Αρωματικές ενώσεις και οι οσμές τους
Μια οσμή ή οσμή είναι μια πτητική χημική ένωση που αντιλαμβάνονται οι άνθρωποι και άλλα ζώα μέσω της αίσθησης της όσφρησης ή της όσφρησης. Οι οσμές είναι επίσης γνωστές ως αρώματα ή αρώματα και (εάν είναι δυσάρεστες) ως άρωμα, δυσωδία και βρώμα. Ο τύπος του μορίου που παράγει μια οσμή ονομάζεται αρωματική ένωση ή αρωματικό. Αυτές οι ενώσεις είναι μικρές, με μοριακά βάρη μικρότερα από 300 Daltons και διασκορπίζονται εύκολα στον αέρα λόγω της υψηλής τάσης ατμών τους. Η όσφρηση μπορεί να ανιχνεύσει οσμές είναι εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις.
Πώς λειτουργεί η οσμή
Οι οργανισμοί που έχουν όσφρηση ανιχνεύουν μόρια από ειδικούς αισθητήριους νευρώνες που ονομάζονται κύτταρα οσφρητικού υποδοχέα (OR). Στον άνθρωπο, αυτά τα κύτταρα συγκεντρώνονται στο πίσω μέρος της ρινικής κοιλότητας. Κάθε αισθητήριος νευρώνας έχει βλεφαρίδες που εκτείνονται στον αέρα. Στις βλεφαρίδες, υπάρχουν πρωτεΐνες υποδοχέα που συνδέονται με αρωματικές ενώσεις. Όταν συμβαίνει δέσμευση, το χημικό ερέθισμα εκκινεί ένα ηλεκτρικό σήμα στον νευρώνα, το οποίο μεταδίδει τις πληροφορίες στο οσφρητικό νεύρο, το οποίο μεταφέρει το σήμα στον οσφρητικό βολβό στον εγκέφαλο. Ο οσφρητικός βολβός είναι μέρος του μεταιχμιακού συστήματος, το οποίο συνδέεται επίσης με τα συναισθήματα. Ένα άτομο μπορεί να αναγνωρίσει μια μυρωδιά και να τη συσχετίσει με μια συναισθηματική εμπειρία, αλλά μπορεί να μην μπορεί να αναγνωρίσει τα συγκεκριμένα συστατικά ενός αρώματος. Αυτό συμβαίνει επειδή ο εγκέφαλος δεν ερμηνεύει μεμονωμένες ενώσεις ή τις σχετικές συγκεντρώσεις τους, αλλά το μείγμα των ενώσεων ως σύνολο. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι άνθρωποι μπορούν να διακρίνουν από 10.000 έως ένα τρισεκατομμύριο διαφορετικές οσμές.
Υπάρχει ένα όριο για την ανίχνευση οσμών. Ένας ορισμένος αριθμός μορίων χρειάζεται να δεσμεύσει τους οσφρητικούς υποδοχείς για να διεγείρει ένα σήμα. Μια μεμονωμένη αρωματική ένωση μπορεί να είναι ικανή να συνδέεται με οποιονδήποτε από πολλούς διαφορετικούς υποδοχείς. Οι πρωτεΐνες των διαμεμβρανικών υποδοχέων είναι μεταλλοπρωτεΐνες, που πιθανώς περιλαμβάνουν ιόντα χαλκού, ψευδαργύρου και ίσως μαγγανίου.
Aromatic Versus Aroma
Στην οργανική χημεία, οι αρωματικές ενώσεις είναι εκείνες που αποτελούνται από ένα επίπεδο μόριο σε σχήμα δακτυλίου ή κυκλικό. Τα περισσότερα μοιάζουν με το βενζόλιο στη δομή. Ενώ πολλές αρωματικές ενώσεις έχουν όντως άρωμα, η λέξη "αρωματική" αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη κατηγορία οργανικών ενώσεων στη χημεία και όχι σε μόρια με αρώματα.
