Citrus, růže, levandule –„přírodní“ vůně z chemické laboratoře

V dnešním světě, jemuž vládnou akustické a vizuální dojmy, je čich často považován za „podřadný“ smysl. Přesto má významnější roli, než se obecně předpokládá: bez čichu bychom si nevychutnali aroma vynikajícího jídla nebo vína, ani bychom nepoznali zkažené potraviny. Ostatně i rčení „nejde mi to pod nos“ ukazuje, že čich nenápadně, leč o to významněji ovlivňuje naše životy: někdy se právě na základě čichu podvědomě rozhodujeme o tom, zda nám ten či onen člověk bude sympatický, a stejně tak dokáže čich znovu vyvolat vzpomínky uložené hluboko v paměti. Člověk obecně rozeznává pouze čtyři základní chutě: sladkou, kyselou, slanou a hořkou. Čichová sliznice přitom obsahuje na 350 různých typů čichových receptorů. Na základě principu „spárování“ se však na tyto receptory mohou vázat jen molekuly specifických vůní – ty potom stimulují percepce v mozku. Komplexní vůně souběžně aktivují vysoký počet receptorů, čímž výrazně násobí počet vnímatelných pachů. Cvičený nos tak dokáže rozpoznat až 10 000 vůní. Společnost BASF je jedním z předních světových výrobců syntetických vůní. Klíčovým produktem portfolia je citral, aromatická chemikálie, jež se od roku 2004 vyrábí v Ludwigshafenu. Molekula obsahující 10 uhlíkových atomů (C atomů) se v přírodě vyskytuje například ve vůni citrusových plodů a citronové trávy. Syntetický citral od společnosti BASF toho však umí víc než jen poskytovat aroma obsažené v citrusových plodech. Jemnými úpravami molekulární struktury lze vytvářet další vůně důležité pro kosmetický průmysl, například linalol, jenž voní po levanduli, nebo geraniol, který zase produkuje typickou vůni růží. „Tyto květinové vůně jsou si molekulární strukturou velice podobné. Všechny mají identickou páteřní strukturu sestávající z deseti uhlíkových atomů a jednoho atomu vodíku, jenž je takovým jejich specifickým rysem,“ vysvětluje výzkumný manažer koncernu BASF dr. Klaus Ebel. „Klíčovou odlišností mezi těmito vůněmi je přesná pozice a typ vázání kyslíku. U citralu a geraniolu se nachází na samotném konci uhlíkového řetězce. U citralu je však vázán dvojitě, u geraniolu jednoduše. Na druhé straně u linalolu je atom kyslíku vázán jednoduše na jiný uhlíkový atom uvnitř řetězce.“ Drobná odlišnost s velkým efektem: je to stejné, jako když se na klíči změní jeden jediný vroubek. Tyto tři molekuly jsou si velice podobné, přesto se na sliznici vážou na různé čichové receptory, v nichž vyvolávají odpovídající aromatické počitky. Jelikož z čistě chemického pohledu jsou tyto aromatické chemikálie totožné se svými přírodními protějšky, nerozpozná rozdíl ani ten nejjemnější nos. Syntetické vůně vyvíjené společností BASF však nabízejí oproti vůním přírodním ještě dvě obrovské výhody: za prvé je to konzistentně vysoká čistota, které je v případě přírodního extraktu prakticky nemožné dosáhnout; za druhé syntéza je často jediným způsobem, jak lze požadovaný objem vůně vyrobit za přijatelnou cenu. Pro syntézu citralu a příbuzných sloučenin je nicméně zapotřebí vyspělé technologie. „V závodě na výrobu citralu, který byl roku 2004 otevřen v Ludwigshafenu, dosahují teploty při reakcích až 300 oC a v některých částech systému musí být udržován extrémní tlak až 300 barů. Abychom mohli indukovat potřebné chemické reakce a zároveň minimalizovali vytváření nežádoucích vedlejších produktů, museli jsme vyvinout vlastní katalyzátor na bázi stříbra a dalších vzácných kovů coby aktivních komponent,“ říká dr. Martin Schmidt-Radde, který je ve společnosti BASF odpovědný za výrobu aromatických chemikálií. Zhruba třetina citralu vyrobeného v Ludwigshafenu se nicméně používá pro další výrobu látek, které na první pohled mají jen málo společného s jemnými vůněmi: vitaminů, konkrétně vitaminů A a E, dále karotenoidů, které metabolismus používá jako prekurzor vitaminů a jako antioxidanty. Páteřní struktura těchto dvou vitaminů obsahuje 20 a 29 atomů uhlíku, v případě karotenoidů je to dokonce 40 atomů uhlíku. I proto se vyznačují nízkou volatilitou a jsou vnímatelné čichem.