Aroma-verbindingen en hun geuren

Een geur of geur is een vluchtig chemische verbinding die mensen en andere dieren waarnemen door middel van reuk of reukzin. Geuren staan ​​ook bekend als aroma's of geuren en (als ze onaangenaam zijn) als geur, stank en stank. Het type van molecuul die een geur produceert, wordt een aromacompound of een geurstof genoemd. Deze verbindingen zijn klein, met moleculaire gewichten minder dan 300 Dalton, en worden gemakkelijk verspreid in de lucht vanwege hun hoge dampdruk. Het reukvermogen kan geuren detecteren die extreem laag zijn concentraties.

Hoe geur werkt

Organismen die dat wel hebben een reukvermogen detecteren moleculen door speciale sensorische neuronen genaamd olfactorische receptor (OR) cellen. Bij mensen zijn deze cellen geclusterd aan de achterkant van de neusholte. Elke zintuiglijke neuron heeft trilharen die zich in de lucht uitstrekken. Op de trilharen zijn er receptoren eiwitten die binden aan aromaverbindingen. Wanneer er binding optreedt, initieert de chemische stimulus een elektrisch signaal in het neuron, dat verzendt de informatie naar de reukzenuw, die het signaal naar de reukbol brengt de hersenen. De reukbol maakt deel uit van het limbisch systeem, dat ook wordt geassocieerd met emoties. Een persoon kan een geur herkennen en deze in verband brengen met een emotionele ervaring, maar kan mogelijk niet de specifieke componenten van een geur identificeren. Dit komt omdat de hersenen niet afzonderlijke verbindingen of hun relatieve concentraties interpreteren, maar de mix van verbindingen als geheel. Onderzoekers schatten dat mensen tussen 10.000 en een biljoen verschillende geuren kunnen onderscheiden.

instagram viewer

Er is een drempelwaarde voor geurdetectie. Een bepaald aantal moleculen moet olfactorische receptoren binden om een ​​signaal te stimuleren. Een enkele aromacomponent kan in staat zijn te binden aan elk van verschillende receptoren. De transmembraanreceptoreiwitten zijn metalloproteïnen, waarschijnlijk met koper-, zink- en misschien mangaanionen.

Aromatisch versus aroma

Anorganische scheikunde, aromatische verbindingen zijn die die bestaan ​​uit een vlak ringvormig of cyclisch molecuul. De meeste lijken qua structuur op benzeen. Hoewel veel aromatische verbindingen een aroma hebben, verwijst het woord 'aromatisch' naar een specifieke klasse van organische verbindingen in de chemie, niet naar moleculen met geuren.

Technisch gezien omvatten aromacomponenten vluchtig anorganische verbindingen met laagmoleculaire gewichten die reukreceptoren kunnen binden. Bijvoorbeeld waterstofsulfide (H2S) is een anorganische verbinding met een kenmerkende geur van rotte eieren. Elementair chloorgas (Cl2) heeft een bijtende geur. Ammoniak (NH3) is een andere anorganische geurstof.

Aroma-verbindingen door organische structuur

Organische geurstoffen vallen in verschillende categorieën, waaronder esters, terpenen, amines, aromaten, aldehyden, alcoholen, thiolen, ketonen en lactonen. Hier is een lijst met enkele belangrijke aroma's. Sommige komen van nature voor, terwijl andere synthetisch zijn:

