So schmeckt es, wenn «der Computer kocht»

Was macht ein Geschmackserlebnis aus? Ganz genau weiss das auch die Wissenschaft nicht. Aber eine künstliche Intelligenz kann damit spielen. Ein Erfahrungsbericht aus der Küche.
Stephanie Kusma und Helga Rietz 12.1.2018

Der Auftakt zu unserem Abendessen unserer beiden Familien ist ungewöhnlich. Es gibt einen «österreichischen Schokoburrito», gefüllt mit Edamame, einer zartorangen Sauce aus Aprikose, Vanille und Schokolade, dazu Käse von zwei Kontinenten (Edamer und Cojito) und natürlich Hackfleisch – das allerdings nach dem Anbraten in reichlich dunkler Schokolade, Zimt und der abgeriebenen Schale einer Orange gewendet wurde. «Schmeckt nicht», kommentiert der Sechsjährige am Tisch, nachdem er die Schokorolle in einer Minute verputzt hat. So schlimm kann es wohl nicht gewesen sein.

Fleisch und Schokolade

Kinder sind speziell. Es soll zwar einige geben, die fast alles essen. Für die meisten Eltern dürfte das allerdings ein Wunschtraum bleiben. Weitaus häufiger demonstriert der Nachwuchs eine mehr oder weniger eingeschränkte Palette an Geschmacksvorlieben – für die er aber, so sagen es Wissenschafter, gar nichts kann.

Unser Sechsjähriger befindet sich auf der Skala von «nur Nudeln» bis «alles geht» auf einem angenehmen Level. Doch die Schokoladen-Burritos sind geschmacklich gründlich gegen den Strich gekämmt: die Schokolade zartbitter und doch süss, die Aprikosen süss, aber auch ein wenig bitter. Mit der leichten Säure der Früchte und dem Fleisch ergibt das eine (auch optisch) ungewohnte Kombination, ganz zu schweigen von den Aromen und der Schärfe, welche die Gewürze beisteuern. Ein Pluspunkt: Man darf mit den Fingern essen.

Das Ungewöhnliche an dieser Vorspeise sind allerdings gar nicht in erster Linie die Zutaten, ist nicht der Spagat zwischen Alpenbogen und Mittelamerika. Sondern der Umstand, dass das leckere Crossover von einem Computerprogramm erdacht wurde. «Chef Watson», eine künstliche Intelligenz von IBM, hat es vorgeschlagen. Im November haben wir unsere beiden Familien an einem Tisch versammelt, um anhand eines Diners in fünf Gängen auszuprobieren, wie es schmeckt, wenn «der Computer kocht».

Mehr als die Summe der Teile

Verglichen mit dem Schokoburrito liest sich das Rezept für das Safranrisotto, das wir als zweiten Gang unseres Diners mit Chef Watson gewählt haben, unspektakulär: Arborio, Brühe, Safran, Parmesan. Okay, der angeschwitzte Reis wird mit Gin und Wermut abgelöscht statt mit Weisswein, und das Rezept verlangt, dass neben den obligaten Zwiebel- auch Fenchelwürfel angebraten werden. Eine geschmacklich durchaus sensationelle Wendung erfährt der Klassiker allerdings durch das Topping aus ofengetrockneten Kirschtomaten, die mit kandiertem Ingwer in Butter gedünstet werden. Obenauf kommen noch knusprig frittierte Peterli. Das schmeckt und gefällt allen. Aber ausgerechnet die Dreizehnjährige, die glibbrige Tomaten für gewöhnlich ebenso verabscheut wie scharfen Ingwer, ist hingerissen.

Tatsächlich ist der Gesamteindruck eines Geschmackes viel mehr als die Summe dessen, was die Geschmacksrezeptoren in der Mundhöhle ans Gehirn melden. Diese erkennen einzig die gustatorischen Qualitäten süss, salzig, bitter, sauer und umami – und möglicherweise auch fettig. Letztgenanntes ist laut Fachleuten allerdings noch umstritten. Die Rezeptorzellen sind in den Geschmacksknospen organisiert, von denen sich etwa drei Viertel auf der Zunge befinden. Sie sind in den Geschmackspapillen angeordnet (und gut sichtbar, wenn man nach dem Milchtrinken seine Zunge betrachtet). Je nach Typ enthalten die Papillen zwischen unter zehn und rund tausend Geschmacksknospen.

