Karácsonyfa kémiája

Az elmúlt években egyre népszerűbbek a műfenyők. Az ellene szóló egyik leggyakoribb érv, hogy nem hozzák el a karácsony illatát. A fenyőfa, és a karácsony ünnepét belengő fenyőillat mindig elvarázsolja az embert. Miért? Mert a fenyő a béke illata. A belső béke, az áhítat, a tisztaság és a szabadság üzenetét hordozza. A fenyőillat – legyen bármilyen fajta fenyő – arra késztet minket, hogy nagyot lélegezzünk. Na de mitől is olyan jó illatú az igazi fenyőfa

Ha karácsonyfa, akkor az egyik leggyakoribb fenyőfajta a lucfenyő, ami fontos vegyipari nyersanyag. Főként cellulózgyártásra használják.

A fenyő rostos és extrahálható anyagokból áll. A rostos vagy szerkezeti anyag nagy molekulatömegű polimereket: cellulózt, hemicellulózt és lignint tartalmaz. Az extraktumok kis molekulatömegű szerves anyagok, amelyek semleges szerves oldószerben és vízben oldódnak.

A fa elsődleges komponense, a cellulóz (a teljes tömeg mintegy 40%-át teszi ki). Képlete: (C6H10O5)n. Kémiailag a poliszacharidok között a váz-szénhidrátok csoportjába tartozik. Körülbelül 7000 alfa-D-glükóz egységből áll. A papíripari termékek legfontosabb nyersanyaga.

A hemicellulóz pentózokat és más hexózokat is tartalmazó többnyire elágazó szénhidrát-polimer, de a cellulóznál sokkal rövidebb. Körülbelül 150 monomerből áll, több-kevesebb C5 és C6 cukrokból /arabinózból, mannózból, xilózból és galaktózból/. Kémiai feltáráskor a hemicellulóz jelentős része egyszerű szénhidrátokká bomlik le.

A lignin vagy faanyag bonyolult anyag, amit többnyire fából nyernek. Kémiai összetételét nem ismerjük pontosan. A különböző fafajták eltérő összetételű lignint tartalmaznak. A lignin szerkezetének felderítését megnehezíti, hogy a polimert át- meg átszövi a cellulóz és a hemicellulóz. A növények egyedfejlődése során a sejtfalban rakódik le, annak szilárdságát növeli. Ezt a folyamatot fásodásnak vagy lignifikációnak nevezik. A törzsfejlődés során megjelenése hozzájárult a nagyméretű szárazföldi növények kialakulásához. A kifejezés a latin lignum, fa szóból származik. A cellulóz után a második leggyakoribb szerves polimer a földön, a nem-fosszilis szerves szén mintegy 30%-a lignin formájában van jelen. A fák szárazanyag-tartalmának mintegy harmadát-negyedét teszi ki. A vegyületnek biopolimerként számos szokatlan tulajdonsága van, többek között a határozott elsődleges szerkezet hiánya.

A lignin a sejtfalak kitöltő anyaga a cellulóz, hemicellulóz és pektin molekulák között, különösen a faanyag szállító és támasztó sejtjeiben. A lignin kovalens kötéssel kapcsolódik a hemicellulózokhoz és ezért, különböző növényi poliszacharidok összekötője. Így biztosítja a sejtfalak szilárdságát, illetve a növény egészének a szerkezetét

A lucfenyő számos tulajdonságát, például a karácsonyi hangulathoz nélkülözhetetlen színt és illatot a szerves molekuláknak köszönhetjük.

Az a személy, aki szereti a fenyő illatát, az azt is állítja, hogy imádja a pinént. Az alfa-pinénért pedig egyenesen odavan. A pinén ugyanis az a szerves vegyület, amelyik alapvetően meghatározza a fenyőfák illatát, különösen a nagyobb mennyiségben előforduló izomerje, az említett alfa-pinén.

A pinén egy vegyület, amely a természetben két különböző izomer formájában fordul elő: alfa-pinén és béta-pinén. A legtöbb fenyőfában az alfa-pinén a kettő közül a legnagyobb mennyiségben, de mindkettő általában jelen van a fák gyantájában. A terpentint fák, elsősorban fenyők gyantájából nyerik, így nem meglepő, hogy mind az alfa-, mind a béta-pinén szagát általában terpentinszerűnek nevezik – valójában ezek a desztillált olaj fő összetevői.

A pinén a terpéneknek nevezett vegyületek nagyobb családjába tartozik. Ezek a szerves vegyületek hatalmas skálája, amelyeket általában növények állítanak elő. Különböző terpéneket bocsátanak ki az erdőkben a különböző fák, és ezek nem csupán az erdő jellegzetes illatát biztosítják – a tudósok felfedezték, hogy a terpének a levegőben lévő vegyi anyagokkal reagálva kis részecskéket, úgynevezett aeroszolokat képeznek. Ezek az aeroszolok a felhők "magjaként" működhetnek, lehetővé téve a vízgőzből való képződésüket. Összességében a megnövekedett felhőzetnek hűsítő hatása lehet.

A terpének felelősek a kék ködért is, amely néha a fenyővel borított hegyeken látható. Az aeroszolok, amelyeket a terpének képeznek a légkörben, szóró hatást gyakorolhatnak a napfényre; ez rövidebb hullámhosszú fényhez vezet, és a fény kék színt ölt.

Bár a pinén a legnagyobb mennyiségben előforduló, nem az egyetlen terpén a fenyőfák által kibocsátott illékony vegyületek között. Vannak más kisebb összetevők is, mint például a limonén (C10H16, a citrusfélék héjában is megtalálható), a mircén, a kamfén és a fellandrén. Ezenkívül más, nem terpén vegyületek is szerepet játszanak az aromában.

Ezek közül a legfontosabb a bornil-acetát (C12H20O2) Bár aránya a fenyők illóolajaiban fajonként eltérő, hozzájárul a friss, tiszta fenyőszaghoz. Szintén gyakran használt vegyület fenyőillatanyagok és légkondicionálók előállításához. A bornil-acetát is észter tipusu vegyület, amelyekre általában (többnyire) kellemes illatok széles skáláját kínálják.

Mikor a karácsonyfa illatát élvezzünk a szobában, nem is gondoljuk át, hogy mennyi bonyolult anyag, folyamat gondoskodik a csodás illatról. Igaz, nekünk nincs is más dolgunk, mint élvezni az ajándékukat.

Források:

https://www.compoundchem.com/?s=CHRISTMAS+TREES

https://oktatas.panarom.hu/a-fenyo-illata/

https://kation.elte.hu/vegybank/tantov99/papir/papir1.htm

https://www.cbdcibdol.hu/cbd-enciklopedia/mi-az-a-pinen