Chémia latrínového smradu

Najprv obligátna štatistika: údajne až 2.5 miliardy ľudí –  zhruba tretina aktuálnej celosvetovej populácie – nemá prístup k hygienickým toaletám, v dôsledku čoho sa najmä v treťom svete zbytočne šíria rôzne (aj letálne) ochorenia asociované s ľudskými fekáliami. Nečudo, že sa tomuto problému venuje značná pozornosť, nehovoriac už o tom, že v princípe ide „len“ o vhodné technické riešenie, avšak s okamžitými a ďalekosiahlymi pozitívnymi výsledkami. Financie sú, zdá sa, skôr druhoradé, nakoľko sa do tejto výzvy zaangažovali už aj manželia Gatesovci so svojim veľkorysým filantropickým projektom „Reinvent the Toilet Challenge“. Nuž ale, okrem zostrojenia optimálneho modelu africko/indicko/treťosvetového záchoda, ktorý bude cenovo dostupný a zároveň štandardne hygienický, dôležitým aspektom komplexného riešenia by malo byť aj čuchovo prijateľné prostredie takýchto ťažko skúšaných hajzlov. Ľudia sú totiž tvory poväčšinou iracionálne a preto si príjemnú vôňu (resp. absenciu smradu) v záchode automaticky a podvedome asociujú s vyhovujúcou čistotou. Čo je pre príjemné vylučovanie samozrejme žiaduca emócia. Fajn, lenže na to, aby sme vedeli, čím ten prirodzený fekálny smrad potlačiť/zamaskovať/odstrániť, musíme v prvom rade vedieť, čo jeho príčinou.

Typický puch znečistených toaliet spôsobuje koktail približne 200 prchavých organických zlúčenín, pochádzajúcich z (fermentácie) molekúl prítomných v moči a stolici. Ich jednoznačná identifikácia však nie je úplne triviálna záležitosť, okrem iného aj preto, že chemické zloženie smradu sa mení nielen v čase, ale aj v závislosti od aktuálnej stravy a zdravotného stavu producentov fekálií. Typovo sa však jedná len o zopár skupín organických zlúčenín, pričom najviac zastúpené sú rôzne karbonylové deriváty: aldehydy, ketóny, karboxylové kyseliny a ich estery. Napriek tomu, rekonštitúcia komplexnej smradľavej zmesi z jednotlivých zlúčenín, za účelom vytvorenia testovateľného modelového materiálu, by bola časovo a technicky náročná. Z tohto dôvodu je pochopiteľná snaha o identifikáciu senzoricky kľúčových molekúl, ktorých správny mix by však poskytol „syntetický“ latrínový smrad na nerozoznanie identický od „prirodzeného“ hajzlového zápachu. A práve toto sa len nedávno podarilo chemikom zo švajčiarskej parfumérskej (sic!) firmy Firmenich. Nuž a tu sú ich obdivuhodne krátke, ale o to nechutnejšie recepty:

Na vernú imitáciu smradu ľudského hovna úplne postačí zmes iba 4 zlúčenín, konkrétne ide o kyselinu maslovú, p-krezol, indol a dimetyltrisulfid. Pričom na evokovanie dokonalého zápachu latríny k nim stačí pridať ešte skatol a kyselinu fenyloctovú. Na druhej strane, typickú arómu odstáteho moču zabezpečí vynechanie spomínaných kyselín a prídavok trimetylamínu.

Všetky horeuvedené molekuly sú však známe a asociované aj s menej nechutnými zdrojmi, než sú ľudské fekálie. Navyše, ako to už býva s mnohými ne/voňavými zlúčeninami, častokrát iba ich koncentrácia determinuje naše finálne čuchové vnímanie. Tak sa teda pozrime na ne bližšie:

kyselina maslová

Odborne zvaná butánová, kyselina maslová sa bežne nachádza v mliečnych produktoch (kozích syroch alebo pokazenom masle) a je prirodzeným produktom fermentácie škrobu. Má zvieravo-kyslú chuť a nepríjemne páchne, pričom ľudský čuch je detekuje už pri koncentrácii 10 ppm (parts per million). Kvôli svojej dominantnej senzorike sa pridáva do rybích návnad, zároveň je táto molekula zodpovedná za charakteristický zápach čerstvých ľudských zvratkov. Nečudo, že ju ochranári zo „Sea Shepherds“ s obľubou používajú ako chemickú „bombu“ pri potýčkach s japonskými veľrybárskymi loďami na otvorenom mori.

para-krezol

S chemickým názvom 4-metylfenol, p-krezol je metabolitom esenciálnej aminokyseliny tyrozínu a prirodzene sa nachádza v ľudskom pote, vďaka čomu nás moskytie samice vždy neomylne vypátrajú. Zatiaľ čo vo vyššej koncentrácii dominuje pachu prasiat, v malých množstvách pripomína zápach dezinfekcie. V parfumérstve sa s obľubou využíva na evokovanie fenolických a krezolových vôní.

indol a skatol

Príbuzné bicyklické heteroaromáty (skatol je 3-metylindol) sú exemplárnou ukážkou zlúčenín, ktorých senzorické vlastnosti sú determinované ich množstvom v danom objeme. Zatiaľ čo veľmi nízke koncentrácie oboch molekúl evokujú príjemnú kvetinovú vôňu a používajú sa v potravinárstve (skatol vo vanilkovej zmrzline) a voňavkárstve (indol v jazmínovom oleji), vo vyšších koncentráciách už majú výrazný fekálny zápach. Preto asi nikoho neprekvapí skutočnosť, obe zlúčeniny sa prirodzene nachádzajú v ľudskom hovne.

trimetylamín

Za bežných podmienok plyn, ktorý v nízkej koncentrácii nápadne pripomína rybacinu, vo väčšom množstve však už intenzívne smrdí po amoniaku. Je prirodzeným rozkladným produktom bielkovín, najmä živočíšneho pôvodu. Nakoľko organizmus pacientov trpiacich vzácnou dedičnou chorobou trimetylaminúriou nie je schopný metabolizovať trimetylamín, ich dych, pot a moč typicky páchne pokazenými rybami.

dimetyltrisulfid

A máme tu víťaza v kategórii „najsmradľavejšia molekula v čo najmenšom množstve“. Túto odporne zapáchajúcu kvapalinu totiž ucítime už pri „homeopatickej“ koncentrácii 10 ppt (parts per trillion)! Lenže opäť, aj v tomto prípade dávka dimetyltrisulfidu určuje jeho senzorické vlastnosti: kým v minimálnej koncentrácii prispieva k typickej vôni varenej cibule, kapusty a brokolice, ale tiež praženého kakaa a čokolády, zvyšujúce sa dávky už generujú zápach od pokazeného piva, cez ľudské fekálie až po mŕtvolu v rozklade. Tak si vyberte.

Zdroj: Sensory survey of key compounds of toilet malodour in Switzerland, India and Africa (doi: 10.1002/ffj.3293)

(Ilustračné foto: http://i.imgur.com/oYC9we2.jpg)