Jede dieser Geschmacksknospen wiederum enthält bis zu hundert Rezeptorzellen – und zwar aller Sorten. Somit registriert jede Knospe grundsätzlich alle gustatorischen Qualitäten. Allerdings kann sich die Häufigkeit bestimmter Rezeptoren an verschiedenen Stellen der Zunge unterscheiden. So gilt das Modell distinkter «Geschmackszonen», die ausschliesslich für eine Geschmacksqualität zuständig sind, zwar als veraltet. Einzelne Bereiche der Zunge können aufgrund einer höheren Dichte bestimmter Rezeptoren aber durchaus empfindlicher auf bestimmte Geschmacksqualitäten reagieren als andere.

Auch in dieser Hinsicht sind Kinder anders: Sie besitzen mehr Geschmacksrezeptoren als Erwachsene, beispielsweise auch welche in der Wangenschleimhaut. Die Rezeptorzellen erneuern sich etwa alle 8 bis 12 Tage, und das lebenslang – eigentlich. Im Alter geht allerdings die Zahl sowohl der Rezeptorzellen als auch der Geschmacksknospen zurück. Hinzu kommen individuelle Unterschiede: Laut Charles Spence von der University of Oxford tragen sogenannte Supertaster bis zu 16-mal mehr Geschmacksknospen auf ihren Zungen als besonders geschmacksunempfindliche Personen.

Kunst und Können

Auch deshalb ist das Kochen, besonders aber das Erfinden neuer Variationen und Kombinationen von Geschmacksstoffen eine Kunst, eine durch und durch kreative Aufgabe. Deshalb mag es auf den ersten Blick verwundern, dass ausgerechnet ein IT-Platzhirsch wie IBM sich der Frage annimmt, ob man dem Computer auch das Kochen beibringen könne. Ein Blick in die Geschichte der Watson-Software verrät die Zusammenhänge: Watson, das ist jene künstliche Intelligenz, die 2011 als «Jeopardy»-Champion auf sich aufmerksam machte. Watson folgt keiner rigiden, vorgeschriebenen Struktur, sondern durchforstet Berge an Daten – im konkreten Fall also Rezepte – und leitet daraus selbständig die entscheidenden Zusammenhänge ab.

«Chef Watson» braucht einen menschlichen Koch mit Geist und Gaumen an der Seite, der dem kargen Output des Systems eine reale, essbare Speise abringt

Beim Kochen sind das die Eigenschaften vieler tausend Zutaten, kulturelle Eigenheiten, bevorzugte Kombinationen von Aromastoffen. Anhand des aus den Daten abgeleiteten «Wissens» schlägt Watson ungewöhnliche, neue und mutige Kombinationen vor. Watson sei «darauf programmiert, jene Kombinationen zu finden, die gut schmecken, aber noch nie geschmeckt wurden» – so formuliert es Steve Abrams, IBM Watson Group Director.

Superfein oder zu scharf?

Als geschmackliche Naturgewalt erweist sich denn auch unser vegetarischer Hauptgang. Das liegt an den schier unglaublichen Mengen scharf-würziger Zutaten, ein Stück weit allerdings auch daran, dass uns bei der Zubereitung gleich mehrere Fehler unterlaufen. Serviert wird «Rosenkohl kenyanischer Art», mit Kardamom, gemahlenem Ingwer und Mandelsplittern gewürzt und im Ofen gebacken. Die knusprigen Knöllchen begleitet ein intensives (mancher möchte sagen höllisches) Süsskartoffelpüree, das raue Mengen Ingwer, Sellerie und Knoblauch enthält.

Es ist ein Gericht, das unsere Tischgemeinschaft spaltet: in diejenigen, denen es definitiv zu scharf ist. Und die anderen, die es nicht nur irgendwie interessant, sondern wirklich lecker finden. Eine lebhafte Diskussion entspinnt sich darüber, wer welche Zutaten weglassen, austauschen oder zumindest in anderen Quantitäten verwenden würde. Watsons Schuld ist das nicht. Denn der Computer spuckt stets nur eine Zutatenliste aus, keine Anleitungen zur Zubereitung.

