Aromastoffe und ihre Gerüche
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Ein Geruch oder Geruch ist eine flüchtige chemische Verbindung, die Menschen und andere Tiere über den Geruchs- oder Geruchssinn wahrnehmen. Gerüche sind auch als Aromen oder Düfte und (wenn sie unangenehm sind) als Gestank, Gestank und Gestank bekannt. Die Art des Moleküls, das einen Geruch erzeugt, wird als Aromastoff oder Geruchsstoff bezeichnet. Diese Verbindungen sind klein mit Molekulargewichten von weniger als 300 Dalton und werden aufgrund ihres hohen Dampfdrucks leicht in der Luft dispergiert. Der Geruchssinn kann Gerüche in extrem geringen Konzentrationen erkennen.
So wirkt Geruch
Organismen mit Geruchssinn erkennen Moleküle durch spezielle sensorische Neuronen, die als olfaktorische Rezeptorzellen (OR-Zellen) bezeichnet werden. Beim Menschen sind diese Zellen an der Rückseite der Nasenhöhle angehäuft. Jedes sensorische Neuron hat Zilien, die sich in die Luft erstrecken. Auf den Zilien befinden sich Rezeptorproteine, die an Aromastoffe binden. Beim Binden löst der chemische Reiz im Neuron ein elektrisches Signal aus, das die Information an den Riechnerv überträgt, der das Signal an den Riechkolben im Gehirn weiterleitet. Der Riechkolben ist Teil des limbischen Systems, das auch mit Emotionen verbunden ist. Eine Person kann einen Geruch erkennen und ihn mit einer emotionalen Erfahrung in Verbindung bringen, kann jedoch möglicherweise nicht die spezifischen Komponenten eines Geruchs identifizieren. Dies liegt daran, dass das Gehirn nicht einzelne Verbindungen oder ihre relativen Konzentrationen interpretiert, sondern die Mischung von Verbindungen als Ganzes. Forscher schätzen, dass Menschen zwischen 10.000 und einer Billion verschiedener Gerüche unterscheiden können.
Es gibt eine Schwellenwertgrenze für die Geruchserkennung. Eine bestimmte Anzahl von Molekülen muss olfaktorische Rezeptoren binden, um ein Signal zu stimulieren. Eine einzelne Aromaverbindung kann in der Lage sein, an einen von mehreren verschiedenen Rezeptoren zu binden. Die Transmembranrezeptorproteine sind Metalloproteine, an denen wahrscheinlich Kupfer-, Zink- und möglicherweise Manganionen beteiligt sind.
Aromatisch gegen Aroma
In der organischen Chemie sind aromatische Verbindungen solche, die aus einem planaren ringförmigen oder cyclischen Molekül bestehen. Die meisten ähneln in ihrer Struktur Benzol. Während viele aromatische Verbindungen ein Aroma haben, bezieht sich das Wort "aromatisch" auf eine bestimmte Klasse von organischen Verbindungen in der Chemie, nicht auf Moleküle mit Gerüchen.
Technisch gesehen umfassen Aromastoffe flüchtige anorganische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, die Geruchsrezeptoren binden können. Zum Beispiel Schwefelwasserstoff (H2S) ist eine anorganische Verbindung mit einem charakteristischen Geruch nach faulen Eiern. Elementares Chlorgas (Cl2) hat einen beißenden Geruch. Ammoniak (NH3) ist ein weiteres anorganisches Riechmittel.
