A petrichor kifejezést Isabel Joy Bear és Richard Grenfell Thomas ausztrál kutatók vezették be a Nature folyóiratban 1964-ben megjelent cikkükben. A szót Thomas alkotta meg arra az illatra, amelyet addig agyagszagként ismertek. A nevet olyan illatra javasolták, amelyet a kőzetből vagy kőből származó ikhórnak, azaz finom esszenciának tekintettek. A név nem jelenti azt, hogy a petrichor szükségszerűen meghatározott vegyület: összetett illatot jelöl, amely egy bizonyos, könnyen felismerhető tartományon belül változhat.
Bear és Thomas azt az illatot nevezte így, amely száraz időszak után a kőzetekből és a talajból szabadul fel, amikor nedvesség éri őket. Az illatot olyan olajokkal hozzák összefüggésbe, amelyek száraz időszakokban felhalmozódnak a kőzetekben és a talajban, majd a nedvesség hatására felszabadulnak. Bear és Thomas leírása szerint az illat olyan vegyületekből ered, amelyeket a növények száraz időszakokban kiválasztanak, az agyagos talajok és kőzetek pedig elnyelnek. Magának az esőnek nincs illata: a kőzetekre és a talajra csapódó cseppek olajos, baktériumok termelte anyagot fröccsentenek a levegőbe.
Amikor egy csepp porózus felületre csapódik, az aeroszol három lépésben keletkezik: buborékok képződnek, megnőnek, majd szétpattannak. A buborékok ezután felfelé lövellnek, kipattannak a cseppből, és pezsgő aeroszolpermet keletkezik. A kutatók feltételezik, hogy természetes környezetben ezek az aeroszolok illatanyagokat, valamint a talajban tárolt baktériumokat és vírusokat is szállíthatnak. A csapat nagyjából 600 kísérletet végzett 28-féle felületen: 12 mesterséges anyagon és 16 talajmintán. A kísérletekben enyhe és közepes esőben több aeroszol keletkezett, heves esőben pedig jóval kevesebb szabadult fel. A lassabban mozgó esőcseppek több aeroszolt termelhetnek, és ezzel magyarázzák, miért érezhető a petrichor gyakrabban enyhe eső után. A növények mellett részben a Streptomyces nemzetség baktériumait is összefüggésbe hozták az aeroszolokban talált vegyületek termelésével. További kutatások szerint az ember a közelgő esőt a közvetlenül előtte megjelenő ózonról is felismerheti. Az ózon különféle talajösszetevők és a villámlás együttes hatására keletkezik.
A geoszmin egyik összetevője a petrichor néven ismert erős illatnak, amely akkor érződik, amikor száraz időszak után eső esik. A cékla földes ízéért is a geoszmin felel. A geoszmin biciklusos alkohol, a dekalin származéka. Neve görögül földszagot jelent. Vízben a szagküszöbe literenként 0,006 és 0,01 mikrogramm között van. Az emberi szaglórendszer rendkívül érzékeny a geoszminra. Egy 50 résztvevős vizsgálatban az átlagos szagküszöb a természetben előforduló (-)-geoszminra 9,5 ng/L, a (+)-geoszminra 78 ng/L volt.
A geoszmint számos mikroorganizmus termeli, köztük a Streptomyces nemzetség legtöbb faja, valamint több cianobaktérium-, myxobaktérium- és gombafaj. A cianobaktériumok közül elsősorban az Anabaena, a Phormidium és a Planktothrix nemzetségről mutatták ki, hogy geoszmint termel. A geoszmin bioszintézise a farnezil-difoszfátból indul, amely a szterinek és a szeszkviterpének bioszintézisében is alapvető építőelem. A Streptomyces coelicolor baktériumban a germakradienol/geoszmin-szintáz enzim kétfunkciós: egyik doménje a farnezil-difoszfátot germakradienollá alakítja, a másik pedig geoszminná alakítja tovább. A germakradienol geoszminná alakulásakor a három szénatomos oldallánc acetonként válik le. Savas közegben a geoszmin szagtalan anyagokra bomlik.
