WAT IS GEUR?

Zintuigen vertellen een levend wezen wat er buiten zijn lichaam gebeurt. Deze gebeurtenissen hebben soms een positieve kant, maar kunnen ook levensbedreigend zijn. Om gebeurtenissen op hun juiste waarde te schatten werken de zintuigen in harmonie samen. De hersenen coördineren hierbij de samenwerking.

Het geur- en smaakzintuig functioneren als een eenheid en behoren evolutionair gezien tot de “oudste” zintuigen. De prikkels van deze zintuigen worden in het “oudste” gedeelte van de hersenen verwerkt.

Dit gedeelte van de hersenen is de zetel van het instinkt en de emotie. Toen levende wezens nog niet konden zien of horen was het belangrijk dat een zintuig zoveel mogelijk functies had. Je kon ruiken of het wezen dat je benaderde een prooi was, of dat het gevaar inhield, of met je wilde paren enzovoorts.

Het spreekt vanzelf dat er over een reactie op deze prikkels niet te lang “nagedacht” diende te worden, maar dat er instinctief een handeling moest volgen.

Deze functies vinden we nog steeds terug in onze eigen smaak- en geurzin.

Het is iedereen bekend dat bij de geur van lekker eten je het water in de mond loopt, terwijl bij bedorven voedsel ons de eetlust vergaat.

Maar geuren werken ook subtieler; zij wekken vaak (onbewuste) emoties op of bevorderen angst en vluchtgedrag. Zij regelen onze voortplantingszin en vertellen ons wat onze nestgeur is. Dit gebeurt menigmaal zonder dat we de geur bewust waarnemen. We kunnen ons acceptatiegedrag ten opzichte van geur- en smaakzin zelfs sturen.

Enkele voorbeelden van menselijk gedrag naar aanleiding van waargenomen geuren zijn:

