Wat is caryofylleen?

Terpenen zijn een groep organische verbindingen die worden aangetroffen in planten en zijn erkend voor hun belangrijke rol in het leveren van de karakteristieke geur en smaak van verschillende plantensoorten. Behalve dat ze bijdragen aan de geur en smaak van planten, spelen terpenen ook een essentiële rol in de groei, ontwikkeling en voortplanting van veel kruidachtige soorten.

Als mensen hebben we een lange geschiedenis met medicijnen op basis van planten, aangezien culturen over de hele wereld al duizenden jaren kruidenremedies gebruiken. Het is geen wonder dat wetenschappers geïnteresseerd zijn in terpenen - verbindingen die afkomstig zijn van planten en een reeks geneeskrachtige eigenschappen hebben.

Definitie van terpenen

Er zijn ongeveer 20.000 verschillende terpenen te vinden in de natuur (waarvan meer dan 100 alleen al in cannabis), elk met zijn eigen unieke chemische structuur die een specifiek geurprofiel creëert. Veel terpenen werken ook synergetisch met andere verbindingen om hun effecten te versterken.

Wat zijn terpenen?

Belang van terpenen in planten

Terpenen spelen een essentiële rol in de natuur door bij te dragen aan verschillende plantenfuncties zoals bestuiving en verdedigingsmechanismen tegen roofdieren. Sommige terpeenprofielen trekken bestuivers aan die helpen bij het bevruchten van de bloemen van de plant, terwijl andere terpenen fungeren als afschrikmiddel tegen planteneters die bepaalde delen van de plant wegvreten.

De complexiteit en diversiteit van deze moleculen geven ons niet alleen een beter begrip van hoe ze onze zintuigen beïnvloeden, maar ook van hoe ze samenwerken binnen hun respectieve ecosystemen.

De focus op caryofylleen

Caryofylleen is een specifieke terpeen die voorkomt in verschillende plantensoorten, waaronder zwarte peper, basilicum en kruidnagel. Het is uniek omdat het de enige bekende terpeen is die werkt als een cannabinoïde door indirecte interactie met de CB2 receptoren van ons endocannabinoïde systeem (ECS). Interessant genoeg komt caryofylleen ook voor in sommige cannabissoorten en wordt het in verband gebracht met ontstekingsremmende en pijnstillende effecten.

Naarmate het onderzoek naar de potentiële voordelen van deze stof vordert, wordt het steeds duidelijker dat caryofylleen veel meer toepassingen kan hebben dan alleen parfum. Door deze molecule grondig te bestuderen, kunnen we waardevolle inzichten krijgen in de werking ervan in zowel planten als mensen.

Overzicht van caryofylleen

Caryofylleen is een terpeen dat veel voorkomt in verschillende soorten planten, waaronder kruidnagel, zwarte peper en hop. Met zijn uitgesproken kruidige en houtachtige aroma is caryofylleen in de moderne tijd steeds populairder geworden vanwege zijn mogelijke voordelen voor de gezondheid en culinaire toepassingen.

Chemische structuur en eigenschappen

Caryofylleen heeft de chemische formule C15H24 en behoort tot de klasse van sesquiterpenen. De verbinding wordt gekenmerkt door een bicyclisch ringsysteem met een exocyclische dubbele binding.

In tegenstelling tot veel andere terpenen bevat caryofylleen geen functionele groepen zoals hydroxyl- of carbonylgroepen. Deze unieke structuur maakt het resistent tegen oxidatie, wat de stabiliteit verhoogt bij gebruik in verschillende toepassingen. 

Wat de fysische eigenschappen betreft, is caryofylleen een kleurloze of lichtgele vloeistof met een kookpunt van 263-265°C. Het heeft ook een lage oplosbaarheid in water. Het heeft ook een lage oplosbaarheid in water, maar lost goed op in organische oplosmiddelen zoals ethanol en hexaan.

