Innovación en los límites del sentido del olfato, por Rita Ribau, senior consultant en Olfasense

El olfato ha evolucionado para que nos sintamos atraídos hacia recursos vitales y alejarnos de sustancias nocivas, teniendo un vínculo directo con nuestro cerebro emocional más profundo. Nuestra capacidad olfativa para detectar compuestos odorantes supera a veces las técnicas analíticas, por lo que conocer los límites de detección olfativos de una sustancia determinada es de gran utilidad para la optimización de productos y sus aromas.

Todos hemos experimentado alguna vez, al poco de caer las primeras gotas de lluvia después de la sequía, ese olor tan característico como evocador conocido técnicamente como petricor, pero que coloquialmente describimos como a “tierra mojada”. Pues bien, su causante es una molécula orgánica denominada         4,8a-dimetil-decahidronaftaleno-4a-ol por su compleja fórmula química, conocida también como geosmina, del griego “aroma de la tierra” por su olor. Es un hidrocarburo perteneciente a la familia de los terpenos producido por algunas bacterias y hongos del suelo, principalmente pertenecientes a los géneros Streptomyces y Penicillium (Dionigi y Ingram, 1994) que, entre muchos otros compuestos químicos, también sintetizan antibióticos tan fundamentales para la humanidad como la estreptomicina y la penicilina.

Sorprende la capacidad de nuestro sistema olfativo para percibir la geosmina. Algunos estudios (Nagata y Takeuchi, 2003) indican que podemos detectarla cuando se encuentra a una concentración de 0,0000065 partes por millón, en términos de volumen de aire (ppm v/v). Para que tengamos una idea, esto equivaldría en diluir el contenido de una cucharilla de café en unas 300 piscinas olímpicas. Algunos investigadores han sugerido que esta sensibilidad tan elevada y la fascinación por su aroma es fruto de nuestra evolución, cuando nuestros antepasados vivían en la sabana africana y el olor a geosmina servía para estimular la búsqueda de agua.

Esta agudeza olfativa es muy superior a la capacidad de detectar la geosmina por medios analíticos en el laboratorio, y hace que su presencia no deseada pueda ser problemática. En el agua potable le confiere un olor mohoso poco agradable, y puede ser responsable de algunos aromas no deseados en el vino cuando la uva ha sido atacada por determinados hongos (Liato y Aïder, 2017). Pero la nota “terrosa” que aporta la geosmina también ha sido aprovechada para la elaboración de numerosos perfumes, como por ejemplo Me Paraissait Une Ombre (Etat Libre d'Orange), La Vamp (Bouge), o Labaie 19 (Le Labo).

El límite de detección olfativa y su medida

El ejemplo de la geosmina ilustra la importancia de un parámetro fundamental en la ciencia del olor: la concentración a partir de la cual empezamos a percibir el olor de un compuesto determinado, conocida como límite de detección olfativa (abreviado a menudo como OTV del inglés odour threshold value). El conocimiento de los OTV de los compuestos químicos olorosos es una herramienta muy importante en el diseño de todo tipo de productos y bienes de consumo. Por ejemplo, para ajustar la composición de determinados compuestos necesarios en su elaboración, para una percepción olfativa optimizada del producto final. A pesar de esto, los datos de OTV disponibles en la bibliografía muestran una amplia variabilidad que refleja la diversidad de procedimientos y técnicas utilizadas en su determinación (Dunlop et al., 2016). Los factores que pueden afectar la medición del OTV incluyen el modo de presentación del compuesto oloroso al evaluador, la influencia de olores extraños en el sistema de presentación, el perfil del evaluador elegido, la definición de la respuesta al olor, el tratamiento de los datos obtenidos, y la pureza química del compuesto oloroso, y la propia incertidumbre asociada con los resultados por el hecho de trabajar con concentraciones tan bajas.

En Olfasense hemos desarrollado métodos estandarizados para la determinación del OTV en todo tipo de compuestos, y disponemos de una amplia base de datos sobre estos valores. Nuestros laboratorios cuentan con equipos y protocolos especializados para la cuantificación de la concentración de olor por olfatometría dinámica, y mediante el análisis por cromatografía de gases y espectrometría de masas asociada a un puerto de olor (GC-Sniffing-MS), que integran los aspectos químicos y sensoriales de la percepción del olor. El OTV se determina como la concentración mínima a la que el 50% de un panel humano representativo puede detectar la presencia de un olor sin caracterizar el estímulo. Esto es diferente del valor umbral de reconocimiento, que es la concentración a la que el 50% del panel puede detectar el olor, pero también describirlo cualitativamente.

Con el fin de realizar una evaluación objetiva e imparcial de la concentración de olor de una substancia específica, y por extensión de su OTV, en 2003 se publicó la Norma europea de olfatometría EN13725. En ella se define un método para la determinación de la concentración de olor de una muestra gaseosa mediante olfatometría dinámica con evaluadores humanos. El principal objetivo de la Norma fue el de proporcionar una base común para la evaluación de las emisiones de olores en los estados miembros de la Unión Europea, pero el mismo método se puede aplicar también para determinar el OTV de compuestos específicos. En Olfasense, hemos adaptado y mejorado el estándar EN13725 para una determinación más precisa del OTV de compuestos objetivo (estamos usando paneles humanos con un mayor número de individuos, que a su vez han sido calibrados con más de una sustancia de referencia).

