Η χημεία του καρπουζιού : χρώμα, άρωμα, "φυσικό Viagra" και ...εκρήξεις

Το καρπούζι είναι ένα δημοφιλές, δροσιστικό καλοκαιρινό φρούτο. Υπάρχει επίσης μια πολύ ενδιαφέρουσα χημεία πίσω του, από το χρώμα της σάρκας του και την πολυπλοκότητα του αρώματός του μέχρι τις ιστορίες για υποκατάστατο του Viagra και για εκρήξεις καρπουζιών στην Κίνα. Αυτό το άρθρο ρίχνει μια ματιά σε κάθε ένα από αυτά και τα μόρια πίσω τους.

Ας ξεκινήσουμε με το χρώμα. Ο καθένας είναι εξοικειωμένος με τον έντονο ροζ χρωματισμό της σάρκας του καρπουζιού. Φυσικά, υπάρχουν ορισμένες ποικιλίες καρπουζιού που δεν εμφανίζουν στην πραγματικότητα αυτό το χρωματισμό, αλλά το καρπούζι με ροζ-κόκκινη σάρκα είναι μακράν το πιο δημοφιλές. Η αιτία αυτού του χρωματισμού είναι μια χημική ουσία που ονομάζεται λυκοπένιο.

Το λυκοπένιο είναι μια καροτενοειδής χρωστική ουσία, όπως το β-καροτένιο (η ένωση που δίνει στα καρότα το πορτοκαλί χρώμα τους). Επίσης, βρίσκεται στις ντομάτες και είναι υπεύθυνο για το κόκκινο χρώμα τους. Το καρπούζι περιέχει στην πραγματικότητα ακόμη υψηλότερα επίπεδα λυκοπενίου από τις ντομάτες : μπορεί να περιέχει μέχρι και 72 μικρογραμμάρια ανά γραμμάριο, ενώ μια ακατέργαστη ντομάτα εκτιμάται ότι περιέχει 42 μικρογραμμάρια ανά γραμμάριο. Το λυκοπένιο έχει συνδεθεί με μια σειρά από οφέλη για την υγεία, αν και δεν υπάρχει τεκμηριωμένη επιστημονική απόδειξη για την πλειοψηφία από αυτά.

Το άρωμα του καρπουζιού από την άλλη πλευρά, έχει ερευνηθεί εκτενώς. Αυτό είναι ίσως εν μέρει αποτέλεσμα του ότι η γεύση του καρπουζιού είναι εξαιρετικά δύσκολο να παραχθεί τεχνητά και μια σειρά από έρευνες έχουν προσπαθήσει να απομονώσουν τα ακριβή μόρια που συμβάλλουν στο άρωμα και τη γεύση του. 

Η άποψη σχετικά με τα κύρια συστατικά του αρώματος του καρπουζιού διέφερε κατά τη διάρκεια των ετών. Οι αρχικές μελέτες πρότειναν ότι οι υπεύθυνες ενώσεις ήταν αλκοόλες με 6 και 9 άτομα άνθρακα. Η 3,6-εννεαδιεν-1-όλη, συγκεκριμένα, προτάθηκε ως η κύρια ένωση που συμβάλλει στο άρωμα, καθώς έχει μια μυρωδιά που περιγράφεται ως "καρπουζόφλουδα". Οι υποψίες για αυτές τις αλκοόλες υπήρχαν λόγω των σχετικά υψηλών συγκεντρώσεών τους.

Τώρα πιστεύεται ότι είναι οι αλδεΰδες με 6 και 9 άτομα άνθρακα που καθορίζουν το άρωμα στο καρπούζι. Οι προηγούμενοι ερευνητές είχαν αποτύχει να το συνειδητοποιήσουν αυτό, επειδή οι ενώσεις που συλλέγονταν παρέμεναν μεγάλο χρονικό διάστημα, κατά το οποίο οι αλδεΰδες μετατρέπονταν μέσω ενζυματικών δράσεων σε αλκοόλες. Οι επιστήμονες τώρα πιστεύουν ότι η 3,6-εννεαδιενάλη είναι το κυρίαρχο μόριο στο άρωμα του καρπουζιού και ότι πολλές άλλες αλδεΰδες συμβάλλουν επίσης. Μία από αυτές είναι η 3-εξενάλη, η ίδια ένωση που είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνη για την οσμή του νωπού χόρτου - αυτό βοηθά να εξηγηθεί γιατί πολλοί άνθρωποι μπορούν να βρουν τα δύο αρώματα παρόμοια.

