G. Giacomo Guilizzoni
N
EL LINGUAGGIO COMUNE,
DA QUALCHE TEMPO,
SI SUDDIVIDONOSEMPLICISTICAMENTE LE SOSTANZE IN DUE CATEGORIE CONTRAPPOSTE
:
«
NATURALI» (
BUONE)
E«
CHIMICHE» (
CATTIVE),
COME SE NOI STESSI,
E TUTTO CIÒ CHE CI CIRCONDA,
VIVENTE O INANIMATO,
NON FOSSIMO COSTITUITI DAvasiva ma persistente nel tempo, deli-cata e suadente, che sa di buono, di rosa di maggio, gelsomino e ylang-ylang...». Come si vede, le suddette definizioni sono poco «scientifiche».
Come esiste la professione di assaggia-tore di oli e di vini così vi sono gli «an-nusatori», specialisti in grado di rico-noscere un odore e valutare la soglia di percettibilità (ATC, absolute threshold concentration), minima concentrazione di un odore nell’aria rilevabile dal 100% delle persone preposte all’analisi olfat-tiva. Esistono anche apparecchiature capaci di giudicare un profumo; «nasi artificiali» sono stati sviluppati in varie università e possono dare utili indica-zioni sulla natura di un odore.
Esempi (in parentesi l’ATC): acido
sol-fidrico (1), benzene (50), butantiolo (0,001), carbonio solfuro (50), diossido di zolfo (3), fenolo e cresoli (0,2), for-maldeide (2), iodoformio (0,02), me-tantiolo (0,001), piridina (0,01).
Non è ancora ben chiara la relazione tra la struttura molecolare di una sostanza e il suo aroma. Pare che le sostanze di odore simile siano costituite da mole-cole di forma simile; basta osservare le formule riportate più avanti.
Sembra che i recettori olfattivi del naso abbiano forma e dimensioni diverse, a cui si collega un odore, come ad una serratura corrisponde una chiave. Si percepisce un determinato odore quando le molecole di una sostanza oc-cupano un certo tipo di recettore. Così ad esempio, la vaniglina ha un profumo intenso di vaniglia mentre non lo pos-siede il suo isomero di posizione iso-va-niglina, avente diversa configurazione molecolare (figura 1).
Molte sostanze osmofore sono presenti nelle essenze (o oli essenziali), così defi-nite dalla FU: «miscele oleose di so-stanze organiche ricavate da piante aro-matiche e qualcuna da organi animali». Così ad esempio, l’essenza di arancio, insieme a quella di bergamotto, è com-ponente fondamentale dell’acqua di Co-lonia, «inventata» nel XVII secolo a Santa Maria Maggiore (VB) da Gio-vanni Paolo Feminis; un suo nipote, Giovanni Maria Farina, la produsse a Colonia, commercializzandola in tutta Europa con il nome di aqua mirabilis. Ecco una breve rassegna di sostanze osmofore.
Idrocarburi. Sono composti di
carbo-nio e idrogeno.
Il carvene (o limonene) e il g-terpinene hanno odore di agrumi. Il p-cimene, di odore caratteristico, si trova nel timo (figura 2).
Il canfene, di odore pungente, si trova negli oli di citronella, ginepro, lavanda. Il pinano si riscontra nella trementina o ragia (prodotto della distillazione di re-sine di conifere) e in altre essenze. Il sa-binene è presente nella maggiorana e nel pepe nero (figura 3).
Alcoli e fenoli. Gli alcoli sono sostanze
contenenti aggruppamenti –CH2OH, =CHOH o ≡COH. I fenoli sono com-posti contenenti idrossili legati –OH al nucleo aromatico.
Due forme enantiomere di una sostanza talvolta hanno odore diverso, pur avendo – come è noto – le stesse proprietà fisi-che ad eccezione del segno del potere rotatorio. Il (+)citronellolo si riscontra nell’essenza di citronella e non ha un odore particolarmente piacevole; il (–) citronellolo, presente nell’essenza di rosa bulgara, emana invece un delicato pro-fumo di rosa. Il geraniolo, con odore di geranio, si trova in diverse piante e si
ri-Nuova Secondaria - n. 7 2014 - Anno XXXI
104
P
ERCORSID
IDATTICIAlcuni aggruppamenti osmofori
aggruppamento composti
idrossile –OH alcoli e fenoli alcossile –OR eteri aldeidico –CHO aldeidi chetonico =CO chetoni
carbossilico –COOH, –COOR acidi carbossilici e loro esteri amminico –NH2=NH ammine
atomi di zolfo –S– composti solforati
Fig. 1. Vaniglina e iso-vaniglina.
