Zapach
Z Wikipedii
Zapach – w najogólniejszym sensie cecha związków chemicznych i ich mieszanin, polegająca na pobudzaniu zmysłu węchu.
W języku polskim zwykle przez zapach rozumie się woń przyjemną, aczkolwiek używa się tego słowa również w sensie każdej woni, zarówno przyjemnej, obojętnej jak i przykrej. Przykre zapachy przyjęło się nazwać smrodem, odorem lub fetorem.
Spis treści |
[edytuj] Fizjologia zapachu
Zapachy odczuwa się na skutek wdychania do nosa powietrza, w którym zawarte jest minimalne bądź większe od minimalnego stężenie choć jednego związku o własnościach zapachowych. Związki te pobudzają receptory zapachowe w nosie, które są specjalizowanymi zespołami komórek, połączonych układem nerwowym bezpośrednio z mózgiem.
Aby pierwiastek lub związek chemiczny mógł posiadać zapach, musi on być przede wszystkim lotny, czyli mieć zdolność do parowania w temperaturze pokojowej. Drugim warunkiem jest jego zdolność do przenikania błony śluzowej znajdującej na powierzchni receptorów węchowych. Ogromna większość lotnych związków chemicznych posiada zwykle mniej lub bardziej intensywny zapach i tylko nieliczne, stale występujące w powietrzu substancje, takie jak tlen, azot, argon, hel oraz para wodna nie posiadają żadnego zapachu.
Wrażenia zapachowe są sprawą bardzo osobniczą. Ludzie posiadają większą bądź mniejszą wrażliwość ogólną na wszystkie zapachy, a także na poszczególne związki chemiczne. Np. wrażliwość na octan izoamylu posiada tylko ok 75% populacji w Europie, a pozostałe 25% jest nań prawie zupełnie niewrażliwa. Na dodatek jeden i ten sam związek chemiczny może dawać wrażenie zapachu przyjemnego lub przykrego w zależności od stężenia, a także w jakiej kombinacji występuje z innymi związkami chemicznymi. Na koniec wreszcie wrażenia zapachowe zależą silnie u jednej i tej samej osoby od okoliczności i nastroju.
Więcej na ten temat można znaleźć w artykule węch.
[edytuj] Zapachy w przemyśle
Niektóre związki chemiczne posiadają wyjątkowo silne własności zapachowe, które odczuwa olbrzymia większość ludzi i wystarczają ich minimalne stężenia, na poziomie kilku ppm-ów, aby były one wyczuwalne dla człowieka.
Tego rodzaju związki są masowo stosowane w przemyśle kosmetycznym, spożywczym i środków czystości do nadawania przyjemnego zapachu takim produktom jak proszki do prania, mydła, kremy, itp. Oprócz tego istnieje potężny przemysł perfumeryjny, który zajmuje się wyłącznie produkcją kosmetyków, których zadaniem jest wydzielenie zapachów takich jak: perfum i wód toaletowych.
Ze względu na komercyjne znaczenie tych związków prowadzi się na całym świecie dość szeroko zakrojone poszukiwania w celu ich wynajdowania. Podstawowym i pierwotnym źródłem tego rodzaju związków są ekstrakty z roślin (i w mniejszym stopniu ze zwierząt), tzw. olejki zapachowe, które następnie rozdziela się na poszczególne związki i wybiera z nich te, które faktycznie decydują o wrażeniu danego zapachu. Związki te są następnie katalogowane i klasyfikowane. Klasyfikacja ta obejmuje intensywność zapachu, (zwykle w skali od 0 do 10), jego lotność oraz grupę – czyli najbliższe skojarzenie z zapachem występującym naturalnie.
Grupy stosowane w przemyśle spożywczym dzielą się na "słodkie" "kwaśne" i "słone". Przykładem grup "słodkich" jest np. karmelowa, miodowa, cytrusowa, maślana. Grupy stosowane w przemyśle kosmetycznym są bardziej liczne i złożone. Ich nazwy wywodzą się zwykle z nazw ziół i kwiatów, z którymi kojarzą się najbardziej, np.: grupa "różana", czy grupa "jaśminowa". Istnieją też katalogi związków posiadających intensywny zapach, ale zakazanych ze względu na toksyczność, silne alergizowanie lub rakotwórczość. Np.: zakazane w większości krajów świata jest stosowanie tanich i silnie pachnących estrów kwasu octowego i masłowego.
Przemysłowe grupy zapachów próbowano również katalogować na podobnej zasadzie jak kataloguje się kolory – a zatem próbowano znaleźć grupę zapachów "podstawowych", których mieszanie dawałoby wrażenie wszystkich pozostałych. Jak dotąd jednak nie udało się stworzyć takiego w pełni przekonującego systemu, gdyż fizjologia odczuwania zapachów jest bardzo złożona. Najlepszy z tych systemów jest oparty na 8 podstawowych zapachach: "kamforowym", "rybim", "palonym", "miętowym", "kwiatowym", "potowym", "spermo-podobnym" i "moczo-podobnym". Obejmuje on ok. 1000 różnych zapachów, opisywalnych jako proporcje wcześniej wspomnianych zapachów podstawowych.
[edytuj] Struktura związków zapachowych
Porównanie struktury związków należących do tych samych grup zapachowych wykazuje, że istnieją między nimi pewne podobieństwa w budowie chemicznej, dzięki czemu istnieje pewna możliwość przewidywania zapachu na podstawie struktury, jednak nie jest to wciąż wiedza na tyle pewna aby dawało się stosować "inżynierię molekularną" do "projektowania" zapachów. Wiadomo np. że większość związków z grupy "rybiej" to aminy II rzędowe, takie jak np. dimetyloamina CH3-NH-CH3. Spore podobieństwa do siebie wykazują związki z grupy "miętowej" (prawie wszystkie są pochodną benzaldehydu), ale już np. w grupie "różanej" i ogólnie wszystkich innych grupach "kwiatowych" brak jest prostej korelacji między zapachem i strukturą chemiczną.
Olbrzymia większość związków zapachowych stosowanych w przemyśle to stosunkowo proste związki organiczne. Najliczniejszą ich grupę stanowią alifatyczne i aromatyczne alkohole, oraz aromatyczno-alifatyczne aldehydy i ketony. Znacznie mniej liczna ich grupa to estry kwasów aromatycznych i etery.
Przykładem masowo stosowanych związków zapachowych są:
- alkohol 2-fenylopropionowy (zapach "maślany")
- geraniol (zapach "geranium")
- citronelol (zapach z grupy "cytrusowej")
- mentol (zapach "miętowy")
- aldehyd 2-fenylopropionowy (zapach "różany")
- 3-etoksy-4-hydroksybenzaldehyd (czyli wanilina)
- benzaldehyd (zapach z grupy "miętowej")
- keton metylowo-fenylowy (acetofenon) (zapach z grupy "miodowej")
Zasadniczo alkohole dają zapachy z tzw. nuty świeżej (patrz perfumy), aldehydy z nuty średniej, zaś ketony to zazwyczaj składniki nuty bazowej, choć od tej reguły są liczne wyjątki.
Wbrew rozpowszechnionym sądom, w przemyśle stosunkowo rzadko stosuje się estry, a jeśli już to raczej estry kwasów aromatycznych, a nie alifatycznych, ze względu na to, że estry łatwo ulegają rozkładowi w kontakcie z wilgocią z ciała, generując nieprzyjemnie pachnące kwasy alifatyczne.
