Aromiyhdisteet ja niiden hajut

Haju tai haju on haihtuva kemiallinen yhdiste, jonka ihmiset ja muut eläimet havaitsevat haju- tai hajuajun kautta. Hajut tunnetaan myös aromina tai tuoksuna ja (jos ne ovat epämiellyttäviä) puroina, haiskeina ja haisevina. Tyyppi molekyylin jota tuoksuu, kutsutaan aromiyhdisteeksi tai hajuaineeksi. Nämä yhdisteet ovat pieniä, joiden kanssa molekyylipainot alle 300 daltonia, ja ne jakautuvat helposti ilmaan korkean korkeuden vuoksi Höyrynpaine. Hajuaisti voi havaita hajut ovat erittäin alhaiset pitoisuudet.

Organismit, joilla on hajuaisti havaita molekyylit erityisillä aistineuroneilla, joita kutsutaan hajureseptorsoluiksi (OR). Ihmisillä nämä solut ovat ryhmittyneet nenäontelon takaosaan. Jokainen aistillinen neuroni on silmiä, jotka ulottuvat ilmaan. Silikoissa on reseptoreita proteiineja jotka sitoutuvat aromiyhdisteisiin. Kun sitoutuminen tapahtuu, kemiallinen ärsyke käynnistää neuronissa sähköisen signaalin, joka välittää tiedot hajuhermoon, joka kuljettaa signaalin haistumaiseen polttimeen aivot. Hajuhamppu on osa limbistä järjestelmää, johon liittyy myös tunteita. Henkilö voi tunnistaa hajun ja liittää sen emotionaaliseen kokemukseen, mutta ei ehkä pysty tunnistamaan tuoksun erityisiä komponentteja. Tämä johtuu siitä, että aivot eivät tulkitse yksittäisiä yhdisteitä tai niiden suhteellisia pitoisuuksia, vaan yhdisteiden sekoitusta kokonaisuutena. Tutkijoiden arvioiden mukaan ihmiset voivat erottaa 10 000 - 1 biljoonaa erilaista hajua.

Hajujen havaitsemiselle on kynnysraja. Tietyn määrän molekyylejä täytyy sitoutua hajureseptoreihin signaalin stimuloimiseksi. Yksi aromiyhdiste voi kyetä sitoutumaan mihin tahansa monista erilaisista reseptoreista. Kalvon läpäisevät reseptoriproteiinit ovat metalloproteiineja, joihin sisältyy todennäköisesti kupari-, sinkki- ja ehkä mangaani-ioneja.

Orgaanisessa kemiassa aromaattiset yhdisteet ovat niitä, jotka koostuvat tasomaisesta rengasmaisesta tai syklisestä molekyylistä. Useimmat muistuttavat rakenteeltaan bentseeniä. Vaikka monilla aromaattisilla yhdisteillä on aromi, sana "aromaattinen" viittaa tiettyyn orgaanisten yhdisteiden luokkaan kemiassa, ei molekyyleihin, joilla on tuoksuja.

Aromiyhdisteitä ovat teknisesti haihtuvat epäorgaaniset yhdisteet alhaisilla molekyylipainoilla, jotka voivat sitoa hajureseptoreita. Esimerkiksi rikkivety (H₂S) on epäorgaaninen yhdiste, jolla on erottuva mätämunan tuoksu. Elementtinen kloorikaasu (Cl₂) on kirpeä haju. Ammoniakki (NH₃) on toinen epäorgaaninen hajuaine.

Orgaaniset hajuaineet jakautuvat useisiin luokkiin, mukaan lukien esterit, terpeenit, amiinit, aromaatit, aldehydit, alkoholit, tiolit, ketonit ja laktonit. Tässä on luettelo tärkeistä aromiyhdisteistä. Jotkut esiintyvät luonnossa, kun taas toiset ovat synteettisiä:

Hajuaineiden "hajuisimpia" ovat metyylifosfiini ja dimetyylifosfiini, jotka voidaan havaita erittäin pieninä määrinä. Ihmisen nenä on niin herkkä tioasetonille, että se voi haistaa muutamassa sekunnissa, jos sen astia avataan satojen metrien päässä.

Hajuaisti suodattaa jatkuvat hajut, joten henkilö ei tiedä niitä jatkuvan altistumisen jälkeen. Rikkivety kuitenkin hajottaa hajua. Aluksi se tuottaa voimakasta mätää munahajua, mutta molekyylin sitoutuminen hajureseptoreihin estää niitä saamasta lisäsignaaleja. Tämän nimenomaisen kemikaalin tapauksessa sensaation menetys voi olla tappava, koska se on erittäin myrkyllinen.

Hajuaineita käytetään hajusteiden valmistukseen, hajun lisäämiseen myrkyllisiin, hajuttomiin yhdisteisiin (esim. Maakaasu), ruuan maun parantamiseksi ja ei-toivottujen tuoksujen peittämiseksi. Evoluution näkökulmasta tuoksu on mukana parin valinnassa, turvallisen / vaarallisen ruoan tunnistamisessa ja muistojen muodostamisessa. Yamazaki et al: n mukaan nisäkkäät valitsevat mieluummin parit, joilla on erilainen päähistoyhteensopivuuskompleksi (MHC) kuin omilla. MHC voidaan havaita tuoksun avulla. Ihmisillä tehdyt tutkimukset tukevat tätä yhteyttä, huomaten, että suun kautta otettavien ehkäisyvälineiden käyttö vaikuttaa siihen.

Olipa hajuainetta esiintynyt luonnossa vai tuotettako se synteettisesti, se voi olla vaarallinen, etenkin korkeissa pitoisuuksissa. Monet hajusteet ovat voimakkaita allergeeneja. Hajusteiden kemiallista koostumusta ei ole säännelty samalla tavalla maasta toiseen. Yhdysvalloissa ennen vuoden 1976 myrkyllisten aineiden valvontaa koskevaa lakia käytetyn tuoksun valmistus oli vanhempi tuotteissa käytettäväksi. Uusia aromimolekyylejä tarkistetaan ja testataan EPA: n valvonnassa.

• Yamazaki K, Beauchamp GK, Singer A, Bard J, Boyse EA (helmikuu 1999). "Odortyypit: niiden alkuperä ja koostumus." Proc. Natl. Acad. Sei. Yhdysvallat 96 (4): 1522–5.
• Wedekind C, Füri S (lokakuu 1997). "Miesten ja naisten kehon hajuasetukset: kohdistuvatko he tiettyihin MHC-yhdistelmiin vai yksinkertaisesti heterotsygositeettiin?" Proc. Biol. Sei. 264 (1387): 1471–9.