Dette foredraget handler om «lukt» i forskningsveien 1. Jeg vil trekke noen linjer fra forskningsarbeidet ved SI, Sentralinstituttet for industriell forskning, til luktevaluering som et kommersielt produkt ved Molab. Veien har vært noe kronglete og utgangspunktet vil nok iverraske enkelte.

 

(Presentasjonen over krever at du har Quicktime™ installert på din PC/Mac og aktivert i din nettleser.)

Vi må først se litt nærmere på luktesansen, da denne står i sentrum for begivenhetene.

Luktesansen er nært knyttet sammen med smakssansen. Vi kommer derfor lett inn på temaet mat når vi snakker om lukt. Lukt er ikke bare vonde lukter, men også en grunn til at vi setter pris på maten vi spiser.

Når vi lukter på mat danner vi oss raskt et bilde av maten og hvordan det vil oppleves i munnen. De fleste smaksnyanser knyttet til aroma har sitt opphav i de luktene som finnes i maten.

Ser vi på et tverrsnitt av nesehulen, kan vi se at luktesansen er direkte knyttet til smakssansen gjennom luftveiene. Selve luktesansen er plassert øverst i nesehulen og er nærmest en forlengelse av hjernen.

For at vi skal forstå litt mer om luktesansen er vi nå avhengige av å gjennomføre et lite eksperiment.

Dere ser her en melon. En vannmelon. Jeg vil at dere nå tar en god titt på denne. Kan du se for deg at du holder den ene biten i hånden din?

Se for deg at du holder den i hånden din. Forestill deg at du lukter på den. Det er viktig at du nå bruker fantasien din og virkelig føler at du lukter på den. Den er der i hånden din og du lukter på den.

Du ser det røde saftige fruktkjøttet vannmelonen består av. Lukk nå øynene...

Hold øynene lukket og forestill deg at du tar en bit. En stor saftig bit.

Du kjenner den sprø konsistensen på fruktkjøttet mellom tennene og mot tungen. Kan du kjenne hvor saftig den er?

Åpne øynene...

Fikk du vann i munnen?

Mange klarer fint å fornemme både lukten og smaken av en vannmelon. Dersom du ikke følte at du klarte det kan du, om du vil, trene deg opp.

Vi har nå demonstrert at hjernen spiller en viktig rolle i opplevelsen av lukt og smak, og at en fornemmelse av lukt og smak kan frembringes uten at det fysiske objektet er tilstede. Det er faktisk slik at vår hjerne ikke klarer å skille mellom tenkt og sanset virkelighet. Derfor betyr miljøfaktorer svært mye for hvordan vi opplever en lukt, da assosiasjoner til lukten er avgjørende for hvordan vi opplever den. Dette gjelder også smakssansen.

Og dette bringer oss til Sentralinstiuttet for industriell forskning, SI, som ble etablert i 1949 av Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsråd. Det skiftet etterhvert navn til Senter for industriforskning og fusjonerte i 1992 med SINTEF og ble SINTEFs Oslo-avdeling.

Innenfor området næringsmiddelkjemi, -teknologi og mikrobiologi står det referert i årsberetningen fra 1966 at «gasskromatografi er et viktig hjelpemiddel i aromaforskningen, hvor man har studert aromadannelse ved røsteprosesser med bl.a. kaffe, og utført forskjellige «headspace»-analyser og orienterende undersøkelser av hermetiske fiskeprodukter».

Her ser vi Hellmut Russwurm jr (10) foran en gasskromatograf. Fokuset mot aromadannelse innen næringsmiddelkjemi var det som senere medførte investeringer i tekninsk utstyr for evaluering av lukt.

NTNF-prosjektet vedrørende aromaforløpere ved røsting av kaffe ble forøvrig avsluttet i 1968. En lavmolekylær fraksjon, som er ansvarlig for en stor del av den aroma som utvikles ved røstingen, ble isolert fra råkaffe.

SI's smaksprøvelaboratorium ble ominnredet i 1968 og trening av smakspanel intensivert.

I disse årene var det også mye arbeid knyttet til aroma, smak og konsistens ved foredling av fiskeråstoff, bl.a. ved varmebehandling.

I 1974 beskrives det at gasskromatograf firekte koblet til massespektrometer også benyttes ved aromaundersøkelser.

