Αρωματικές ενώσεις και οσμές τους

Μια οσμή ή οσμή είναι α πτητικός χημική ένωση που οι άνθρωποι και τα άλλα ζώα αντιλαμβάνονται μέσω της αίσθησης της οσμής ή της όσφρησης. Οι οσμές είναι επίσης γνωστές ως αρώματα ή αρώματα και (αν είναι δυσάρεστες) ως μυρωδιές, μουντζούρες και βρωμιά. Ο τύπος του μορίου που παράγει μια οσμή ονομάζεται ένωση αρώματος ή οσμή. Αυτά τα ενώσεις είναι μικρές, με μοριακά βάρη λιγότερο από 300 Daltons, και διασκορπίζονται εύκολα στον αέρα λόγω του υψηλού τους πίεση ατμού. Η αίσθηση της οσμής μπορεί να ανιχνεύσει οσμές είναι εξαιρετικά χαμηλή συγκεντρώσεις.

Οργανισμοί που έχουν μια αίσθηση της όσφρησης ανιχνεύουν μόρια από ειδικούς αισθητήριους νευρώνες που ονομάζονται κύτταρα οφθαλμικού υποδοχέα (OR). Στους ανθρώπους αυτά τα κύτταρα συγκεντρώνονται στο πίσω μέρος της ρινικής κοιλότητας. Κάθε αισθητήριο νευρώνας έχει βλεφαρίδες που εκτείνονται στον αέρα. Στο κλοιό, υπάρχουν υποδοχείς πρωτεΐνες που δεσμεύουν τις ενώσεις αρώματος. Όταν συμβαίνει σύνδεση, το χημικό ερέθισμα εκκινεί ένα ηλεκτρικό σήμα στον νευρώνα, το οποίο μεταδίδει την πληροφορία στο οσφρητικό νεύρο, το οποίο μεταφέρει το σήμα στον οσφρητικό βολβό στο ο εγκέφαλος. Ο οσφρητικός βολβός είναι μέρος του σωματικού συστήματος, το οποίο επίσης συνδέεται με τα συναισθήματα. Ένα άτομο μπορεί να αναγνωρίσει μια οσμή και να το συσχετίσει με μια συναισθηματική εμπειρία, ωστόσο μπορεί να μην είναι σε θέση να προσδιορίσει τα συγκεκριμένα συστατικά μιας μυρωδιάς. Αυτό συμβαίνει επειδή ο εγκέφαλος δεν ερμηνεύει τις μεμονωμένες ενώσεις ή τις σχετικές συγκεντρώσεις τους, αλλά το μίγμα των ενώσεων ως σύνολο. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι άνθρωποι μπορούν να διακρίνουν μεταξύ 10.000 και ενός τρισεκατομμυρίου διαφορετικών οσμών.

Υπάρχει ένα όριο για την ανίχνευση της οσμής. Ένας ορισμένος αριθμός μορίων χρειάζεται να δεσμεύει οσφρητικούς υποδοχείς για να διεγείρει ένα σήμα. Μια απλή ένωση αρώματος μπορεί να είναι ικανή να δεσμεύεται σε οποιονδήποτε από διάφορους διαφορετικούς υποδοχείς. Οι πρωτεΐνες διαμεμβρανικού υποδοχέα είναι μεταλλοπρωτεΐνες, πιθανώς που εμπλέκουν χαλκό, ψευδάργυρο και ίσως ιόντα μαγγανίου.

Στην οργανική χημεία, αρωματικές ενώσεις είναι αυτά που αποτελούνται από ένα επίπεδο δακτυλιοειδές ή κυκλικό μόριο. Οι περισσότεροι μοιάζουν με βενζόλιο σε δομή. Ενώ πολλές αρωματικές ενώσεις έχουν ένα άρωμα, η λέξη "αρωματικό" αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη κατηγορία οργανικών ενώσεων στη χημεία, όχι σε μόρια με αρώματα.

Τεχνικά, οι ενώσεις αρώματος περιλαμβάνουν πτητικά ανόργανες ενώσεις με χαμηλά μοριακά βάρη που μπορούν να δεσμεύσουν οσφρητικούς υποδοχείς. Για παράδειγμα, υδρόθειο (Η₂S) είναι μια ανόργανη ένωση που έχει ένα ξεχωριστό άσχημο άρωμα αυγού. Στοιχειακό αέριο χλωρίου (Cl₂) έχει οξεία μυρωδιά. Αμμωνία (ΝΗ₃) είναι μια άλλη ανόργανη οσμή.