Ενώ η 3,6-εννεαδιενάλη μπορεί να είναι η ένωση που δίνει στο καρπούζι το άρωμα και τη γεύση του, δυστυχώς διασπάται εύκολα, γεγονός που περιορίζει τις δυνατότητες για χρήση της ως τεχνητό άρωμα. Προσπάθειες να παραχθούν εστέρες που μπορεί να έχουν ένα παρόμοιο άρωμα και γεύση επίσης δεν έχουν στεφθεί με επιτυχία μέχρι σήμερα.

H χημεία του καρπουζιού έχει γίνει είδηση ​​για πολλούς λόγους. Ένας από αυτούς είναι ότι το καρπούζι υποτίθεται ότι έχει αποτέλεσμα σαν το Viagra - με αποτέλεσμα ορισμένες ιστοσελίδες να αναφέρονται σε αυτό ως "Viagra της φύσης". Η χημική αιτιολογία είναι ότι τα καρπούζια περιέχουν ένα ικανοποιητικό επίπεδο του αμινοξέος κιτρουλίνη, που μεταβολίζεται σε αργινίνη στο σώμα. Η αργινίνη είναι ένα αμινοξύ που εμπλέκεται στη σύνθεση του μονοξειδίου του αζώτου (ή νιτρικού οξειδίου) στο σώμα, το οποίο με τη σειρά του συνδέεται με τη διεύρυνση των αιμοφόρων αγγείων. Αυτό επιτυγχάνεται με την αύξηση των επιπέδων της κυκλικής μονοφωσφορικής γουανοσίνης (cGMP).

Το Viagra λειτουργεί διασπώντας ένα ένζυμο (τη φωσφοδιεστεράση τύπου 5), το οποίο είναι υπεύθυνο για τη διάσπαση της cGMP. Το καρπούζι δεν έχει καμία επίδραση σε αυτό το ένζυμο, έτσι η φήμη ως φυσική εναλλακτική λύση του Viagra είναι ανακριβής. Επιπλέον, ακόμη και αν το καρπούζι είχε ένα τέτοιο συγκεκριμένο αποτέλεσμα, θα έπρεπε να φάει κάποιος πάρα πολλά καρπούζια για να ενισχύσει σημαντικά τα επίπεδα της αργινίνης, αλλά εκτός από αυτό δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι η αργινίνη από μόνη της θα δρούσε όπως το Viagra.

Μια διασκεδαστική ιστορία στη χημεία του καρπουζιού ήρθε στο προσκήνιο το 2011. Οι αγρότες στην Ανατολική Κίνα ήρθαν αντιμέτωποι με το κωμικό θέαμα ολόκληρα στρέμματα καρπούζια να εκρήγνυνται αυθόρμητα σε διάστημα λίγων ημερών. Όπως αποδείχθηκε, ήταν πολύ πιθανό να οφείλεται στην κακή χρήση ενός αυξητικού χημικού, παραγώγου της φαινυλουρίας που ονομάζεται "forchlorfenuron". Το forchlorfenuron έχει εγκριθεί για χρήση στα ακτινίδια, σταφύλια, σταφίδες και ενώ η χρήση του είναι απολύτως ασφαλής, δεν θεωρείται κατάλληλο για χρήση σε καρπούζια. Ο λόγος για αυτό είναι ότι οδηγεί σε παραμορφωμένο φρούτα και αλλάζει επίσης το χρώμα των σπόρων σε λευκό. Πιστεύεται οι Κινέζοι αγρότες που χρησιμοποιούν πάρα πολύ χημικές μεθόδους ανάπτυξης για τα καρπούζια τους, το χρησιμοποίησαν και μάλιστα σε λάθος εποχή του χρόνου, δηλαδή κατά τη διάρκεια μιας ιδιαίτερα υγρής περιόδου...

Για το κατ' εξοχήν καλοκαιρινό φρούτο ο Διονύσης Σαββόπουλος τραγουδάει

"...καλοκαίρι

με τη φέτα το καρπούζι στο 'να χέρι

με φιλιά μισολιωμένα, καλοκαίρι..."

Πηγή : compoundchem.com