• Er zijn proeven gedaan waarbij mannen en vrouwen 2 dagen achter elkaar een T-shirt droegen. Na geblinddoekt te zijn kon men feilloos zijn eigen T-shirt herkennen en 13 van de 16 personen konden ook nog foutloos de shirts sorteren die door mannen en vrouwen gedragen waren.
• Bij experimenten met kledingstukken van familieleden konden moeders en vaders de kleding van hun kinderen, grootmoeders de kleding van hun kleinkinderen en tantes die van hun neven en nichten onderscheiden van andermans kleding.
• Zelfs broers en zussen, die langere tijd van elkaar gescheiden waren, konden de identiteit van elkaars kleding nog ruiken.
• In vrouwenkloosters raakte de menstruatie cyclus van de dames in de war totdat ze weer de geur van een man opsnoven.
• Vrouwen kunnen in hun vruchtbare periode beter ruiken.
• Wie kent de ervaring dat een bepaalde geur of smaak een herinnering uit het verleden oproept?
• Een brandlucht in een volle zaal met mensen kan paniek veroorzaken waardoor het aantal slachtoffers evenredig vergroot wordt.
• In de natuur staat bitter vaak voor giftig en zuur voor onrijp. Bier en mayonaise moet men leren consumeren.
• Mensen gaan ruiken naar wat ze eten, gevolg: mensen uit een andere cultuur vindt men soms stinken. Denk hierbij aan het gebruik van knoflook.
• Mannen hebben een voorkeur voor de geur van bloemen en fruit, dames daarentegen vinden dierlijke geuren weer lekkerder. Het gebruik van musk (bronstgeur van het muskushertje) door mannen is een bekend voorbeeld. Negen van de tien vrouwen kan musk beter ruiken tijdens de ovulatiesprong, terwijl een kwart van de mannen de geur niet eens waarneemt.
• Experimenten met theaterstoelen brachten aan het licht dat vrouwen een voorkeur hebben om op stoelen te gaan zitten die een geur van (mannen)zweet hadden.
• Verschillende stoffen, die vaak te maken hebben met uitwerpselen of genitaliën van mens of dier, bevorderen de bereidheid tot seksualiteit.
• Proeven waarbij men foto’s van personen liet bekijken werden meestal seksier ervaren als ze bekeken werden in ruimtes waar een dergelijke geur hing dan in ruimtes zonder zo’n geur.
• Lichamelijke arbeid staat laag aangeschreven met als gevolg: iemand die naar zweet ruikt laadt de schijn op dat hij laag op de maatschappelijke ladder staat. Na sporten en andere inspanning is men niet tevreden voor men gedoucht heeft.
• De fabrikanten van geurstoffen weten als geen ander dat geuren een modeverschijnsel zijn. Zo zijn recepten uit het begin van deze eeuw al lang niet meer verkoopbaar.
• Geuren zijn vrijwel altijd een mengsel van een groot aantal stoffen. Bij plantaardig materiaal kunnen we globaal zeggen dat een gedeelte uit koolwaterstoffen bestaat en een gedeelte uit zuurstofhoudende of zwavelhoudende verbindingen.
• Verwijdert men de koolwaterstoffen (terpenen) uit het mengsel dan wordt de geur weer intenser.
• De terpenen hebben nogal eens dezelfde geurbeleving maar minder intens dan de zuurstofhoudende verbindingen.
• Bij een aantal stoffen bestaat er een elektrische spanning binnen het molecuul. De oorzaak is een ongelijke verdeling van de elektronen over het molecuul. Een dergelijke stof noemt men polair (de stof heeft twee of meer elektrische polen). Bekende voorbeelden zijn water en suiker.
• Andere stoffen hebben een gelijkmatiger verdeling van de elektronen over het molecuul, bijvoorbeeld benzine en vet. Een dergelijke stof noemt men apolair (de stof heeft geen elektrische polen).
• Polaire stoffen lossen makkelijk in elkaar op en apolaire stoffen eveneens. Een polaire en een apolaire stof lossen niet in elkaar op. Elke stof heeft zijn eigen mate van polariteit. Terpenen zijn over het algemeen minder polaire stoffen dan de zuurstof- of zwavelverbindingen.
• Het reukorgaan bestaat uit een aantal plooien waarin zich 8 verschillende eiwitten bevinden. Deze eiwitten hebben een dusdanige ruimtelijke structuur dat ze precies passen in sommige gedeelten van een geurmolecuul (sleutel- en slotprincipe). Een dergelijk molecuul vormt dan met het eiwit een waterstofbrug waarbij een of meerdere elektronen op het eiwit worden overgedragen. Deze elektrische stroompjes belanden in de hersenen alwaar ze als geur worden geïdentificeerd.
• Omdat waterstofbruggen een zeer zwakke binding vormen laten ze weer los zodra de concentratie lager wordt.
• In eerste instantie kunnen we de geur waarnemen, totdat alle plaatsen proportioneel bezet zijn. Daarna komen er geen elektronen meer vrij, de prikkels verdwijnen en we ruiken de geur niet meer. Willen we de geurbeleving opnieuw ondergaan dan zullen we eerst “geurvrije” lucht moeten opsnuiven en nogmaals moeten ruiken.
• De geurintensiteit is evenredig met het aantal aangeslagen eiwitmoleculen per oppervlak. Het gevolg is dat de sterkte van de geur toeneemt met de logaritme naturalis. Ook de polariteit kan een rol spelen bij de geurintensiteit, een polaire stof staat over het algemeen makkelijker en meer elektronen af.
• Zoals er mensen zijn die kleurenblind zijn, zo zijn een aantal mensen minder gevoelig voor bepaalde geuren.
• Een aantal stoffen kunnen geuren maskeren, hiervan wordt dankbaar gebruik gemaakt in sommige geurverfrissers en deodorants. Dit zijn over het algemeen apolaire stoffen die precies in het slot passen zonder dat er een elektronen overdracht plaats vindt.
  Ook het tegenovergestelde vindt plaats. Er zijn ook stoffen die een geur kunnen versterken. Het lijkt er op dat ze de elektronenoverdracht vergemakkelijken.
• Bij sommige ziektes zoals verkoudheid wordt het reukorgaan inactief door slijmvorming.

Om geuren of stank te kwantificeren kunnen we gebruik maken van onze neus of een analytische techniek. Het gebruik van de neus zal de voorkeur verdienen vanwege de geringe investeringen.

Omdat de neus de sterkte van een geur meestal relatief beoordeeld is het ondoenlijk de concentratie precies te schatten.

