The  Day  After  No. 383-  Poczuj Święta..... poczuj wenę twórczą

M. Janecka H. P. Janecki Chrobrego 27 26-600 UTH Radom Pl  

Laboratorium Komputerowego Wspomagania w Chemii W M i T W UTH RADOM. Estry tak estry, ketony i inne nieprzewidziane efekty... gałka muszkatułowa, wanilia, kora drzewa cynamonu, goździki  czujecie dokąd zmierzam?

1.1            Substancje zapachowe

Substancje zapachowe pozyskiwane są między innymi z olejków eterycznych. Przy czym skład olejków eterycznych, decydujący o ich biologicznej aktywności (wykorzystywanej przez człowieka), kształtował się od początków ewolucji roślin, Olejki eteryczne występują również u nagonasiennych, a nawet w obrębie glonów. Olejki eteryczne długi czas uważane były za uboczne produkty przemiany materii roślin, pozbawione funkcji lub co najwyżej przypadkowo pełniące jakieś drugorzędne funkcje w ich życiu [[i]]. Z czasem odkryto i opracowano szeroki zakres i znaczenie funkcji pełnionych przez te substancje. Obecność substancji semiochemicznych okazała się być wynikiem ewolucji sprzyjającej roślinom skuteczniej wabiącym owady zapylające kwiaty, zniechęcającym roślinożerców do spożywania ich organów i osłabiających rozwój roślin konkurencyjnych [[ii]].

1.1.1            Feromony

Jedną z ciekawszych substancji są feromony. Feromony XE "Feromony"  to substancje semiochemiczne należące do grupy infochemicznej. Przeważająca grupa feromonów to skomplikowane mieszaniny wielu różnych substancji chemicznych, często z jednym dominującym składnikiem, znacznie rzadziej są to jednoskładnikowe substancje chemiczne. Naturalne feromony produkowane przez zwierzęta i rośliny, wydzielane na zewnątrz organizmu służą do komunikacji. Feromony agregacyjne służą do przywabiania osobników płci przeciwnej (feromony płciowe) lub do zwalczania konkurencji ze strony zbyt licznej populacji własnego gatunku lub obcych (feromony antagonistyczne). Istnienie feromonów jest dobrze udowodnione w przypadku owadów i gryzoni. Prowadzone są intensywne badania nad wydzielinami korzeniowymi roślin. W roku 1959 Adolf Butenandt [[iii], [iv]] wyizolował bombikol  REF _Ref303365449 \h Rysunek 482 - feromon wydzielany przez samice motyla jedwabnika morwowego (Bombyx Mori), gdy ta jest zdolna do zapłodnienia. Bombikol jest organicznym związkiem chemicznym należącym do rodziny alkoholi. Jest nienasyconym alkoholem jednorzędowym. Bombikol stanowi sygnał chemiczny wywołujący zmianę zachowania osobnika płci przeciwnej. Samiec może wyczuć ten zapach, nawet gdy stężenie bombikolu wynosi jedna cząsteczka na trylion (1:1018) cząsteczek powietrza. Bombikol był pierwszym opisanym chemicznie feromonem [[v]].

Rysunek  SEQ Rysunek \* ARABIC 482 Bombikol

1.1.1.1            Feromony u ludzi

Ludzkie feromony?! Występowanie feromonów u ludzi jak dotąd nie zostało w pełni potwierdzone, choć istnieją pierwsze doniesienia o istnieniu tego rodzaju związków. Jak dotąd istnieje na ten temat kilkadziesiąt doniesień naukowych [[vi]]. Rzekomo najlepiej przebadany przypadek prawdopodobnego istnienia ludzkich feromonów został opublikowany przez zespół Marthy McClintock, który opisał badania sugerujące, że synchronizacja cyklu miesiączkowego w grupach kobiet zamkniętych w więzieniu jest regulowana poprzez emisję dwóch feromonów, których struktury chemicznej nie udało mu się jednak ustalić. Najnowsze badania dowiodły, że metody stosowane przez zespół są mało wiarygodne [[vii]]. Inna publikacja McClintock dowodzi pośrednio, że w pocie i oddechu mężczyzn są obecne związki, które decydują o ich atrakcyjności w oczach kobiet [[viii], [ix]], podobne doniesienia publikowane są przez Sarę Wilson z Berkeley [[x]]. Kohl i Atzmueller w pracy „Human Pheromones: Integrating Neuroendocrinology and Ethology” popartej przeglądem zacytowanych 106 artykułów nie przytoczyli ani jednego wzoru substancji mogącej pełnić rolę potencjalnego „ludzkiego feromonu” [[xi]. Niektóre komercyjnie dostępne perfumy i afrodyzjaki reklamowane są, jako zawierające ludzkie feromony. Popularyzowana jest również teoria, że niektóre sieci hipermarketów spryskują feromonami produkty o najniższej sprzedawalności po to, aby zachęcić do ich zakupu [[xii], [xiii]].

