Co je caryofylen?

Terpeny jsou skupinou organických sloučenin, které se vyskytují v rostlinách a jsou známé pro svou významnou roli při vytváření charakteristické vůně a chuti různých druhů rostlin. Kromě toho, že terpeny přispívají k vůni a chuti rostlin, hrají také zásadní roli při růstu, vývoji a rozmnožování mnoha druhů bylin.

Jako lidé máme s rostlinnou medicínou dlouhou historii, protože kultury po celém světě používají bylinné léky již tisíce let. Není proto divu, že se vědci zajímají o terpeny - sloučeniny, které mohou pocházet z rostlin a mají řadu léčivých vlastností.

Definice terpenů

Terpeny jsou těkavé organické sloučeniny, které přispívají k jedinečnému profilu vůně a chuti, jež se vyskytují v různých druzích rostlin. Jsou zodpovědné za vytváření silných vůní, které se vyskytují v bylinách, jako je levandule, rozmarýn nebo bazalka, a také v ovoci, jako jsou pomeranče nebo citrony.

Ačkoli se v přírodě vyskytuje přibližně 20 000 různých terpenů (jen v konopí jich je přítomno více než 100), každý z nich má svou jedinečnou chemickou strukturu, která vytváří specifický profil vůně. Mnohé terpeny také synergicky spolupracují s dalšími sloučeninami, čímž se jejich účinky zesilují.

Co jsou terpeny?

Význam terpenů v rostlinách

Terpeny hrají v přírodě zásadní roli, protože přispívají k různým funkcím rostlin, jako je opylování a obranné mechanismy proti predátorům. Některé terpenové profily fungují jako atraktanty pro opylovače, kteří mohou pomoci oplodnit květy rostliny, zatímco jiné působí jako odstrašující prostředky proti býložravcům, kteří mohou požírat určité části rostliny.

Složitost a rozmanitost přítomná v těchto molekulách nám umožňuje lépe porozumět nejen tomu, jak působí na naše smysly, ale také tomu, jak se vzájemně ovlivňují v rámci příslušných ekosystémů.

Zaměření na karyofylen

Karyofylen je specifický terpen, který se nachází v různých druzích rostlin, včetně černého pepře, bazalky a hřebíčku. Je jedinečný tím, že je to jediný známý terpen, který působí jako kanabinoid nepřímou interakcí s receptory CB2 našeho endokanabinoidního systému (ECS). Zajímavé je, že caryofylen se vyskytuje také v některých kmenech konopí a je spojován s protizánětlivými a analgetickými účinky.

S pokračujícím výzkumem potenciálních přínosů této sloučeniny je stále jasnější, že caryophyllene může mít mnohem více využití než jen jako vonná látka. Hloubkovým studiem této molekuly můžeme získat cenné poznatky o tom, jak funguje v rostlinách i u lidí.

Přehled o kariofilenu

Karyofylen je terpen, který se běžně vyskytuje v několika druzích rostlin, včetně hřebíčku, černého pepře a chmele. Díky svému výraznému kořeněnému a dřevitému aroma se caryofylen v moderní době stává stále populárnějším pro své potenciální zdravotní účinky a kulinářské využití.

Chemická struktura a vlastnosti

Karyofylen má chemický vzorec C15H24 a patří do třídy seskviterpenů. Sloučenina se vyznačuje bicyklickým kruhovým systémem s exocyklickou dvojnou vazbou.

Na rozdíl od mnoha jiných terpenů neobsahuje karyofylen žádné funkční skupiny, jako jsou hydroxylové nebo karbonylové skupiny. Díky této jedinečné struktuře je odolný vůči oxidaci, což zvyšuje jeho stabilitu při použití v různých aplikacích.

Z hlediska fyzikálních vlastností je karyofylen bezbarvá nebo světle žlutá kapalina s bodem varu 263-265 °C. Má také nízkou rozpustnost ve vodě, ale dobře se rozpouští v organických rozpouštědlech, jako je ethanol a hexan.