Geur Natuurlijke bron
Esters
geranylacetaat roos, fruitig bloemen, roos
fructon appel
methylbutyraat fruit, ananas, appel ananas
Ethylacetaat zoet oplosmiddel wijn
isoamylacetaat fruitig, peer, banaan banaan
benzylacetaat fruitig, aardbei aardbei
Terpenen
geraniol bloemen, roos citroen, geranium
citral citroen citroengras
citronellol citroen rozengeranium, citroengras
linalool bloemen, lavendel lavendel, koriander, zoete basilicum
limoneen oranje citroen, sinaasappel
kamfer kamfer kamfer laurier
carvone karwij of groene munt dille, karwij, groene munt
eucalyptol eucalyptus eucalyptus
Amines
trimethylamine raar
putrescine rottend vlees rottend vlees
kadaverine rottend vlees rottend vlees
indool ontlasting uitwerpselen, jasmijn
skatole ontlasting uitwerpselen, oranjebloesem
Alcohol
menthol menthol muntsoorten
Aldehyden
hexanal met gras begroeid
isovaleraldehyde nootachtig, cacao
Aromaten
eugenol kruidnagel kruidnagel
kaneelaldehyde kaneel kaneel, cassia
benzaldehyde amandel bittere amandel
vanilline vanille vanille
thymol tijm tijm
Thiols
benzyl mercaptan knoflook
allyl thiol knoflook
(methylthio) methaanthiol muis urine
ethyl-mercaptan de geur die aan propaan werd toegevoegd
Lactonen
gamma-nonalacton kokosnoot
gamma-decalacton perzik
Ketonen
6-acetyl-2,3,4,5-tetrahydropyridine vers brood
oct-1-en-3-one metaalachtig, bloed
2-acetyl-1-pyrroline Jasmijn rijst
Anderen
2,4,6-trichlooranisool de geur van kurkgeur
diacetyl boter geur / smaak
methylfosfine metallic knoflook

Tot de "geurigste" geurstoffen behoren methylfosfine en dimethylfosfine, die in extreem kleine hoeveelheden kunnen worden gedetecteerd. De menselijke neus is zo gevoelig voor thioaceton dat hij binnen enkele seconden kan ruiken als een container ervan honderden meters verderop wordt geopend.

Het reukvermogen filtert constante geuren uit, zodat een persoon deze niet opmerkt na continue blootstelling. Waterstofsulfide vermindert echter het reukvermogen. Aanvankelijk produceert het een sterke rotte eiergeur, maar binding van het molecuul aan geurreceptoren voorkomt dat ze extra signalen ontvangen. In het geval van deze specifieke chemische stof kan het verlies van gevoel dodelijk zijn, omdat het uiterst giftig is.

Aroma-samengestelde toepassingen

Geurstoffen worden gebruikt om parfums te maken, om geur toe te voegen aan giftige, geurloze verbindingen (bijv. Aardgas), om de smaak van voedsel te verbeteren en om ongewenste geuren te maskeren. Vanuit evolutionair oogpunt is een geur betrokken bij de selectie van partners, het identificeren van veilig / onveilig voedsel en het vormen van herinneringen. Volgens Yamazaki et al. Selecteren zoogdieren bij voorkeur partners met een ander belangrijk histocompatibiliteitscomplex (MHC) dan hun eigen. MHC kan worden gedetecteerd via geur. Studies bij mensen ondersteunen dit verband en wijzen erop dat het ook wordt beïnvloed door het gebruik van orale anticonceptiva.

Aroma Compound Safety

Of een geurstof van nature voorkomt of synthetisch wordt geproduceerd, het kan onveilig zijn, vooral in hoge concentraties. Veel geuren zijn krachtige allergenen. De chemische samenstelling van geurstoffen is niet van het ene land naar het andere geregeld. In de Verenigde Staten waren geurstoffen die in gebruik waren vóór de Toxic Substances Control Act van 1976 grootvader voor gebruik in producten. Nieuwe aromamoleculen worden beoordeeld en getest onder toezicht van de EPA.

Referentie

  • Yamazaki K, Beauchamp GK, Singer A, Bard J, Boyse EA (februari 1999). 'Odortypes: hun oorsprong en samenstelling.' Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (4): 1522–5.
  • Wedekind C, Füri S (oktober 1997). "Lichaamsgeurvoorkeuren bij mannen en vrouwen: streven ze naar specifieke MHC-combinaties of gewoon heterozygositeit?". Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471–9.