Terpeny to grupa związków organicznych, które występują w roślinach i zostały uznane za ich znaczącą rolę w zapewnianiu charakterystycznego zapachu i smaku różnych gatunków roślin. Oprócz przyczyniania się do zapachu i smaku roślin, terpeny odgrywają również istotną rolę we wzroście, rozwoju i rozmnażaniu wielu gatunków roślin zielnych.
Jako ludzie mamy długą historię z medycyną opartą na roślinach, ponieważ kultury na całym świecie stosują leki ziołowe od tysięcy lat. Nic dziwnego, że naukowcy interesują się terpenami - związkami, które mogą być pozyskiwane z roślin i mają szereg właściwości leczniczych.
Definicja terpenów
Terpeny to lotne związki organiczne, które przyczyniają się do unikalnych profili aromatycznych i smakowych występujących w różnych rodzajach roślin. Są one odpowiedzialne za tworzenie silnych zapachów występujących w ziołach, takich jak lawenda, rozmaryn czy bazylia, a także w owocach, takich jak pomarańcze czy cytryny.
Chociaż w przyrodzie występuje około 20 000 różnych terpenów (z ponad 100 obecnymi w samej marihuanie), każdy z nich ma swoją unikalną strukturę chemiczną, która tworzy specyficzny profil zapachowy. Wiele terpenów działa również synergistycznie z innymi związkami, wzmacniając ich działanie.
Znaczenie terpenów w roślinach
Terpeny odgrywają istotną rolę w przyrodzie, przyczyniając się do różnych funkcji roślin, takich jak zapylanie i mechanizmy obronne przed drapieżnikami. Niektóre profile terpenowe działają jako atraktanty dla zapylaczy, które mogą pomóc w zapłodnieniu kwiatów rośliny, podczas gdy inne działają odstraszająco na roślinożerców, którzy mogą zjadać niektóre części rośliny.
Złożoność i różnorodność obecna w tych cząsteczkach zapewnia nam lepsze zrozumienie nie tylko tego, jak wpływają one na nasze zmysły, ale także tego, jak oddziałują w swoich ekosystemach.
Koncentracja na kariofilenie
Kariofilen jest specyficznym terpenem występującym w różnych gatunkach roślin, w tym w czarnym pieprzu, bazylii i goździkach. Jego wyjątkowość polega na tym, że jest to jedyny znany terpen, który działa jak kannabinoid poprzez pośrednie oddziaływanie z receptorami CB2 naszego układu endokannabinoidowego (ECS). Co ciekawe, kariofilen można również znaleźć w niektórych odmianach konopi indyjskich i jest on związany z działaniem przeciwzapalnym i przeciwbólowym.
W miarę kontynuowania badań nad potencjalnymi korzyściami płynącymi z tego związku, staje się coraz bardziej jasne, że kariofilen może mieć o wiele więcej zastosowań niż tylko zapach. Dzięki dogłębnemu zbadaniu tej cząsteczki możemy uzyskać cenny wgląd w to, jak działa ona zarówno w roślinach, jak i u ludzi.
Przegląd kariofilenu
Kariofilen jest terpenem powszechnie występującym w kilku rodzajach roślin, w tym w goździkach, czarnym pieprzu i chmielu. Dzięki wyraźnemu korzennemu i drzewnemu aromatowi, kariofilen stał się coraz bardziej popularny w dzisiejszych czasach ze względu na potencjalne korzyści zdrowotne i zastosowania kulinarne.
Struktura chemiczna i właściwości
Kariofilen ma wzór chemiczny C15H24 i należy do klasy seskwiterpenów. Związek ten charakteryzuje się bicyklicznym układem pierścieniowym z egzocyklicznym wiązaniem podwójnym.
W przeciwieństwie do wielu innych terpenów, kariofilen nie zawiera żadnych grup funkcyjnych, takich jak grupy hydroksylowe lub karbonylowe. Ta unikalna struktura czyni go odpornym na utlenianie, co zwiększa jego stabilność w różnych zastosowaniach.