1.1.2            Substancje zapachowe w przyrodzie

Skład olejków eterycznych, decydujący o ich biologicznej aktywności kształtował się od początków ewolucji roślin, o czym świadczy istnienie ich u nagonasiennych, a nawet w obrębie glonów. Przez długi czas substancje zapachowe uważane były za uboczne produkty przemiany materii roślin, pozbawione lub co najwyżej przypadkowo pełniące jakieś drugorzędne funkcje w ich życiu. Z czasem odkryto i dowiedziono szeroki zakres i znaczenie funkcji pełnionych przez te substancje. Obecność substancji semiochemicznych (patrz rozdział  REF _Ref303242441 \r \h 28.1.1) okazała się być wynikiem ewolucji sprzyjającej roślinom skuteczniej wabiącym owady zapylające kwiaty, zniechęcającym roślinożerców do spożywania ich organów i osłabiających rozwój roślin konkurencyjnych.

1.1.2.1            Wabienie zapylaczy

Mechanizmy chemicznego porozumiewania się różnych gatunków są dotychczas zbadane w niewielkim stopniu. Przez wiele lat uwaga biochemików koncentrowała się na feromonach, umożliwiających interakcje wewnątrzgatunkowe. Rola bodźców chemicznych, węchowych i smakowych, obserwowanych w różnych międzygatunkowych interakcjach nieantagonistycznych i antagonistycznych została dotychczas najdokładniej zbadana w odniesieniu do interakcji między kwiatami i zapylaczami. W wielu przypadkach potwierdzono, że owady przyciąga zapach olejków eterycznych, w których skład wchodzą związki, będące feromonami tych owadów. Charakterystycznym przykładem są interakcje między niektórymi gatunkami storczykowatych a zapylającymi je pszczolinkami, opublikowane w latach 70 ubiegłego wieku [[xiv]]. Badania dotyczyły m.in. zachowań (behawior) dzikich pszczolinek (Andrena), które zapylają niewytwarzające nektaru storczyki z rodzaju dwulistnik (Ophrys) [[xv]]. W zapylaniu uczestniczą wyłącznie samce pszczolinek, wykonujące na kwiatach tak zwaną „pseudokopulację”. Wcześniej uważano, że dwulistniki wabią owady dzięki ewolucyjnemu przystosowaniu, polegającemu na upodobnieniu wyglądu kwiatów (barwa i kształt) do wyglądu samiczek. Rozwój metod analizy chemicznej pozwolił wykazać, że istotną rolę odgrywa również wabienie zapachowe. Olejki eteryczne dwulistników zawierają składniki stereochemicznie odpowiadające feromonom, wyodrębnionym z gruczołów płciowych samic pszczolinek [[xvi]].

1.1.3            Wprowadzanie substancji zapachowych

Wprowadzanie substancji zapachowych do wyrobów spożywczych, wyrobów toaletowych i kosmetycznych jest w chwili obecnej bardzo szeroko stosowane. Historycznie rzecz ujmując obserwowano rozwój kultury w dużych skupiskach ludzkich na wybrzeżach wielkich rzek i mórz. Nad Nilem powstała cywilizacja Egiptu, nad Tygrysem i Eufratem kultura Mezopotamii i Asyrii. Następnie na Półwyspie Bałkańskim i w Małej Azji powstała i rozwinęła się kultura starożytnej Grecji. Uważa się, ze zwyczaj stosowania substancji zapachowych na Bliskim Wschodzie powstał ze względu na suchy i gorący klimat będący przyczyną częstych chorób skórnych. Mieszkańcy tamtych rejonów w celach profilaktycznych często zmywali skórę środkami zmiękczającymi i oczyszczającymi używając do tego celu oczyszczonych tłuszczów roślinnych i zwierzęcych. Dodatkowo silne zapachy chroniły skórę przed moskitami [[xvii]]. Wielu środków zapachowych używano do balsamowania ciał. Stosowanie substancji zapachowych zostało wprowadzone rytuałów i uświęconych aktów niemal wszystkich religii. Szczególnie rozpowszechnione były olibanum i mirra.