Bronnen van caryofylleen in de natuur

Zoals eerder vermeld, komt caryofylleen van nature voor in verschillende planten zoals kruidnagelknoppen (Syzygium aromaticum), zwarte peper (Piper nigrum), basilicum (Ocimum basilicum), oregano (Origanum vulgare), kaneel (Cinnamomum verum), broccoli, bladgroenten en hop (Humulus lupulus). Het kan worden verkregen door stoomdestillatie van deze plantaardige bronnen.

Gemeenschappelijk gebruik en toepassingen

Caryofylleen wordt in verschillende industrieën gebruikt vanwege zijn unieke eigenschappen. In de voedingsindustrie wordt het gebruikt als een natuurlijk smaakmiddel voor verschillende gerechten zoals stoofschotels, soepen en gebakken goederen.

Het is ook een belangrijk bestanddeel in de productie van gekruide dranken zoals chai thee en glühwein. In de cosmetische industrie wordt caryofylleen gebruikt in huidverzorgingsproducten vanwege de ontstekingsremmende eigenschappen.

Het is aangetoond dat het helpt huidontsteking en roodheid te verminderen, waardoor het een ideale toevoeging is aan producten die gericht zijn op de acnegevoelige huid. Bovendien heeft caryofylleen ook potentiële medische voordelen.

Caryofylleen's unieke chemische structuur en eigenschappen maken het een zeer veelzijdige verbinding met tal van toepassingen in verschillende industrieën. De potentiële voordelen voor de gezondheid en culinaire toepassingen blijven de aandacht trekken van zowel onderzoekers als consumenten, waardoor het vandaag de dag een van de belangrijkste terpenen in de natuur is.

Gezondheidsvoordelen van caryofylleen

Al met al zijn de gezondheidsvoordelen van caryofylleen talrijk en divers. Van dit terpeen is aangetoond dat het ontstekingsremmende, pijnverlichtende en stemmingsverbeterende eigenschappen heeft, waardoor het een veelbelovende natuurlijke behandelingsoptie is voor een reeks aandoeningen.

Meer onderzoek naar caryofyllenen heeft aangetoond dat het ontstekingsremmende, pijnverlichtende en stemmingsverbeterende eigenschappen heeft.

Hoewel er meer onderzoek nodig is om de mechanismen achter de effecten van caryofylleen volledig te begrijpen, lijdt het geen twijfel dat deze verbinding een enorm potentieel heeft als therapeutisch middel. Of het nu plaatselijk wordt gebruikt of ingenomen in de vorm van essentiële oliën of supplementen, caryofylleen is een opwindend studiegebied voor zowel onderzoekers als gezondheidswerkers.

Ontstekingsremmende eigenschappen

Eén van de bekendste voordelen van caryofylleen zijn de anti-inflammatoire eigenschappen. Ontsteking is een natuurlijke reactie van het lichaam op verwondingen en infecties, maar chronische ontsteking kan leiden tot een aantal gezondheidsproblemen. Onderzoek heeft aangetoond dat caryofylleen kan helpen ontstekingen te verminderen door de productie van ontstekingsmoleculen in het lichaam te remmen

Onderzoek heeft aangetoond dat caryofylleen effectief is bij de behandeling van een reeks ontstekingsaandoeningen, waaronder artritis, multiple sclerose en colitis. Het bleek vooral effectief te zijn bij plaatselijk gebruik of als onderdeel van een mengsel van essentiële oliën.

Pijnstilling

Caryofylleen staat ook bekend om zijn pijnstillende eigenschappen. Onderzoekers denken dat deze terpeen werkt door interactie met het endocannabinoïde systeem van het lichaam, dat een sleutelrol speelt bij het reguleren van pijnperceptie.

Studies hebben aangetoond dat caryofylleen effectief kan zijn bij het verminderen van zowel acute als chronische pijn. Uit één onderzoek bleek bijvoorbeeld dat het inhaleren van caryofylleenrijke essentiële oliën hielp bij het verminderen van pijn en het verbeteren van de kwaliteit van leven bij patiënten met chronische pijn in de onderrug.

