Gács János és Hudecz Ferenc
A szagok szimfóniája
Büdös, mint a... Ön mivel fejezné be ezt a hasonlatot? S valójában - az - mitôl büdös? Mi okozza a jázmin, a rózsa és a jácint illatát; s mennyiben különbözik egymástól bódító “aromájuk”?
Virágkedvelôk és parfümszakértôk szerint nagyon is sokban, míg a vegyészek szerint igencsak kevésben: csupán egy-egy metil-csoportban, amelyek az aromás szénhidrogéngyûrûre épült alkohol szénláncát hosszabbítják. Hasonló összevetést tehetünk - jóllehet más és más szerkezeti rokonságra hivatkozva - a narancsvirág és az ámbráscet váladékának illata, vagy a gyöngyvirág, a hársfa és az ibolya illata között.
Ámulatosan hatásos csalogatóanyagok - noha a természetben elôforduló töménységben az emberi orr nem érzékeli - a lepke-illatanyagok, a feromonok. A rovartani kísérletek szerint egy molekula feromon már elegendô légköbcentiméterenként ahhoz, hogy a hím lepkéket több kilométeres távolságból a ketrecbe zárt nôstényhez vonzza | Egy pillangó szex-feromonja: (Z)-13-hexadecen-11-inil-acetát |
A felajzott méhrajt az izopentil-acetát ingerli támadásra. Ez a fullánkferomon, amely a méh szúrásakor válik szbaddá, a levegôben terjedve egyre több és több méhben kelt támadókedvet |
Sokféle szaganyag szerkezetét sikerült már analitikai eszközökkel felderíteni, mégis kevest tudunk a környezetünket elárasztó illatokról, minthogy a szagok objektív mérésére - ahogyan a hang vagy a fény esetében - nincs lehetôség. A “szagkutatás” elsôsorban “beépített összehasonlító analitikai mérômûszerünk”, az orrunk szubjektív megérzéseire támaszkodik.
Hogyan érzékeljük, és fôként hogyan különböztetjük meg az egyes szagokat? Az érzékelés mikéntjét már felderítették a fiziológusok és az anatómusok: orrunk csak az oldott állapotban levô anyagokat fogja fel. A szagérzeteket keltô molekulák a levegôvel jutnak el hozzánk, ezért a szervezetnek kell gondoskodnia arról, hogy ezek oldatba kerüljenek. A levegô útja az orron át a légcsôbe, majd a tüdôbe vezet. Az illatfelhô - akár kellemes, akár büdösnek érzett részecskék áramlanak a levegôben - a belsô orron áthaladva érzékelôsejtek tömegével találkozik. Az illatanyag-molekulák beleütköznek a szaglóhám sejtjeinek alsó nyúlványaiba, ingerületet keltve a sejtekbôl kiinduló idegrostokban, amelyek összefonódva az agyba vezetô szaglóideget alkotják. A szaglósejtek környezetében elhelyezkedô váladéktermelô sejtek gondoskodnak az orr belsô felszínét nedvesítô nyálkás lepedékrôl, amelyben az illatanyag-molekulák feloldódnak. Mindennapos tapasztalat, hogy a szaglósejtek érzékenysége rövid idô alatt csökken, s a kezdetben átható illatot késôbb már nem érezzük olyan áthatónak.
A különféle szagok megkülönböztetésének kérdésére még ma sincs egyértelmû válasz, jóllehet a szerkezetkutatás igazolni látszik az évezredes “kulcs-zár” elméletet. (Lucretius római költô és természetfilozófus feltételezte, hogy az illatos vagy szagos anyagok eltérô alakú részecskéket bocsátanak ki magukból, amelyek pontosan illeszkednek az orrban levô, különbözô alakú lyukak egyikébe, s így keltik a szaglási érzeteket). A kutatóknak feltûnt, hogy az emberek azonos vagy hasonló szagúnak érzékelnek olyan vegyületeket, amelyeknek szerkezete nagymértékben eltérô, hasonló viszont az ôket felépítô atomok térbeli elhelyezkedése, a vegyület molekuláinak térkitöltése (például a kámfor és a hexaklór-etán szaga hasonló, mivel mindkét molekula közelítôleg gömb alakú, és méretük is hasonló.) Ennél is meglepôbb megfigyelés volt, hogy az egymással szoros kémiai rokonságban levô anyagok - amelyekben csak egy molekularészlet térbeli elhelyezkedése különbözik -, vagy az egymásnak pontosan megfelelô tükörképi párok (enantiomerek) egymástôl lényegesen különbözô szagérzetet keltenek.
A bódító mósuszillatot az évszázadokon
át kíméletlenül vadászott pézsmaszarvas és pézsmatulok, valamint az afrikai cibetmacska bûzmirigyének vörösesbarna színû váladékából nyerték. Ma már - miután megállapították, hogy ezt a különleges illatot 14-18 tagszámú gyûrûket tartalmazó vegyületek keltik - az ipar állítja elô |
Hogy felderítsék e különös jelenség okait, a kutatók nagyon sok emberrel különféle szagmintákat szagoltattak, és pontosan feljegyezték, hogy mit is éreztek a kísérleti alanyok. Kiderült, hogy a szagérzetekben néhány alapvetô szag uralkodik. s hogy a szagok többsége ezeknek az alapszagoknak a keveréke. Amerikai kutatók a következô hét alapszagot különítették el: pézsma- vagy mósuszillat, kámforszag, virágszerû illat, mentolszag, éterszag, szúrós, valamint büdös, rothadó szag. Bebizonyosodott, hogy az azonos “szagkategóriába” jutó molekulák egymással közeli térszerkezeti rokonságban vannak. Önként adódik a feltevés - amelyet a méhek szaglósejtjeinek vizsgálatával kísérletileg is alátámasztottak -, hogy a különbözô anyagok érzékelésére a szaglóhámban némileg eltérô sejtek szakosodtak. A kísérletek alapján azt feltételezik, hogy e sejtek felszínén különbözô alakú receptorok vannak a szagmolekulák befogadására.