1.1.3.1            Olibanum

Olibanum XE "Olibanum"  zwana też kadzidłem (arab.: لبٌان, lubbān) jest żywicą pozyskiwaną z drzew rodzaju kadzidła (Boswellia) rosnących na półpustyniach i obrzeżach pustyń północno-wschodniej Afryki oraz regionu Hadramaut na granicy Omanu i Jemenu. Używana w produkcji kadzidła i perfum. Odświeżający, cytrusowy aromat olibanum sprawia, że od tysiącleci jest używany w rytuałach oczyszczających i w medytacji. Stwierdzono też działanie lecznicze olibanum, które zawiera seskwiterpeny zwiększające dotlenienie mózgowia aż o 28%, co bardzo korzystnie wpływa na pracę podwzgórza, a tym samym gospodarkę hormonalną, stany emocjonalne, procesy uczenia się i zwiększa odporność organizmu. Kadzidło jest stosowany w perfumerii i aromaterapii. Olejek kadzidła otrzymuje się przez destylację z parą wodną suchej żywicy. Niektóre składniki zapachowe dymu kadzidła są produktami pirolizy. [[xviii], [xix], [xx]]. Związki chemiczne zawarte w olibanum:

·         Kwaśne żywice (56%) o ogólnym wzorze C20H32O4 rozpuszczalne w alkoholu,

·         Guma podobna do gumy arabskiej (30-36%) [[xxi]],

·         3-acetyl-beta-boswellic acid (Boswellia sacra)[[xxii]],

·         alpha-boswellic acid (Boswellia sacra)[ NOTEREF _Ref346722951 \h 1240],

·         4-O-methyl-glucuronic acid (Boswellia sacra)[ NOTEREF _Ref346722951 \h 1240],

·         incensole acetale ( REF _Ref348898330 \h Rysunek 483),

·          phellandrene[ NOTEREF _Ref346722992 \h 1239].

Przeprowadzone w roku 2008 badania wykazały, że dym kadzidła był psychoaktywny i łagodził depresję i lęk u myszy. Naukowcy odkryli, że związek chemiczny - octan - zwany incensole acetate patrz  REF _Ref348898330 \h Rysunek 483 był odpowiedzialny za te efekty [[xxiii], [xxiv]].

Rysunek  SEQ Rysunek \* ARABIC 483 Octan  - incenzole acetate

1.1.3.2            Mirra

Mirra XE "Mirra"  jest wonną żywicą otrzymywaną z balsamowca mirry (Commiphora abyssinica) krzewu lub niskiego drzewa z rejonu wschodniej Afryki, południowej Arabii i Iranu. W starożytności mirra była używana, jako konserwant do wina. Dawniej służyła do balsamowania zwłok, jako pachnidło i kadzidło, zawiera związki terpenowe, jest gumą roślinną. Obecnie używana jest w przemyśle kosmetycznym. Mirra ma właściwości lecznicze. W starożytnej Grecji stosowano ją do leczenia infekcji jamy ustnej i przy schorzeniach dróg oddechowych. Współcześnie zaobserwowano przydatność mirry przy leczeniu astmy

1.1.4            Wanilina

Związek wanilina o wzorze sumarycznym C8H8O3, o nazwie systematycznej: 4-hydroksy-3-metoksybenzaldehyd, jest jednym ze składników aromatycznych wanilii.