Potentieel als behandeling voor angst en depressie

Een ander gebied waar caryofylleen veelbelovend is, is bij de behandeling van angst en depressie. Zoals veel terpenen heeft het anxiolytische (angstremmende) en antidepressieve effecten. Onderzoek suggereert dat caryofylleen kan werken door binding aan bepaalde receptoren in de hersenen die betrokken zijn bij stemmingsregulatie.

Eén studie toonde aan dat muizen die caryofylleen kregen minder symptomen van angst en depressie hadden in vergelijking met een controlegroep. Hoewel er meer onderzoek nodig is bij mensen, suggereren deze bevindingen dat caryofylleen een veelbelovende natuurlijke behandelingsoptie zou kunnen zijn voor mensen die worstelen met angst en depressie.

Culinair gebruik van caryofylleen

Het terpeen caryofylleen is niet alleen een krachtige ontstekingsremmer en pijnstiller, maar heeft ook een uniek smaakprofiel dat zich leent voor verschillende culinaire toepassingen. De peperige, kruidige en houtachtige noten maken het een uitstekende toevoeging aan veel gerechten.

Smaakprofiel en aroma

Het aroma van caryofylleen wordt beschreven als peperig, kruidig en houtachtig. Het heeft een licht zoete ondertoon die complexiteit toevoegt aan de algehele smaak. Het smaakprofiel maakt het een ideaal ingrediënt in hartige gerechten zoals stoofschotels, soepen, curry's en marinades. Daarnaast maakt het unieke aroma het populair bij de productie van dranken zoals bier en gin.

Gemeenschappelijke voedingsmiddelen die caryofylleen bevatten

Caryofylleen komt voor in verschillende voedingsmiddelen die we dagelijks consumeren. Sommige hiervan zijn onder andere zwarte peper, kruidnagel, kaneel, basilicumbladeren, oreganobladeren en tijmbladeren. Zwarte peper bevat grote hoeveelheden caryofylleen; daarom verhoogt het toevoegen van zwarte peper aan gerechten de medicinale eigenschappen ervan.

Gebruik bij het conserveren van voedsel

Caryofylleen heeft antimicrobiële eigenschappen waardoor het nuttig is bij het conserveren van voedsel. De stof kan bederf tegengaan door de groei van bacteriën op voedseloppervlakken of in verpakte voedingsmiddelen te remmen. Het wordt vaak gebruikt bij het conserveren van vleesproducten zoals worst.

Het unieke geur- en smaakprofiel van caryofylleen maakt het een uitstekende toevoeging aan verschillende keukens over de hele wereld, omdat het de smaak van hartige gerechten kan verbeteren en tegelijkertijd tal van gezondheidsvoordelen biedt. Het gebruik ervan gaat verder dan culinaire kunsten, waardoor het een veelzijdige verbinding is die het waard is om verder onderzocht te worden op zijn industriële toepassingen, zoals voedselconserveringstoepassingen.

Industriële toepassingen van caryofylleen

Gebruik als natuurlijk insecticide en pesticide

Eén van de meest opwindende industriële toepassingen van caryofylleen is zijn potentieel als natuurlijk insecticide en pesticide. Studies hebben aangetoond dat deze terpeen sterke insectendodende eigenschappen heeft die kunnen worden gebruikt om schadelijk ongedierte te bestrijden.

Aanvullend is gebleken dat caryofylleen effectief is in het afweren van muggen, die gevaarlijke ziekten zoals malaria en knokkelkoorts bij zich kunnen dragen. Caryofylleen is vooral nuttig omdat het een natuurlijke verbinding is die niet schadelijk is voor het milieu.

In tegenstelling tot synthetische pesticiden laat het geen schadelijke residuen achter op gewassen en vervuilt het geen waterbronnen. Dit maakt het een ideale keuze voor boeren die biologische producten willen verbouwen zonder hun toevlucht te nemen tot giftige chemicaliën.

Mogelijk gebruik bij de productie van biobrandstoffen

Caryofylleen is ook veelbelovend als potentiële biobrandstofbron. Onderzoekers hebben deze terpeen geïdentificeerd als een potentiële grondstof voor de productie van geavanceerde biobrandstoffen, wat hernieuwbare brandstoffen zijn die worden gemaakt van niet-voedingsbronnen zoals afvalproducten en plantaardige materialen.

