olfatto, il senso chimico

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IL SENSO CHIMICO

olfatto

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Riflessioni sull’olfatto

“Che cos’è che plasma il nostro comportamento quotidiano? Quali input trasmessi al cervello creano le motivazioni che determinano la qualità della nostra vita quotidiana, influenzano le decisioni che prendiamo sulla salute, sull’alimentazione, sull’amicizia e in generale sui rapporti sociali? Se ci limitiamo solo alle sensazioni ovvie, non cogliamo i fattori più profondi. Tra questi l’olfatto gioca un ruolo decisivo, benché nascosto”.

G.M. Shepherd- All’origine del gusto

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Il senso comune dell’olfatto

Gli scienziati, in questi ultimi decenni, hanno molto rivalutato l’olfatto riconoscendone il ruolo centrale nel produrre sapore ed evocare ricordi.

L’olfatto però non ha mai goduto di grande considerazione in passato e, anche nella nostra percezione, la sua funzione non ha lo stesso peso di vista e udito

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L’ opinione di un greco famoso

Parlando di odorato Aristotele ( IV sec.a.C diceva):

“La ragione è che questa sensazione non l’abbiamo perspicua , ma inferiore a molti animali e in realtà l’uomo sente gli odori mediocremente e percepisce l’odore solo se è piacevole o spiacevole, prova che l’organo sensoriale non è in noi perspicuo”.

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Ipse dixit

Nel pensiero di Aristotele era il tatto il senso più importante e questa idea ebbe una gran fortuna se, verso la fine del XVII sec. d.C. (e ne eran passati di secoli!), uno studioso nato a Roma e vissuto nel Granducato di Toscana, la riprendeva per stilare una gerarchia dei sensi.

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Gerarchia dei sensi Nel 1695 Lorenzo Magalotti,

un virtuoso dell’arte degli odori, sosteneva che l’odorato era fra tutti i sensi quello meno perfetto; almeno per l’uomo, perché ben diversa era la situazione degli altri animali.

Il Magalotti sosteneva anche che l’uomo riceve stimoli dal mondo esterno attraverso i sensi, ma questi non sono ugualmente attendibili per quel che riguarda la realtà obiettiva delle corrispondenti percezioni.

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Lorenzo Magalotti

Famosissime ed originali le sue “Lettere sulle terre odorose d’Europa e

d’America dette volgarmente buccheri” scritte alla marchesa Ottavia Renzil Strocchi,

nel 1693, dove l’autore, a partire dalla moda tardo-seicentesca delle argille profumate, con “l’anima a fior di pelle” insegue l'”incognito indistinto” di un profumo, di un’impalpabile essenza.

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Gerarchia dei sensi

Secondo Magalotti la gerarchia tra i sensi sarebbe così ordinata:

tatto vista udito gusto odoratoGerarchia che trova

sua conferma nell’uso di alcune locuzioni

-Questa cosa si tocca con mano- massima inconfutabilità

-Questa cosa si vede con gli occhi-

qualche dubbio-Questa cosa si sente

bisbigliare- c’è possibilità di fraintendere-Questa cosa si comincia

assaporare siamo ancora indietro-Questa cosa si subodora- se ne sa davvero molto poco

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Gerarchia dei sensi

Anche nella nostra attuale cultura si attribuisce più importanza a vista e udito considerati sensi dell’ intelletto dimenticando che proprio gusto e olfatto assolvono un importantissimo compito di protezione aiutandoci per esempio a distinguere i cibi avariati

Se vedere e sentire sono forme di sapere vale la pena ricordare che sapere, in tutte le lingue romanze deriva dal latino assaporare, gustare, avere odore.

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I sensi

Tutto quanto ci è dato di sapere del nostro mondo, della sua natura e delle sue dinamiche, giunge a noi attraverso gli organi di senso, in modo diretto o indiretto che sia.

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I sensi Andando a considerare uno

ad uno i 5 sensi ufficiali, notiamo che alcuni di essi (olfatto e gusto) sono basati su interazioni chimiche dirette, alla stregua di veri e propri metodi di analisi composizionale, mentre altri (vista, udito e in parte tatto) risentono della natura chimica di un oggetto o di un fenomeno in modo decisamente più indiretto.