Rysunek  SEQ Rysunek \* ARABIC 484 Wanilina

Wanilina XE "Wanilina"  otrzymywana jest syntetycznie na dużą skalę i stosowana w przemyśle spożywczym i kosmetycznym, jako związek zapachowy. U osób wrażliwych może wywołać podrażnienia skóry, egzemę, zmiany pigmentacji i kontaktowe zapalenie skóry. Znajduje się w rejestrze NIH niebezpiecznych związków chemicznych [[xxv]]. W 2006 roku Mayu Yamamoto wraz z grupą japońskich opublikował informacje o możliwości wyizolowania waniliny z kału krowiego. Wytwarzanie tego związku tą metodą jest tańsze niż pozyskiwanie go z wanilii [[xxvi]]. Odkrycie to przyniosło Mayu Yamamoto nagrodę Ig Nobla w roku 2007 [[xxvii]], a z okazji ceremonii rozdania nagród jedna z lodziarni w Cambridge wprowadziła do menu, jako jednorazową ciekawostkę, lody waniliowe o nazwie Yum-A-Moto Vanilla Twist zawierające wanilinę uzyskaną z krowiego kału [[xxviii]].


 

[i] Kołdowski M., Wysocka-Rumińska A., Tałałaj S., Wiszniewski J.: Rośliny olejkowe i olejki naturalne. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1955,

[ii] http://pl.wikipedia.org/wiki/Olejek_eteryczny,

[iii] http://pl.wikipedia.org/wiki/Adolf_Butenandt,

[iv] http://www.pg.gda.pl/?kat=mouczel&kats=mhist&katr=dhc,

[v] http://www.alkohole.c0.pl/bombikol.php,

[vi] http://www.pherobase.com/,

[vii] Zhengwei Y.; Schank J., C.:. "Women Do Not Synchronize Their Menstrual Cycles". Human Nature, 17 (4): 434–447, 2006

[viii] McClintock MK. "Menstrual synchorony and suppression.". Nature 229 (5282): 244–5, 1971,

[ix] Stern K., McClintock MK.: “Regulation of ovulation by human pheromones”, Nature, Mar 12;392. 6672, ss. 177-9, 1998,

[x] http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2007/02/06_sweat.shtml,

[xi] Kohl JV., Atzmueller M., Fink B., Grammer K.: "Human Pheromones: Integrating Neuroendocrinology and Ethology", Neuroendocrinology Letters, 22 (5): 319–331, 2001,

[xii] http://pl.wikipedia.org/wiki/Feromony,

[xiii] http://en.wikipedia.org/wiki/Pheromone,

[xiv] Harborne J.B.: Ekologia biochemiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa, 1997, s. 55-57, 74-82. ISBN - 83-01-12242-0,

[xv] http://ptetol.nencki.gov.pl/biogramy/kullenberg.htm, Plish Ethological Society,

[xvi] http://pl.wikipedia.org/wiki/Olejek_eteryczny,

[xvii] Fridman R.A. Technologia Perfumerii, Wydawnictwo przemysłu lekkiego I spożywczego 1951,

[xviii] http://pl.wikipedia.org/wiki/Olibanum,

[xix] http://en.wikipedia.org/wiki/Frankincense,

[xx] Basar, S., Dissertation, Hamburg University 2005, Phytochemical Investigations on Boswellia Species, Comparative Studies on the Essential Oils, http://www.chemie.uni-hamburg.de/bibliothek/2005/DissertationBasar.pdf,

[xxi] http://www.henriettesherbal.com/eclectic/kings/boswellia.html,

[xxii] http://sun.ars-grin.gov:8080/npgspub/xsql/duke/plantdisp.xsql?taxon=168,

[xxiii] http://pl.wikipedia.org/wiki/Mirra,

[xxiv] Moussaief A.: “Incensole Acetate, a Novel Anti-Inflammatory Compound Isolated from Boswellia Resin, Inhibits Nuclear Factor-κB Activation”, Molecular pharmacology, http://molpharm.aspetjournals.org/content/72/6/1657.abstract,

[xxv] http://stemcells.nih.gov/research/registry/,

[xxvi] http://www.forbes.com/feeds/afx/2006/03/06/afx2571739.html,

[xxvii] http://en.wikipedia.org/wiki/Ig_Nobel_Prize,

[xxviii] http://en.wikipedia.org/wiki/Vanillin,

 Miłej lektury .....uwagi ślijcie proszę na Berdyczów.

Wkręcający: H.P. Janecki

 2015-12-21 18:31:53