FLANDERS' FOOD RADAR

De menselijke neus als detector

Gaschromatografie-olfactometrie (GC-O) is een analytische techniek waarbij de neus van een testpersoon als detector wordt gebruikt. GC-O kan zeer nuttig zijn bij off-flavouronderzoek en bij de identificatie van zogenaamde karakter-impactmoleculen in het aromaprofiel van een voedingsmiddel.

Bij gaschromatografie-olfactometrie (GC-O) of GC-sniffing wordt de humane neus aangewend als een gevoelige detector voor aromacomponenten in een aromaprofiel van een voedingsmiddel. In Figuur 1 wordt een schematisch overzicht gegeven van een GC-O instrument, een gaschromatograaf met een snuifpoort. Een complex mengsel van vluchtige organische moleculen, bekomen door toepassing van een geschikte aroma-isolatietechniek (b.v. extractie, headspace, …), wordt geïnjecteerd in de gaschromatograaf ter hoogte van de injector. Tijdens een GC-O analyse worden de geïsoleerde aromacomponenten van een voedingsmiddel gescheiden ter hoogte van de gaschromatografische kolom. De GC-effluent wordt vervolgens gesplitst via een splitter. Een deel van de effluent gaat naar een traditionele detector (b.v. massaspectrometer of MS), een ander deel gaat naar een snuifpoort, waar een testpersoon plaats neemt tijdens de analytische run en ruikt aan de GC-effluent.

Figuur 1. Schematisch overzicht van een GC-O systeem: A: luchtbevochtiger, B: injector, C: detector, E: splitter, F: gaschromatografische kolom en G: snuifpoort met testpersoon.

Aromagram

De gescheiden aromacomponenten worden enerzijds gedetecteerd door een klassieke detector en anderzijds één voor één gedetecteerd door de getrainde neus van een testpersoon. Eerst worden de meest vluchtige aromacomponenten gedetecteerd, later de minder vluchtige aromacomponenten. De testpersoon geeft tijdens de GC-O analyse een beschrijving van de waargenomen geur (b.v. hooiachtig, gerookt, citrusachtig, floraal) en van de intensiteit en de duur van de geur (b.v. sterk, medium, zwak, kort). Hierbij wordt een zogenaamd aromagram gegenereerd. Het is duidelijk dat GC-O een tijdrovende en arbeidsintensieve analytische techniek is, die veel concentratie en training van de testpersonen vraagt. Verschillende testpersonen kunnen verschillende aromagrammen opleveren, afhankelijk van de gevoeligheid van de testpersonen voor specifieke vluchtige componenten.

 

Figuur 2. Schematisch overzicht en principe van een gaschromatografie-olfactometrie (GC-O) analyse.

Troeven van GC-olfactometrie 

Gaschromatografie-olfactometrie (GC-O) of GC-sniffing is een geschikte analytische techniek in het kader van off-flavour- en/of off-odouronderzoek (onderzoek naar smaak- en/of geurafwijkingen in voedingsmiddelen, ingrediënten en contactmaterialen), maar kan tevens aangewend worden om zogenaamde karakter-impactmoleculen te identificeren in het vluchtig profiel van een product.

Off-flavouronderzoek

De zoektocht naar vluchtige componenten, die verantwoordelijk zijn voor een smaak- en/of geurafwijking in een voedingsmiddel, ingrediënt of voedingscontactmateriaal, is in bepaalde gevallen niet evident. Soms heeft men immers te maken met supermoleculen en is het werkelijk zoeken naar een speld in een hooiberg. Andere gevallen van off-flavouronderzoek zijn dan weer zo klaar als een klontje. Alles hangt af van de geurdrempelwaarde en de concentraties van de verantwoordelijke verbinding(en) in het afwijkend product. In het geval dat de verantwoordelijke moleculen geurkrachtige, laaggedoseerde vluchtige componenten zijn, kan GC-O nuttig zijn om de verantwoordelijke molecule(n) in zuivere vorm te ruiken en om te kunnen terugkoppelen naar een gaschromatografische profilering. Vaak is er immers in het GC-chromatogram geen piek te bespeuren op de retentietijd van de off-flavourcomponent, maar detecteert de testpersoon wel een specifieke, afwijkende geur. De menselijke neus is voor bepaalde geurkrachtige moleculen veel gevoeliger dan een klassieke FID-detector of massaspectrometrische detector (MS). Aan de hand van de geurbeschrijving en de retentietijd kan in de meeste gevallen een off-flavourcomponent worden geïdentificeerd door terugkoppeling naar het chromatogram en de geregistreerde spectrale data. GC-O kan dus een aanzienlijke bijdrage leveren om een off-flavourproblematiek op te lossen, de verantwoordelijke component(en) te identificeren en de oorzaak van de off-flavour aan te duiden. 

Karakter-impactmoleculen

GC-O is dé aangewezen technologie voor Aroma Extract Dilution Analysis (AEDA), waarbij initieel een onverdund aroma-extract geanalyseerd wordt en vervolgens een verdunningsreeks van het oorspronkelijk aroma-extract. Bij GC-O analyse van het onverdund aroma-extract kunnen diverse aromacomponenten gedetecteerd worden door de humane neus van de testpersonen. Naar mate het aroma-extract verder verdund wordt, zullen enkel de meest geurkrachtige verbindingen nog waargenomen worden door de testpersonen. Op die manier kan men de karakter-impactmoleculen of aroma-actieve verbindingen detecteren in het aromaprofiel van een voedingsmiddel. Deze geurkrachtige verbindingen bepalen in belangrijke mate de sensorische eigenschappen van een voedingsmiddel, ingrediënt of voedingscontactmateriaal.

Bronnen

  • Analytical methods for the quantification of volatile aromatic compounds, M. Biniecka, Trends in Analytical Chemistry 30 (11), 1756-1770 (2011).
  • Gas-chromatography-olfactometry of aroma compounds, W. Grosch. In: Flavours and Fragrances – Chemistry, Bioprocessing and Sustainability, Berger (Ed.), Springer (2007).

Nuttige links