La innovación basada en el conocimiento del límite de detección olfativa

Como he comentado previamente, el conocimiento preciso del OTV de un compuesto oloroso determinado puede ser una herramienta muy útil, tanto para prevenir olores indeseados como para optimizar fragancias, y existe por tanto una demanda de servicios especializados en este ámbito por parte de la industria relacionada con las fragancias. Sin embargo, aprovechando esta capacidad, también podemos diseñar mezclas sintéticas definidas de compuestos volátiles que simulen fuentes de olor complejas. Una vez creadas dichas mezclas, podemos analizar el efecto combinado de sus constituyentes mediante herramientas olfatométricas convencionales, pero también podemos analizar sus componentes individuales mediante la técnica GC-Sniffing-MS. Esto permite comparar los perfiles de composición entre fuentes naturales y sintéticas, y determinar las interacciones y la contribución de cada componente al olor general.

Hay algunas empresas que brindan servicios especializados en la determinación del OTV pero, hasta donde sabemos, ninguna de ellas ofrece una integración de conocimientos que abarque desde odorantes individuales hasta el análisis y fabricación personalizada de mezclas complejas elaboradas a partir de ellos. Estas recetas de olor “sustituto” son de interés para los sectores de los bienes de consumo de alta rotación (fast moving consumer goods), la perfumería y cosmética, en los que ya hemos notado tal demanda. Para que esto sea posible, es necesaria una comprensión más profunda de los compuestos olorosos individuales, para emprender un enfoque más integrador de las fragancias hechas de mezclas complejas de varios compuestos volátiles. Sin embargo, cabe señalar que existen efectos sinérgicos y antagonistas entre los olores concurrentes y que la percepción de compuestos individuales no implica que su suma sea equivalente a la percepción general de su mezcla.

En Olfasense queremos consolidar el desarrollo de un nuevo servicio basado en la fabricación de mezclas químicas sintéticas a medida, que imitan olores y fragancias complejas. Algunas industrias necesitan trabajar con formulaciones definidas químicamente para realizar pruebas olfativas que sean reproducibles y puedan estandarizarse. Es el caso del sector de bienes de consumo, donde existe la necesidad de recrear olores que puedan simular los fluidos corporales para pruebas de eficacia de desodorantes y otros productos de higiene personal. Este enfoque también podría extenderse a otros sectores en los que se requiera trabajar con “olores tipo”.

En este sentido, los olores de nueva creación podrían probarse para el sector cosmético utilizando dispositivos innovadores que ya han sido desarrollados por Olfasense, como LiGaVa y Scent Sampler. El primer equipo convierte muestras líquidas en gas para permitir que varios tipos de análisis perciban las propiedades de la fase de vapor de perfumes, fragancias y otros líquidos olorosos de forma estándar:
• Concentración, intensidad y atributos descriptivos del olor para establecer cuánta sustancia se necesita para una impresión sensorial adecuada.
• Perfil químico para saber qué compuestos son los más relevantes en términos de la contribución general de olor de la sustancia.
• Otras pruebas personalizadas que requieren una comparación fiable entre muestras (benchmarking, formulación, optimización de producto, etc.).

En cuanto al Scent Sampler, este dispositivo facilita la captura de muestras de olores directamente de la piel humana o de otras superficies como tiras de fragancias. La principal ventaja de este dispositivo es que permite la recogida de muestras de forma estandarizada en cuanto a temperatura, humedad y control del flujo de aire, para obtener resultados representativos y reproducibles. Este es un tema crítico en el campo de los cosméticos, donde este tipo de datos se necesitan regularmente para probar la eficacia y el control de calidad de los productos.

La célebre cita del padre de la gestión moderna Peter Drucker "no se puede gestionar lo que no se puede medir", también debe aplicarse a la caracterización objetiva de los olores. La industria relacionada con las fragancias se basa en el desarrollo continuo y la optimización de nuevos olores, hechos de moléculas sintéticas y/o extractos naturales, que podrían determinar el éxito o el fracaso de una amplia gama de bienes de consumo. Si bien son tan importantes para impulsar las preferencias emocionales de los consumidores, los aromas aún evaden medidas sólidas en términos de percepción.

Referencias bibliográficas:
Dionigi CP, Ingram DA (1994). Effects of temperature and oxygen concentration on geosmin production by Streptomyces tendae and Penicillium expansum. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 42(1), 143-145.
Dunlop MW, Blackall PJ, Stuetz RM (2016). Odour emissions from poultry litter–A review litter properties, odour formation and odorant emissions from porous materials. Journal of Environmental Management, 177, 306-319.
Liato V, Aïder M (2017). Geosmin as a source of the earthy-musty smell in fruits, vegetables and water: Origins, impact on foods and water, and review of the removing techniques. Chemosphere, 181, 9-18.
Nagata Y, Takeuchi N (2003). Measurement of odor threshold by triangle odor bag method. Odor Measurement Review, 118, 118-127.

 

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