Om de geur te kunnen kwantificeren gaan men uit van de detectiegrens van de neus omdat dit een redelijk vast gegeven is. Hiertoe verdunnen we de lucht zover tot we hem niet meer kunnen ruiken. We kunnen dit doen in een olfactometer op het laboratorium of in het vrije veld.

Bij analyse op het laboratorium zal men de geur op een of andere manier moeten “verpakken” om hem op het laboratorium te krijgen. In de praktijk gebeurt dat in kunststofcontainers (geurtonnen).

In een olfactometer nemen een aantal panelleden plaats achter 3 ruikbekers waarvan uit 1 beker verdund geurende lucht uit de geurton komt, de andere bekers zijn geurvrij. Men moet binnen een tijdsbestek van ongeveer een halve minuut een gedwongen keuze maken. Statistische berekeningen geven aan bij welke verdunning er door de panelleden geen geur meer is waar te nemen. Het geurgetal is dan het aantal malen dat men verdund heeft.

Men kan een variant van de olfactometer (snuifkar) naar de plaats des onheil sturen en ter plekke meten. De geurvrije lucht moet dan meegenomen worden of ter plekke worden bereid.

Een andere methode is, dat het panel de geur op enige afstand van de bron ruikt, zich vervolgens uit de “geurkegel” begeeft om daarna op een grotere afstand te proberen de geur in de kegel weer waar te nemen.

In het vrije veld worden geuren door de wind verdund. In welke mate dit gebeurt kan men berekenen met verspreidingsmodellen. Indien men op een kaart aangeeft tot welke afstand de geur nog waarneembaar was kan met een verspreidingsmodel uitgerekend worden wat het geurgetal moest zijn. Aan de ontwikkeling van deze methode heeft de DCMR een bijdrage geleverd.

Een nadeel van deze methode is dat men gebruik maakt van de herkenningsdrempel in plaats van de geurdrempel.

Ook het herkennen van een geur is vaak een subjectief gegeven. Zoals we in het begin zagen reageert een mens bij bedorven voedsel emotioneel anders dan bij vers voedsel.

Toch is bij bijvoorbeeld bloemkool het verschil tussen de geur van bedorven en verse waar slechts een kwestie van de concentratie van enkele zwavelhoudende componenten.

Het gevolg is dat de waargenomen verdunde geur niet meer als oorspronkelijk herkend behoeft te worden en de herkenningsdrempel extra wordt verhoogd.

Een kwantificering van de geur door het aantal geurcomponenten en hun concentratie met behulp van een instrumentele scheidingstechniek te bepalen teneinde het geurgetal vast te stellen, is vrijwel altijd gedoemd te mislukken.

Het mengsel is meestal te complex en vrijwel altijd kunnen een aantal componenten in sterkte variëren zonder dat deze afbreuk doet aan de geurbeleving.

Om de bepaling van het geurgetal op een eenduidige manier te laten gebeuren heeft de Nederlandse Normalisatie Commissie een voorschrift gemaakt voor het meten van geurdrempels met een olfactometer; de NVN 2820. Dit voorschrift is verre van ideaal en aan de hand van dit voorschrift zullen we nagaan wat er zoal mis kan gaan.

Om een geurend gas in een olfactometer te kunnen meten moet het volgens het voorschrift NVN 2820 in een “teflon” zak of in een zak vervaardigd van een andere fluorhoudende kunststof worden gemonsterd.

Zoals we reeds zagen bestaan geuren veelal uit een mengsel van stoffen met verschillende eigenschappen (polaire en apolaire).

Kunststoffen hebben eveneens polaire of apolaire eigenschappen.

Een polaire stof dringt makkelijk door in een polair medium en een apolaire stof in een apolair medium.

Kunststoffen, zoals teflon, waarin fluor is verwerkt, zijn polair. Polaire stoffen zoals bijvoorbeeld H2S lossen makkelijk op in de teflon zak en zullen daarna in de ruimte verdwijnen. Een mengsel van polaire en apolaire stoffen zal zodoende van geurkarakter veranderen.

Het gebruik van kunststoffen tijdens geurmetingen is de dood in de pot indien men geuren bestaande uit componenten met verschillende polariteit wil meten.

