Tra i cinque i sensi, l’olfatto ha il meccanismo molecolare più complesso. Comprende centinaia di proteine recettrici che consentono di rilevare e discriminare migliaia di molecole odorose. Il sequenziamento del genoma umano e i progressi negli strumenti genomici hanno migliorato la comprensione di questo sistema biologico. Ogni cellula recettrice olfattiva esprime solo un tipo di recettore olfattivo e ogni recettore rileva un numero limitato di sostanze odorose.
Quando un recettore olfattivo è attivato da una molecola odorosa, la cellula recettrice genera un segnale elettrico poi inviato al cervello. I percorsi di percezione dell’aroma sono due. Il primo è la rilevazione ortonasale che si ha odorando il cibo. Le molecole entrano nel naso e raggiungono i recettori. Il secondo è la rilevazione retronasale che si ha in seguito a masticazione e deglutizione. La masticazione rilascia le sostanze aromatiche. Le molecole aromatiche del cibo deglutito passano nella gola e poi nel naso con l’espirazione.
La percezione dell’aroma e il suo riconoscimento dipendono dalle caratteristiche delle molecole odorose e dalla loro concentrazione, dalla fisiologia nasale e orale della mucosa e del microbiota, dalle esperienze e dai ricordi dell’individuo e dalla sua acutezza sensoriale. Nella stessa persona le soglie di un dato composto e la percezione degli stessi aromi possono cambiare in funzione degli stati d’animo, del bioritmo, dello stato di fame o sazietà e con l’età. Ogni recettore olfattivo attiva una proteina G cui è accoppiato.
Questa stimola la formazione di cAMP (adenosina monofosfato ciclico), una molecola messaggera che attiva i canali ionici e di conseguenza la cellula. Le sostanze odorose sono composti chimici volatili o semi-volatili accomunati da un basso peso molecolare. Quando sono rilasciate dagli alimenti creano una nube olfattiva che contiene numerosissimi componenti volatili non sempre facilmente identificabili. Il singolo aroma naturale può contenere migliaia di componenti volatili, alcuni dei quali presenti in tracce.
Le ricerche per individuarli si sono concentrate sulla cromatografia gassosa bidimensionale e la spettrometria di massa a tempo di volo (GC×GC-ToFMS) combinate con tecniche di microestrazione senza solventi nello spazio di testa. I dati raccolti sono elaborati e analizzati dalla intelligenza artificiale. Sono inoltre stati messi a punto metodi innovativi che combinano dati sensoriali e strumentali, vale a dire la gascromatografia-olfattometria (GC-O) o nasi elettronici combinati con tecniche di digitalizzazione degli odori e dalla sensomica. Sono approcci analitici in più fasi utilizzati per ottenere l’immagine multiparte dell’odore di un alimento, inclusa l’identificazione e la quantificazione accurata delle molecole odoranti.
La sensomica aiuta nella mappatura delle molecole chiave dell’aroma e del gusto, percepite dai recettori chemiosensoriali e integrate dal cervello. L’olfatto digitale imita il processo mediante il quale il cervello identifica e differenzia gli odori, coinvolgendo un sensore, che funge da naso o recettore per le molecole di aroma, e un software associato che interpreta le informazioni ricevute dal sensore in base a un database precedentemente raccolto e analizzato e le presenta digitalmente. L’evoluzione dell’olfatto digitale è indirizzata verso la tecnologia del profumo digitale che permette di rilevare, trasmettere e ricevere media digitali abilitati all’olfatto (come pagine web, videogiochi, film e musica).
