Prečo kvety voňajú?

Väčšina biologických organizmov využíva čuch a prchavé arómogenné látky na vyhľadanie zdrojov potravy, na uniknutie pred potenciálne toxickými potravinami alebo škodlivým prostredím, ba dokonca aj ako komunikačný nástroj.

Foto Pixabay

Prchavé látky, ktoré človek vníma pozitívne, označujeme ako vôňa alebo aróma, a ako pach, prípadne zápach, ak je vôňa nepríjemná. Aromatické látky prijímajú čuchové receptory, ktorými sú čuchové bunky. Sú to bipolárne bunky a nachádzajú sa medzi bunkami nosovej sliznice v čuchovej oblasti v hornej časti nosovej dutiny, na najhornejšej nosovej mušli a časti nosovej priehradky s rozlohou asi 1,5 cm² na každej polovici.
Podľa niektorých zdrojov má človek v priemere 347 čuchových receptorov a dokáže vnímať viac ako 7 000 vôní. V mozgu sa čuchové vnemy spracúvajú a následne prejavujú v našich príjemných alebo nepríjemných pocitoch, prípadne sa asociujú s nejakými výraznými zážitkami.
Vône vnímame priamo alebo nepriamo. Priamo sa vnímajú cez čuchový receptor, ktorý dráždia plynné látky rozptýlené vo vdychovanom vzduchu. Plyny a výpary sa rozpúšťajú vo vlhkom teplom sekréte sliznice a dráždia čuchové bunky vo forme roztokov. Nepriamo sa vnímanie vôní zabezpečuje cez žutie, keď sa z prijímanej potravy uvoľňujú aromatické látky vnímané čuchovými zmyslami.
Vône majú na človeka fyziologické, psychologické a farmakologické vplyvy. Od roku 1771, keď bol mentol prvou izolovanou a purifikovanou látkou, sa popísali tisícky aromatických látok. Sú prevažne z rastlinných zdrojov, pričom rastliny sa považujú za najdôležitejšie prírodné zdroje týchto látok.

Foto Pixabay

Aromatické látky
Výsledná vôňa, ktorú človek vníma, je veľmi komplexná zmes rôznorodých prchavých zložiek s malou molekulovou hmotnosťou. Za výsledný voňavý efekt kvetu, ovocia či byliny nie je zodpovedná jedna charakteristická látka, ale zvyčajne zmes viac ako niekoľko sto látok so synergickým účinkom.
Polysacharidy, mastné kyseliny a aminokyseliny sú štartovacími substrátmi pre biochemické dráhy, do ktorých sa zapája množstvo enzýmov. Výsledkom je produkcia arómoaktívnych zložiek. Pretože existuje niekoľko hlavných biochemických dráh na formáciu prchavých látok v rastlinách, zloženie výslednej vône je geneticky podmienené a môže sa meniť od druhu k druhu a rovnako tak v rámci druhu od kultivaru ku kultivaru. Alifatické kyseliny, alkoholy, estery alebo karbonyly, laktóny, monoterpény, hydrokarbóny, furanóny, tiocyaníny, nitrily, metylované alkoholy, kyseliny, estery alebo karbonyly, polysulfidy alebo aromatické alkoholy – to sú len niektoré z množstva chemických látok ako produkty metabolických dráh s prchavým a aromatickým účinkom.
Prekurzormi prchavých látok sú aj mastné kyseliny. Lipoxygenázy naviažu na polynenasýtené mastné kyseliny (ako napr. kyseliny linolová a linolénová) kyslík a vznikajú hydroperoxidy, ktoré sa následne konvertujú na fytooxylipíny a tie sa prejavujú aromatickými účinkami.
Najzákladnejšie prekurzory aromatických látok sú zo skupiny monoterpenoidov (s počtom 10 uhlíkov) a seskviterpenoidov (15 uhlíkov), pričom terpenoidy, fenylpropanoidy/benzenoidy a 6-uhlíkaté aldehydy sú tri hlavné skupiny aromatických látok. Aj fytohormóny, ako napríklad metylovaný salicylát a jasmonát, sa vyznačujú prchavými účinkami a funkciami aromatických látok v rastlinnom organizme.

Uvoľňovanie prchavých látok
Prchavé látky sú lipofilné chemické látky s malou molekulovou hmotnosťou a veľkou odparovacou schopnosťou. V rastlinnom organizme sa vyskytujú zvyčajne neviazané na iné látky, a tak sa môžu voľne pohybovať cez bunkové membrány buniek pokožkových pletív, kde sa syntetizujú. Aromatické látky sa uvoľňujú do okolitej atmosféry alebo pôdneho substrátu v blízkosti koreňov aj z iných štruktúr, ako sú napríklad trichómy (špecializované štruktúry podobné vlasom, ktoré sa nachádzajú v rastlinnej pokožke), osmofóry (špecializované štruktúry produkujúce aromatické látky predovšetkým v kvetoch) alebo špeciálne vrúbkované bunky v pokožke syntetizujúce predovšetkým prchavé látky v kvetoch.
V listoch a stonkách sa prchavé látky vylučujú aj cez póry, cez ktoré sa asimiluje CO2, alebo cez prieduchy, kadiaľ rastlina dýcha a vyparuje vodu. Otváranie a zatváranie prieduchov ovplyvňuje vylučovanie prchavých látok syntetizovaných hlboko vnútri rastlinných buniek.