Een ander nadeel is dat de kunststofzakken lange tijd met stikstof of zuivere lucht moet worden gespoeld om ze geurvrij te krijgen, dit is overigens een aanwijzing dat een gedeelte van de “geur” in de kunststof “oplost”.

Zoals we al zagen dringen polaire stoffen beter door de wand van teflon zakken heen dan apolaire.

De apolaire stoffen ruiken lang zo sterk niet met als gevolg dat met het verstrijken van de tijd het te meten mengsel onvoorspelbaar in intensiteit zal afnemen.

De tegenvallende resultaten van ringonderzoeken zullen hiermee wel verband houden. We moeten dan ook nog bedenken dat het bij ringonderzoeken altijd om enkelvoudige geurstoffen gaat en niet om mengsels.

Een oplossing voor deze problemen zou kunnen zijn om te bemonsteren in stalen flessen met een glazen coating. Vanwege de constructie van een olfactometer zal men noodgedwongen de flessen onder druk moeten monsteren. Bij deze manier van monsteren moet men bedenken dat het geen sinecure is om een geur onder druk te zetten zonder dat er de geur van een pomp bij sluipt.

Een ander probleem is het bemonsteren van normale buitenlucht. Omdat men moet verdunnen zal de concentratie vrijwel nooit hoog genoeg zijn mom een goede meting uit te voeren. Noodgedwongen neemt men dan maar monsters van het afgas van de bron en berekent men met een verspreidingsmodel het geurgetal voor een bepaalde plaats.

In het voorschrift worden regels gesteld wat betreft de keuze van een panel.

Er is een “brandbreedte” vastgesteld waarbinnen het reukvermogen van een panellid gemiddeld moet liggen.

Het lijkt erop dat men hiermee probeert te bereiken dat een panel een afspiegeling van de “bevolking” is.

Na een korte inwerkperiode wordt een panellid goed- of afgekeurd en bij goedkeuring ingedeeld in een panel.

Wat in het voorschrift vergeten wordt is het feit dat elke lichamelijke verrichting die regelmatig geoefend wordt zienderogen verbetert, zo ook het reukvermogen.

Het gevolg van het steeds beter ruiken van panelleden is dat ze beter worden dan de bandbreedte en afgekeurd moeten worden tot verdriet van degene die het onderzoek leidt. Hij moet maar weer zorgen dat zijn panel compleet wordt.

Men zou zich overigens wel eens mogen afvragen of klagers die regelmatig naar de meldkamer van een milieudienst bellen wel een afspiegeling van de bevolking zijn. Om aan een panel te mogen deelnemen moet men minstens 16 jaar zijn.  Moeten we er nu aan twijfelen of personen beneden de zestien tot onze samenleving behoren.

Er staan ook leuke gedragsregels voor panelleden in het voorschrift.

Wat te denken van de opmerking:” Het panellid mag geen gebruik maken van geurende cosmetica, parfums, e.d.”

Nog afgezien van het feit dat parfums per definitie geuren en dat het wellicht niets uitmaakt of men een eigen geur heeft, adviseer ik de opstellers eens een bezoek aan een fabriek voor geur- en smaakstoffen te brengen.

Daar zal men trots vertellen dat deodorants, tandpasta en zeep allen geparfumeerd zijn.

Men wil het de leider (lijder) van een panel toch niet aandoen dat hij vraagt: “Heeft U zich wel gewassen? Dan mag U vandaag niet meedoen!”

Bij elke zintuiglijke waarneming kunnen we een waarnemingsdrempel, in ons geval de geurdrempel, en een herkenningsdrempel onderscheiden.

Om het verschil tussen beide te demonstreren kiezen we het volgende voorbeeld.

In het halfduister kijkt iemand naar een schilderij, hij neemt vaag een rechthoek waar. Deze waarneming gebeurt bij de waarnemingsdrempel.

Zodra het langzaamaan wat lichter wordt kan hij op een gegeven moment de tekening op het schilderij herkennen. Dit is de herkenningsdrempel.

Het hoeft geen betoog dat hij enkele simpele lijnen eerder herkent dan een Rembrand. Dit geld ook voor geuren, de herkenningsdrempel zal voor ieder geurtype anders zijn.

Zoals we al eerder betoogden is de waarnemingsgrens van onze neus een absoluut en het herkennen van een geur een relatief gegeven.