Τεχνικά, οι αρωματικές ενώσεις περιλαμβάνουν πτητικές ανόργανες ενώσεις με χαμηλό μοριακό βάρος που μπορούν να δεσμεύσουν τους οσφρητικούς υποδοχείς. Για παράδειγμα, υδρόθειο (H2 S) είναι μια ανόργανη ένωση που έχει ένα χαρακτηριστικό άρωμα σάπιου αυγού. Στοιχειακό αέριο χλώριο (Cl2 ) έχει έντονη μυρωδιά. Αμμωνία (NH3 ) είναι ένα άλλο ανόργανο αρωματικό.
Αρωματικές ενώσεις από οργανική δομή
Τα οργανικά αρωματικά εμπίπτουν σε διάφορες κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένων των εστέρων, των τερπενίων, των αμινών, των αρωματικών, των αλδεΰδων, των αλκοολών, των θειόλων, των κετόνων και των λακτόνων. Ακολουθεί μια λίστα με μερικές σημαντικές αρωματικές ενώσεις. Ορισμένα εμφανίζονται φυσικά, ενώ άλλα είναι συνθετικά:
| Οσμή | Φυσική πηγή | |
| Εστέρες | ||
| οξικός γερανυλεστέρας | ροζ, φρουτώδες | λουλούδια, τριαντάφυλλο |
| φρουκτόνη | μήλο | |
| βουτυρικός μεθυλεστέρας | φρούτα, ανανάς, μήλο | ανανάς |
| οξικός αιθυλεστέρας | γλυκός διαλύτης | κρασί |
| οξικός ισοαμυλεστέρας | φρουτώδες, αχλάδι, μπανάνα | μπανάνα |
| οξικός βενζυλεστέρας | φρουτώδες, φράουλα | φράουλα |
| Τερπένια | ||
| γερανιόλη | λουλουδάτο, τριαντάφυλλο | λεμόνι, γεράνι |
| κιτράλη | λεμόνι | λεμονόχορτο |
| κιτρονελλόλη | λεμόνι | ροζ γεράνι, λεμονόχορτο |
| linalool | λουλουδάτο, λεβάντα | λεβάντα, κόλιανδρος, γλυκός βασιλικός |
| λιμονένιο | πορτοκαλί | λεμόνι, πορτοκάλι |
| καμφορά | καμφορά | δάφνη καμφοράς |
| καρβόνε | κύμινο ή δυόσμος | άνηθος, κύμινο, δυόσμος |
| ευκαλυπτόλη | ευκάλυπτος | ευκάλυπτος |
| Αμίνες | ||
| τριμεθυλαμίνη | ψάρι | |
| putrescine | σάπιο κρέας | σάπιο κρέας |
| πτωματικό | σάπιο κρέας | σάπιο κρέας |
| ινδόλη | περιττώματα | περιττώματα, γιασεμί |
| σκατόλε | περιττώματα | περιττώματα, άνθη πορτοκαλιάς |
| Οινόπνευμα | ||
| μενθόλη | μενθόλη | είδος μέντας |
| Αλδεΰδες | ||
| εξανικό | γρασίδι | |
| ισοβαλεραλδεΰδη | καρύδι, κακάο | |
| Αρωματικά | ||
| ευγενόλη | γαρύφαλλο | γαρύφαλλο |
| κινναμαλδεΰδη | κανέλα | κανέλα, κασσία |
| βενζαλδεΰδη | αμύγδαλο | πικραμύγδαλο |
| βανιλίνη | βανίλια | βανίλια |
| θυμόλη | θυμάρι | θυμάρι |
| Θειόλες | ||
| βενζυλομερκαπτάνη | σκόρδο | |
| αλλυλ θειόλη | σκόρδο | |
| (μεθυλθειο)μεθαναθειόλη | ούρα ποντικιού | |
| αιθυλο-μερκαπτάνη | η μυρωδιά προστέθηκε στο προπάνιο | |
| Λακτόνες | ||
| γάμα-νοναλακτόνη | καρύδα | |
| γάμα-δεκαλακτόνη | ροδακινί | |
| Κετόνες | ||
| 6-ακετυλ-2,3,4,5-τετραϋδροπυριδίνη | φρέσκο ψωμί | |
| oct-1-en-3-one | μεταλλικό, αίμα | |
| 2-ακετυλ-1-πυρρολίνη | ρύζι γιασεμί | |
| Άλλα | ||
| 2,4,6-τριχλωροανισόλη | το άρωμα του φελλού | |
| διακετυλ | άρωμα/άρωμα βουτύρου | |
| μεθυλφωσφίνη | μεταλλικό σκόρδο |
Μεταξύ των πιο «μυρωδάτων» από τα αρωματικά είναι η μεθυλφωσφίνη και η διμεθυλφωσφίνη, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν σε εξαιρετικά χαμηλές ποσότητες. Η ανθρώπινη μύτη είναι τόσο ευαίσθητη στη θειοακετόνη που μπορεί να την μυρίσει μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα αν ανοίξει ένα δοχείο της εκατοντάδες μέτρα μακριά.