Fig. 2. Carvene, g-terpinene e p-cimene.
Nuova Secondaria - n. 7 2014 - Anno XXXI
105
P
ERCORSID
IDATTICIneolo, dall’odore di canfora, si rileva in diverse essenze; un suo estere, il bornile acetato, è contenuto negli oli essenziali di conifere e di rosmarino (figura 5).
Eteri. Sono composti in cui un atomo
di ossigeno è unito a due redisui idro-carburici, uguali o diversi (R—O—R’). Il cineolo o eucaliptolo odora di canfora, si riscontra in diverse essenze ed è un antisettico. L’a-ionone si trova in al-cune varietà di viole e nel fieno e si ot-tiene per sintesi (figura 6).
L’eugenolo, dall’odore di chiodi di ga-rofano, si trova nei chiodi di garofano e nell’alloro. Il safrolo, di odore caratteri-stico, è tossico e si riscontra nel sasso-frasso (o sassasasso-frasso), nello zafferano e nella noce moscata (figura 7).
Aldeidi. Sono composti contenenti il
gruppo aldeidico –CHO. Una di queste, l’aldeide acrilica o acroleina, CH2=CHCHO ha odore acre e si forma nella parziale combustione delle sostanze grasse come quando, mentre si frigge qualcosa, dell’olio cade sulla fiamma. L’aldeide benzoica odora di mandorle amare e si trova nel lauro. L’aldeide ani-sica odora di biancospino ed è presente nelle essenze di anice e finocchio. Al-l’aldeide cinnamica si deve il caratteri-stico aroma della cannella (figura 8). L’eliotropina, o piperonale, si trova nel-l’eliotropo e odora di mimosa. Il citrale (o geraniale), dall’odore di agrumi, è presente nella buccia di limone, nella melissa e nella verbena (figura 9).
Chetoni. Sono composti contenenti
ag-gruppamenti carbonili =CO.
Il piperitone odora di menta ed è pre-sente nella menta piperita. La canfora, dall’odore caratteristico, prodotta dal-l’albero omonimo, si trova anche in va-rie essenze (figura 10).
Il fencone odora di canfora ed è pre-sente nel finocchio e nella lavanda. Lo jasmone conferisce il piacevole odore al gelsomino (figura 11).
Fig. 4. (+)citronellolo, (–)citronellolo, geraniolo e linalolo.
Fig. 5. Mentolo, timolo e borneolo.
Fig. 8. Aldeide benzoica, aldeide anisica e aldeide cinnamica.
Fig. 7. Eugenolo e safrolo. Fig. 6. Cineolo e -ionone.
Fig. 9. Eliotropina e citrale.
Fig. 11. Fencone e jasmone. Fig. 10. Piperitone e canfora. cava dalle essenze di palmarosa e di
ci-tronella. Il linalolo, molto usato nell’in-dustria dei cosmetici, odora di lavanda e si riscontra negli oli essenziali di agrumi e di altre piante. Un suo estere, il linalile acetato, si trova nel bergamotto, nella la-vanda e nella salvia (figura 4).
Il mentolo odora di menta, si riscontra nella menta piperita e si prepara artifi-cialmente. Il timolo odora di timo e si trova nel timo e nell’origano. Il
bor-Nuova Secondaria - n. 7 2014 - Anno XXXI
106
P
ERCORSID
IDATTICIIl muscone, dal caratteristico odore, è presente nel muschio, un profumo che, a differenza di quelli incontrati finora, è di origine animale. Il muschio è un fe-romone prodotto da ghiandole del cervo dell’Himalaya (specie in via di estin-zione) e si ottiene per sintesi. La cuma-rina, di odore gradevole caratteristico, che non è un’ammina come il nome fa-rebbe pensare, si trova nell’erba appena tagliata e nella lavanda (figura 12). Il 2-eptanone conferisce al gorgonzola il caratteristico aroma. Il frambinone odora di frutta e si trova nei lamponi e nei frutti di bosco. Il g-undecalattone ha l’aroma di pesca, si usa come aro-matizzante per alimenti e viene pro-dotto artificialmente (figura 13).
Acidi carbossilici. Sono composti
con-tenenti l’aggruppamento carbossile –COOH.
Esempi: L’ acido acetico CH3COOH, di odore pungente, è presente nell’aceto. Gli acidi alifatici CH3(CH2)nCOOH, dove n è compreso tra 3 e 8, hanno odore sgradevole ma alcuni, se presenti in piccola quantità, conferiscono il ca-ratteristico aroma ai formaggi stagio-nati.