Videre sies det:

«Av minst like stor interesse er tilleggsutstyr for luktbedømmelse direkte på fraksjonene som kommer fra gasskromatografen. Utstyret er nytt, men har allerede gitt lovende resultater. Det forventes i de fleste tilfeller å forenkle løsninger av aromaproblemer».

På bildet (11) ser dere Tone Øfsti ved en slik gasskromatograf.

I årsberetningen fra 1977 står teknikken nærmere beskrevet i forbindelse med analyser av luktforbindelser i råvann:

«Luktstoffene er tilstede i så små mengder at direkte analyse av vannet er umulig, og en oppkonsentrering av de flyktige forbindelser er derfor nødvendig. En slik metode er utviklet og tatt i bruk ved SI».

Så følger en beskrivelse av oppkonsentreringsteknikken, som jeg ikke skal komme nærmere inn på her.

«Ved siden av å registrere på en skriver de forskjellige komponentene i en blanding som avgir lukt, er det en ubetinget fordel samtidig å kunne lukte på forbindelsene når de kommer ut av kolonnen. Dette kalles «GC-online-lukting». Det er her montert en splitt ved utløpet av kolonnen som gjør at en viss del går til GC-detektoren, som er koblet til enskriver. Personen ved nesestykket noterer sin øyeblikkelige assosiasjon når lukt merkes, og dette sammenkobles med registreringer fra GC-detektoren som skriveren tegenr opp. Man får på denne måten et bilde av hvilke komponenter i en balnding som avgir lukt, og kan i første omgang konsentrere nærmere undersøkelser om disse.» Tone Øfsti er, som dere ser, klar til å notere assosiasjonene som måtte komme med luktene.

Her ser du et slikt kromatogram. Ved hver topp med lukt, er det notert teknikerens assosiasjon, slik som f.eks.: «nyslått gress», «kloakk», «noe vondt», «sur vaskeklut», etc.

I 1975 kunne det leses i årsberetningen at:

«SI's kompetanse på aromasektoren og i tilknytning til sensoriske analysemetoder har ført til at det kommer stadig spørsmål knyttet til problemer med luktintensitet, ikke bare behagelige, men også uønskede lukter. Dette er et interessant arbeidsfelt i forbindelse med luktforurensing. Terskelverdibestemmelse av lukten har betydning for det indre såvel som det ytre miljø».

Bildet (13) viser olfaktometeret benyttet til bestemmelse av terskelverdier, sannsynligvis anskaffet i 1976 og i bruk til slutten av 2002. Tone Øfsti er luktpanelist på bildet, mens Nils Berg noterer.

SI's metodikk for å ta tak i luktproblematikk bærer øyensynlig frukter, og i årsmeldingen fra 1981 står det:

«Den instrumentelle metode for bestemmelse av flyktige, luktgivende stoffer, som er utviklet og benyttet ved SI, fører praktisk talt alltid til konkrete resultater og løsning av problemene, selv i de tilfeller hvor de samme problemene forgjeves har vært undersøkt i inn- og utlandet, og ofte over lang tid.

Som eksempler kan nevnes eliminering av mangeårige bismaksproblemer i mineralvann, karakterisering av de typiske bismaksgivende stoffer i polyetylen-emballasje og utvelgelse av egnede produksjonsmetoder for smaksfritt papir og papp til næringsmiddelemballasje.

Videre har man karakterisert bismaksgivende stoffer i fisk i vassdrag med utslipp fra celluloseindustrien og funnet at disse er derivater i ved.

I andre tilfeller kunne bismak i konfekt, kjeks, kjøtt, drikkevann og emballasjematerialer føres tilbake til konkrete kilder for luktgivende, flyktige stoffer som prøvene har vært i kontakt med eller i nærheten av... Man har også foretatt undersøkelser av luktproblemer fra fuktige gulv i hus, og hatt oppdrag fra politiet med å påvise identiteten av brennbare væsker ved branntilfeller».

På mange måter markerte dette toppen av glansdagene for luktaktiviteten ved SI.

Næringsmiddelteknologi ble gradvis faset ut. Kromatografikompetansen ble samlet i andre avdelinger enn den avdelingen som fortsatte med luktevalueringer, og denne splittingen medførte at drivkraften ble svekket. Fagpersoner som forsvant ble ikke alltid erstattet, og lukte-GC'n ble faset ut. Olfaktometri og gasskromatografi ble i mindre grad benyttet sammen.