Η αίσθηση της όσφρησης φιλτράρει τις συνεχείς οσμές, με αποτέλεσμα ένα άτομο να τις αγνοεί μετά από συνεχή έκθεση. Ωστόσο, το υδρόθειο νεκρώνει την αίσθηση της όσφρησης. Αρχικά, παράγει μια έντονη μυρωδιά σάπιου αυγού, αλλά η δέσμευση του μορίου με τους υποδοχείς οσμής τους εμποδίζει να λαμβάνουν πρόσθετα σήματα. Στην περίπτωση της συγκεκριμένης χημικής ουσίας, η απώλεια της αίσθησης μπορεί να είναι θανατηφόρα, καθώς είναι εξαιρετικά τοξική.
Χρήσεις ένωσης αρώματος
Τα οσμητικά χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αρωμάτων, για την προσθήκη οσμής σε τοξικές, άοσμες ενώσεις (π.χ. φυσικό αέριο), για την ενίσχυση της γεύσης των τροφίμων και για την κάλυψη ανεπιθύμητων μυρωδιών. Από εξελικτική άποψη, ένα άρωμα εμπλέκεται στην επιλογή συντρόφου, στον εντοπισμό ασφαλών/μη ασφαλών τροφίμων και στη δημιουργία αναμνήσεων. Σύμφωνα με τους Yamazaki et al., τα θηλαστικά επιλέγουν κατά προτίμηση συντρόφους με διαφορετικό κύριο σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (MHC) από το δικό τους. Το MHC μπορεί να ανιχνευθεί μέσω της μυρωδιάς. Μελέτες σε ανθρώπους υποστηρίζουν αυτή τη σύνδεση, επισημαίνοντας ότι επηρεάζεται επίσης από τη χρήση από του στόματος αντισυλληπτικών.
Ασφάλεια σύνθεσης αρώματος
Είτε ένα αρωματικό υπάρχει φυσικά είτε παράγεται συνθετικά, μπορεί να μην είναι ασφαλές, ειδικά σε υψηλές συγκεντρώσεις. Πολλά αρώματα είναι ισχυρά αλλεργιογόνα. Η χημική σύνθεση των αρωμάτων δεν ρυθμίζεται το ίδιο από τη μια χώρα στην άλλη. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα αρώματα που χρησιμοποιούνταν πριν από τον νόμο για τον έλεγχο των τοξικών ουσιών του 1976 χρησιμοποιήθηκαν για χρήση σε προϊόντα. Τα νέα μόρια αρώματος υπόκεινται σε έλεγχο και δοκιμή, υπό την επίβλεψη της EPA.
Αναφορά
- Yamazaki K, Beauchamp GK, Singer A, Bard J, Boyse EA (Φεβρουάριος 1999). "Οσμές:η προέλευση και η σύνθεσή τους." Proc. Natl. Ακαδ. Επιστημ. Η.Π.Α. 96 (4):1522–5.
- Wedekind C, Füri S (Οκτώβριος 1997). «Προτιμήσεις οσμών σώματος σε άνδρες και γυναίκες:στοχεύουν σε συγκεκριμένους συνδυασμούς MHC ή απλώς ετεροζυγωτία;». Proc. Biol. Επιστημ. 264 (1387):1471–9.