Esteri degli acidi carbossilici. Sono
composti derivanti dagli acidi carbos-silici per reazione con un alcole. A dif-ferenza dell’acido da cui derivano hanno in genere odore gradevole e sono presenti nella frutta. Alcuni vengono prodotti per sintesi e usati come aro-matizzanti per alimenti. Esempi: allile esanoato (ananas), allile disolfuro (aglio), allil-propile disolfuro (cipolla), amile acetato (banana), benzile acetato (lampone), butile propanoato (albi-cocca), esile acetato (pera), etile buta-noato (mela), etile cinnamato (ciliegia), etile esanoato (mela), etil-fenile acetato (miele), etil-metile butanoato
(lam-pone), isoamile acetato (banana), lina-lile acetato (lavanda).
Ammine. Sono composti contenenti
gli aggruppamenti –NH2e =NH. La cadaverina, il cui nome mette alle-gria, è un’ammina alifatica avente odore di pesce putrefatto e si forma nella de-composizione delle proteine. Lo scatolo (dal gr. skatós, escremento) è la sostanza che conferisce l’odore alle feci; ha tutta-via una curiosa proprietà: in soluzione diluita odora di muschio e si usa come fissatore per profumi. Nella Chimica in versi di Alberto Cavaliere (figura 14) (Mursia), presente nella biblioteca di ogni chimico, alla voce scatolo si trova: «… forma squamette candide / di forte odor fecale, / assai caratteristico; /
ep-pure (è madornale!) / questo composto fetido / vilissimo e meschino / è nelle es-senze magiche / d’arancio e gelsomino».
Composti dello zolfo. Atomi di zolfo
inseriti in una molecola organica, le conferiscono odore in certi casi sgrade-vole e in altri gradesgrade-vole. Esempi: Il me-tile disolfuro CH3-S-S-CH3 e il metile trisolfuro CH3-S-S-S-CH3si trovano nei cavoli.
Il tiolano (THT, tetraidrotiofene), dal-l’odore agliaceo sgradevole, per la sua bassissima soglia di percettibilità, è usato per odorizzare il metano (ino-dore) così da renderlo avvertibile dal-l’olfatto umano in caso di eventuali fu-ghe. L’isobutiltiazolo è l’aroma del pomodoro (figura 15).
L’acetiltiazolo si trova nelle carni grigliate e la lentionina nei funghi lentinula, usati nella cucina cinese e giapponese. Presenta (figura 16) interesse la cono-scenza, anche parziale, delle biosintesi
Fig. 12. Muscone e cumarina.
Fig. 15. Tiolano e isobutiltiazolo.
Fig. 16. Acetiltiazolo e lentionina. Fig. 13. 2-eptanone, frambinone e
g-undecalattone.
Nuova Secondaria - n. 7 2014 - Anno XXXI
107
P
ERCORSID
IDATTICIche hanno luogo nei vegetali contenenti principi attivi odorosi, al fine di poterli sintetizzare in vitro. Ecco ad esempio il riassunto di una sequenza di reazioni, piuttosto complesse, che avvengono nella menta piperita, una pianta erba-cea. Partendo dal limonene, attraverso cinque terpeni intermedi, il vegetale giunge a sintetizzare il mentolo. 1) Idrossilazione del limonene a
iso-pi-peritenolo, catalizzatore l’enzima L3OH (limonene-idrossilasi) e i co-enzimi NADP (nicotinammide-ade-nina-dinucleotide fosfato) e NADPH (nicotinammide-adenina-dinucleo-tide fosfato ridotto).
2) Deidrogenazione dell’iso-piperitenolo (alcole secondario) a iso-piperitenone (chetone), catalizzata dall’enzima iPD (isopiperitenolo deidrogenasi). 3) Idrogenazione del doppio legame
1-2 dell’iso-piperitenone con forma-zione di iso-pulegone, catalizzatore l’enzima iPR (isopiperitenone-ri-duttasi) e i coenzimi NADP e NADPH.
4) Isomerizzazone dell’iso-pulegone a pulegone, catalizzata dall’enzima iPI (isopulegone-isomerasi).
5) Idrogenazone del doppio legame 4-8 del pulegone con formazione del mentone, catalizzatore l’enzima PR (pulegone-riduttasi) e i coenzimi NADP e NADPH.
6) Riduzione da mentone (chetone) a mentolo (alcole secondario), catalizzatore l’enzima MR (mentone-riduttasi) e i coenzimi NADP e NADPH (figura 17). G. Giacomo Guilizzoni ITIS “Cobianchi”, Verbania
Nuova Secondaria - n. 7 2014 - Anno XXXI