Zapach lub zapach to lotny związek chemiczny, który ludzie i inne zwierzęta postrzegają poprzez węch lub węch. Zapachy są również znane jako aromaty lub aromaty i (jeśli są nieprzyjemne) jako cuchnie, smrodą i śmierdzi. Typ cząsteczki który wytwarza zapach, nazywany jest związkiem aromatycznym lub środkiem zapachowym. Te związki są małe, z masy cząsteczkowe mniej niż 300 daltonów i są łatwo rozproszone w powietrzu ze względu na ich wysoki poziom ciśnienie pary. Zmysł węchu może wykryć bardzo niskie zapachy koncentracje.
Jak działa zapach
Organizmy, które mają węch wykrywaj cząsteczki za pomocą specjalnych neuronów czuciowych zwanych komórkami receptora węchowego (OR). U ludzi komórki te są skupione w tylnej części jamy nosowej. Każdy zmysłowy neuron ma rzęski wystające w powietrze. Na rzęskach znajduje się receptor białka które wiążą się ze związkami aromatycznymi. Kiedy następuje wiązanie, bodziec chemiczny inicjuje sygnał elektryczny w neuronie, który przesyła informacje do nerwu węchowego, który przenosi sygnał do opuszki węchowej mózg. Opuszka węchowa jest częścią układu limbicznego, co wiąże się również z emocjami. Osoba może rozpoznać zapach i powiązać go z doświadczeniem emocjonalnym, ale może nie być w stanie zidentyfikować konkretnych składników zapachu. Wynika to z faktu, że mózg nie interpretuje pojedynczych związków ani ich względnych stężeń, ale mieszaninę związków jako całości. Naukowcy szacują, że ludzie potrafią odróżnić od 10 000 do 1 biliona różnych zapachów.
Istnieje limit progowy dla wykrywania zapachu. Pewna liczba cząsteczek musi wiązać receptory węchowe, aby stymulować sygnał. Pojedynczy związek aromatyczny może być zdolny do wiązania się z dowolnym z kilku różnych receptorów. Transbłonowe białka receptorowe są metaloproteinami, prawdopodobnie zawierającymi jony miedzi, cynku i być może manganu.
Aromat kontra aromat
W chemii organicznej związki aromatyczne to te, które składają się z płaskiej cząsteczki w kształcie pierścienia lub cyklicznej. Najbardziej przypomina strukturę benzenu. Podczas gdy wiele związków aromatycznych ma aromat, słowo „aromatyczny” odnosi się do konkretnej klasy związków organicznych w chemii, a nie do cząsteczek o zapachach.
Technicznie związki aromatyczne obejmują lotne związki nieorganiczne o niskiej masie cząsteczkowej, która może wiązać receptory węchowe. Na przykład siarkowodór (H2S) jest związkiem nieorganicznym o charakterystycznym zapachu zgniłych jaj. Chlor elementarny (Cl2) ma cierpki zapach. Amoniak (NH3) jest kolejnym nieorganicznym środkiem nawaniającym.
Związki aromatyczne według struktury organicznej
Organiczne substancje zapachowe dzielą się na kilka kategorii, w tym estry, terpeny, aminy, związki aromatyczne, aldehydy, alkohole, tiole, ketony i laktony. Oto lista niektórych ważnych związków aromatycznych. Niektóre występują naturalnie, podczas gdy inne są syntetyczne:
| Zapach | Naturalne źródło | |
| Estry | ||
| octan geranylu | róża, owocowy | kwiaty, róża |
| frukton | jabłko | |
| maślan metylu | owoce, ananas, jabłko | Ananas |
| octan etylu | słodki rozpuszczalnik | wino |
| octan izoamylu | owocowy, gruszkowy, bananowy | banan |
| octan benzylu | owocowy, truskawkowy | truskawka |
| Terpeny | ||
| geraniol | kwiatowy, róża | cytryna, geranium |
| citral | cytrynowy | trawa cytrynowa |
| cytronellol | cytrynowy | róża geranium, trawa cytrynowa |
| linalool | kwiatowy, lawendowy | lawenda, kolendra, słodka bazylia |
| limonen | Pomarańczowy | cytryna, pomarańcza |
| kamfora | kamfora | laur kamfora |
