Χουμουλένιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
α-Χουμουλένιο: η πολύπλοκη χημική δομή του

Το χουμουλένιο,[1] γνωστό και ως α-καρυοφυλλένιο, είναι χημική ένωση, μονοκυκλικό σεσκιτερπένιο (C15H24) που απαντάται στη φύση και το οποίο περιέχει έναν 11-μελή δακτύλιο και αποτελείται από 3 μονάδες ισοπρενίου που εμπεριέχουν τρεις μη συζευγμένους διπλούς δεσμούς C=C. Είναι ισομερής ένωση του καρυοφυλλενίου.

Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στα αιθέρια έλαια του είδους Humulus lupulus (λυκίσκος), από το οποίο πήρε το βοτανικό όνομά του.[2] Ως σεσκιτερπένιο, είναι ισομερές του β-καρυοφυλλενίου ενώ και οι δύο φυσικές ενώσεις απαντώνται συχνά μαζί, ως ένα μείγμα σε πολλά αρωματικά φυτά.

Εξάπλωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το φυτό Humulus lupulus

Είναι ένα από τα βασικά συστατικά του αιθέριου ελαίου από τον ανθοφόρο κώνο του λυκίσκου, Humulus lupulus, από τον οποίο προέρχεται η ονομασία του. Η συγκέντρωση του ποικίλλει μεταξύ των διαφορετικών ποικιλιών του φυτού, αλλά μπορεί να είναι έως και 40% της μάζας του αιθέριου ελαίου.[3]

Το χουμουλένιο και οι συναφείς σε αυτό ενώσεις, στη διαδικασία παρασκευής της μπύρας προσδίνουν σε πολλές μπύρες το άρωμα του «λυκίσκου». Έχει βρεθεί ότι οι ευγενείς ποικιλίες λυκίσκου έχουν υψηλότερα επίπεδα χουμουλενίου, ενώ άλλες πικρές ποικιλίες λυκίσκου περιέχουν πολύ χαμηλότερα επίπεδα.[4] Πολλά εποξείδια χουμουλενίου παράγονται κατά τη διαδικασία της ζυθοποιητικής παρασκευής της μπύρας. Σε επιστημονική μελέτη που περιελάμβανε αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μάζας μετά από ανάλυση δειγμάτων διαπιστώθηκε ότι τα προϊόντα υδρόλυσης του εποξειδίου χουμουλενίου II παράγουν συγκεκριμένα ένα άρωμα «λυκίσκου» στη μπύρα.[5][6]

Το α-χουμουλένιο έχει ανευρεθεί με φυσικό τρόπο σε πολλά αρωματικά φυτά σε όλες τις ηπείρους του πλανήτη, συχνά μαζί με το ισομερές του, το β-καρυοφυλλένιο. Οι αποδεδειγμένες αέριες εκπομπές α-χουμουλενίου στην ατμόσφαιρα είναι από: πεύκα,[7] πορτοκαλιές,[8] καπνό,[9] και ηλιοτρόπια.[10]

Το χουμουλένιο περιέχεται στα αιθέρια έλαια αρωματικών φυτών όπως π.χ. Salvia officinalis (κοινό φασκόμηλο),[11] Lindera strychnifolia, είδη ginseng,[12] έως και 29,9% των αιθέριων ελαίων της Mentha spicata,[13] στην οικογένεια τζίντζερ (Zingiberaceae),[14] 10% του ελαίου φύλλων του είδους Litsea mushaensis, μιας κινέζικης δάφνης,[15] 4% του εκχυλίσματος φύλλων του είδους Cordia verbenacea, ενός θάμνου στην τροπική Νότια Αμερική, αλλά με 25% trans-καρυοφυλλένιο[16] και είναι μια από τις χημικές ενώσεις που συμβάλλουν στη γεύση του μπαχαρικού Persicaria odorata (γνωστό αλλιώς ως βιετναμέζικο κόλιανδρο) και στο χαρακτηριστικό άρωμα της κάνναβης.[17]

Βιοσύνθεση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το χουμουλένιο είναι ένα από τα πολλά σεσκιτερπενοειδή που προέρχονται από το διφωσφορικό φαρνεσυλικό (FPP). Ο σχηματισμός χουμουλενίου από FPP καταλύεται από ένζυμα σύνθεσης σεσκιτερπενίων.[18]

Αυτή η βιοσύνθεση μπορεί να υλοποιηθεί -συνθετικά- στο εργαστήριο παρασκευάζοντας αλλυλική κασσιτερίνη από φαρνεσόλη, που ονομάζεται σύνθεση Corey.

