Composti contenenti azoto

I chimici hanno familiarità con l’intenso odore di composti dell’azoto come anilina, indolo, nitrobenzene e putrescina. Meno noti sono i derivati naturali di questo elemento che contribuiscono al profumo di fiori e frutti.
Due composti che hanno analogie strutturali con l’anilina sono o-aminoacetofenone e metilantranilato.
Il primo ha il forte carattere dei fiori delle piante del genere Castanopsis, famiglia delle Fagaceae, alberi sempreverdi nativi dell’Asia orientale tropicale e subtropicale; il secondo è un componente dell’aroma dell’uva Concord, un cultivar che deriva dalla specie Vitis labrusca, utilizzata soprattutto nell’America settentrionale.
Il metilantranilato è una molecola contenuta in molti oli essenziali (bergamotto, neroli, ylang-ylang) e viene anche utilizzata come additivo per l’aroma di fragola negli alimenti (yogurt, chewing gum). L’olio di Neroli, oltre al metilantranilato, contiene lo 0.1% di indolo, composto a cui viene solitamente associato un odore sgradevole, simile a quello degli escrementi, ma che a basse concentrazioni ha un profumo di fiori esotici. [6 p. 143]

Non sono molti gli studi che riguardano l’odore dei composti dell’azoto; tra i primi si può citare quello del 1971 sull’amfetamina (1-metil-2-feniletilamina).
In questa molecola l’atomo di azoto è legato direttamente al centro chirale. L’enantiomero (R)-(–), venduto come Levoamfetamina, ha odore di muffa, mentre l’enantiomero (S)-(+) ha un odore simile a quello degli escrementi, è venduto sottoforma di solfato (Destroamfetamina solfato) ed è il più potente nella stimolazione del sistema nervoso centrale.[24]
L’amfetamina è enantioselettiva nei confronti dell’odore e dei processi fisiologici.
Altri studi riguardano i composti pirazinici.
Queste molecole spesso hanno un odore tostato-arrostito e sono percepibili anche a concentrazioni molto basse (0.002 ppb).
L’olio di Neroli contiene piccole quantità 2-metossi-3-isobutilpirazina, componente dal profumo dei peperoni verdi.
Il regioisomero 2-metossi-3-sec-butilpirazina (2-metossi-3-[1-metilpropil]-pirazina) ha il tipico odore dei piselli verdi[6 p.180], è presente nell’olio di Galbanum ed è usato in profumeria per il suo intenso profumo di foglie verdi con note balsamiche di legno.
La molecola 2-metossi-3-sec-butilpirazina (2-metossi-3-[1-metilpropil]-pirazina) ha un solo centro chirale e l’enantiomero presente in natura è quello che ha configurazione (S)-(+). Mentre l’odore dei due enantiomeri è simile, la concentrazione minima a cui possono essere percepiti è diversa: (S)-(+), 0.10 ppb, (R)-(–), 0.01 ppb.[37]
Uno degli studi più recenti sull’odore dei composti azotati è stato condotto in Giappone nel 2004.
Un gruppo di ricercatori ha analizzato le componenti volatili prodotte nell’arrostimento di un tipo di gamberi, molto utilizzato nella cucina giapponese.[38]
Il gambero (Sergia lucence HANSEN) è lungo circa 5 cm ed è pescato in Giappone in primavera e in autunno. Presenta caratteristiche macchie rosa pallido e rappresenta un valido nutrimento per l’uomo. Una volta arrostito sprigiona un aroma carico e molto gradevole.
I componenti identificati attraverso la gas-cromatografia e la AEDA (Aroma-Extract Dilution Analysis) sono 200 di cui 13 contengono zolfo e 80 contengono azoto.
In totale 29 sono i composti con fattore di diluizione del sapore (FD) >3, cioè caratterizzati da odore molto intenso, che contribuiscono in modo significativo al bouquet di una sostanza.
I composti con FD più alto sono metanetiolo e isopropilmetildisolfuro che contengono zolfo e 1-pirrolina, N-(2-metilbutil)-pirrolidina, N-(3-metilbutil)-pirrolidina, 3-metilpiridina che contengono azoto.
Il settimo componente inizialmente non fu individuato, si suppose che potesse essere 2-metil-N-(2-metilbutil)pirrolidina e per verificare questa supposizione si sintetizzò il racemo secondo la reazione[38]: Si isolò una miscela di stereoisomeri.
Lo spettro di massa dei campioni naturali e sintetici era simile, mentre gli indici di ritenzione (RI) del gascromatogramma non erano identici.
L’odore del campione sintetico era piacevole, di pesce arrostito come quello del campione naturale.
Per valutare le relazioni tra odore e configurazione, gli studiosi sintetizzarono i quattro stereoisomeri della molecola 2-metil-N-(2-metilbutil)pirrolidina e i due enantiomeri della molecola N-(2-metilbutil)-pirrolidina perchè anche quest’ultima molecola ha un FD elevato e ha una struttura simile alla 2-metil-N-(2-metilbutil)pirrolidina. Ottennero:
    I risultati della supposizione strutturale per il composto incognito si possono così riassumere:
  1. le molecole derivanti da 2-metil-N-(2-metilbutil)pirrolidina possiedono il tipico odore del pesce, ma ogni isomero ha una sfumatura diversa. Gli isomeri (2R) emanano un odore arrostito, mentre i (2S) hanno note di muffa; inoltre gli isomeri (2’S) hanno un odore più debole dei (2’R);
  2. l’enantiomero (R) della N-(2-metilbutil)-pirrolidina ha note di pesce arrostito, mentre l’enantiomero (S) ha un odore di pesce.
Poiché i dati spettrali del composto 2-metil-N-(2-metilbutil)pirrolidina non coincidevano con quelli della molecola naturale, i ricercatori decisero di verificare se un’altra struttura potesse corrispondere al composto incognito.
Proposero la molecola 2-metil-N-(2-metilbutilidene)butan-1-ammina.
Anche in questo caso sintetizzarono la miscela di stereoisomeri per confermare quanto supposto. Utilizzarono la reazione[38]: I dati spettrali confermarono che la molecola incognita è la 2-metil-N-(2-metilbutilidene)butan-1-ammina.
Per valutare le relazioni tra struttura e odore gli studiosi sintetizzarono i quattro stereoisomeri di questa molecola. [38,39]
Anche altri composti derivanti dalle immine hanno il caratteristico odore di pesce arrostito:
I composti azotati possono essere utilizzati non solo come aromi per gli alimenti di pesce, ma anche come additivi alimentari e aromi di frutta, ad esempio per quello del mango.

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