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vistaQuello che noi

percepiamo è il frutto dell’interazione della radiazione elettromagnetica con le molecole che compongono il materiale di cui è fatto il corpo.

A supporto della percezione visiva c’è una membrana chiamata retina e fotorecettori noti come bastoncelli e coni.

La radiazione che siamo in grado di percepire corrisponde a un range molto limitato di lunghezze d’onda e viene trasformata in un impulso nervoso trasmesso lungo il nervo ottico.

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 colori

Ora i colori sono classificati e riproducibili: Pantone  è un'azienda statunitense che si occupa principalmente di tecnologie per la grafica, della catalogazione dei colori e della produzione del sistema di identificazione di questi ultimi. Divenuto standard internazionale per quanto riguarda la grafica, è ultimamente utilizzato anche per la gestione dei colori nel mondo dell'industria e della chimica.

https://it.wikipedia.org/wiki/Pantone.

Con l’esperimento cruciale di Newton (1642-1727), è stata svelata la natura dei colori .

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UDITO Il suono è dovuto alle onde di

compressione/decompressione nell'aria che fanno vibrare il nostro timpano. Le vibrazioni vengono rilevate da particolari cellule nelle orecchie, che inviano un messaggio al cervello.

L’apparato uditivo umano è sensibile a uno spettro di frequenze acustiche abbastanza ampio, che va da 20 Hz a ca. 20.000 Hz. 

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Tatto

Gli organuli del tatto, nella nostra pelle, rilevano pressione, freddo, caldo e altre proprietà dei corpi e spediscono un messaggio al cervello

Ciò che percepiamo con il tatto corrisponde all’organizzazione spaziale macroscopica della materia sulla superficie dell’oggetto.

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Gusto Quando alcune molecole

vengono in contatto con la nostra lingua, attivano i recettori che si trovano nelle papille, che inviano messaggi al cervello .

Il gusto è forse il più rudimentale dei sensi umani. Ha però il grande vantaggio di essere in grado di percepire molecole tipicamente non volatili.

 I carboidrati semplici responsabili del dolce, gli alcaloidi , associabili a veleni e all’amaro, i Sali e gli acidi carbossilici.

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Il gusto

il gusto è in grado di discernere pochissime sensazioni diverse: dolce, amaro, acido e salato, alle quali si è recentemente aggiunto l’umami (il sapore del glutammato).

il piccante sembra che derivi da una semplice stimolazione dei recettori sensibili al calore, quindi di tipo tattile,

il gusto allappante, anche detto “tannico”, tipico dei polifenoli, sembra essere correlato direttamente alla denaturazione delle proteine naturalmente presenti nella bocca dell’assaggiatore, e questo spiegherebbe perché l’acqua non lo elimina.

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L’olfatto

Le molecole evaporano dagli oggetti che ci circondano e arrivano al nostro naso dove attivano cellule speciali che trasferiscono il messaggio al cervello.

In realtà le cose non sono così semplici e ancora il meccanismo dell’odorato riserva qualche mistero

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L’olfatto

Alcune delle caratteristiche più affascinanti della fisiologia degli odori fu scoperta dai vincitori del nobel per la medicina del 2004, Linda Buck e Richard Axel. In contrasto con il modello a serratura/chiave, semplice ma specifico, che governa sapore, scoprirono che l’odore è il risultato del lavoro di un insieme di cellule sensoriali. Un certo tipo di molecole odorose interagisce con più di un tipo di ricettori cosicché la sensazione finale è dovuta all’azione combinata di tutti i ricettori che sono stati attivati.

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olfatto

Si possono ottenere delle immagini olfattive utilizzando fMRI (Risonanza magnetica funzionale) ed esponendo cavie agli odori mentre la macchina è in funzione.

Così facendo, si ottiene l’immagine dell’attività dei glomeruli attivati da ogni singolo odore, una sorta di mappa spaziale

Probabilmente il riconoscimento degli odori avviene attraverso l’interpretazione da parte del cervello di queste mappe.