Pod względem właściwości fizycznych, kariofilen jest bezbarwną lub bladożółtą cieczą o temperaturze wrzenia 263-265°C. Ma również niską rozpuszczalność w wodzie, ale dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol i heksan.
Źródła kariofilenu w przyrodzie
Jak wspomniano wcześniej, kariofilen występuje naturalnie w kilku roślinach, takich jak pąki goździków (Syzygium aromaticum), czarny pieprz (Piper nigrum), bazylia (Ocimum basilicum), oregano (Origanum vulgare), cynamon (Cinnamomum verum), brokuły, warzywa liściaste i chmiel (Humulus lupulus). Można go uzyskać poprzez destylację z parą wodną z tych źródeł roślinnych.
Powszechne zastosowania i aplikacje
Kariofilen ma wiele zastosowań w różnych branżach ze względu na swoje unikalne właściwości. W przemyśle spożywczym jest stosowany jako naturalny środek aromatyzujący do różnych potraw, takich jak gulasze, zupy i wypieki.
Jest również kluczowym składnikiem w produkcji przyprawionych napojów, takich jak herbata chai i grzane wino. W przemyśle kosmetycznym kariofilen jest stosowany w produktach do pielęgnacji skóry ze względu na swoje właściwości przeciwzapalne.
Wykazano, że pomaga zmniejszyć stan zapalny i zaczerwienienie skóry, co czyni go idealnym dodatkiem do produktów przeznaczonych do skóry trądzikowej. Co więcej, kariofilen ma również potencjalne korzyści medyczne.
Ostatnie badania sugerują, że może on mieć działanie przeciwzapalne i przeciwbólowe na organizm. Sprawia to, że jest to realna naturalna alternatywa dla tych, którzy wolą nie używać tradycyjnych NLPZ (niesteroidowych leków przeciwzapalnych) do leczenia bólu.
Unikalna struktura chemiczna i właściwości kariofilenu sprawiają, że jest to bardzo wszechstronny związek o licznych zastosowaniach w różnych branżach. Jego potencjalne korzyści zdrowotne i zastosowania kulinarne nadal przyciągają uwagę zarówno badaczy, jak i konsumentów, czyniąc go jednym z najważniejszych terpenów występujących obecnie w przyrodzie.
Korzyści zdrowotne kariofilenu
Ogólnie rzecz biorąc, korzyści zdrowotne kariofilenu są liczne i zróżnicowane. Wykazano, że terpen ten ma właściwości przeciwzapalne, przeciwbólowe i poprawiające nastrój, co czyni go obiecującą naturalną opcją leczenia wielu schorzeń.
Chociaż potrzeba więcej badań, aby w pełni zrozumieć mechanizmy stojące za działaniem kariofilenu, nie ma wątpliwości, że związek ten ma ogromny potencjał jako środek terapeutyczny. Niezależnie od tego, czy jest stosowany miejscowo, czy spożywany w postaci olejków eterycznych lub suplementów, kariofilen jest ekscytującym obszarem badań zarówno dla naukowców, jak i lekarzy.
Właściwości przeciwzapalne
Jedną z najbardziej znanych zalet kariofilenu są jego właściwości przeciwzapalne. Stan zapalny jest naturalną reakcją organizmu na urazy i infekcje, ale przewlekły stan zapalny może prowadzić do wielu problemów zdrowotnych. Badania wykazały, że kariofilen może pomóc zmniejszyć stan zapalny poprzez hamowanie produkcji cząsteczek zapalnych w organizmie
Badania wykazały, że kariofilen jest skuteczny w leczeniu szeregu stanów zapalnych, w tym zapalenia stawów, stwardnienia rozsianego i zapalenia jelita grubego. Stwierdzono, że jest on szczególnie skuteczny, gdy jest stosowany miejscowo lub jako część mieszanki olejków eterycznych.
