Sparrissyra

organisk svavelförening

Sparrissyra är en organisk svavelförening med kemisk formel C4H6O2S2 och det systematiska namnet 1,2-ditiolan-4-karboxylsyra. Molekylen består av en heterocyklisk funktionell grupp (en 1,2-ditiolan) med en karboxylgrupp. Den finns i sparris och bryts ned i människokroppen till svavelföreningar som ger urinen en speciell lukt.[1][2]

Sparrissyra
StrukturformelMolekylmodell
Systematiskt namn1,2-ditiolan-4-karboxylsyra (IUPAC)
Kemisk formelC4H6O2S2
Molmassa150,22 g/mol
UtseendeVita kristaller
CAS-nummer2224-02-4
SMILESO=C(O)C1CSSC1
Egenskaper
Densitet1,50 g/cm³
Smältpunkt75,7 - 76.5°C °C
Kokpunkt323,9 °C
Faror
Huvudfara
08 – Hälsofarlig Hälsofarlig
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Isolering och biosyntesRedigera

Sparrissyra framställdes ursprungligen från ett vattenhaltigt extrakt av sparris.[3]. Biosyntetiska studier visar att sparrissyra härrör från isobutansyra[4] Sparrisyra är ett färglöst fast ämne med en smältpunkt mellan 75,7 och 76,5 °C[5].

LaboratoriesyntesRedigera

Ett praktiskt sätt att syntetisera sparrissyra är från ett dietylmalonatderivat[3] Dietyl-bis(hydroximetyl)malonat behandlas med jodvätesyra som efter dekarboxylering och esterhydrolys (etanol och koldioxid kokar bort) ger p, p'-dijodoisosmörsyra. Dihydrosparrissyra, som är den reducerade (ditiol)formen av sparrissyra, framställs genom reaktion med natriumtritiokarbonat (Na2CS3) och svavelsyra. Efterföljande oxidation med varm dimetylsulfoxid ger sparrissyra.

 

Effekt på urinRedigera

Att sparris påverkar urinens lukt har varit känt länge. År 1702 rapporterade Louis Lémery "en kraftfull och obehaglig lukt i urinen", [6] medan John Arbuthnot noterade att "sparris ... ger urinen stinkande lukt." [7] Nyare forskning har tillskrivit lukten till en blandning av svavelhaltiga metaboliter av sparrissyra som har upptäckts i urin, [1] [2] [8] [9] dessa inkluderar metantiol och spänner över minst sju distinkta funktionella grupper, såsom visas i tabellen nedan. De flesta av metaboliterna är lättflyktiga organiska föreningar med högt ångtryck, vilket innebär att de lätt förångas och sprider sig i luften vid rumstemperatur och därmed är tillgängliga för luktsinnet[10].

Föreningens namn Formel Struktur Funktionell grupp
metantiol CH4S   tiol
dimetylsulfid C2H6S   tioeter
dimetyldisulfid C2H6S2   disulfid
bis (metyltio) metan C3H8S2   ditioacetal
dimetylsulfoxid C2H6OS   sulfoxid
dimetylsulfon C2H6O 2S   sulfon
S-metyltioakrylat C4H6OS   tioester

Vetenskaplig undersökningRedigera

Sparris har ätits och odlats i minst två årtusenden men sambandet mellan urinens lukt och sparrisätande observerades inte förrän i slutet av 1600-talet då svavelrika gödningsmedel blev vanliga i jordbruket [1]. Småskaliga studier visade att sparrisurinlukten inte produceras av alla människor, och uppskattningar av hur stor andel av befolkningen som utsöndrar lukten har varierat från cirka 40% [11] till så högt som 79% [12] I en studie med 91 patienter rapporterade 82 deltagare (90 %) den karakteristiska lukten i sin urin[13]. När personer som utsöndrar lukten luktar på urin från personer som inte säger sig utsöndra lukten känner de dock den karakteristiska urinlukten för sparris. Nyare studier visar att en liten andel individer som inte säger sig producera sparrislukten inte känner den på grund av en polymorfism med en nukleotid i ett kluster av luktreceptorer [2].