In diesem Sinne scheitert also auch der so hoch entwickelte Watson kläglich an der Aufgabe, neue Gerichte zu «erfinden». Er ist, jedenfalls auf dem heutigen Entwicklungsstand, nur eine Art «Ideengenerator». Chef Watson braucht einen menschlichen Koch mit Geist und Gaumen an der Seite, der dem kargen Output des Systems eine reale, essbare Speise abringt.

Dass das alles andere als einfach ist, zeigen die Anmerkungen der Profis von der New Yorker Kochfachschule Institute of Culinary Education (ICE), die zusammen mit IBM Watsons Potenzial ausloten. «Es war, als müsste ich ein Rätsel lösen», schreibt etwa James Briscione vom ICE über ein Dessert namens «The Spanish Almond Crescent», das er anhand von Watsons Vorschlägen entwickelte.

Zwei Dutzend «Bitter-Gene»

Zu einem gewissen Grad lässt sich die Empfindlichkeit für Geschmacksqualitäten manipulieren. Etwa trainieren Lebensmittelprüfer, bereits kleinste Mengen bestimmter Geschmacksqualitäten zu erkennen. Und auch das Gegenteil geht, zumindest kurzfristig: Probiert man zuerst eine schwache Salzlösung, dann eine starke und danach wieder dieselbe schwache, schmeckt diese beim zweiten Mal nach Wasser. Der Gewöhnungseffekt verschwindet allerdings nach sehr kurzer Zeit wieder. Ebenso lässt sich die Schärferesistenz steigern. Wobei diese keine gustatorische, sondern eher eine Temperaturempfindung ist: Der Rezeptor, der auf das Capsaicin reagiert, das Chilis ihre Schärfe verleiht, wird auch durch hohe Temperaturen aktiviert.

Ein Teil unserer Geschmacksempfindlichkeit ist aber auch angeboren: So kennt man beispielsweise 25 Gene für Bitterrezeptoren. Jenes mit Namen TAS2R38 beeinflusst sehr direkt, wie eine Person auf Bitterstoffe reagiert. Eine seiner zwei Versionen macht «immun» gegen Bitteres. Besitzt eine Person zwei Kopien dieser Version, schmeckt sie Bitterstoffe nicht – gar nicht. Trägt ein Mensch dagegen zwei Kopien der anderen Genversion, schmeckt er bereits kleinste Mengen bitterer Substanzen extrem stark und lehnt Lebensmittel, die sie enthalten, meist vehement ab. Beide Extreme sind selten. Der weitaus grösste Teil der Bevölkerung schmeckt Bitteres, aber erst in höheren Konzentrationen und weniger intensiv als die besonders empfindlichen Personen.

Dies ist evolutionär gesehen sinnvoll. Forscher vermuten, dass die allgemein eher vorsichtige Haltung gegenüber stark Bitterem im Lauf der Evolution einerseits als Schutz vor Gift entstanden ist. Eine totale Unempfindlichkeit gegen Bitteres steigert (oder steigerte) daher das Risiko einer Vergiftung. Andererseits sind bittere Substanzen in Pflanzen – in kleineren Mengen – oft gesundheitsförderlich, so dass eine Überempfindlichkeit ihre Träger gesundheitlich möglicherweise zu kurz kommen lässt (oder liess) – man denke nur an Gemüse wie Rosenkohl.

Empfindliche Kinderzungen

Bei Kindern ist die Bitterempfindlichkeit besonders stark ausgeprägt: In Studien zeigt sich immer wieder, dass Kinder viel kleinere Mengen an Bitterstoffen schmecken können als Erwachsene. Eine naheliegende Erklärung ist, dass die kleinen Kinderkörper weniger Gift vertragen als jene von Erwachsenen und Kinder zudem erst lernen müssen, was essbar ist und was nicht. Es erscheint daher sinnvoll, dass sie auch nur leicht bittere – also möglicherweise giftige – Nahrungsmittel instinktiv ablehnen. Warum sich das im Verlauf des Erwachsenwerdens ändert, ist unklar. Möglicherweise gewöhnt man sich im Lauf des Lebens einfach an die Bitterkeit bestimmter Speisen.