Το χουμουλένιο μπορεί επίσης να συντεθεί χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό συγκρότησης τεσσάρων συστατικών και κυκλοποίησης με μεσολάβηση το παλλάδιο, όπως απεικονίζεται παρακάτω. Αυτή η σύνθεση είναι αξιοσημείωτη για την απλότητα των δημιουργιών του δεσμού C−C και των σταδίων κυκλοποίησης, τα οποία -πιστεύεται- ότι θα αποδειχθούν πλεονεκτήματα στη σύνθεση σχετικών ενώσεων πολυτερπενοειδών.[19]

Έρευνα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σε εργαστηριακές μελέτες, το χουμουλένιο μελετάται για πιθανές αντιφλεγμονώδεις δράσεις.[20][21]

Το 2015 ερευνητές στη Βραζιλία αναγνώρισαν το α-χουμουλένιο ως ενεργό παράγοντα που συμβάλλει στις εντομοαπωθητικές ιδιότητες του ελαίου φύλλων του είδους Commiphora leptophloeos, ιδίως κατά του επικίνδυνου κουνουπιού Aedes aegypti.[22][23]

Ατμοσφαιρικές εκπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το α-χουμουλένιο είναι βιογενής πτητική οργανική ένωση, που εκπέμπεται από πολυάριθμα φυτά με σχετικά υψηλό δυναμικό για δευτερογενή οργανικό σχηματισμό αερολύματος στην ατμόσφαιρα.

Αντιδρά γρήγορα με το όζον στο ηλιακό φως (φωτοοξείδωση) για να σχηματίσει οξυγονωμένα προϊόντα. Το α-χουμουλένιο έχει πολύ υψηλό συντελεστή ταχύτητας αντίδρασης (1,17×10−14 cm3 μόριο−1s−1) σε σύγκριση με τα περισσότερα μονοτερπένια. Δεδομένου ότι περιέχει τρεις διπλούς δεσμούς, είναι εφικτό να παραχθούν χημικές ενώσεις πρώτης, δεύτερης και τρίτης γενιάς, που η καθεμιά μπορεί να συμπυκνωθεί για να σχηματίσει δευτερεύον οργανικό αεροζόλ.