Łagodzenie bólu
Kariofilen jest również znany ze swoich właściwości przeciwbólowych. Naukowcy uważają, że terpen ten działa poprzez interakcję z układem endokannabinoidowym organizmu, który odgrywa kluczową rolę w regulacji percepcji bólu.
Badania wykazały, że kariofilen może być skuteczny w zmniejszaniu zarówno ostrego, jak i przewlekłego bólu. Na przykład, jedno z badań wykazało, że wdychanie olejków eterycznych bogatych w kariofilen pomogło zmniejszyć ból i poprawić jakość życia pacjentów z przewlekłym bólem dolnej części pleców.
Potencjał w leczeniu lęku i depresji
Kolejnym obszarem, w którym kariofilen wykazuje obiecujące właściwości, jest leczenie stanów lękowych i depresji. Podobnie jak wiele terpenów, ma on działanie przeciwlękowe i przeciwdepresyjne. Badania sugerują, że kariofilen może działać poprzez wiązanie się z pewnymi receptorami w mózgu związanymi z regulacją nastroju.
Jedno badanie wykazało, że myszy, którym podawano kariofilen, miały zmniejszone objawy lęku i depresji w porównaniu z grupą kontrolną. Chociaż potrzebne są dalsze badania na ludziach, odkrycia te sugerują, że kariofilen może być obiecującą naturalną opcją leczenia dla osób zmagających się z lękiem i depresją.
Kulinarne zastosowania kariofilenu
Kariofilen terpenowy jest nie tylko silnym środkiem przeciwzapalnym i przeciwbólowym, ale ma również unikalny profil smakowy, który nadaje się do różnych zastosowań kulinarnych. Jego pieprzne, pikantne i drzewne nuty sprawiają, że jest doskonałym dodatkiem do wielu potraw.
Profil smakowy i aromat
Aromat kariofilenu opisywany jest jako pieprzny, pikantny i drzewny. Ma lekko słodki posmak, który dodaje złożoności jego ogólnemu smakowi. Jego profil smakowy sprawia, że jest idealnym składnikiem pikantnych potraw, takich jak gulasze, zupy, curry i marynaty. Ponadto jego wyjątkowy aromat sprawia, że jest popularny w produkcji napojów, takich jak piwo i gin.
Powszechne produkty spożywcze zawierające kariofilen
Kariofilen można znaleźć w różnych produktach spożywczych, które spożywamy codziennie. Niektóre z nich to między innymi czarny pieprz, goździki, cynamon, liście bazylii, liście oregano, liście tymianku. Czarny pieprz zawiera duże ilości kariofilenu, dlatego dodawanie go do potraw zwiększa jego właściwości lecznicze.
Zastosowanie w konserwacji żywności
Kariofilen ma właściwości przeciwdrobnoustrojowe, które czynią go użytecznym w zastosowaniach związanych z konserwacją żywności. Związek ten może pomóc w ograniczeniu psucia się żywności poprzez hamowanie rozwoju bakterii na powierzchniach żywności lub w zapakowanej żywności. Jest powszechnie stosowany w konserwacji produktów mięsnych, takich jak kiełbasy.
Unikalny profil aromatyczno-smakowy kariofilenu sprawia, że jest on doskonałym dodatkiem do różnych kuchni na całym świecie ze względu na jego zdolność do wzbogacania profili smakowych pikantnych potraw, zapewniając jednocześnie liczne korzyści zdrowotne. Jego zastosowanie wykracza poza sztukę kulinarną, co czyni go wszechstronnym związkiem wartym dalszego zbadania pod kątem jego zastosowań przemysłowych, takich jak konserwacja żywności.