Kinder, die aufgrund ihrer Genetik besonders stark auf Bitteres reagieren, mögen es dafür oft umso süsser. Auch hierauf deuten Studien hin. Und auch hier ist der molekulare Zusammenhang unklar – wenn denn überhaupt ein solcher besteht. Möglicherweise, so spekulieren die Experten, bevorzugen die bitterempfindlichen Kinder auch nur deshalb stärker Gesüsstes, weil der Zucker die Bitterstoffe in der Nahrung maskiert – ein Prinzip, das in vielen flüssigen Medikamenten für Kinder zur Anwendung kommt. Im Erwachsenenalter verliert sich dieser Zusammenhang.

Doch grundsätzlich lieben es alle Kinder süss – sehr süss sogar: In Untersuchungen empfanden Kinder gesüsstes Wasser im Schnitt dann als gerade richtig, wenn es mit etwa 48 Gramm Zucker auf 230 Milliliter Wasser fast doppelt so süss war wie Cola. Möglicherweise befördern die Kinder mit ihrer Liebe zum energiehaltigen Zucker ihre Wachstumsschübe. In Untersuchungen zumindest korrelierte eine Vorliebe für stark Gesüsstes mit einem erhöhten Spiegel eines Stoffes, der Wachstum signalisiert. Hierfür spricht auch, dass die ausgeprägte Süss-Vorliebe von Kindern gerade dann beginnt, sich erwachsenen Niveaus anzupassen, wenn das Wachstum abgeschlossen ist.

Umami – lecker

Manche Zutatenliste, die Chef Watson ausspuckt, kommt reichlich mysteriös daher. Etwa jene für das Fleischgericht, das wir aus der Rezeptesammlung gewählt haben: Das Fleisch einer Ente sollen Wein und Fenchel, Sellerie und Tomate begleiten; aber auch Ingwer, Kirsche und Zimt, schwarze Oliven, Pilze, Salbei und Basilikum. Logischerweise passt vieles davon zur Ente – etwa Kirsche, Olive oder Zimt. Aber alles auf einmal?

Doch zahlt sich die eklektische Wahl des Computers auch hier aus. Erstaunlich stimmig, diese wilde Kombination aus Süssem, Salzigem und Feinsäuerlichem, wie die Erwachsenen am Tisch einhellig urteilen. Und die Einjährige wird munter – endlich gibt es Fleisch, ihre Leibspeise! Dessen Umami-Geschmack deutet darauf hin, dass ein Nahrungsmittel Proteine enthält, die etwa für den Muskelaufbau notwendig sind. Nicht nur Zucker hilft beim Wachsen.

Die Ente begleitet eine süss-saure Sauce aus Tomate, Ingwer, getrockneten Kirschen und caramelisiertem Zucker, ausserdem ein mildes Püree aus Fenchel, Apfel, Weisswein und Caramel. Die von Watson notierten Pilze werden nur kurz im Bratfett des Vogels geschwenkt. Das Fleisch schliesslich wird nach dem scharfen Anbraten im Ofen weitergegart, und zwar im Beisein von Zimt und Salbei, was der Entenbrust eine feine, süss-würzige Note verleiht. In der Gremolata schliesslich trifft Apfel auf Sellerie, Oliven, getrocknete Kirschen, Basilikum und Fenchel. Ein ganzes Bouquet an Aromen.

Das Ohr isst mit

Es ist die Nase, die diese Aromen wahrnimmt – und dass Riechen ein integraler Bestandteil des Schmeckens ist, weiss jeder, bei dem ein Schnupfen diesen Sinn schon einmal ausgeschaltet hat. Denn obwohl Süss, Sauer, Salzig und Umami von einer Erkältung unbeeinflusst bleiben, schmeckt das Essen ohne Geruchssinn nach nichts: Ihm fehlt das Aroma.

Schokolade schmeckt cremiger, wenn ihr Genuss von einem Soundtrack aus langen, weichen Tönen begleitet wird.

