Het reukvermogen is een van de basiszintuigen van diersoorten. Het is van cruciaal belang om voedsel te vinden, aantrekkingskracht te realiseren en gevaar te voelen. Mensen detecteren geuren of geurstoffen met reukreceptoren die tot expressie worden gebracht in reukzenuwcellen. Deze olfactorische indrukken van geurstoffen op zenuwcellen worden geassocieerd met hun moleculaire kenmerken en fysisch-chemische eigenschappen. Hierdoor is het mogelijk om geuren op maat te maken voor het creëren van een beoogde geurindruk. De huidige methoden voorspellen alleen olfactorische indrukken op basis van de fysisch-chemische kenmerken van geurstoffen. Maar die methode kan de detectiegegevens niet voorspellen, wat onmisbaar is voor het creëren van geuren.

Om dit probleem aan te pakken, hebben wetenschappers van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) de innovatieve strategie gebruikt om het omgekeerde probleem op te lossen. In plaats van de geur te voorspellen op basis van moleculaire gegevens, voorspelt deze methode moleculaire kenmerken op basis van de geurindruk. Dit wordt bereikt met behulp van standaard massaspectrumgegevens en machine learning (ML) -modellen.

"We gebruikten een op machine learning gebaseerd geurvoorspellend model dat we eerder hadden ontwikkeld om de geurindruk te verkrijgen. Vervolgens voorspelden we het massaspectrum van geurindruk omgekeerd op basis van het eerder ontwikkelde voorwaartse model", legt professor Takamichi Nakamoto uit, de leider van de onderzoeksinspanningen van Tokyo Tech. De bevindingen zijn gepubliceerd in PLOS ONE .

De massaspectra van geurmengsels worden verkregen door een lineaire combinatie van de massaspectra van afzonderlijke componenten. Deze eenvoudige methode zorgt voor een snelle voorbereiding van de voorspelde spectra van geurmengsels en kan ook de benodigde mengverhouding voorspellen, een belangrijk onderdeel van het recept voor nieuwe geurbereiding.

"We laten bijvoorbeeld zien welke moleculen het massaspectrum van appelsmaak geven met verbeterde 'fruit' en 'zoete' indrukken. Onze analysemethode laat zien dat combinaties van 59 of 60 moleculen hetzelfde massaspectrum geven als die verkregen uit de gespecificeerde geurimpressie. Met deze informatie en de juiste mengverhouding die nodig is voor een bepaalde indruk, kunnen we theoretisch de gewenste geur maken", zegt prof. Nakamoto.

Deze nieuwe methode die in deze studie wordt beschreven, kan zeer nauwkeurige voorspellingen opleveren van de fysisch-chemische eigenschappen van geurmengsels, evenals de mengverhoudingen die nodig zijn om ze te bereiden, waardoor de deur wordt geopend naar eindeloze op maat gemaakte geuren. + Verder verkennen

Kunstmatige recreatie van geuren met behulp van een olfactorisch display met meerdere componenten