Wissenschaft des Duftes: Wie funktionieren Parfums?

Unser Geruchssinn ist wahrscheinlich der einzige Sinn als Mensch, den wir so schnell übersehen oder ignorieren. Dieser unterschätzte Sinn prägt unser Leben in mehrfacher Hinsicht und hat einen weitaus größeren Einfluss auf unser Verhalten, als wir erkennen.

Sich auf unseren ausgeprägten Geruchssinn zu verlassen und in Kulturen auf der ganzen Welt eine wichtige Rolle zu spielen, ist Duft. Düfte werden in Parfums und Deodorants verwendet, und die verschiedenen Düfte spielen verlockend mit unserem komplexen Geruchssinn (unserem „olfaktorischen“ Sinn), um eine Vielzahl von Emotionen hervorzurufen.

Neuere Forschungen beleuchten nun die genaue Wissenschaft hinter unserer Wahrnehmung verschiedener Düfte.

Die Schwingungstheorie

Düfte bestehen im Wesentlichen aus spezifischen Molekülen, die wir über Rezeptoren in unserer Nase wahrnehmen. Diese Moleküle bestehen aus Atomen, die durch elastische Bindungen miteinander verbunden sind. Diese Moleküle haben zusammen mit ihren Bindungen die Fähigkeit, bei bestimmten Frequenzen zu vibrieren.

Wie führen diese Schwingungen dazu, dass wir den Duft wahrnehmen? Damit unsere Nasen (genauer gesagt die Geruchsrezeptoren in unserer Nase) den spezifischen Geruch wahrnehmen können, müssen sie in der Lage sein, diese Schwingung irgendwie in elektrische Signale umzuwandeln, die an das Gehirn gesendet werden können. Grundsätzlich fungieren die vibrierenden Moleküle als Brücke, um den Elektronen zu helfen, eine Energielücke zu passieren. Daher sind die spezifischen Schwingungsenergien der verschiedenen Moleküle notwendig, um Geruchswege zu aktivieren, die für diesen Duft spezifisch sind.

Nun, wenn diese Schwingungstheorie richtig ist, sollten Moleküle, die bei ähnlichen Frequenzen vibrieren, gleich riechen, oder? Diese Theorie wurde vom Biophysiker Luca Turin auf die Probe gestellt. Das spezifische Molekül, das faulen Eiern ihren charakteristisch schrecklichen Geruch verleiht, ist Schwefelwasserstoff (Schwefel + Wasserstoff). Es wurde festgestellt, dass es ein anderes Molekül gab, das mit einer ähnlichen Frequenz vibrierte, nämlich Boran (Bor + Wasserstoff). Bedeutet das, dass Borane auch nach faulen Eiern riecht? Die Antwort ist:

Diese sensationelle Entdeckung gab der Schwingungstheorie eine ernsthafte Glaubwürdigkeit und schickte Luca Turin in die kommerzielle Welt, wo eine Firma um seine Theorie herum gegründet wurde.

Das Leben leichter machen

Der Hauptzweck der Forschung, Moleküle zu finden, die gewünschte Düfte abgeben, bestand darin, eine ganze Reihe verwandter Moleküle herzustellen und sie dann zu testen, um zu sehen, wie sie rochen. Offensichtlich ist dies eine sehr zeitaufwändige Art, Düfte zu testen, also beschloss Luca Turin, seine eigene Methode auszuprobieren. Da diese neue Methode davon abhing, die Schwingungsfrequenzen verschiedener Moleküle zu testen, konnte die Arbeit leicht von einem Computer ausgeführt werden, der Tausende von Molekülen in relativ kurzer Zeit testen konnte.

Als ihm gesagt wurde, er solle eine Alternative zu dem Molekül Cumarin finden (das einen sehr begehrten Duft abgibt, der in Männerparfums verwendet wird, aber auch krebserregend ist), machte er sich auf die Suche nach anderen Molekülen, die in die gleiche Schwingungsklasse wie Cumarin passen.

Was ein Kollege von Turin fand, war ein Molekül, das eng mit Cumarin verwandt ist, aber einen zusätzlichen Kohlenstoffring hatte.

Eine andere Theorie, die versucht, die Wissenschaft des Geruchs zu lösen, besagt, dass der von einem bestimmten Molekül abgegebene Duft von der Form dieses Moleküls abhängt. Wenn diese Theorie richtig gewesen wäre, hätte dies bedeutet, dass das von Turin gefundene neue Molekül keine Chance hatte, genauso zu riechen wie Cumarin. Gott sei Dank, Turin war wieder richtig in seinen Annahmen, und das neue Molekül, genannt Tonken, stellte sich heraus, genau wie Cumarin riechen.

Das ist der Kern der faszinierenden Schwingungstheorie, die zu erklären versucht, wie die an Gerüchen beteiligten Moleküle von unserer Nase physikalisch wahrgenommen werden. Wie Sie sehen, hat die Theorie in der wissenschaftlichen Welt eine gewisse Glaubwürdigkeit erlangt, und die anschließende Forschung von Turin und seinen Kollegen stützt diese Theorie weiter. Davon abgesehen, wie es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft so üblich ist, gab es auch Forschungen, die gegen diese Theorie arbeiteten, und die Debatte über „Form vs. Vibration“ tobt immer noch.

Es wird sehr interessant sein zu sehen, welches die Nase vorn hat.