Der Geruch beeinflusst auch, was wir erwarten zu schmecken. Die Vanille etwa verfeinert im Westen fast ausschliesslich Süssspeisen; entsprechend riecht sie für uns schon süss. Tatsächlich kann es reichen, einer Speise Vanille oder Vanillearoma zuzugeben, damit sie als süsslich empfunden wird. Dies scheint allerdings auf Erfahrungen und Lernprozessen zu beruhen: In einem Versuch rochen Probanden ein süsses Mandel-Aroma deutlicher, wenn sie Wasser im Mund hatten, das nicht wahrnehmbar gesüsst war. Bei Japanern hingegen funktioniert diese Verstärkung tendenziell anders: Sie nehmen Mandeln verstärkt mit einem unbewussten Umami-Geschmack im Mund wahr – möglicherweise, so spekulieren die Experten, weil Mandeln dort zu herzhaften Speisen gehörten.

Doch die Nase ist nicht das einzige Sinnesorgan, das den empfundenen Geschmack eines Lebensmittels verändern kann. Auch Auge, Ohr und die Haptik einer Speise spielen in den Geschmack hinein. So schmeckt dieselbe Schokolade, wie Experimente zeigten, cremiger, süsser und weniger bitter, wenn ihr Genuss von einem Soundtrack aus langen, «runden» und weichen Tönen begleitet wird. Und Kartoffelchips aus derselben Packung kamen Versuchspersonen dann knuspriger vor, wenn sie beim Beissen in den Chip über Ohrhörer ein krachendes Geräusch hörten. Raue Oberflächen wiederum scheinen Speisen saurer schmecken zu lassen als glatte.

Und nicht zuletzt isst auch das Auge mit: Runde Formen lassen Lebensmittel cremiger erscheinen. Rot wiederum wird offenbar häufig mit Süss in Verbindung gebracht, Schwarz eher mit Bitter. Dabei kann die Farbe den empfundenen Geschmack durchaus profund ändern: In Experimenten färbten Forscher Weisswein rot. Nicht nur Studenten, sondern sogar Weinkenner beschrieben dessen Geschmack daraufhin mit jenen Vokabeln, die gewöhnlich Rotweine charakterisieren.

Solche Wechselwirkungen zwischen den verschiedensten Sinnen müssen Sensoriker und Lebensmitteltechniker, aber auch Köche und Restaurateure einbeziehen, wenn sie neue Lebensmittel oder Speisen kreieren.

Wechselwirkungen

Auch das Dessert, das unser festliches Diner abschliesst, spielt mit dem Zusammenwirken von Erscheinungsbild und Konsistenz, mit kulturell geprägten Erwartungen und deren Irreleitung: Es gibt ein ofenwarmes, kaum gesüsstes Schokoladenbrot mit Pinienkernen und getrockneten Kirschen, das eine Schokoladenglace und eine winterlich würzige, aufgeschäumte Sauce mit Rum, Honig, Zimt, Muskat und Rahm begleiten. Und dazu salzige Kartoffelchips (die auch ohne Extra-Crunch-Geräusche schmecken).

«Cognitive cooking» – so nennt IBM das, was Chef Watson macht. Und genau so heisst auch das Buch, in dem IBM und ICE die unter Mithilfe künstlicher Intelligenz entstandenen Rezepte herausgegeben haben. Allerdings übersteigt vieles, was die Profis des ICE aus Watsons Vorschlägen gemacht haben, die technischen Möglichkeiten auch gut ausgerüsteter Heimküchen. Sous-vide, Schäumapparaturen und tagelange Vorbereitungen begleiten Chef Watson auf Schritt und Tritt. Deshalb bewegt sich unsere Auswahl, was den Schwierigkeitsgrad angeht, am unteren Ende des Spektrums, das in «Cognitive Cooking with Chef Watson» (224 Seiten, rund 30 Euro, derzeit nur auf Englisch erhältlich) ausgelotet wird. Dafür kommen ambitionierte, experimentierfreudige Hobbyköche voll auf ihre Kosten.

Wir für unseren Teil haben auch noch diverse Abkürzungen genommen, das sei hier freimütig angemerkt: Der Gemüsefonds für den Risotto kam der Einfachheit halber aus dem Glas, das Eis für die Nachspeise aus der Tiefkühltruhe des Supermarkts, die Chips fürs Dessert aus der Tüte. Dafür gelingt an diesem festlichen Abend jedes Gericht.

https://www.nzz.ch/wissenschaft/wenn-kuenstliche-intelligenz-den-gaumen-kitzelt-ld.1346159