Smakspanelet forsvant. Luktpanelet bestod.

«Olfi», triangelolfaktometeret fra 1976 ble nå i hovedsak benyttet for bestemmelse av luktstyrke i tilknytning til luktproblemer i ytre miljø. Et eksempel er i forbindelse med konstruksjon av renseanlegg for lukt. Her ser vi en utsending, som jobber med å ta prøver fra et biofilter.

I 1992 fusjonerte SI med SINTEF og SI ble SINTEFs Osloavdeling.

Avdeling for mikrobiologi ble stadig mindre og avdelingen ble etterhvert lagt innunder en Trondheimsavdeling før den ble oppløst og luktaktiviteten overflyttet til miljø- og analyseavdelingen i Oslo. Avdeling for Miljøteknologi og analyse. Bildet (16) viser Turid Røneid og Ove Bergersen ved olfaktometeret.

De luktprosjektene som ble gjort var nå utelukkende rettet mot ytre miljø, men oppdragene var gjerne mer komplekse og det ble innledet et samarbeide med NILU i de tilfeller det var behov for spredningsberegninger. Bildet (17) viser Ove Bergersen og Ole Saastad på oppdrag ved en fabrikk i Oslo-området.

Forskningsprogrammet Orio var et viktig forskningsprogram innen gjenbruk av organiske restprodukter og i forbindelse med dette programmet hadde SINTEF flere prosjekter knyttet til sammenhengen mellom lukt og sum organiske flyktige forbindelser målt med fotoionisasjon. Grafen viser at det ble påvist og dokumentert en slik sammenheng. Ove Bergersen, Bjørn Berg (GLT-Avfall), Arne Kvernheim, Erik Nordgaard (Norsk Jordforbedring) og Karina Ødegård var involvert i disse prosjektene og det ble gjennomført målinger ved et titalls komposteringsanlegg gjennom flere årstider.

Vi skriver nå overgangen mellom 2002 og 2003 og det var nå klart at CEN ville vedta en ny standard for hvordan olfaktometriske målinger av lukt skulle gjennmføres. SINTEFs gamle olfaktometer i henhold til en amerikansk standard kunne ikke lenger benyttes og det ble kjøpt inn et nytt olfaktometer for å fullføre Orio-prosjektet med målinger i henhold til den nye standarden. Etterhvert som oppdragene skiftet karakter ble det i siste halvdel av 2004 besluttet å bygge opp kompetanse på spredningsberegninger, da dette ble sett på som viktig for å ivareta totaliteten i de problemstillingene som ble berørt i forhold til luktproblemer. At SFT og Fylkesmenn i større grad krevde spredningsberegninger var medvirkende i denne beslutningen. På samme tid besluttet SINTEF å fase ut sin kommersielle analysevirksomhet, og fra 1. januar 2005 ble avdeling for Miljøteknologi og analyse solgt til Molab, et akseselskap 60 % eid av SINTEF. Poenget med en spredningsberegning er å få et bilde av hvor ofte og mye personer blir eksponert for en lukt. Mange forhold spiller inn, og ved siden av luktemisjonen, som normalt måles, er meteorologi og topografi verdt å nevne. En systematisk gjennomgang av alle luktkilder er nødvendig, og slik blir metodikken Molab jobbet videre med også et forbedringsverktøy til glede for bedriften. Flere oppdrag i 2005 bidro til at Molab spisset sin kompetanse innen prøvetaking, spesielt fra arealkilder, men også systematikk for vurdering av risiko for lukt ble benyttet i evaluering av mulig luktspredning.

 

Så for å oppsummere:

Forskningen på utvikling og evaluering av aromastoffer ved SI var opphavet til ... Luktmålinger ved bruk av luktpanel ved SINTEF, som igjen var opphavet til ... Molab sitt luktpanel, som brukes ved måling av luktkonsentrasjon. I tillegg tilbyr Molab spredningsberegninger.

Takk til Tone Øfsti, Erik Nordgaard, Ove Bergersen og Tormod Briseid for verdifulle bidrag til dette foredraget. Mitt navn er Karina Ødegård. Takk for meg.

 

(Foredraget ble holdt 14. november 2007 i et seminar om lukt arrangert av Molab)