Przemysłowe zastosowania kariofilenu
Zastosowanie jako naturalny środek owadobójczy i pestycyd
Jednym z najbardziej ekscytujących zastosowań przemysłowych kariofilenu jest jego potencjał jako naturalnego środka owadobójczego i pestycydu. Badania wykazały, że ten terpen ma silne właściwości owadobójcze, które można wykorzystać do zwalczania szkodliwych szkodników.
Dodatkowo stwierdzono, że kariofilen skutecznie odstrasza komary, które mogą przenosić niebezpieczne choroby, takie jak malaria i denga. Kariofilen jest szczególnie przydatny, ponieważ jest naturalnym związkiem, który nie szkodzi środowisku.
W przeciwieństwie do syntetycznych pestycydów, nie pozostawia szkodliwych pozostałości na uprawach ani nie zanieczyszcza źródeł wody. Czyni go to idealnym wyborem dla rolników, którzy chcą uprawiać produkty ekologiczne bez uciekania się do toksycznych chemikaliów.
Potencjalne zastosowanie w produkcji biopaliw
Kariofilen jest również obiecującym potencjalnym źródłem biopaliw. Naukowcy zidentyfikowali ten terpen jako potencjalny surowiec do produkcji zaawansowanych biopaliw, które są paliwami odnawialnymi wytwarzanymi ze źródeł niespożywczych, takich jak produkty odpadowe i materiały roślinne.
Jedno z badań wykazało, że kariofilen można przekształcić w zaawansowane biopaliwa za pomocą procesu zwanego hydrodeoksygenacją (HDO), który usuwa atomy tlenu ze związku i przekształca go w wysokoenergetyczne paliwa płynne. Może to mieć znaczący wpływ na zmniejszenie naszej zależności od paliw kopalnych i złagodzenie zmian klimatycznych.
Wnioski
Kariofilen jest wszechstronnym terpenem o wielu potencjalnych korzyściach dla zdrowia ludzkiego, sztuki kulinarnej i przemysłu. Jego właściwości przeciwzapalne sprawiają, że jest atrakcyjną opcją w leczeniu bólu i stanów zapalnych związanych z różnymi schorzeniami. Dodatkowo, jego unikalny profil smakowy czyni go doskonałym dodatkiem do potraw i napojów.
W przemyśle kariofilen wykazuje ogromny potencjał jako naturalny środek owadobójczy i pestycyd, a także jako potencjalny surowiec do produkcji zaawansowanych biopaliw. Ponieważ nadal badamy wiele zastosowań tego fascynującego związku, jasne jest, że jest jeszcze wiele do odkrycia.
Zachęcamy do dalszych badań nad potencjalnymi korzyściami i zastosowaniami kariofilenu i z niecierpliwością czekamy na to, jak ten terpen może pozytywnie wpłynąć na nasze życie i naszą planetę. Przyjmijmy cuda natury z otwartymi ramionami!
Źródła
- Al Mansouri, S., Ojha, S., Al Maamari, E., Al Ameri, M., Nurulain, S. M., & Bahi, A. (2014). Agonista receptora kannabinoidowego 2, β-kariofilen, zmniejszał dobrowolne spożycie alkoholu i osłabiał preferencję miejsca i wrażliwość na etanol u myszy. Pharmacology, Biochemistry, and Behavior, 124, 260-268. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2014.06.025
- Bahi, A., Al Mansouri, S., Al Memari, E., Al Ameri, M., Nurulain, S. M., & Ojha, S. (2014). β-kariofilen, agonista receptora CB2 wywołuje wiele zmian behawioralnych związanych z lękiem i depresją u myszy. Physiology & Behavior, 135, 119-124. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.06.003
- Bento, A. F., Marcon, R., Dutra, R. C., Claudino, R. F., Cola, M., Leite, D. F., & Calixto, J. B. (2011). β-Caryophyllene inhibits dextran sulfate sodium-induced colitis in mice through CB2 receptor activation and the PPARγ pathway. The American Journal of Pathology, 178(3), 1153-1166. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2010.11.052
- Beta-kariofilen. CPID. (n.d.). Retrieved December 10, 2021, from https://www.whatsinproducts.com/chemicals/ view/1/5163/000087-44-5.