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I sensi “ chimici”

Osservando le schede relative ai sensi possiamo notare che tutti i sensi funzionano per mezzo di cellule speciali che raccolgono gli stimoli e inviano messaggi al cervello

Due sensi, gusto e olfatto, rilevano direttamente le molecole

Potremmo quindi etichettarli come i più chimici dei nostri sensi

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Come funziona l’olfatto?

Per essere percepite dai nostro naso, le molecole devono essere lipofile, piccole (peso molecolare <300Da) e volatili.

Le molecole profumate si liberano nell’aria dal fluido o solido che le contiene.

Il tessuto sensibile , chiamato epitelio olfattivo è un mucosa che si trova in fondo alla cavità nasale.

Le molecole odorose raggiungono quest’area (a circa 7 cm dalle narici) nell’aria che respiriamo.

Se l’odore è debole, dobbiamo sniffare 2 o 3 volte per costringere l’aria verso la membrana sensoriale.

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Come funziona l’olfatto?

Nell’epitelio olfattivo, le molecole si dissolvono nella mucosa e si accoppiano con i recettori degli odori che sono situati sulla membrana plasmatica delle celle sensoriali. Le cellule spediscono degli impulsi nervosi al cervello che associa l’odore con la sostanza che lo produce (per esempio una rosa).

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Come funziona l’olfatto?

Il cervello ci permettere di riconoscere l’odore anche se non vediamo l’oggetto che emette il profumo, come per esempio il profumo di una torta nel forno.

Oppure lo classifica come sconosciuto come quando si entra in un ristorante esotico per la prima volta.

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Come funziona l’olfatto?

Il sistema di attivazione del recettore crea un vasto repertorio di odori percepibili. Si stima infatti che noi siamo in grado di ricordare circa un migliaio di odori e distinguerli a seconda di una quantità di fattori che dipendono dell’età, dall’esperienza, dalla sensibilità individuale.

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Ricapitolando

Che cosa succede quando si annusa una rosa?

Le molecole evaporano dalla rosaFluttuano nell’aria arrivano al naso e

colpiscono l’epitelio olfattivoRaggiungono i ricettori e vi si inserisconoLe cellule dei recettori si attivano e

spediscono un messaggio al cervelloSi riconosce l’odore della rosa

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Non tutto odora!

Che cosa deve succedere perché un oggetto sia profumato?

Devono esserci molecole che si stacchino dall’oggetto e raggiungano il nostro naso.

Esistono sostanze volatili che non hanno nessun odore perché non possediamo recettori in grado di rilevarle.

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Come mai alcune cose non odorano?

Da alcune cose evaporano pochissime molecole, troppo poche per attivare i ricettori olfattivi.

Un esempio: l’oro è inodore

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Come mai alcune cose non odorano?

Da altre sostanze si liberano molecole volatili che non hanno nessun odore.

Esempio: il metano.Noi non abbiamo recettori

per rilevarne la presenza. Per questo, al metano, viene addizionato etantiolo una sostanza il cui odore è rilevabile anche in quantità piccolissime.

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Perché gli animali hanno un odorato migliore del nostro?

1) hanno un maggior numero di ricettori. L’epitelio olfattivo dei segugi è di 60 cm2, contiene 300 milioni di ricettori ed è in grado di percepire piccolissime quantità di sostanza.

2) hanno diversi tipi di ricettori. Possono percepire odori che noi non riusciamo a sentire.

3) grandi porzioni del loro cervello sono dedicate a questa funzione

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Animali e olfatto

Le unità cinofile sono fondamentali in numerosi scenari. Dall’intervento in caso di valanga e di terremoti alla ricerca in superficie

Corto, il cane eroe di Amatrice ospite al festival di Sanremo. Durante le operazioni di soccorso, trovò un’intera famiglia con un bimbo di 8 mesi.

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Animali e olfattoI cani molecolari, chiamati

così dalla stampa, sono segugi dal grande potere olfattivo, in grado di seguire una pista umana anche dopo diverso tempo dal passaggio del soggetto in un luogo.