Zdroje caryofylenu v přírodě

Jak již bylo zmíněno, kariofilen se přirozeně vyskytuje v několika rostlinách, jako jsou pupeny hřebíčku (Syzygium aromaticum), černý pepř (Piper nigrum), bazalka (Ocimum basilicum), oregano (Origanum vulgare), skořice (Cinnamomum verum), brokolice, listová zelenina a chmel (Humulus lupulus). Z těchto rostlinných zdrojů ho lze získat destilací s vodní parou.

Obvyklá použití a aplikace

Karyofylen má díky svým jedinečným vlastnostem četná využití v různých průmyslových odvětvích. V potravinářském průmyslu se používá jako přírodní ochucovadlo různých pokrmů, jako jsou dušená jídla, polévky a pečivo.

Je také klíčovou složkou při výrobě kořeněných nápojů, jako je čaj chai a svařené víno. V kosmetickém průmyslu se karyofylen díky svým protizánětlivým vlastnostem používá v přípravcích pro péči o pleť.

Prokázalo se, že pomáhá snižovat záněty a zarudnutí pleti, takže je ideálním doplňkem produktů zaměřených na pleť se sklonem k akné. Karyofylen má navíc i potenciální lékařské účinky.

Nedávné studie naznačují, že může mít protizánětlivé a bolest zmírňující účinky na organismus. To z něj činí vhodnou přírodní alternativu pro ty, kteří raději nepoužívají tradiční NSAID (nesteroidní protizánětlivé léky) k tlumení bolesti.

Jedinečná chemická struktura a vlastnosti karyofylenu z něj činí vysoce univerzální sloučeninu s četným využitím v různých průmyslových odvětvích. Jeho potenciální zdravotní přínosy a kulinářské využití stále přitahují pozornost výzkumníků i spotřebitelů, což z něj činí jeden z nejdůležitějších terpenů, které se dnes v přírodě vyskytují.

Zdravotní účinky karyofylenu

Všeobecně lze říci, že zdravotní účinky karyofylenu jsou četné a rozmanité. Bylo prokázáno, že tento terpen působí protizánětlivě, zmírňuje bolest a zlepšuje náladu, což z něj činí slibnou přírodní léčebnou možnost pro celou řadu onemocnění.

Ačkoli je zapotřebí dalšího výzkumu, abychom plně pochopili mechanismy, které stojí za účinky karyofylenu, není pochyb o tom, že tato sloučenina má jako léčebný prostředek obrovský potenciál. Ať už se používá lokálně, nebo se přijímá ve formě esenciálních olejů či doplňků stravy, představuje kariofylen vzrušující oblast studia jak pro vědce, tak pro zdravotníky.

Protizánětlivé vlastnosti

Jedním z nejznámějších přínosů karyofylenu jsou jeho protizánětlivé vlastnosti. Zánět je přirozenou reakcí organismu na zranění a infekce, ale chronický zánět může vést k řadě zdravotních problémů. Výzkum prokázal, že kariofylen může přispět ke snížení zánětu tím, že inhibuje produkci zánětlivých molekul v těle.

Studie prokázaly, že karyofylen je účinný při léčbě řady zánětlivých onemocnění, včetně artritidy, roztroušené sklerózy a kolitidy. Bylo zjištěno, že je obzvláště účinný při lokálním použití nebo jako součást směsi esenciálních olejů.

Úleva od bolesti

Karyofylen je také známý svými vlastnostmi, které zmírňují bolest. Vědci se domnívají, že tento terpen působí díky interakci s endokanabinoidním systémem těla, který hraje klíčovou roli v regulaci vnímání bolesti.

Studie prokázaly, že karyofylen může být účinný při snižování akutní i chronické bolesti. Jedna studie například zjistila, že inhalace esenciálních olejů bohatých na karyofylen pomáhá snižovat bolest a zlepšovat kvalitu života pacientů s chronickou bolestí dolní části zad.

