Обоняние. Увлекательное погружение в науку о запахах - Паоло Пелоси

Их молекулы часто довольно крупные и содержат больше одной фенольной группы. Распространенный пример – так называемые токоферолы (известные еще как витамин Е), в изобилии содержащиеся в маслинах, оливковом масле и множестве соединений, придающих фруктам и овощам яркую окраску. Их называют антоцианами (от греч. ἄνθος – «цветок»), а встречаются они в винограде, красных апельсинах, ягодах и некоторых других продуктах. Популярная поговорка, что яркие овощи полезны для здоровья, совсем не шутка: фенольные соединения действительно уменьшают действие свободных радикалов, ответственных за процесс старения.

Еще у фенолов есть дезинфицирующие свойства. Сам фенол как таковой (он представляет собой бензольное кольцо с гидроксильной группой – и больше ничего; см. рис. 2) – распространенный антисептик, так же как крезол (к кольцу добавляется одна метиловая группа), и еще кое-какие похожие производные (см. рис. 7). Крезол пахнет дезинфектантом вообще и прочно ассоциируется с традиционными лондонскими красными телефонными будками (ныне стремительно исчезающими с улиц британской столицы) и их неповторимым ольфакторным букетом, где его нота мешается с застарелой мочой.

Еще одно похожее вещество – гваякол, основной компонент сиропа от кашля, придающий этому лекарству его особенный запах.

Рисунок 7. Из едкого фенола можно получить пахнущие дезинфектантами орто-крезол и гваякол путем присоединения метильной или метоксильной группы. Если дальше добавить еще и альдегидную, получится приятный сладкий аромат ванилина. Анетол, пахучее вещество бадьяна, также относится к этой группе молекул. Другие ароматические альдегиды содержатся в специях и обладают весьма интересными запахами: от бензальдегида, который пахнет горьким миндалем, до циннамальдегида – основы коричного аромата. Любопытно, что, если добавить к циннамальдегиду цепочку в пять атомов углерода, запах радикально изменится и станет цветочным.

Некоторые производные фенола нашли себе работу в косметической промышленности, где с успехом применяют свои антиоксидантные и бактериостатические свойства и вдобавок приятно пахнут. Если фенол и крезол едва ли завоюют много симпатий из-за едкого запаха, другие члены того же семейства, оснащенные дополнительными функциональными группами на бензольном кольце, вполне могут похвастаться очень приятными нотами.

Эвгенол и ванилин – два хорошо всем знакомых примера. О первом мы уже говорили и видели его на рисунке 4 – он дает интенсивный гвоздичный аромат, сразу напоминающий о пряных рядах на базаре. Второй очевидным образом пахнет ванилью. Оба представляют собой летучие соединения, встречающиеся в природе и придающие аромат соответствующим специям (рис. 7).

Оба они вместе с похожими производными встречаются среди продуктов распада лигнина; из лигнина и целлюлозы состоит древесина. Если помните, мы уже говорили о том, как из деревянных бочек эвгенол и другие фенолы попадают в вино, сообщая выдержанным сортам терпкие дубовые ноты.

А вот ванилин можно получить из самого неожиданного источника: несколько лет назад химик из Японии Майю Ямамото сумела экстрагировать его из коровьего навоза. Дело в том, что экскременты травоядных содержат большие количества лигнина, который можно легко и непринужденно превратить в ванилин. Ямамото получила Шнобелевскую премию за свой оригинальный вклад в химию, но поспешила заметить, что полученное из фекалий вещество – представляющее собой ровно ту же молекулу, что содержится в стручках ванили, – можно отлично использовать для производства шампуней и ароматических свечей… а для еды, если неугодно, можно и не использовать. Это не помешало одному фабриканту мороженого из Кембриджа (штат Массачусетс) выпустить в продажу новый ванильный сорт, названный в честь Ямамото. Происхождение ароматизатора он при этом уточнять не стал.

Давайте не будем пока покидать благоуханные пряные ряды. Обратите внимание, вот анетол – он дает чарующий запах бадьяна, еще одной специи, которую высоко ценят в кулинарии. А вот, чуть дальше, корица с ее завлекательным ароматом. Структура ответственного за него циннамальдегида во многом похожа на бензальдегид, простейшее соединение, пахнущее миндалем. Добавьте к нему два атома углерода с двойной связью между бензольным кольцом и альдегидной группой – и запах превратится из миндального в коричный, совершенно другой, но отчасти родственный ему.

Интересно, что, если добавить к молекуле циннамальдегида цепочку из пяти атомов углерода, присоединив ее к тому углероду, что находится непосредственно рядом с альдегидной группой, пряная нота сразу исчезнет, уступив место куда более деликатному аромату. Α-циннамальдегид обладает цветочным запахом и высоко ценится в парфюмерии (см. рис. 7).

Если сравнить химические структуры этих специй, сразу бросится в глаза, что все они приходятся друг другу близкими родственниками: бензольное кольцо в центре плюс две-три функциональные группы – их ассортимент не так уж велик. Как и в случае цветочных ароматов, пряные тоже все разные, но у них есть ряд общих черт.

Но давайте все же оторвемся от специй – нет, мы еще не уходим с рынка! – и последуем за восхитительным запахом жарящегося мяса, не только приятным, но и аппетитным: от него так и текут слюнки (конечно, только у тех, кто не принадлежит к племени вегетарианцев)! Молекулы, из-за которых барбекю пахнет так неотразимо, все еще относятся к ароматическим соединениям (в химическом смысле слова), но в основе у них – кольцо пиразина, модифицированного бензола, в котором два атома углерода на противоположных позициях заменены атомами азота. Существует множество производных пиразина с маленькими группами на кольце в разных позициях. Это могут быть метиловая и этиловая группы (один или два атома углерода вместе с необходимыми водородами), а также ацетиловая и метоксильная, перемешанные во всех возможных комбинациях.

У всех этих соединений приятный запах: его ноты обычно описываются как печеные или жареные. Однако можно и уточнить: картофель фри, жареный арахис, попкорн, свежевыпеченный хлеб и многие другие. Обжаренные зерна кофе особенно богаты такими соединениями, а их летучие компоненты, отвечающие за аромат, состоят из сотен разных веществ, каждое из которых добавляет в итоговый букет что-то свое.

Не все эти ароматические соединения – производные пиразина. Как минимум еще два молекулярных кольца, таких же плоских, как бензольное, добавляют прелести и кофе, и мясу, и прочим кулинарным изыскам. Каждое из этих колец состоит из пяти атомов. Одно называется «фуран» и состоит из четырех углеродов и одного кислорода; другое – «тиазол» (три углерода, один азот и одна сера). С серой мы уже знакомы: до сих пор она у нас ассоциировалась исключительно с мерзко пахнущими химикатами, однако в тиазолах это вещество поворачивается совершенно другой стороной, лишенной всяких неприятных нот.

Производные и пиразина, и тиазола возникают в пищевых продуктах в процессе готовки и являются результатом распада белков и углеводов. Фураны, напротив, содержат только углерод и кислород (ну, помимо вездесущего водорода) и являются продуктами циклизации сахаров. Примеры пиразинов, тиазолов и фуранов, получающихся во время кулинарной обработки разных продуктов, показаны на рисунке 8. У всех них есть короткие цепочки атомов углерода, присоединенных к ароматическому кольцу. Во всех трех семействах удлинение цепочки приводит к заметному изменению аромата – с жареного, орехового и карамельного на зеленый, фруктовый и мятный.