Σε τυπικές αναλογίες ανάμειξης τροποσφαιρικού όζοντος 30 ppb, η διάρκεια ζωής του α-χουμουλενίου είναι περίπου 2 λεπτά, ενώ τα προϊόντα πρώτης και δεύτερης γενιάς έχουν μέση διάρκεια ζωής 1 ώρα και 12,5 ώρες, αντίστοιχα.[24]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. ↑ Sholl, Luke (14 Μαΐου 2020). «Τι Είναι το Χουμουλένιο;». Cibdol. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2023. 
  2. ↑ Glenn Tinseth, "Hop Aroma and Flavor", January/February 1993, Brewing Techniques. <http://realbeer.com/hops/aroma.html> Accessed July 21, 2010
  3. ↑ Katsiotis, S. T.; Langezaal, C. R.; Scheffe, J. J. C. (1989). «Analysis of the Volatile Compounds from Cones of Ten Humulus lupulus Cultivars». Planta Med. 55 (7): 634. doi:10.1055/s-2006-962205. 
  4. ↑ «Archived copy». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Σεπτεμβρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2011. 
  5. ↑ Yange, Xiaogen; Lederer, Cindy; McDaniel, Mina; Deinzer, Max. (1993). «Evaluation of hydrolysis products of humulene epoxides II and III». Journal of Agricultural and Food Chemistry 41 (8): 1300–1304. doi:10.1021/jf00032a026. 
  6. ↑ Peackock, Val; Deinzer, Max (1981). «Chemistry of hop aroma in beer». Journal of the American Society of Brewing Chemists 39. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2013-12-30. https://web.archive.org/web/20131230232825/http://www.asbcnet.org/journal/abstracts/backissues/39-39.htm. 
  7. ↑ D. Helmig; J. Ortega; T. Duhl; D. Tanner; A. Guenther; P. Harley; C. Wiedinmyer; J. Milford και άλλοι. (2007). «Sesquiterpene emissions from pine trees--identifications, emission rates and flux estimates for the contiguous United States». Environ. Sci. Technol. 41 (5): 1545–1553. doi:10.1021/es0618907. PMID 17396639. Bibcode: 2007EnST...41.1545H. https://escholarship.org/uc/item/9264b24t. 
  8. ↑ P. Ciccioli; E. Brancaleoni; M. Frattoni; V. Di Palo; R. Valentini; G. Tirone; G. Seufert; N. Bertin και άλλοι. (1999). «Emission of reactive terpene compounds from orange orchards and their removal by within-canopy processes». J. Geophys. Res. 104 (D7): 8077–8094. doi:10.1029/1998JD100026. Bibcode: 1999JGR...104.8077C. 
  9. ↑ C. De Moraes; M. Mescher; J. Tumlinson (2001). «Caterpillar-induced nocturnal plant volatiles repel conspecific females». Nature 410 (6828): 577–580. doi:10.1038/35069058. PMID 11279494. Bibcode: 2001Natur.410..577D. 
  10. ↑ G. Schuh; A. Heiden; T. Hoffmann; J. Kahl; P. Rockel; J. Rudolph; J. Wildt (1997). «Emissions of Volatile Organic Compounds from Sunflower and Beech: Dependence on Temperature and Light Intensity». J. Atmos. Chem. 27 (3): 291–318. doi:10.1023/A:1005850710257. Bibcode: 1997JAtC...27..291S. 
  11. ↑ Bouajaj, S; Benyamna, A; Bouamama, H; Romane, A; Falconieri, D; Piras, A; Marongiu, B (2013). «Antibacterial, allelopathic and antioxidant activities of essential oil of Salvia officinalis L. growing wild in the Atlas Mountains of Morocco». Nat Prod Res 27 (18): 1673–6. doi:10.1080/14786419.2012.751600. PMID 23240623. 
  12. ↑ Cho, IH; Lee, HJ; Kim, YS (Aug 2012). «Differences in the volatile compositions of ginseng species (Panax sp.)». J Agric Food Chem 60 (31): 7616–22. doi:10.1021/jf301835v. PMID 22804575. 
  13. ↑ Chauhan, SS; Prakash, O; Padalia, RC; Vivekanand, Pant AK; Mathela, CS (2011). «Chemical diversity in Mentha spicata: antioxidant and potato sprout inhibition activity of its essential oils». Nat Prod Commun 6 (9): 1373–8. PMID 21941918. 
  14. ↑ Suthisut, D; Fields, PG; Chandrapatya, A (2011). «Contact toxicity, feeding reduction, and repellency of essential oils from three plants from the ginger family (Zingiberaceae) and their major components against Sitophilus zeamais and Tribolium castaneum». J Econ Entomol 104 (4): 1445–54. doi:10.1603/ec11050. PMID 21882715. https://archive.org/details/sim_journal-of-economic-entomology_2011-08_104_4/page/1445. 
  15. ↑ Ho, CL; Wang, EI; Tseng, YH; Liao, PC; Lin, CN; Chou, JC; Su, YC (2010). «Composition and antimicrobial activity of the leaf and twig oils of Litsea mushaensis and L. linii from Taiwan». Nat Prod Commun 5 (11): 1823–8. PMID 21213991. 
  16. ↑ de Carvalho, Jr.; Rodrigues, R.F.; Sawaya, A.C.; Marques, M.O.; Shimizu, M.T. (2004). «Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil of Cordia verbenacea D.C». Journal of Ethnopharmacology 95 (2–3): 297–301. doi:10.1016/j.jep.2004.07.028. PMID 15507352. 
  17. ↑ Hillig, Karl W (October 2004). «A chemotaxonomic analysis of terpenoid variation in Cannabis». Biochemical Systematics and Ecology 32 (10): 875–891. doi:10.1016/j.bse.2004.04.004. ISSN 0305-1978. 
  18. ↑ Moss, G.P., "Humulene derived sesquiterpenoid biosynthesis." International Union of Biochemistry and Molecular Biology Enzyme Nomenclature. Accessed April 10, 2011. http://www.enzyme-database.org/reaction/terp/humul.html
  19. ↑ Hu, Tao & Corey, E.J. (2002). «Short Syntheses of (±)-δ-Araneosene and Humulene Utilizing a Combination of Four-Component Assembly and Palladium-Mediated Cyclization». Organic Letters 4 (14): 2441–2443. doi:10.1021/ol026205p. PMID 12098267. 
  20. ↑ Passosa, G.F.Σφάλμα έκφρασης: Μη αναγνωρισμένη λέξη "etal" (2007). «Anti-inflammatory and anti-allergic properties of the essential oil and active compounds from Cordia verbenacea». Journal of Ethnopharmacology 110 (2): 323–333. doi:10.1016/j.jep.2006.09.032. PMID 17084568. 
  21. ↑ Fernandes E.S.; Passos G.F.; Medeiros R.; da Cunha F.M.; Ferreira J.; Campos M.M.; Pianowski L.F.; Calixto J.B. (2007). «Anti-inflammatory effects of compounds alpha-humulene and (−)-trans-caryophyllene isolated from the essential oil of Cordia verbenacea». European Journal of Pharmacology 569 (3): 228–236. doi:10.1016/j.ejphar.2007.04.059. PMID 17559833. 
  22. ↑ Janelle Lassalle (19 Σεπτεμβρίου 2020). «Humulene». The Cannigma. Ανακτήθηκε στις 27 Ιανουαρίου 2021. 
  23. ↑ Santos da Silva, R.C.Σφάλμα έκφρασης: Μη αναγνωρισμένη λέξη "etal" (2015-12-19). Boudko, Dmitri, επιμ. «(E)-Caryophyllene and α-Humulene: Aedes aegypti Oviposition Deterrents Elucidated by Gas Chromatography-Electrophysiological Assay of Commiphora leptophloeos Leaf Oil». PLOS ONE 10 (12): e0144586. doi:10.1371/journal.pone.0144586. PMID 26650757. Bibcode: 2015PLoSO..1044586D. 
  24. ↑ Beck, M.; Winterhalter, R.; Herrmanna, F.; Moortgat, G. K. (2011). «The gas-phase ozonolysis of α-humulene». Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (23): 10970–11001. doi:10.1039/c0cp02379e. PMID 21461420. Bibcode: 2011PCCP...1310970B. 
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Χουμουλένιο&oldid=10171938"