Životná sila
Rastlinné silice sa označujú aj ako éterické, vonné alebo aromatické oleje, a to preto, lebo sú lipofilnej povahy a extrahujú sa najčastejšie do oleja. To je dôvod, prečo ich nazývame aj esenciálne oleje. Obsahujú ich rôzne časti rastlín – najviac kvety a plody, ale aj listy, kôra či korene.
Rastliny sú živé organizmy, no nie sú schopné pohybu. Ako obdobu pohybového aparátu majú vyvinuté iné mechanizmy zabezpečujúce ich relatívny komfort v často nehostinnom a meniacom sa životnom prostredí. Je to syntéza sekundárnych metabolitov, väčšinou práve vo forme prchavých látok. Rastline slúžia na komunikáciu v rámci rastliny medzi vzdialenými orgánmi, ako je napríklad list a koreň, na komunikáciu medzi rastlinami v blízkosti i na väčšie vzdialenosti, aby sa informovali o hroziacom nebezpečenstve, ale aj na prilákanie opeľovačov.
Produkciu prchavých látok človek svojimi zmyslami často nezaregistruje. Tieto látky rastlina produkuje v malých, často zanedbateľných objemoch, napriek tomu však viac ako pätina atmosférického COfixovaná rastlinami sa konvertuje na aromatické látky a tie sa následne uvoľňujú do prostredia. A práve tieto výnimočné látky, z ktorých čerpá benefit nielen rastlina, ale aj človek, sa právom označujú za životnú silu rastliny. Chránia rastlinu pred biotickým a abiotickým stresom z prostredia a poskytujú informácie, aby rastlina mohla kvalitne žiť svoj život.

Komunikačný nástroj
Rastliny produkujú prchavé látky prioritne nie na uspokojenie človeka, ale na zachovanie svojho života. Aromatické látky vytvárajú na zabezpečenie komunikácie s hmyzom, susednými rastlinami a škodcami. Produkujú ich aj vtedy, keď sú ich listy alebo korene poškodené bylinožravcami alebo patogénnymi organizmami. Priamymi alebo nepriamymi cestami prchavé látky odrádzajú bylinožravce či patogény – vybudia obranný „imunitný“ systém, ktorým sa rastlina chráni. Okrem toho bežne rastliny produkujú prchavé látky v kvetoch nielen kvôli upozorneniu na nektár ako zdroj potravy pre hmyz alebo iné opeľovače, ale so zámerom prilákať opeľovače na opelenie a zabezpečiť si tak vlastné potomstvo.
Málokto však tuší, že aj jedlé semená obilnín a strukovín, ktoré nám na prvý pohľad nevoňajú, obsahujú prchavé látky. Vo všeobecnosti však obsah týchto látok nie je v semenách vysoký, pretože ich funkcia ako atraktantov (schopnosť pohybu živočíchov k zdroju potravy) na rozdiel od kvetov nie je potrebná. Semená sú už produkty oplodnenia, a tak nemusia lákať iné organizmy na oplodnenie.

Vôňa kvetov
Hlavnými prchavými látkami v kvetných orgánoch rastlín sú terpenoidy a benzenoidy. Hoci sa kvety priamo nespájajú s nijakým nutričným benefitom pre konzumenta, majú úžitok vo forme medu alebo nektáru pre opeľovače. Tento úžitok je však prospešný aj pre druhú stranu – samotné kvety vďaka opeľovačom môžu produkovať semeno na zachovanie potomstva. Nielen v tvare a farbe kvetu, ale aj vo vôni preto rastliny medzi sebou súperia, ktorá je najväčším lákadlom pre opeľovače. Výsledkom je ohromná variabilita v intenzite a charaktere vône, ktorú človek môže vnímať a využiť vo svoj prospech.
Vonné látky z rastlín sa získavajú troma základnými spôsobmi: lisovaním, destiláciou a extrakciou. Mechanickým lisovaním možno získať rastlinné silice len z citrusových plodov, pričom najčastejšie prebieha za studena, aby sa prchavé látky teplom nepoškodili. Extrakcia sa robí z veľmi chúlostivých kvetov, ktoré by vyššia teplota deštruovala, buď do tuku, alebo pôsobením rozpúšťadiel (napr. alkoholy). Väčšina silíc sa však získava destiláciou horúcou vodnou parou. Keďže prchavé látky sa v rastline nachádzajú v malých množstvách, je často potrebných až niekoľko kilogramov kvetov, prípadne iných rastlinných orgánov na produkciu niekoľkých kvapiek vonných olejov.

RNDr. Michaela Havrlentová, PhD.
Národné poľnohospodárske a potravinárske centrum
Výskumný ústav rastlinnej výroby
Univerzita Sv. Cyrila a Metoda v Trnave
Fakulta prírodných vied

 

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 7/2017.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre