m³ = 16.000 Liter) Wasser benötigt werden, um keine Schärfe mehr festzustellen. ⓘ
Fehlerquellen bei der Bestimmung des Scoville-Grades
Viele Messungen – besonders die Rekordmessungen – der Scoville-Grade wurden angezweifelt. So wurde beispielsweise die Messung von 855.000 Scoville-Einheiten bei einer Frucht der Sorte Naga Jolokia durch indische Wissenschaftler allgemein angezweifelt und auch für die Messung von 577.000 Scoville-Einheiten bei der Habanero-Züchtung Red Savina gibt es keine genauen Belege. ⓘ
Es ist wichtig, aus welchem Pflanzenteil die Proben entnommen wurden, da in der Plazenta deutlich mehr Capsaicin gespeichert wird als beispielsweise im Fruchtfleisch. Die Samen der Chili enthalten kein Capsaicin, sind aber mit der extrem scharfen Plazenta in direktem Kontakt, so dass sie oft ebenfalls als scharf schmeckend beschrieben werden. Da sich selbst Früchte ein und derselben Pflanze erheblich in ihrer jeweiligen Schärfe unterscheiden können, ist für eine aussagekräftige Bestimmung eine entsprechend hohe Grundgesamtheit untersuchter Früchte und Pflanzen nötig. ⓘ
Andere Skalen zur Schärfeangabe
Da sich in verschiedenen Chilisorten unterschiedliche Anteile der verschiedenen Capsaicinoide befinden und durch Unterschiede in der Empfindlichkeit gegenüber dieser Capsaicinoide das eigentliche Schärfeempfinden nicht unbedingt mit dem Scoville-Wert übereinstimmt, existieren noch weitere Skalen, um die Schärfe von Chilis anzugeben. ⓘ
Eine recht gebräuchliche Skala, die wahrscheinlich aus Mexiko stammt, ist eine subjektiv bestimmte Einordnung in ganzzahlige Werte von 1 bis 10. Oft wird die Schärfe von frischem Chili, Chilipulvern und -saucen sowie Gewürzmischungen mit diesen Werten angegeben. Um noch weitere Genauigkeit und Differenzierungsmöglichkeiten zu ermöglichen, werden die Werte zum Teil noch mit „+“ ergänzt. Für einige Habanero-Arten wird die Schärfe mit „10++“ angegeben. Eine Angabe von höheren Schärfegraden, wie von reinem Capsaicin, ist mit dieser Skala nicht möglich und auch nicht sinnvoll, da von Menschen extrem hohe Capsaicin-Konzentrationen nicht unterschieden werden können. ⓘ
Ähnlich der Scoville-Skala aufgebaut ist die Pepper Hotness Scale oder Dremann Hotness Scale, welche Craig C. Dremann 1984 entwickelte. Die Skala beschreibt das Verhältnis zwischen der Menge an Salsa und der darin verwendeten Menge an Chilis, so dass gerade ein erkennbarer Grad an Schärfe vorhanden ist. Aufgrund dieser Definition ist die Skala nur kulinarisch interessant, wird aber auch hier nur selten angewendet. ⓘ
Unter anderem in Restaurants und auf den Verpackungen einiger Lebensmittel findet man noch verschiedene andere, meist frei erfundene Schärfeskalen. Meist wird zunehmende Schärfe durch eine höhere Anzahl an abgebildeten Chilis dargestellt. Teilweise wird die Darstellung noch durch die unterschiedliche Farbgebung unterstützt. Beispielsweise kann ein grüner Chili als mild gelten, zwei gelbe als mäßig scharf und drei rote Chilis als scharf. ⓘ
Schärfegrad einer Chilifrucht
Die meisten Angaben über die Schärfe einer Chilisorte geben entweder eine typische Spanne an oder sie sind im Fall von Rekordmeldungen meist nur eine Maximalzahl. Die Schärfe einer einzelnen Sorte kann kaum exakt angegeben werden. Viele Faktoren wie Licht, Wasser, Boden und Erntezeitpunkt entscheiden über den Anteil an Capsaicin in einer Chili-Schote. Dies kann so weit gehen, dass unter Sonnenlicht angebaute extrem scharfe Sorten wie Habaneros beim Winteranbau im Gewächshaus keine wahrnehmbare Schärfe mehr aufweisen. Selbst gleichzeitig von derselben Pflanze geerntete Chilifrüchte können unterschiedliche Schärfegrade aufweisen. ⓘ
Übersicht einiger Scoville-Grade
Wenn nicht anders angegeben, gehören die Chilisorten jeweils zur am weitesten verbreiteten Art C. annuum. ⓘ
| Scoville-Grad | Beispiel ⓘ |
|---|---|
| 0 | keine Schärfe, kein Capsaicin enthalten |
| 0–10 | Gemüsepaprika |
| 100–500 | Peperoni |
| 1.000–10.000 | Sambal |
| 2.500–5.000 | Tabascosauce (aus einer C.-frutescens-Chili-Züchtung) |
| 2.500–8.000 | Jalapeño-Chili |
| 30.000–50.000 | reiner Cayennepfeffer (C. annuum*), Urfa biber & Chili Rawit |
| 50.000–100.000 | Piri-piri (C.-frutescens-Sorte), Tepin-Chili |
| 100.000–200.000 | übliches Pfefferspray gegen Menschen (0,67 bis 1,33 % Capsaicinoide) |
| 150.000–300.000 | übliches Pfefferspray zur Bärenabwehr (1,0 bis 2,0 % Capsaicinoide) |
| 100.000–350.000 | Habaneros (C.-chinense-Sorte) |
| 577.000 | angebliche Messung bei der Habanero-Züchtung Red Savina |
| 855.000 | angebliche Messung bei der Sorte „Indian PC-1“ (C.-frutescens-Züchtung) |
| 923.000 | angebliche Messung bei der Sorte Dorset Naga (C.-chinense-Züchtung) |
| 1.000.000 | Messung bei der Sorte Bhut Jolokia (C.-chinense-Sorte**) |
| 1.400.000 | Messung bei der Sorte Trinidad Scorpion Butch Taylor |
| 2.000.000 | Messung bei der Sorte Trinidad Moruga Scorpion |
| 2.200.000 | Messung bei der Sorte Carolina Reaper |
| 7.100.000 | The Source, lange Zeit schärfste Chilisauce der Welt |
| 9.000.000 | Mad Dog 357 No.9 Plutonium, schärfste Chilisauce der Welt |
| 16.000.000 | Blair’s 16 Million Reserve, reines Capsaicin (Kristalle) |
* In der Literatur werden auch manchmal C.-frutescens-Arten als zum Cayenne-Chili gehörig beschrieben. ⓘ
** Bei einer genetischen Analyse wurden acht Marker gefunden, die für C. chinense sprechen, aber auch drei Marker, die für C. frutescens sprechen. ⓘ