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Saturday, December 12, 2015

單帖烯的小故事

這陣子到教室上課,都會刻意提早些去,整理空間,做點雜事,看看書。或把殘臘熔化再製成新的蠟燭,或為入冬乾燥的嘴唇製作護唇護手霜,或拿出一直想看的、上到一半的講義來研讀。

那天,兩堂課之間有三個小時,東西整理得差不多,打開筆電看課程資料,這堂課老師附上了一個錄音檔案,最喜歡邊聽廣播邊工作了,於是點開錄音檔開始聽老師說單帖烯的幾個小故事,聽了幾分鐘,我放下洗到一半的杯子又坐回位置上,開始寫筆記與感想。

 === 

單帖烯是精油當中非常普遍而常見的芳香分子,由帖烯合成路徑生化合成得來,分子很輕、很小。

關於常見的芳香分子的結構,大概可以用樂高積木的方式來理解。基本單位是 isoprene unit (異戊二烯),有時又被稱為 hemiterpenes (半帖烯)。1個isoprene unit 就是1 個積木,有5個碳原子的積木。兩個積木( isoprene unit) 結合在一起,有10個碳原子,就是單帖烯。3個積木,就有15個碳分子,就是倍半帖烯。這些基本的結構,再結合其他額外的小零件(就像樂高小人身體組裝好後可以接上頭啊、手腳什麼的),就會變成我們熟知的單帖醇、倍半帖醇、酯類等等。 

只有10個碳的單帖烯,分子非常小,輕飄飄。在許多許多的精油裡面都有這個成分,功能某些層次上類似,但是種類多因此功能也繁多。因為分子小、輕飄飄,所以非常適合薰香。 

但這些都硬梆梆啊,明明都是教科書,好嚴肅的化學課,小故事在哪裡啊?

別急。 

老師說,走到森林裡去,蘇格蘭松的森林裡。每天的每時每刻,都有好多好多的單帖烯被釋放出來。植物學家們發現,這些高大的松樹們會根據需要,釋放出不同量的單帖烯。(把松樹林想成是天然的擴香儀啊,想到這裡就忍不住抓自己的蘇格蘭松精油出來深深吸一口!)在植物圈裡通常這些單帖烯被釋放出來的目的,是為了抵抗病原體。但是在一整片的高大的松樹森林裡面,釋放松烯(pinene)的目的,跟病原體卻沒什麼關係,而是根據每時每刻的天候溫度不同,決定要釋放多少的松烯到大氣裡面。這些分子很小很輕的松烯就會一直往上飄到天空裡面,變成催化雲霧生成的元素,在大氣中累積到一定程度的時候,森林上方就會累積雲霧,太陽光照射下來,打到雲層上面,就反射回去了。這樣一來,地面上森林裡的溫度就可以保持涼爽。也就是調節森林溫度的意思。
http://www.compoundchem.com/wp-content/uploads/2014/11/18-Alpha-Pinene-Christmas-Tree.png

樹林用松烯來控制氣候,所以就很容易可以理解為什麼單帖烯類最適合拿來擴香,也可理解位什麼用松科來調節呼吸道這麼有效果了。松烯的味道,就是我們走進森林裡面迎面而來的那個氣味,深深吸一口氣,整個人就緩慢、平靜了下來,也彷彿受到了能量貫注,整個人精神起來。 松烯還有類似可體松的效應,可以調節身體對壓力的反應、調解血糖濃度、誘發身體的腎上腺素。在疲憊醒不來的早晨,松烯可以給你臨門一注能量,讓你有氣力跳下床開始一天的工作。 

接下來老師談到檸檬烯。

檸檬烯是最常見的單帖烯,很多精油裡面都有這一味。是植物的防衛機轉,用來對抗病原體。最常見到檸檬烯的地方,就是柑橘類的果皮了。因為果皮表面的精油囊含有檸檬烯成分,讓蟲子不喜歡來咬食,比較不會有蟲害。
http://image.slidesharecdn.com/stereochemistry-130504103551-phpapp01/95/stereochemistry-19-638.jpg?cb=1367798235

但是,植物學家們發現,當果皮裡面的檸檬烯多到一定的比例(超過85%)之後,果皮上的精油抵抗病蟲害的能力就消失了。在這種檸檬烯接近飽和的狀態下,果實散發出香氣,會吸引靈長類生物來摘食,把水果吃掉,然後把種子播散到不同的地方,這樣一來,這株植物就達到了繁衍後代的目的了。

因應不同生命週期、階段的目的需求,調節這些次級代謝物的濃度高低,植物真的是非常有智慧。 

再來舉一個大自然智慧的例子,談的也還是屬於單帖烯的檸檬烯。

秘魯聖木(總有一天我會買到你!),Palo Santo 這個精油,跟很多我們熟悉的精油不一樣,不是用新鮮摘採的植物部位來蒸餾或萃取。秘魯聖木是用砍下來的木頭,放了10-20年之後,才拿來蒸餾萃取精油,這時候的檸檬烯含量最高。為什麼一棵樹需要等到死掉10-20年後才覺得需要產生大量的檸檬烯來對抗病原體? 

(你猜到了嗎?我聽到這裡的時候覺得起雞皮疙瘩。)

 恰恰相反。死掉10-20年的秘魯聖木之所以產生大量的檸檬烯,不是要對抗病原體,而是要吸引細菌來吃掉木頭,讓這些木頭可以腐化,更快的重新回到土壤裡面,成為泥土的一部分。

土壤裡面的腐植質、微生物群落,就是各種動、植物得以在森林裡成長的營養來源,也是森林的免疫系統。秘魯聖木透過檸檬烯的幫助,讓自己可以更快的犧牲,重新回到地球上,豐富土壤的營養。產生高濃度檸檬烯的原因,不是為了播種,而是為了腐化回到自然。 

無論是播種,或是腐化,都是生命循環的一個重要環節。而這些單帖烯分子們為大自然做出了無法估計的貢獻。

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