Eén studie ontdekte dat caryofylleen kan worden omgezet in geavanceerde biobrandstoffen met behulp van een proces dat hydrodeoxygenatie (HDO) heet, waarbij zuurstofatomen uit de verbinding worden verwijderd en worden omgezet in hoogenergetische vloeibare brandstoffen. Dit zou belangrijke gevolgen kunnen hebben voor het verminderen van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en het tegengaan van klimaatverandering.

Conclusie

Caryofylleen is een veelzijdige terpeen met veel potentiële voordelen voor de menselijke gezondheid, culinaire kunsten en de industrie. Zijn ontstekingsremmende eigenschappen maken het een aantrekkelijke optie voor de behandeling van pijn en ontstekingen die gepaard gaan met verschillende medische aandoeningen. Daarnaast maakt het unieke smaakprofiel het een uitstekende toevoeging aan gerechten en dranken.

In de industrie heeft caryofylleen een groot potentieel als natuurlijk insecticide en pesticide, maar ook als mogelijke grondstof voor de productie van geavanceerde biobrandstoffen. Terwijl we doorgaan met het onderzoeken van de vele toepassingen van deze fascinerende verbinding, is het duidelijk dat er nog veel meer te ontdekken valt.

We moedigen verder onderzoek aan naar de potentiële voordelen en toepassingen van caryofylleen en kijken ernaar uit om te zien hoe deze terpeen een positieve invloed kan hebben op ons leven en onze planeet. Laten we de wonderen van de natuur met open armen omarmen!

Wat zijn Terpenen?

Bronnen

• Al Mansouri, S., Ojha, S., Al Maamari, E., Al Ameri, M., Nurulain, S. M., & Bahi, A. (2014). De cannabinoïde receptor 2-agonist, β-caryophyllene, verminderde vrijwillige alcoholinname en verminderde ethanol-geïnduceerde plaatsvoorkeur en gevoeligheid bij muizen. Farmacologie, biochemie en gedrag, 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-Caryophyllene, a CB2 receptor agonist produces multiple behavioural changes relevant to anxiety and depression in mice. 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-Caryophyllene inhibits dextran sulfate sodium-induced colitis in muizen through CB2 receptor activation and the PPARγ pathway. The American Journal of Pathology, 178(3), 1153-1166. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2010.11.052
• Bèta-caryofylleen. CPID. (n.d.). Op 10 december 2021 ontleend aan https://www.whatsinproducts.com/chemicals/ view/1/5163/000087-44-5.
• Butnariu M., Butu A. (2015) Chemical Composition of Vegetables and Their Products. In: Cheung P., Mehta B. (eds) Handbook of Food Chemistry. Springer, Berlijn, 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). The antioxidant effect of β-caryophyllene protects rat liver from carbon tetrachloride-induced fibrosis by inhibiting hepatic stellate cell activation. 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. Moleculen, 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). De cannabinoïde CB₂-receptor-selectieve fytocannabinoïde bèta-caryofylleen oefent pijnstillende effecten uit in muismodellen van inflammatoire en neuropathische pijn. Europese Neuropsychofarmacologie: 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-Caryophyllene ameliorates cisplatin-induced nephrotoxicity in a cannabinoid 2 receptor-dependent manner. 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). Antidepressant-like effects of β-caryophyllene on restraint plus stress-induced depression. 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). Bèta-caryofylleen moduleert de expressie van stressresponsgenen en medieert de levensduur in 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). De CB₂ receptor en zijn rol als regulator van ontsteking. Cellulaire en Moleculaire Levenswetenschappen: 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). Protective Effects of (E)-β-Caryophyllene (BCP) in Chronic Inflammation. Nutriënten, 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). Waarom rollen wilde reuzenpanda's vaak in paardenmest? Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(51), 32493-32498. https://doi.org/10.1073/pnas.2004640117