Mindennapi “illatkörnyezetünk” különbözô kémiai szerkezetû anyagok sokszoros keverékébôl adódik össze, egy-egy jellegzetes alkotóelemére azonban mind önmagában, mind különféle összetételekben könnyen ráismerhetünk.
Az aromás vegyületek közül például a benzaldehid az egyik közismert illat hordozója: keserûmandula szagú foladék. A keserûmandulán kívül más gyümölcsök magvaiban is megtalálható (ôszibarack, kajszi, cseresznye). A hidrogén-cianid szaga szintén a mandulára emlékeztet. Nem véletlenül, hiszen kimutatták, hogy a keserûmandulából kristályosan elkülöníthetô vegyület, az amigdalin víz hatására szôlôcukorra, benzaldehidre és hidrogén-cianidra esik szét. (Szintén kellemes keserûmandula szaga van az egyébként erôsen mérgezô nitro-benzolnak is. Amíg be nem tiltották, “mandulaszappan” készítésére is felhasználták.)
A háziasszonyok kedvelik - a molyok kevésbé - az aromás vegyületek másik képviselôjét, a naftalint, amelynek átható szaga elrisztaja a ruházatunkban élôsködô lepkéket. Sok kedves virágunk andalító illata származik a virágfakadáskor képzôdô illékony aromás alkoholoktól és a terpénektôl. Ez utóbbi vegyületcsalád képviselôitôl illatozik a narancsvirág, a mandarinolaj és az ibolya. Rokonságban áll ezekkel a vegyületekkel a mentol és a kámfor is. Ha a pacsuliszagot emlegetik, inkább visszataszító, mint kellemes illatra gondolunk, pedig a pacsulialkohol - az Indiában honos Pogostemon patchouli nevû növénybôl vonják ki - ma is az illatszeripar egyik legfontosabb alapanyaga.
De léteznek igazán kellemetlen szagok is, és a kutatók ezek titkait igyekeznek “kiszaglászni”. Feltételezik - az eddigi térszerkezeti megfontolásoktól eltérôen szintén a kémiai rokonságra alapozva -, hogy a rothadáshoz hasonló, kellemetlen szagérzeteket olyan illékony anyagok molekulái keltik, amelyekben kén- vagy nitrogénatom van. A záptojás átható bûze a kén-hidrogéntôl származik, és ugyancsak a képzôdô kénvegyületek (poliszulfidok és más szerves vegyületek) okolhatók a rothadó retek büdösségéért is. A különbözôen módosult kén-hidrogén molekulák - két, három vagy négy CH2-csoporttal kiegészülve - más-más bûzt keltenek: ilyen vegyülettel "illatosítják" a földgázt (CH3CH2SH), ettôl sírunk hagymametéléskor (CH3CH2CH2SH), ettôl büdös a görény is (CH3CH2CH2CH2SH). (Az Élet és Tudomány 1997/10. száma írja, hogy a fokhagyma fogyszatása után sokáig megmaradó kellemetlen szag nem feltétlenül magától a fokhagymától, hanem az anyagcsere során megjelenô anyagokból származik. A fokhagyma fô hatóanyaga, az alliin az aliináz nevû enzim hatására allicinné alakul át, amely - többek között - diallil-diszulfiddá bomlik. Szerk.)
Különösen kellemetlen szag kíséri a fehérjék bomlását. Az undorító szagot a bomlás során keletkezô nitrogéntartalmú vegyületek okozzák, mint például az istállószagot keltô ammónia vagy a hasonló “illatú” metil-amin. A trimetil-amint a rotható hal szagából ismerhetjük, de a heringpácban is megtalálható. Jóllehet kén- és nitrogénatomot nem tartalmaznak, kellemetlenül bûzös szagú vegyületek a vajsavak, amelyek az izzadságszag, a romlott hús- és az ürülékszag alkotórészeként fordulnak elô.
Az egyes molekulák “illatosságának” vagy “bûzösségének” viszonyítására ezideig nem találtak megfelelô mértékszámot, minthogy orrunk szubjektív “megérzéseit” - az egyéni érzékenység eltérései miatt is - lehetetlen egységesíteni. “Beépített mérômûszerünk” teljesítményét mégsem szabad lebecsülni, hiszen “belsô használatra” meglehetôsen pontosan elemzi a szagingereket. Az ínyencek például kiválóan megkülönböztetik - csupán illatuk alapján - a különféle dohány- vagy teafajtákat, holott a mûszeres analitikai mérések szerint a dohányfüstnek 2900, a teaaromának majdnem 200 összetevôje van, s az egyes tea- és dohányfajtákban csak a különbözô komponensek aránya tér el egymástól.
(bár a teaaroma egyetlen komponensével sem szolgálhatunk)