Чем пахнет Рождество

В нашей стране самый долгожданный зимний праздник — Новый год, пахнущий мандаринами и елкой, а в странах Запада с нетерпением ждут Рождества, которое у католиков и у протестантов ассоциируется с запахом ладана — одного из даров, поднесенных волхвами Каспаром, Мельхиором и Бальтазаром младенцу Иисусу. Исследователям удалось определить, какие молекулы отвечают за характерный запах ладана («Angewandte Chemie, Int. Ed.», 2016, doi: 10.1002/anie.201605242).

Транс-ладановая кислота (слева) и цис-ладановая кислота (в центре) – вещества, придающие ладану его характерный запах. Справа изображена цис-изокаскарилловая кислота, выделенная из кожуры цитрусовых в 2007 году

Ладан известен человеку с глубокой древности. Это ароматическая древесная смола, которую получают из коры деревьев рода босвеллия, или ладанного дерева (Boswellia sacra). Ладан много раз упоминается в Библии и до сих пор используется во время богослужений — он входит в состав фимиама из 11 благовоний, воскуряюшегося в храме.

Несмотря на тысячелетнюю историю применения ладана, строение химических соединений, придающих ему характерный запах, до недавнего времени оставалось загадкой. Классические методики, такие, как тонкослойная хроматография, газовая хроматография, сопряженная с масс-спектрометрией, и даже высокоэффективная жидкостная хроматография не обладали достаточной чувствительностью, чтобы идентифицировать все основные одоранты ладана. Поэтому авторы решили использовать хроматографию-одориметрию. Метод заключается в следующем: газ-носитель, который содержит вещество, выделенное из смеси с помощью хроматографии, распределяется по двум газовым линиям, одна из них подает вещество на масс-спектрометр, а другая — на одориметрический порт. Находящийся у вывода этого устройства эксперт-органолептик в полном смысле этого слова может учуять, чем пахнет каждый пик хроматограммы. Известно, что обонятельные рецепторы носа специалистов-органолептиков и флейвористов — ценные инструменты, зачастую более чувствительные, чем лабораторное оборудование.

Такой способ анализа позволил идентифицировать два ранее неизвестных вещества, получивших название цис- и транс-ладановых кислот (изомеры 2-октилциклопропилкарбоновой кислоты), запах которых наиболее точно соответствует характерному запаху ладана. При этом суммарная доля этих веществ составляет всего 0,2% от массы сухого ладана. Приступая к исследованию, ученые надеялись найти неизвестные ранее пахучие вещества. Чтобы выделить всего миллиграмм смеси ладановых кислот, им пришлось переработать 3 кг эфирного масла из коры ладанного дерева. Для проверки химики синтезировали четыре изомера ладановой кислоты, и результат подтвердил, что строение выделенных веществ определено правильно.

Молекулы, которым ранее приписывали запах ладана, на самом деле не обладают его характерным запахом, а многие из них вообще не пахнут. Единственный ранее идентифицированный одорант с ладановой ноткой — похожая по строению на ладановые кислоты цис-изокаскарилловая кислота (цис-2-гептилциклопропилкарбоновая кислота), выделенная из кожуры цитрусовых. Возможно, цис-2-гептилциклопропилкарбоновая кислота взаимодействует с теми же обонятельными рецепторами, что и ладановые кислоты, однако в ладане это вещество так и не было обнаружено.