Potenciál jako léčba úzkosti a deprese

Další oblastí, kde se karyofylen ukazuje jako slibný, je léčba úzkosti a deprese. Stejně jako mnoho terpenů má anxiolytické (proti úzkosti) a antidepresivní účinky. Výzkum naznačuje, že kariofylen může působit tak, že se váže na určité receptory v mozku související s regulací nálady.

Jedna studie zjistila, že u myší, kterým byl podáván karyofylen, se ve srovnání s kontrolní skupinou snížily příznaky úzkosti a deprese. I když je třeba provést další výzkum na lidech, tato zjištění naznačují, že by kariofylen mohl být slibnou přírodní léčebnou možností pro ty, kteří bojují s úzkostí a depresí.

Kulinární využití karyofylenu

Terpen caryophyllene je nejen silnou protizánětlivou a bolest tišící látkou, ale má také jedinečný chuťový profil, který se hodí pro různá kulinářská využití. Díky svým pepřovým, kořeněným a dřevitým tónům je vynikajícím doplňkem mnoha pokrmů.

Chuťový profil a aroma

Aroma kariofilenu je popisováno jako pepřové, kořeněné a dřevité. Má mírně sladký podtón, který dodává celkové chuti komplexnost. Díky svému chuťovému profilu je ideální přísadou do pikantních pokrmů, jako jsou dušená jídla, polévky, kari a marinády. Díky svému jedinečnému aroma je navíc oblíbená při výrobě nápojů, jako je pivo a gin.

Obvyklé potraviny, které obsahují karyofylen

Karyofylen se nachází v různých potravinách, které denně konzumujeme. Mezi ně patří mimo jiné černý pepř, hřebíček, skořice listy bazalky, listy oregana listy tymiánu. Černý pepř obsahuje vysoké množství karyofylenu, proto přidání černého pepře do pokrmů zvyšuje jeho léčivé vlastnosti.

Použití při konzervaci potravin

Karyofylen má antimikrobiální vlastnosti, díky kterým je užitečný při konzervaci potravin. Tato sloučenina může přispět ke snížení kazivosti tím, že inhibuje růst bakterií na povrchu potravin nebo uvnitř balených potravin. Běžně se používá při konzervaci masných výrobků, například uzenin.

Karyofylen je díky své jedinečné vůni a chuťovému profilu vynikajícím doplňkem různých kuchyní po celém světě, protože dokáže vylepšit chuťové profily pikantních pokrmů a zároveň poskytuje řadu zdraví prospěšných látek. Jeho využití přesahuje rámec kulinářského umění, a proto je všestrannou sloučeninou, kterou stojí za to dále zkoumat z hlediska jejího průmyslového využití, například pro konzervaci potravin.

Průmyslové využití karyofylenu

Použití jako přírodní insekticid a pesticid

Jedním z nejzajímavějších průmyslových využití karyofylenu je jeho potenciál jako přírodního insekticidu a pesticidu. Studie ukázaly, že tento terpen má silné insekticidní vlastnosti, které lze využít k potlačení škodlivých škůdců.

Dále bylo zjištěno, že caryophyllene je účinný při odpuzování komárů, kteří mohou přenášet nebezpečné nemoci, jako je malárie a horečka dengue. Karyofylen je obzvláště užitečný, protože se jedná o přírodní sloučeninu, která nepoškozuje životní prostředí.

Na rozdíl od syntetických pesticidů nezanechává škodlivá rezidua na plodinách ani neznečišťuje vodní zdroje. Proto je ideální volbou pro zemědělce, kteří se snaží pěstovat ekologické produkty, aniž by se uchylovali k toxickým chemikáliím.

