Aromātu savienojumi un to smakas

Smarža vai smaka ir a gaistošs ķīmisks savienojums, ko cilvēki un citi dzīvnieki uztver ar ožas vai ožas palīdzību. Smaržas sauc arī par aromātiem vai smaržvielām un (ja tās ir nepatīkamas) kā aromātiem, smaržām un smirdoņiem. Veids molekulas kas rada smaku, tiek saukts par aromāta savienojumu vai par smaržvielu. Šie savienojumi ir mazi, ar molekulārie svari mazāk nekā 300 daltonu, un to lielā daudzuma dēļ tie viegli izkliedējas gaisā tvaika spiediens. Smaržas sajūta var atklāt smakas ir ārkārtīgi zema koncentrācijas.

Organismi, kuriem ir oža noteikt molekulas ar īpašiem maņu neironiem, ko sauc par ožas receptoru (OR) šūnām. Cilvēkiem šīs šūnas ir saliktas deguna dobuma aizmugurē. Katra maņa neirons ir cilijas, kas izplešas gaisā. Uz cilia ir receptori olbaltumvielas kas saistās ar aromātu savienojumiem. Kad notiek saistīšanās, ķīmiskais stimuls neironā ierosina elektrisko signālu, kas pārraida informāciju uz ožas nervu, kas signālu nes uz ožas spuldzi smadzenes. Ožas spuldze ir daļa no limbiskās sistēmas, kas ir saistīta arī ar emocijām. Persona var atpazīt smaku un saistīt to ar emocionālu pārdzīvojumu, tomēr, iespējams, nespēj identificēt smaržas īpašās sastāvdaļas. Tas notiek tāpēc, ka smadzenes interpretē nevis atsevišķus savienojumus vai to relatīvo koncentrāciju, bet gan savienojumu sajaukumu kopumā. Pētnieku aplēses liecina, ka cilvēki var atšķirt no 10 000 līdz viens triljons dažādu smaku.

Smaržas noteikšanai ir noteikts slieksnis. Noteiktam skaitam molekulu jāsaista ožas receptori, lai stimulētu signālu. Viens aromāta savienojums var būt spējīgs saistīties ar vairākiem dažādiem receptoriem. Transmembranālie receptoru proteīni ir metalloproteīni, iespējams, iesaistot vara, cinka un, iespējams, mangāna jonus.

Organiskajā ķīmijā aromātiskie savienojumi ir tie, kas sastāv no plānas gredzena vai cikliskas molekulas. Lielākā daļa pēc struktūras atgādina benzolu. Lai arī daudziem aromātiskiem savienojumiem ir aromāts, vārds “aromātisks” attiecas uz noteiktu organisko savienojumu klasi ķīmijā, nevis uz molekulām ar smaržām.

Tehniski aromātu savienojumi ietver gaistošus neorganiskie savienojumi ar mazu molekulmasu, kas var saistīt ožas receptorus. Piemēram, sērūdeņradis (H₂S) ir neorganisks savienojums, kam ir raksturīga sapuvušu olu smarža. Elementārā hlora gāze (Cl₂) ir asa smaka. Amonjaks (NH₃) ir vēl viens neorganisks odorants.

Organiskos smaržvielas iedala vairākās kategorijās, ieskaitot esterus, terpēnus, amīnus, aromātiskos savienojumus, aldehīdus, spirtus, tiolus, ketonus un laktonus. Šeit ir saraksts ar dažiem svarīgiem aromātu savienojumiem. Daži no tiem rodas dabiski, bet citi ir sintētiski:

Starp smaržīgākajiem "smaržīgākajiem" pieder metilfosfīns un dimetilfosfīns, ko var noteikt ārkārtīgi mazos daudzumos. Cilvēka deguns ir tik jutīgs pret tioacetonu, ka dažu sekunžu laikā to var saost, ja tā trauks tiek atvērts simtiem metru attālumā.

Smaržas izjūta izfiltrē pastāvīgas smakas, tāpēc cilvēks pēc nepārtrauktas iedarbības tās nezina. Tomēr sērūdeņradis mazina ožas sajūtu. Sākumā tas rada spēcīgu sapuvušu olu smaku, bet molekulas saistīšanās ar smakas receptoriem neļauj viņiem saņemt papildu signālus. Šīs konkrētās ķīmiskās vielas dēļ sensācijas zudums var būt nāvējošs, jo tas ir ārkārtīgi toksisks.

Smaržas tiek izmantotas smaržu izgatavošanai, toksisko, bez smaržas savienojumu (piemēram, dabasgāzes) smaku pievienošanai, pārtikas aromāta uzlabošanai un nevēlamo smaržu maskēšanai. No evolūcijas viedokļa aromāts ir iesaistīts palīgu izvēlē, drošas / nedrošas pārtikas identificēšanā un atmiņu veidošanā. Saskaņā ar Yamazaki et al., Zīdītāji galvenokārt izvēlas tēvus ar atšķirīgu galveno histocompatibility complex (MHC) nekā viņu pašu. MHC var noteikt ar smaržu. Pētījumi ar cilvēkiem atbalsta šo saistību, atzīmējot, ka to ietekmē arī perorālo kontracepcijas līdzekļu lietošana.

Neatkarīgi no tā, vai smaržviela rodas dabiski vai tiek ražota sintētiski, tas var būt nedrošs, īpaši lielās koncentrācijās. Daudzi aromāti ir spēcīgi alergēni. Smaržvielu ķīmiskais sastāvs dažādās valstīs nav vienāds. Amerikas Savienotajās Valstīs tika atdalītas smaržvielas, kas tika izmantotas pirms 1976. gada Toksisko vielu kontroles likuma, lai tās izmantotu izstrādājumos. Jaunās aromāta molekulas ir jāpārskata un jāpārbauda EPA uzraudzībā.

• Yamazaki K, Beauchamp GK, Dziedātājs A, Bard J, Boyse EA (1999. gada februāris). "Odortipi: to izcelsme un sastāvs." Proc. Natl. Acad. Sci. ASV 96 (4): 1522–5.
• Wedekind C, Füri S (1997. gada oktobris). "Ķermeņa smaržas izvēles vīriešiem un sievietēm: vai to mērķis ir noteiktas MHC kombinācijas vai vienkārši heterozigotiskums?". Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471–9.