Il loro naso è in grado di percepire e distinguere anche le più piccole particelle di odore e a mantenere in memoria le tracce individuate, capacità sviluppata grazie a un addestramento speciale.

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Il sapore

In che modo gusto e odorato sono connessi?

La lingua può riconoscere solo dolce, amaro, aspro, salato e umami, tutto il resto è in realtà odore.

Per esempio: il sapore dell’ananas risulta dalla combinazione di dolce, aspro e dall’odore dei suoi componenti.

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Sapore

In che modo le molecole volatili raggiungono il naso?

Quando si inspira e si parla di olfatto ortonasale

Da dentro la bocca fino la gola mentre si mastica e questo si chiama olfatto retronasale

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Il sapore

Quando sentiamo il sapore del cibo in bocca non avviene perché lo annusiamo (inspiriamo), bensì perché espiriamo emettendo piccoli sbuffi di odore dal cibo e dalle bevande dal retrobocca e all’indietro attraverso i passaggi nasali mentre mastichiamo e deglutiamo.

Questo tipo di olfatto viene chiamato Olfatto retronasale

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Esperimenti!

Per provare come il sapore di un cibo non possa comporsi senza l’aiuto dell’olfatto, puoi fare un piccolo esperimento:

poni in bocca e mastica qualcosa con un sapore ben definito, per esempio una caramella agli agrumi, poi tappati il naso e continua a masticare - dopo alcuni secondi, il sapore scomparirà e rimarranno le sensazioni di dolce e agro.

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Il sapore

Perché lo shampoo alla fragola ha un buon odore ma un pessimo sapore?

Perché con l’odorato si percepiscono solo le molecole volatili, con il gusto anche le altre, sapone compreso.

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Abilità linguistica

La nostra abilità linguistica nel dare un nome agli odori è molto meno evoluta rispetto alla capacità del nostro naso di riconoscerli. Succede un po’ come per il riconoscimento dei volti.

E’ facile riconoscerli ma molto meno facile descriverli

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Come si classificano gli odori?

Classificare gli odori in un piccolo numero di classi non è così facile come per I sapori (dolce,aspro,salato,amaro e umami). Di un odore si può dire: floreale (gelsomino), speziato (zenzero, pepe), fruttato, (acetato di ethile), resinato (fumi di resine), marcio (uova andate a male), bruciato (catrame), muschio, canfora, rancido (acido isovalerico, acido isobutirrico), acre (acido formico, acido acetico) e questa lista potrebbe continuare. Se ci concentriamo solo sulla chimica, si può attribuire a ciascun gruppo funzionale un odore caratteristico

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Classificazione chimica degli odori

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Classificazione

Come si vede il gruppo funzionale non corrisponde a un solo tipo di odore; per esempio gli esteri sono responsabili dell’odore delle colle e della frutta!

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La ruota degli aromi dei vini

Ann C. Noble ricercatrice presso la University of California di Davis ha dedicato la vita all’analisi scientifica della degustazione dei vini e ha ideato questa ruota nella quale in tre cerchi concentrici ha disposto tutti i termini con cui è possibile descrivere i vini

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Come classificare i profumi?

Nessuna fragranza è un’entità a sé. Un profumo non è una somma di odori ma è strutturato secondo note olfattive, che gli esperti hanno ordinato in sette famiglie.

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Famiglie olfattive

agrumata

fiorita fougere cypre orientale legnosa

Bergamotto,mandarino,limone, petitgrain

Rosa, gelsomino, tuberosa, fiori di arancio

Lavanda, muschio di quercia, geranio cumarina

Bergamottomuschio di quercia, pachouli, cistus

Benzoinovaniglia, labdano, zibetto.

Legno di cedro, legno di sandalo, pachouli, vetiver

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Fine

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FontiG.M. Shepherd- All’origine del gusto- Codice Edizioni 2014

http://www.chimicare.org/blog/filosofia/la-chimica-dei-sensi-o-il-senso-per-la-chimica/