Potenciální využití při výrobě biopaliv

Karyofylen je také slibný jako potenciální zdroj biopaliv. Vědci identifikovali tento terpen jako potenciální surovinu pro výrobu pokročilých biopaliv, což jsou obnovitelná paliva vyráběná z nepotravinářských zdrojů, jako jsou odpadní produkty a rostlinné materiály.

Jedna studie zjistila, že kariofilen lze přeměnit na pokročilá biopaliva pomocí procesu zvaného hydrodeoxygenace (HDO), který ze sloučeniny odstraní atomy kyslíku a přemění ji na vysokoenergetická kapalná paliva. To by mohlo mít významné důsledky pro snížení naší závislosti na fosilních palivech a zmírnění klimatických změn.

Závěr

Karyofylen je univerzální terpen s mnoha potenciálními přínosy pro lidské zdraví, kulinářské umění a průmysl. Jeho protizánětlivé vlastnosti z něj činí atraktivní možnost léčby bolesti a zánětů spojených s různými zdravotními stavy. Kromě toho je díky svému jedinečnému chuťovému profilu vynikajícím doplňkem potravinářských pokrmů a nápojů.

V průmyslu vykazuje karyofylen velký potenciál jako přírodní insekticid a pesticid a také jako možná surovina pro výrobu pokročilých biopaliv. Vzhledem k tomu, že pokračujeme ve zkoumání mnoha způsobů využití této fascinující sloučeniny, je zřejmé, že je toho ještě mnoho, co je třeba objevit.

Podporujeme další výzkum potenciálních přínosů a využití karyofylenu a těšíme se na to, jak tento terpen může pozitivně ovlivnit naše životy a naši planetu. Přijměme zázraky přírody s otevřenou náručí!

Co jsou to terpeny?

Zdroje

• Al Mansouri, S., Ojha, S., Al Maamari, E., Al Ameri, M., Nurulain, S. M., & Bahi, A. (2014). Agonista kanabinoidního receptoru 2, β-karyofylen, snížil dobrovolný příjem alkoholu a oslabil preferenci místa a citlivost na etanol u myší. 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-karyofylen, agonista receptoru CB2, vyvolává u myší četné změny chování relevantní pro úzkost a depresi. 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-karyofylen inhibuje kolitidu vyvolanou dextran sulfátem sodným u myší prostřednictvím aktivace CB2 receptorů a dráhy PPARγ. The American Journal of Pathology, 178(3), 1153-1166. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2010.11.052
• Beta-karyofylen. CPID. (n.d.). Získáno 10. prosince 2021 z https://www.whatsinproducts.com/chemicals/ view/1/5163/000087-44-5.
• Butnariu M., Butu A. (2015): Chemické složení zeleniny a výrobků z ní. In: Sborník příspěvků z mezinárodní konference o zelenině a zelenině: 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). Antioxidační účinek β-karyofylenu chrání játra potkanů před fibrózou vyvolanou tetrachloridem uhlíku inhibicí aktivace jaterních hvězdicových buněk. 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). The anticancer, antioxidant and antimicrobial properties of the sesquiterpene β-caryophyllene from the essential oil of 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). Kanabinoidní fytokanabinoid beta-karyofylen selektivní pro CB₂ receptor má analgetické účinky u myších modelů zánětlivé a neuropatické bolesti. Evropská neuropsychofarmakologie: 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-karyofylen zmírňuje nefrotoxicitu vyvolanou cisplatinou způsobem závislým na kanabinoidním receptoru 2. 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). Antidepresivní účinky β-karyofylenu na depresi vyvolanou omezením plus 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-karyofylen moduluje expresi genů stresové odpovědi a zprostředkovává dlouhověkost 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). CB₂ receptor a jeho role jako regulátoru zánětu. 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). Ochranné účinky (E)-β-karyofylenu (BCP) při chronickém zánětu. 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). Proč se volně žijící pandy velké často válejí v koňském trusu. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(51), 32493-32498. https://doi.org/10.1073/pnas.2004640117