Bij een olfactometrische bepaling heeft het dan ook geen zin te vragen of de persoon de geur herkent heeft omdat men dan opzoek is naar de verkeerde drempel. In de NVN 2820 is daar overigens wel sprake van.

Daar komt nog bij dat de psychologie van een aantal mensen het niet toelaat dat ze erkennen dat ze niets geroken hebben. Dit hoeft geen opzet te zijn, maar kan ook met een zichzelf opgelegde inbeelding verband houden.

Het is in dit verband veel zuiverder om via een statistische methode uit te “rekenen” of iemand iets geroken heeft.

Het probleem van de herkenningsdrempel speelt ook een wezenlijke rol indien er niet met geurvrije lucht verdund wordt. Noodgedwongen kan men er dan die ene geurbreker pas uithalen zodra men de geur herkent ten opzichte van de andere geurende bekers. Zo weet ik uit eigen ervaring dat bij onze olfactometer er altijd een olielucht van de compressor uit de geurbekers komt.

Volgens de NVN 2820 mag dit helemaal niet. Als we de adviezen die daarin gegeven worden opvolgen, kan dit nog een bom duiten kosten.

Het zou me niets verbazen als de uitkomsten van de metingen ergens tussen de geurdrempel en de herkenningsdrempel liggen.

Het door de DCMR mede ontwikkelde voorschrift voor de bepaling van geuren in het vrije veld heeft de bezwaren van de kunststofcontainers niet.

Hier doen zich weer andere problemen voor.

Het lijkt zo voor de hand te liggen om met een kaart het gebied in te wandelen en de grens te bepalen tot waar men een bepaalde geur kan waarnemen.

Om een accurate berekening bij deze geurmeting te kunnen uitvoeren moet men van goede meteorologische gegevens voor het te meten gebied en het tijdstip van meting uitgaan. Nu is het Rijnmondgebied een kunstgebied en de meteo-gegevens van Hoek van Holland en Zestienhoven lopen nogal eens uiteen. Het is zodoende haast een noodzaak om deze gegevens ter plekke te bepalen.

In het vrije veld hangen er naast de geur van het object ook andere geuren. Men komt er niet onderuit om hier gebruik te maken van de herkenningsdrempel. Deze zal tussen de twee tot achtmaal de geurdrempel liggen.

Sinds een aantal jaren is er een instrument in de handel dat in staat is de ervaringen van de neus te simuleren.

In principe bestaat het instrument uit 6 sensoren die elk een ander type verbindingen kunnen registreren.

De 6 sensoren bestaan uit verschillende metaaloxiden waaruit elektronen vrij komen als er een component langs strijkt. Een bepaalde component kan een of meer sensoren in verschillende mate aanslaan, deze signalen worden na versterking bewerkt met een computer.

Van een mengsel kan zodoende een geurkarakteristiek opgesteld worden, waarna herkenning volgt.

Tijdens een demonstratie heb ik persoonlijk kunnen waarnemen dat het instrument de geur van verse amandelen kon onderscheiden van de geur van overjarige amandelen.

Het voordeel van een dergelijk instrument is duidelijk:

• Het instrument is niet afhankelijk van een panel en kan door een persoon bediend worden.
• Het instrument kan niet verkouden worden.
• Het instrument kent geen emoties.
• Het instrument “wijst” ook goed aan in de buurt van de detectiegrens.
• Het instrument behoeft geen gebruik te maken van storende “geurtonnen”.
• Omdat er niet verdund behoeft te worden kan het instrument ingezet worden voor “normale” buitenluchtmonsters.
• Het instrument wordt niet van de wijs gebracht door een maskerende stof.
• Het instrument kan dag en nacht ingezet worden.
• Het instrument kan dagen achtereen ruiken zonder dat het verdoofd wordt.

Een heel groot nadeel van dit instrument is het feit dat het heel problematisch is om mengsels van verschillende geuren uit elkaar te houden. Dit is voor het meten van buitenluchtmonsters vooralsnog een moeilijk te nemen hindernis.

De kosten van een dergelijk instrument zijn niet gering en er zullen best nog wat uurtjes aan ontwikkeling in gaan zitten. Toch denk ik dat we er op den duur niet onderuit kunnen komen om een “electronic nose” aan te schaffen.