Je leest:

In geuren en kleuren

In geuren en kleuren

Auteur: | 1 januari 2007

Ons reukcentrum werkt nauw samen met andere zintuigen. Heel direct is de samenwerking met het smaakzintuig, maar ook het gezichtsvermogen speelt een belangrijke rol. Geurmeesters hebben een geheel eigen taal om geuren te beschrijven.

Wikimedia Commons | Jeffrey Avellanosa

Mond en neus vormen samen een prachtig detectiesysteem. Het is eigenlijk een buitengewoon intelligent stukje analytische scheikunde.

Als je een hap eten neemt, verrichten allereerst vier detectoren (voor zout, zuur, zoet en bitter) in de mond een eerste test over de eetbaarheid. Dat er niet méér stoffen bepaald worden is te begrijpen. Voedsel bevat immers miljoenen verschillende stoffen, en het is ondoenlijk om van al deze stoffen direct iets zinvols te zeggen.

De kleur van chemie

Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Ruiken’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren.

Neem vanille-ijs. Je proeft dat het zoet is, en je denkt dat het naar vanille smaakt. Dat is mis, je proeft vanille niet, je ruikt het.

Geurcentrum

Vanille is een vluchtige stof. Net als alle andere vluchtige stoffen komen de moleculen vanille via een doorgang achterin de mond in de neusholte. Daar zit het geurcentrum, dat een essentiële rol speelt bij het ‘proeven’ van voedsel.

Het geurcentrum komt niet direct in contact met het voedsel. Daardoor hebben de geurdetectoren daar geen last van de enorme aantallen storende stoffen in het voedsel. Niet-vluchtige stoffen zoals ionogene stoffen (zouten), sterk polaire stoffen (zoals suikers) en macromoleculen (zetmeel, eiwitten, cellulose) komen niet in het geurcentrum en kunnen de bepalingen dus ook niet in de war sturen.

Maar het geurcentrum zelf filtert ook weer een bepaalde groep moleculen uit. De zenuwuiteinden die de vluchtige moleculen moeten detecteren zitten in een vochtlaagje. Onoplosbare, apolaire stoffen worden daardoor niet of nauwelijks gemeten. Vandaar dat methaan (aardgas) en andere alkanen voor ons haast geen geur hebben.

Als erwtensoep naar chocolade ruikt

Ons reukcentrum werkt nauw samen met andere zintuigen. Heel direct is de samenwerking met het smaakzintuig, maar ook het gezichtsvermogen speelt een belangrijke rol. Zo herken je de geur van een stukje chocolade direct. Maar erwtensoep die naar chocolade ruikt, die brengt je geurcentrum tot wanhoop. Je ruikt een vreemd luchtje aan de soep, maar zonder hulp van je ogen kan het geurcentrum je niet vertellen of je vanille, schoensmeer of chocolade ruikt.

Geurmeesters (m/v)

Mensen die goed kunnen ruiken, hebben in Nederland kans op een zonnige toekomst. Nederland levert namelijk een aanzienlijk deel van alle geur- en aromastoffen die wereldwijd gebruikt worden. De bedrijven die dit verzorgen hebben geurmeesters in dienst, mensen met een absoluut reukgevoel.

Givaudan

Geurmeesters kunnen vele honderden verschillende geurstoffen blindelings herkennen. Zoals je op school scheikundeformules en Engelse woordjes leert, leren zij binnen een jaar zo’n duizend geuren uit het hoofd. En doen daar examen in.

Allereerst moeten ze een geurtaal aanleren. Onze taal heeft (net als de meeste andere talen) nauwelijks een mogelijkheid om geuren aan te geven. We komen niet verder dan een omschrijving: het ruikt naar sinaasappels, kaas, vis of iets dergelijks. Probeer iemand die niet weet wat kaas is, maar eens uit te leggen hoe kaas ruikt: dat gaat niet.

De geurtaal bestaat uit woorden als: fris, muntig, citrus, fruitig, kruidig, dennenachtig, rokerig, gronderig, metalig, bloemig, groen, zoet, nootachtig, houtachtig, enzovoort. Het lijkt een beetje op de taal waar wijnkenners zich van bedienen, maar is veel beter vastgelegd. Typische wijnuitdrukkingen als ‘vol’, ‘soepel’ en ‘rond’ zijn nogal rekbaar, en zeggen soms meer van de wijnproever dan van de wijn. De geurtaal daarentegen is nauwkeurig en internationaal vastgelegd. Bij elke geur hoort een bepaalde zuivere stof of een standaardmengsel. Zo ruikt de geur ‘groen’ overal ter wereld gelijk, namelijk naar 3-hexeen-1-ol.

Groen als gras

VU

De ‘groene’ geur van dit molecuul doet aan die van pasgemaaid gras denken. Het is ook de geur van gesneden snijbonen. De geur komt pas vrij als plantencellen worden stukgemaakt, want gewoon gras ruikt vrijwel niet. Van gras zelf is geen mooie ‘groene’ standaard te maken want de geur van pasgemaaid gras is niet altijd hetzelfde. Vandaar dat als standaard voor de geur ‘groen’ een zuivere stof is gekozen: 3-hexeen-1-ol.

Een zoete geur

Op het lijstje geuren valt ons de aanduiding ‘zoet’ op. Een merkwaardige geur, want de stof die wij als kenmerk van een zoete stof nemen, suiker, heeft helemaal geen geur. Probeer maar eens om een schep suiker te ruiken. Toch is er een geur die geurmeesters zoet noemen, namelijk vanilline.