Οι οργανικές οσμές εμπίπτουν σε διάφορες κατηγορίες, όπως εστέρες, τερπένια, αμίνες, αρωματικά, αλδεΰδες, αλκοόλες, θειόλες, κετόνες και λακτόνες. Ακολουθεί μια λίστα με μερικές σημαντικές ενώσεις αρώματος. Ορισμένα συμβαίνουν φυσικά, ενώ άλλα είναι συνθετικά:

Μεταξύ των "πιο εύθραυστων" οσμών είναι η μεθυλοφωσφίνη και η διμεθυλοφωσφίνη, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν σε εξαιρετικά χαμηλές ποσότητες. Η ανθρώπινη μύτη είναι τόσο ευαίσθητη στη θειοακετόνη ώστε να μπορεί να μύριζε μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα αν ένα εμπορευματοκιβώτιο ανοίγεται σε εκατοντάδες μέτρα μακριά.

Η αίσθηση της μυρωδιάς φιλτράρει τις συνεχείς μυρωδιές, οπότε ένα άτομο δεν τους γνωρίζει μετά από συνεχή έκθεση. Ωστόσο, το υδρόθειο καταστρέφει την αίσθηση της όσφρησης. Αρχικά, παράγει μια ισχυρή μυρωδιά σάπιου αυγού, αλλά η σύνδεση του μορίου με τους οσφρητικούς υποδοχείς τους εμποδίζει να λαμβάνουν πρόσθετα σήματα. Στην περίπτωση αυτού του συγκεκριμένου χημικού, η απώλεια της αίσθησης μπορεί να είναι θανατηφόρα, καθώς είναι εξαιρετικά τοξική.

Οι οσμές χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αρωμάτων, για την προσθήκη οσμών σε τοξικές, άοσμες ενώσεις (π.χ. φυσικό αέριο), για την ενίσχυση της γεύσης των τροφίμων και για την κάλυψη των ανεπιθύμητων αρωμάτων. Από μια εξελικτική σκοπιά, ένα άρωμα εμπλέκεται στην επιλογή του συντρόφου, στην ταυτοποίηση του ασφαλούς / μη ασφαλούς φαγητού και στη δημιουργία μνήμης. Σύμφωνα με τους Yamazaki κ.ά., τα θηλαστικά επιλέγουν κατά προτίμηση τους συζύγους με ένα διαφορετικό κύριο σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (MHC) από το δικό τους. Το MHC μπορεί να ανιχνευθεί μέσω αρώματος. Μελέτες σε ανθρώπους υποστηρίζουν αυτή τη σχέση, σημειώνοντας ότι επηρεάζεται επίσης από τη χρήση αντισυλληπτικών από το στόμα.

Είτε υπάρχει οσμή φυσικά είτε παράγεται συνθετικά, μπορεί να είναι μη ασφαλής, ειδικά σε υψηλές συγκεντρώσεις. Πολλά αρώματα είναι ισχυρά αλλεργιογόνα. Η χημική σύνθεση των αρωμάτων δεν ρυθμίζεται από τη μια χώρα στην άλλη. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα αρώματα που χρησιμοποιήθηκαν πριν από τον νόμο για τον έλεγχο των τοξικών ουσιών του 1976 εισήχθησαν για χρήση σε προϊόντα. Τα νέα μόρια αρώματος υποβάλλονται σε ανασκόπηση και δοκιμές, υπό την επίβλεψη της ΣΟΕΣ.

• Yamazaki Κ, Beauchamp GK, Singer Α, Bard J, Boyse ΕΑ (Φεβρουάριος 1999). "Οδοντότυποι: η προέλευση και η σύνθεση τους". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (4): 1522-5.
• Wedekind Ο, Füri S (Οκτώβριος 1997). "Προτιμήσεις οσμής σώματος σε άντρες και γυναίκες: στοχεύουν σε συγκεκριμένους συνδυασμούς MHC ή απλά ετερόζυσο;". Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471–9.