 
( R ) enantiomer av a-liponsyra, en organisk förening som är nödvändig för cellandning

Nyare forskning visar att lukten kommer från sparrissyra, ett ämne som är unikt för denna grönsak. [14] [15] De flesta studier av föreningar som bidrar till lukten av sparrisurin har korrelerat strukturen på föreningarna ovan med sparrisätande, de kan påvisas så snart som 15 minuter efter att försökspersoner har ätit sparris. [10] Detta förklarar dock inte vilka biokemiska processer som bildar dem. Sparrisyra och liponsyra liknar varandra genom att båda har en 1,2-ditiolanring med en karboxylsyragrupp bunden till den. Det har rapporterats att sparrissyra kan ersätta liponsyra i a-ketosyraoxidationssystem i citronsyrecykeln . ( R ) - (+) - enantiomeren av a-lipoinsyra är en kofaktor i pyruvat-dehydrogenas-komplexet och är nödvändig för aerob metabolism . Nedbrytningsvägen för liponsyra har studerats väl och innefattar reduktion av disulfidbryggan, S- metylering och oxidation som bildar sulfoxider. [16] Om sparrissyra bryts ned på samma sätt så kommer analoga metaboliter att finnas i sparrisurin. Undersökningar in vitro har bekräftat att det är relativt enkelt att skapa S- oxider av ditiolanringen. Nedbrytningshastigheten verkar variera mycket mellan försökspersoner, den typiska halveringstiden för lukten är omkring 4 timmar med en variabilitet på 43,4%. [13]

Hos den lilla minoritet människor som inte producerar dessa metaboliter efter att ha ätit sparris så kan orsaken vara så enkel som att sparrissyra som inte tas upp i kroppen från matsmältningskanalen [1] eller att dessa individer bryter ned den på ett sådant sätt att minimalt med flyktiga svavelföreningar bildas [10].

KällorRedigera

  1. ^ [a b c d] Mitchell, S. C. (2001). ”Food idiosyncrasies: Beetroot and asparagus”. Drug Metabolism and Disposition 29 (4): sid. 539–543. PMID 11259347. http://dmd.aspetjournals.org/content/29/4/539.full. 
  2. ^ [a b c] Pelchat, M. L. (2011). ”Excretion and perception of a characteristic odor in urine after asparagus ingestion: A psychophysical and genetic study”. Chemical Senses 36 (1): sid. 9–17. PMID 20876394. 
  3. ^ [a b] Jansen, E. F. (1948). ”The isolation and identification of 2,2'-dithiolisobutyric acid from asparagus”. Journal of Biological Chemistry 176 (2): sid. 657–664. PMID 18889921. 
  4. ^ Parry, R. J. (1985). ”Biosynthesis of sulfur compounds. Investigations of the biosynthesis of asparagusic acid”. Journal of the American Chemical Society 107 (8): sid. 2512–2521. 
  5. ^ Singh, R. (1990). ”Comparisons of rate constants for thiolate-disulfide interchange in water and in polar aprotic solvents using dynamic 1H NMR line shape analysis”. Journal of the American Chemical Society 112 (3): sid. 1190–1197. 
  6. ^ McGee, H.. On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen. Simon and Schuster. https://books.google.com/books?id=bKVCtH4AjwgC&pg=PA315 
  7. ^ Arbuthnot, J.. An Essay Concerning the Nature of Aliments, and the Choice of Them, According to the Different Constitutions of Human Bodies: In which the Different Effects, Advantages, and Disadvantages of Animal and Vegetable Diet, are Explain'd. Jacob Tonson. https://archive.org/details/b30538221 
  8. ^ White, R. H.. Occurrence of S-methyl thioesters in urines of humans after they have eaten asparagus. 
  9. ^ Waring, R. H.. The chemical nature of the urinary odour produced by man after asparagus ingestion. 
  10. ^ [a b c] Stromberg, J. (3 maj 2013). ”Why Asparagus Makes Your Urine Smell”. smithsonian.com. http://www.smithsonianmag.com/science-nature/why-asparagus-makes-your-urine-smell-49961252/?no-ist. Läst 19 juni 2016. 
  11. ^ Allison, A. C. (1956). ”Two unifactorial characters for which man is polymorphic”. Nature 178 (4536): sid. 748–749. PMID 13369530. 
  12. ^ Sugarman, J. (1985). ”You're in for a treat: Asparagus”. North Carolina Medical Journal 46 (6): sid. 332–334. PMID 3860737. 
  13. ^ [a b] van Hasselt, J. G. C. (2016). ”The proof is in the pee: Population asparagus urinary odor kinetics”. PAGE: Abstracts of the Annual Meeting of the Population Approach Group in Europe 25. http://www.page-meeting.org/default.asp?abstract=5717. 
  14. ^ Mitchell, S. C. (2013). ”Asparagus, urinary odor, and 1,2-dithiolane-4-carboxylic acid”. Perspectives in Biology and Medicine 56 (3): sid. 341–351. doi:10.1353/pbm.2013.0031. PMID 24375116. 
  15. ^ Mitchell, S. C. (2014). ”Asparagusic acid”. Phytochemistry 97: sid. 5–10. doi:10.1016/j.phytochem.2013.09.014. PMID 24099657. 
  16. ^ Schupke, H. (2001). ”New metabolic pathways of α-lipoic acid”. Drug Metabolism and Disposition 29 (6): sid. 855–862. PMID 11353754.