Aromaforbindelser og deres lugt

En lugt eller lugt er en flygtig kemisk forbindelse, som mennesker og andre dyr opfatter via lugtesansen eller luften. Lugt er også kendt som aromaer eller dufte og (hvis de er ubehagelige) som rækker, stanker og stinker. Typen af molekyle der producerer en lugt kaldes en aromaforbindelse eller en lugtstof. Disse forbindelser er små, med molekylvægte mindre end 300 Dalton og spredes let i luften på grund af deres høje Damptryk. Luktesansen kan opdage, at lugterne er ekstremt lave koncentrationer.

Organismer der har en lugtesans detekterer molekyler ved hjælp af specielle sensoriske neuroner kaldet olfactory receptor (OR) celler. Hos mennesker er disse celler samlet på bagsiden af ​​næsehulen. Hver sensorisk neuron har cilia, der strækker sig i luften. På cilia er der receptor proteiner der binder til aromaforbindelser. Når binding sker, initierer den kemiske stimulus et elektrisk signal i neuronen, som transmitterer informationen til den lugtende nerve, som bærer signalet til den duftende pære ind hjernen. Lyktens pære er en del af det limbiske system, som også er forbundet med følelser. En person genkender muligvis en lugt og relaterer den til en følelsesmæssig oplevelse, men alligevel kan han ikke være i stand til at identificere de specifikke komponenter i en duft. Dette skyldes, at hjernen ikke fortolker enkeltforbindelser eller deres relative koncentrationer, men blandingen af ​​forbindelser som en helhed. Forskere vurderer, at mennesker kan skelne mellem 10.000 og en billion forskellige lugte.

Der er en tærskelgrænse for lugtpåvisning. Et vist antal molekyler er nødt til at binde olfaktoriske receptorer for at stimulere et signal. En enkelt aromaforbindelse kan være i stand til at binde til en hvilken som helst af flere forskellige receptorer. Transmembranreceptorproteinerne er metalloproteiner, der sandsynligvis involverer kobber, zink og måske manganioner.

I organisk kemi aromatiske forbindelser er de, der består af et plant ringformet eller cyklisk molekyle. De fleste ligner benzen i struktur. Mens mange aromatiske forbindelser har en aroma, henviser ordet "aromatisk" til en bestemt klasse af organiske forbindelser i kemi, ikke til molekyler med dufte.

Teknisk inkluderer aromaforbindelser flygtige uorganiske forbindelser med lave molekylvægte, der kan binde olfaktoriske receptorer. For eksempel hydrogensulfid (H₂S) er en uorganisk forbindelse, der har en markant rådd ægduft. Elementær klorgas (Cl₂) har en skarp lugt. Ammoniak (NH₃) er en anden uorganisk lugtstof.

Organiske lugtstoffer falder i flere kategorier, herunder estere, terpener, aminer, aromater, aldehyder, alkoholer, thioler, ketoner og lactoner. Her er en liste over nogle vigtige aromaforbindelser. Nogle forekommer naturligt, mens andre er syntetiske:

Blandt de "lugtende" af lugtstoffer er methylphosphin og dimethylphosphin, som kan påvises i ekstremt lave mængder. Den menneskelige næse er så følsom over for thioaceton, at den kan lugtes inden for få sekunder, hvis en beholder med den åbnes hundreder af meter væk.

Luktesansen filtrerer konstant lugt, så en person bliver uvidende om dem efter kontinuerlig eksponering. Imidlertid dræber hydrogensulfid lugtesansen. Oprindeligt producerer det en stærk rådnet æg lugt, men binding af molekylet til lugtreceptorer forhindrer dem i at modtage yderligere signaler. I tilfælde af dette kemiske stof kan tabet af fornemmelse være dødbringende, da det er ekstremt giftigt.

Lugtstoffer bruges til at fremstille parfumer, til at tilføje lugt til giftige, lugtfrie forbindelser (f.eks. Naturgas), til at forstærke smagen af ​​mad og til at maskere uønskede dufte. Fra et evolutionært synspunkt er en duft involveret i valg af makker, identificering af sikker / usikker mad og dannelse af minder. I følge Yamazaki et al. Udvælges pattedyr fortrinsvis kammerater med et andet vigtigt histokompatibilitetskompleks (MHC) end deres egne. MHC kan detekteres via duft. Undersøgelser hos mennesker understøtter denne forbindelse, og bemærker, at den også er påvirket af brugen af ​​orale prævention.

Uanset om en lugtstof forekommer naturligt eller produceres syntetisk, kan det være utrygt, især i høje koncentrationer. Mange dufte er potente allergener. Den kemiske sammensætning af duftstoffer reguleres ikke den samme fra et land til et andet. I USA blev duftstoffer, der blev brugt inden loven om bekæmpelse af giftige stoffer fra 1976, anvendt til produkter. Nye aromamolekyler gennemgås og testes under overvågning af EPA.

• Yamazaki K, Beauchamp GK, Singer A, Bard J, Boyse EA (februar 1999). "Odortyper: deres oprindelse og sammensætning." Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96 (4): 1522–5.
• Wedekind C, Füri S (oktober 1997). "Kropslugtpræferencer hos mænd og kvinder: sigter de efter specifikke MHC-kombinationer eller blot heterozygositet?". Proc. Biol. Sci. 264 (1387): 1471–9.