Zuivere vanilline.
Danny S. | Wikimedia Commons

Het lijkt een beetje op vanille, maar is niet het zelfde. In vanille, van echte vanillestokjes, zitten honderden verschillende stoffen: inmiddels zijn er 350 geteld. Vele daarvan dragen bij aan de vanillegeur, maar de stof vanilline is het belangrijkste. Vanillestokjes bevatten ongeveer 2% van deze zuivere stof vanilline.

Voor een ongeoefend ijsjeseter is er weinig verschil tussen een vanilleijsje met de zuivere stof vanilline of het natuurlijke vanillemengsel. En dat komt goed uit, want er is véél meer vraag naar vanille-geur en smaak dan er vanille is. Dus wordt er op grote schaal vanilline gemaakt. Deze kunstmatige vanilline wordt een natuuridentieke stof genoemd, omdat die gelijk is aan een stof die in de natuur voorkomt. Uit hout is tegenwoordig goedkoop en in grote hoeveelheden zeer zuivere vanilline te maken: een stof die het natuurlijke vanille heeft verdrongen als standaard voor ‘een zoete geur’.

Boterig

VU

Ook boterig is een geur uit het palet dat een geurmeester ter beschikking staat. En weer is er niet een echt pakje boter voor nodig: de stof butaandion is voldoende.

Die heeft volgens afspraak de botergeur. Al heel lang is bekend dat dit een van de bestanddelen van de typische botergeur is, zodat het veel gebruikt werd om margarine naar boter te laten ruiken.

Boter is niet zelf de standaard omdat de geur van echte boter vrij snel verandert. Boter wordt dan ranzig doordat de aanwezige vetten gaan hydrolyseren. De meest karakteristieke geur die daarbij ontstaat is boterzuur (butaanzuur), een doordringende zweterige stank. Deze stof komt niet alleen voor in ranzige boter, het is ook de stof die zweetvoeten hun bekende geur geeft.

VU

Boterzuur is een mooi voorbeeld van een stof waarbij de geur afhankelijk is van de dosis. In kleine hoeveelheden is het namelijk een aantrekkelijke geur die in veel parfums voorkomt. Dit gedrag vertonen veel meer geurstoffen: in lage concentraties ruiken ze lekker, maar bij hoge concentraties afstotend. Dat komt vaak goed van pas, want als er erg veel van een geurstof in de neus komt, is er meestal iets aan de hand zoals een rottingsproces. Een geurstof wordt dan een alarmstof.

Een S voor stank

Er zijn veel meer stoffen die stinken. Een scheikundige zegt overigens niet zo gemakkelijk dat een stof stinkt, die merkt droog op dat de stof ‘kwalijk riekt’. Jarenlang was dit de geijkte chemische uitdrukking voor stank.

Vaak gaat het bij stank om stoffen met één of meer zwavelatomen in het molecuul. De bekendste op school is waterstofsulfide, de stank van rotte eieren. Dimethylsulfide is een andere zwavelhoudende geurstof. Geurmeesters gebruiken deze stof als standaard en noemen de geur netjes ‘zwavelig’. De meeste anderen zullen bij het ruiken van deze stof gewoon denken “wat een stank”. Cavia’s hebben daarentegen weer heel andere gedachten bij het ruiken van dimethylsulfide, het is namelijk het seksferomoon van cavia’s.

Tomfriedel | birdphotos.com

Als de koolstofketen van een zwavelhoudend molecuul nog wat langer wordt, is het ook voor een geurmeester moeilijk om netjes over een ‘geur’ te blijven spreken: de stof 3-methyl-1-butaanthiol is verantwoordelijk voor de doordringende stank van het stinkdier.

Ook de bekende kattenpislucht en de urinestank van vossen, wezels en veel andere dieren is te danken aan moleculen met een zwavelatoom erin.

Gaslucht

Soms is het toepassen van een sterke stank erg praktisch. Bij aardgas bijvoorbeeld. Aardgas zelf is een reukloos gas, maar als we het in de keuken laten stro men, ruiken we een duidelijke stank, weer een zwavelverbinding: tetrahydrothiofeen. De stof is er apart als waarschuwingsstof aan toegevoegd. Toen ooit in Eindhoven deze geurstof door een ongelukje ontsnapte koste het veel moeite om de bewoners in de omgeving ervan te overtuigen dat er niet ergens een enorm gaslek was. Het is moeilijk te geloven dat gaslucht (tetrahydrothiofeen) en gas niet hetzelfde zijn.

‘Chemische’ geurtjes

VU

De link tussen chemie en geur is sterk. Benzeenverbindingen heten ook wel aromaten omdat ze een duidelijke geur hebben. Benzeen zelf trouwens niet, dat ruikt niet erg sterk. Maar als de benzeenring ‘versierd’ wordt met allerlei zijgroepen, zoals hydroxyl- en carbonzuurgroepen, begint het lekker te ruiken. Vanilline is daar een voorbeeld van.

Een andere groep stoffen die bekend staat om hun geur zijn de esters. Eén heeft het tot standaard geurstof gebracht: hexylbutanoaat, in de geurtaal kenmerkend voor een ‘fruitige’ geur.

Ook de geur van zuurtjes en limonades is te danken aan een ester: in veel gevallen is dat pentylethanoaat (op het etiket heet het meestal amylacetaat). Het heeft een algemeen fruitige geur en smaak – de toegevoegde kleurstof geeft aan of je aardbei, banaan of perzik moet proeven.

Behalve deze twee groepen geurstoffen zijn er nog veel meer verbindingen die duidelijke te ruiken zijn. Eigenlijk hebben haast alle koolstofverbindingen met zuurstofatomen in het molecuul een eigen geur.

Vrije Universiteit Amsterdam

Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.

Alle Kennislinkartikelen uit het hoofdstuk ‘Ruiken’:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 januari 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.