Kimutatták, hogy a geoszmin és a 2-metilizoborneol vonzza az ugróvillásokat, amelyekről úgy tartják, hogy a Streptomyces spóráival táplálkoznak, és terjesztik is azokat. Világszerte a geoszmin és a 2-metilizoborneol az ivóvíz és a tenyésztett halak iszapos szagának és ízének fő biológiai okozója. Azonosították a geoszmin emberi szagreceptorát, az OR11A1-et, amelynek működése hat emlősfaj ortológjaiban is megmaradt. Felmerült, hogy a geoszminnal szembeni rendkívüli érzékenység azért alakult ki az emberben vagy őseiben, hogy segítse a ritka vízforrások felkutatását, ez azonban nem bizonyított.
Az esőcseppek aeroszolkibocsátása
E kutatás előtt úgy tartották, hogy a környezeti aeroszolokat elsősorban a szél hordta por és a tengeri permet sója szórja szét. Amikor egy esőcsepp felületre csapódik, ellaposodik, és apró buborékok emelkednek fel a felszínről a cseppen át, majd kipattannak a levegőbe. A felszabaduló aeroszol mennyisége az esőcsepp sebességéből és a felület áteresztőképességéből előre jelezhető. Az aeroszolképződés akkor a legnagyobb, ha a Weber- és a Péclet-szám aránya kiegyensúlyozott, nagyjából 1, vagyis az esőcseppek sem túl gyorsak, sem túl lassúk, a felület pedig sem túl nedves, sem túl száraz. Heves esőben a becsapódás sebessége miatt túl kevés idő marad arra, hogy a cseppben buborékok képződjenek. A homokos vagy agyagos talajra hulló közepes vagy enyhe eső sok aeroszolt termel, mert a homokos agyag nedvesedési tulajdonságai közepesek. Festékkel végzett kísérletekben az esőcseppekből felszabaduló aeroszolok tartalmazták a festéket, ami arra utal, hogy az ilyen aeroszolok más szennyezőket, például a talajban élő vírusokat és baktériumokat is szállíthatnak.
Geoszmin: források és kémiai jellemzők
A geoszmin a kékalgák, az Actinomyces osztály fonalas baktériumai, más prokarióták és különféle eukarióták másodlagos anyagcsereterméke. A céklában a geoszmint maga a növény termeli, nem a környezeti vagy endofita mikrobák. Egyes edényes növények is termelnek geoszmint, például a kaktuszvirágok és a cékla. Azt is kimutatták, hogy a geoszmin elriasztja a Caenorhabditis elegans fonálférget, és a féreg így ritkábban érintkezik a Streptomyces baktériumokkal. Nem minden kékalga termel geoszmint: a geoszmin-szintáz génje, a geoA, megvan a geoszmint termelő cianobaktériumfajokban, a többiből pedig hiányzik. Ha ezt a gént valós idejű PCR-rel felszaporítják a vízmintákból, előre jelezhetővé válhatnak a cianobaktériumok okozta íz- és szagproblémák az édesvízben. A geoszmin szabálytalan szeszkviterpenoid. Képződésének köztes termékei közé tartozik a germakrén D, az oktalin és az izolepidozén. Ebben a bioszintézisben csak a geoszmin (-)-izomerje képződik, a (+)-izomer pedig laboratóriumban állítható elő. A germakradienol oldalláncát acetonként eltávolító retro-Prins-fragmentációnak nincs biokémiai előzménye.
Geoszmin a vízben, a halakban és az élelmiszerekben
A cianobaktériumok és az aktinobaktériumok elpusztulásukkor geoszmint bocsátanak ki, amelyet a fenéken táplálkozó édesvízi halak felvehetnek. Ez különösen az Egyesült Államok egyes részein okoz gondot, ahol mellékízt ad a harcsának, a pontynak, a márnának és a kagylóknak. A felszíni vízre támaszkodó településeken időnként kellemetlen ízű a víz, amikor e baktériumok állománya hirtelen lecsökken, és geoszmin jut a helyi vízellátásba. A vízben oldott geoszmint titán-dioxid alapú fotokatalizátorok is lebonthatják.
Kapcsolódó jegyek
Mind a hét extrait de parfum kipróbálható a Discovery Setben.