Aromastoffe nach organischer Struktur
Organische Riechstoffe fallen in verschiedene Kategorien, einschließlich Ester, Terpene, Amine, Aromaten, Aldehyde, Alkohole, Thiole, Ketone und Lactone. Hier finden Sie eine Liste wichtiger Aromastoffe. Einige kommen natürlich vor, während andere synthetisch sind:
| Geruch | Natürliche Quelle | |
| Ester | ||
| Geranylacetat | Rose, fruchtig | Blumen, Rose |
| Fructon | Apfel | |
| Methylbutyrat | Früchte, Ananas, Apfel | Ananas |
| Ethylacetat | süßes Lösungsmittel | Wein |
| Isoamylacetat | fruchtig, birne, banane | Banane |
| Benzylacetat | fruchtig, erdbeere | Erdbeere |
| Terpene | ||
| Geraniol | Blumen, Rose | Zitrone, Geranie |
| citral | Zitrone | Zitronengras |
| Citronellol | Zitrone | Rosengeranie, Zitronengras |
| Linalool | blumig, Lavendel | Lavendel, Koriander, Basilikum |
| Limonen | Orange | Zitrone, Orange |
| Kampfer | Kampfer | Kampferlorbeer |
| Carvon | Kümmel oder Minze | Dill, Kümmel, Minze |
| Eukalyptol | Eukalyptus | Eukalyptus |
| Amine | ||
| Trimethylamin | faul | |
| Putrescin | faulendes Fleisch | faulendes Fleisch |
| Cadaverin | faulendes Fleisch | faulendes Fleisch |
| Indol | Kot | Kot, Jasmin |
| Skatole | Kot | Kot, Orangenblüten |
| Alkohol | ||
| Menthol | Menthol | Minze-Arten |
| Aldehyde | ||
| hexanal | grasig | |
| Isovaleraldehyd | nussig, kakao | |
| Aromaten | ||
| Eugenol | Nelke | Nelke |
| Zimtaldehyd | Zimt | Zimt, Kassie |
| Benzaldehyd | Mandel | Bittermandel |
| Vanillin | Vanille | Vanille |
| Thymol | Thymian | Thymian |
| Thiole | ||
| Benzylmercaptan | Knoblauch | |
| Allylthiol | Knoblauch | |
| (Methylthio) methanthiol | Maus-Urin | |
| Ethylmercaptan | der Geruch fügte Propan hinzu | |
| Lactone | ||
| Gamma-Nonalacton | Kokosnuss | |
| gamma-Decalacton | Pfirsich | |
| Ketone | ||
| 6-Acetyl-2,3,4,5-tetrahydropyridin | frisches Brot | |
| Okt-1-en-3-Eins | metallisch, Blut | |
| 2-Acetyl-1-pyrrolin | Jasmin Reis | |
| Andere | ||
| 2,4,6-Trichloranisol | der Geruch von Korkgeschmack | |
| Diacetyl | Butterduft / Aroma | |
| Methylphosphin | metallischer Knoblauch |
Zu den "geruchsintensivsten" der Riechstoffe zählen Methylphosphin und Dimethylphosphin, die in äußerst geringen Mengen nachgewiesen werden können. Die menschliche Nase ist so empfindlich gegenüber Thioaceton, dass sie innerhalb von Sekunden riecht, wenn ein Behälter davon in einer Entfernung von Hunderten von Metern geöffnet wird.
Der Geruchssinn filtert konstante Gerüche heraus, sodass eine Person diese nach ständiger Einwirkung nicht bemerkt. Schwefelwasserstoff dämpft jedoch den Geruchssinn. Anfänglich riecht es stark nach faulen Eiern, aber die Bindung des Moleküls an Geruchsrezeptoren verhindert, dass sie zusätzliche Signale empfangen. Bei dieser speziellen Chemikalie kann der Verlust der Empfindung tödlich sein, da sie extrem giftig ist.
Aroma Compound verwendet
Riechstoffe werden verwendet, um Parfums herzustellen, um toxischen, geruchlosen Verbindungen (z. B. Erdgas) Geruch zu verleihen, um den Geschmack von Lebensmitteln zu verbessern und um unerwünschte Gerüche zu maskieren. Von einem evolutionären Standpunkt aus gesehen ist ein Geruch in die Partnerauswahl, die Identifizierung sicherer / unsicherer Lebensmittel und die Bildung von Erinnerungen involviert. Nach Angaben von Yamazaki et al. Wählen Säugetiere bevorzugt Partner mit einem anderen Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC) aus. MHC kann über Geruch ermittelt werden. Studien am Menschen stützen diesen Zusammenhang und stellen fest, dass er auch durch die Anwendung oraler Kontrazeptiva beeinflusst wird.
Sicherheit von Aromastoffen
Unabhängig davon, ob ein Geruchsstoff in der Natur vorkommt oder synthetisch hergestellt wird, kann er insbesondere in hohen Konzentrationen unsicher sein. Viele Düfte sind starke Allergene. Die chemische Zusammensetzung von Duftstoffen ist von Land zu Land unterschiedlich geregelt. In den Vereinigten Staaten wurden Duftstoffe, die vor dem Toxic Substances Control Act von 1976 verwendet wurden, zur Verwendung in Produkten großgeschrieben. Neue Aromamoleküle werden unter Aufsicht der EPA überprüft und getestet.
Referenz
- Yamazaki K, Beauchamp GK, Sänger A, Bard J, Boyse EA (Februar 1999). "Odortypen: ihre Herkunft und Zusammensetzung." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (4): 1522-5.
- Wedekind C, Füri S. (Oktober 1997). "Körpergeruchspräferenzen bei Männern und Frauen: Streben sie bestimmte MHC-Kombinationen oder einfach Heterozygotie an?". Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471 & ndash; 9.