- Butnariu M., Butu A. (2015) Skład chemiczny warzyw i ich produktów. In: Cheung P., Mehta B. (eds) Handbook of Food Chemistry. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36605-5_17
- Calleja, M. A., Vieites, J. M., Montero-Meléndez, T., Torres, M. I., Faus, M. J., Gil, A., & Suárez, A. (2013). Działanie przeciwutleniające β-kariofilenu chroni wątrobę szczurów przed zwłóknieniem wywołanym tetrachlorkiem węgla poprzez hamowanie aktywacji komórek gwiaździstych wątroby. The British Journal of Nutrition, 109(3), 394-401. https://doi.org/10.1017/S0007114512001298
- Dahham, S., Tabana, Y., Iqbal, M., Ahamed, M., Ezzat, M., Majid, A., & Majid, A. (2015). Właściwości przeciwnowotworowe, przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe β-kariofilenu seskwiterpenowego z olejku eterycznego Aquilaria Crassna. Molecules, 20(7), 11808-11829. https://doi.org/10.3390/molecules200711808
- Klauke, A. L., Racz, I., Pradier, B., Markert, A., Zimmer, A. M., Gertsch, J., & Zimmer, A. (2014). Kannabinoidowy receptor CB₂ selektywny fitokannabinoid beta-kariofilen wywiera działanie przeciwbólowe w mysich modelach bólu zapalnego i neuropatycznego. European Neuropsychopharmacology: The Journal of the European College of Neuropsychopharmacology, 24(4), 608-620. https://doi.org/10.1016/j.euroneuro.2013.10.008
- Horváth, B., Mukhopadhyay, P., Kechrid, M., Patel, V., Tanchian, G., Wink, D. A., Gertsch, J., & Pacher, P. (2012). β-Caryophyllene ameliorates cisplatin-induced nephrotoxicity in a cannabinoid 2 receptor-dependent manner. Free Radical Biology & Medicine, 52(8), 1325-1333. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2012.01.014
- Hwang, E. S., Kim, H. B., Lee, S., Kim, M. J., Kim, K. J., Han, G., Han, S. Y., Lee, E. A., Yoon, J. H., Kim, D. O., Maeng, S., & Park, J. H. (2020). Przeciwdepresyjne działanie β-kariofilenu na powściągliwość i depresję wywołaną stresem. Behavioural Brain Research, 380, 112439. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112439
- Pant, A., Mishra, V., Saikia, S. K., Shukla, V., Asthana, J., Akhoon, B. A., & Pandey, R. (2014). Beta-kariofilen moduluje ekspresję genów odpowiedzi na stres i pośredniczy w długowieczności u Caenorhabditis elegans. Experimental Gerontology, 57, 81-95. https://doi.org/10.1016/j.exger.2014.05.007
- Turcotte, C., Blanchet, M. R., Laviolette, M., & Flamand, N. (2016). Receptor CB2 i jego rola jako regulatora stanu zapalnego. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS, 73(23), 4449-4470. https://doi.org/10.1007/s00018-016-2300-4
- Scandiffio, R., Geddo, F., Cottone, E., Querio, G., Antoniotti, S., Gallo, M. P., Maffei, M. E., & Bovolin, P. (2020). Ochronne działanie (E)-β-kariofilenu (BCP) w przewlekłym zapaleniu. Nutrients, 12(11), 3273. https://doi.org/10.3390/nu12113273
- Zhou, W., Yang, S., Li, B., Nie, Y., Luo, A., Huang, G., Liu, X., Lai, R., & Wei, F. (2020). Dlaczego dzikie pandy olbrzymie często tarzają się w końskim nawozie. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(51), 32493-32498. https://doi.org/10.1073/pnas.2004640117