| carvone | kminek lub mięta | koperek, kminek, mięta |
| eukaliptol | eukaliptus | eukaliptus |
| Aminy | ||
| trimetyloamina | podejrzany | |
| putrescyna | gnijące mięso | gnijące mięso |
| zwłoki | gnijące mięso | gnijące mięso |
| indol | kał | kał, jaśmin |
| skatole | kał | odchody, kwiaty pomarańczy |
| Alkohol | ||
| mentol | mentol | gatunki mięty |
| Aldehydy | ||
| heksanal | trawiasty | |
| aldehyd izowalerianowy | orzechowy, kakaowy | |
| Aromatyczne | ||
| eugenol | Goździk | Goździk |
| aldehyd cynamonowy | cynamon | cynamon, kasja |
| benzaldehyd | migdałowy | gorzki migdał |
| wanilina | wanilia | wanilia |
| tymol | tymianek | tymianek |
| Tiole | ||
| merkaptan benzylu | czosnek | |
| allilotiol | czosnek | |
| (metylotio) metanotiol | mocz myszy | |
| etyl-merkaptan | zapach dodany do propanu | |
| Laktony | ||
| gamma-nonalakton | orzech kokosowy | |
| gamma-dekalakton | brzoskwinia | |
| Ketony | ||
| 6-acetylo-2,3,4,5-tetrahydropirydyna | świeży chleb | |
| oct-1-en-3-one | metaliczny, krew | |
| 2-acetylo-1-pirolina | ryż jaśminowy | |
| Inne | ||
| 2,4,6-trichloroanizol | zapach skazy korkowej | |
| diacetyl | zapach / smak masła | |
| metylofosfina | czosnek metaliczny |
Wśród „najbardziej zapachowych” substancji zapachowych są metylofosfina i dimetylofosfina, które można wykryć w bardzo małych ilościach. Ludzki nos jest tak wrażliwy na tioaceton, że można go wyczuć w ciągu kilku sekund, jeśli jego pojemnik zostanie otwarty setki metrów dalej.
Zmysł węchu odfiltrowuje ciągłe zapachy, więc osoba nie zdaje sobie z nich sprawy po ciągłym narażeniu. Jednak siarkowodór tłumi zmysł węchu. Początkowo wytwarza silny zapach zepsutych jaj, ale wiązanie cząsteczki z receptorami zapachowymi uniemożliwia im otrzymywanie dodatkowych sygnałów. W przypadku tej konkretnej substancji chemicznej utrata czucia może być śmiertelna, ponieważ jest wyjątkowo toksyczna.
Zastosowania związku aromatycznego
Środki zapachowe są stosowane do wytwarzania perfum, dodawania zapachu toksycznym, bezwonnym związkom (np. Gazowi ziemnemu), w celu poprawy smaku jedzenia i maskowania niepożądanych zapachów. Z ewolucyjnego punktu widzenia w selekcji partnera, w identyfikowaniu bezpiecznej / niebezpiecznej żywności i tworzeniu wspomnień bierze udział zapach. Według Yamazaki i wsp. Ssaki preferencyjnie wybierają partnerów z innym głównym kompleksem zgodności tkankowej (MHC) od własnego. MHC można wykryć za pomocą zapachu. Badania na ludziach potwierdzają ten związek, zauważając, że wpływ na to ma również stosowanie doustnych środków antykoncepcyjnych.
Bezpieczeństwo związku aromatycznego
Niezależnie od tego, czy środek zapachowy występuje naturalnie czy jest wytwarzany syntetycznie, może być niebezpieczny, szczególnie w wysokich stężeniach. Wiele zapachów jest silnymi alergenami. Skład chemiczny substancji zapachowych nie jest regulowany tak samo w poszczególnych krajach. W Stanach Zjednoczonych zapachy stosowane przed Ustawą o kontroli substancji toksycznych z 1976 r. Były stosowane w produktach. Nowe cząsteczki aromatu podlegają przeglądowi i testom pod nadzorem EPA.
Odniesienie
- Yamazaki K, Beauchamp GK, Singer A, Bard J, Boyse EA (luty 1999). „Odortypes: ich pochodzenie i skład”. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 96 (4): 1522–5.
- Wedekind C, Füri S (październik 1997). „Preferencje zapachu ciała u mężczyzn i kobiet: czy mają na celu określone kombinacje MHC, czy po prostu heterozygotyczność?”. Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471–9.