Οι επιστήμονες εντόπισαν το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για το άρωμα του ελαιόλαδου

Περίληψη

Ισπανοί ερευνητές ανακάλυψαν πώς να χειριστούν την έκφραση του γονιδίου 13-HPL στα ελαιόδεντρα, επηρεάζοντας το άρωμα του παραγόμενου ελαιολάδου. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να επιτρέψει στους καλλιεργητές να επιλέξουν συγκεκριμένες ποικιλίες για τα επιθυμητά αρώματα ή να αναπαράγουν νέες ποικιλίες με προκαθορισμένα αρώματα, ενισχύοντας ενδεχομένως τις φρουτώδεις ή πικάντικες ιδιότητες του λαδιού.

Μια ομάδα Ισπανών ερευνητών έχει έρευνα ένα βασικό γενετικό χαρακτηριστικό της ελιάς και επινόησε έναν τρόπο χειρισμού της έκφρασης του σχετικού γονιδίου με σχετικές συνέπειες στο άρωμα του ελαιολάδου.

Η ανακάλυψη μπορεί να επιτρέψει στους καλλιεργητές να επιλέξουν ποικιλίες για να παράγουν ελαιόλαδα με συγκεκριμένα αρώματα ή στους ερευνητές να αναπαράγουν νέες ποικιλίες με προκαθορισμένα αρώματα. Οι γενετικά τροποποιημένες ελιές θα μπορούσαν να έχουν πιο φρουτώδες ή πικάντικο άρωμα.

"Τα φυτά παράγουν και εκπέμπουν μια τεράστια ποικιλία πτητικών οργανικών ενώσεων, οι οποίες απελευθερώνονται από διαφορετικούς ιστούς όπως φύλλα, φρούτα, άνθη και ρίζες», έγραψαν οι ερευνητές. ​"Από χημική άποψη, αυτά τα φυτικά πτητικά είναι οργανικά λιπόφιλα μόρια που χαρακτηρίζονται από χαμηλά σημεία βρασμού και υψηλές πιέσεις ατμών σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος.»

Οι πτητικές ενώσεις είναι μόρια που, μόλις απελευθερωθούν από την πηγή τους, φτάνουν στους οσφρητικούς υποδοχείς και δημιουργούν το άρωμα.

Το γονίδιο 13-HPL έχει διερευνηθεί εδώ και δεκαετίες καθώς παίζει καθοριστικό ρόλο στη σύνθεση των κύριων πτητικών ενώσεων που συνθέτουν το άρωμα των παρθένων ελαιολάδων.

"Μόλις πριν από περίπου μια δεκαετία μπορέσαμε να απομονώσουμε και να χαρακτηρίσουμε το γονίδιο 13-HPL από την ελιά, καθώς και να αποδείξουμε την υποτιθέμενη [κοινώς πιστεύεται] λειτουργικότητα της πρωτεΐνης που κωδικοποιεί, του ενζύμου 13-HPL, Ο Carlos Sanz, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας βιοχημείας και τεχνολογίας φυτικών τροφίμων στο Ινστιτούτο Λίπους του Εθνικού Ερευνητικού Συμβουλίου της Ισπανίας, είπε Olive Oil Times.

Το 13-HPL είναι ένα ένζυμο που παράγει τις έξι-ανθρακικές C6 αλειφατικές αλδεΰδες εξανάλη ή εξενάλες από πολυακόρεστα λιπαρά οξέα με μια ομάδα υδροϋπεροξειδίου στον άνθρακα 13.

Αυτές οι πτητικές αλδεΰδες, και τα αλκοολικά και εστερικά τους παράγωγα, αποτελούν συστατικά του αρώματος των καρπών διαφορετικών φυτικών ειδών. Στις ελιές ευθύνονται και για τη μυρωδιά του κομμένου χόρτου που παράγεται όταν τα φύλλα του φυτού συνθλίβονται.

"Το 13-HPL είναι ένα ένζυμο που αποτελεί μέρος του μονοπατιού της λιποξυγενάσης, το οποίο είναι ένα εξαιρετικά διατηρημένο βιοχημικό μονοπάτι στα φυτά που λειτουργεί σε διαφορετικά φυτικά όργανα», είπε ο Sanz. ​"Έχουμε επαληθεύσει σε προηγούμενες μελέτες ότι το προφίλ των πτητικών ενώσεων που λαμβάνονται μετά τη σύνθλιψη του φύλλου της ελιάς είναι βασικά το ίδιο με αυτό που λαμβάνεται μετά τη σύνθλιψη του καρπού της ελιάς, καθώς και στα δύο όργανα, η βλάβη στον ιστό πυροδοτεί τη λειτουργία της οδού λιποξυγενάσης και κατά συνέπεια τη σύνθεση πτητικών ενώσεων».

"Αυτή είναι ουσιαστικά η προέλευση του αρώματος του παρθένου ελαιολάδου», πρόσθεσε. ​"Αυτό το άρωμα παράγεται μόνο όταν η ακεραιότητα του ελαιοκάρπου καταστρέφεται στο στάδιο άλεσης της διαδικασίας εξαγωγής παρθένου ελαιολάδου».

Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι υπάρχει μόνο ένα γονίδιο 13-HPL στην ελιά, σε αντίθεση με άλλα μεταβολικά στάδια στη σύνθεση αυτών των πτητικών ενώσεων, στα οποία μπορεί να εμπλέκεται ένας σημαντικός αριθμός γονιδίων με την ίδια λειτουργία.

"Λοιπόν, αφού το γονίδιο είχε εντοπιστεί και χαρακτηριστεί, το επόμενο βήμα ήταν να προσδιοριστεί η λειτουργικότητά του ίη νίνο, δηλαδή, για να επαληθευτεί ότι αυτό το γονίδιο εκφράζεται στην ελιά για να παράγει 13-HPL και ότι αυτό το ένζυμο λειτουργεί όπως κάνει in vitro», είπε ο Σανζ.

Για να το επαληθεύσουν αυτό, οι ερευνητές ανάπτυξαν δύο σετ ελαιόδεντρων, το ένα στο οποίο το γονίδιο αποσιωπήθηκε και το άλλο στο οποίο ενισχύθηκε στο υψηλότερο δυνατό επίπεδο. Από εκεί, οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Λίπους και στο Πανεπιστήμιο της Μάλαγα ανέλυσαν τις προκύπτουσες πτητικές ενώσεις.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η φίμωση του γονιδίου έχει ανεπιθύμητες συνέπειες.

"Η τροποποίηση της έκφρασης του γονιδίου 13-HPL στα ελαιόδεντρα όχι μόνο προκαλεί μεγάλη μείωση στα πτητικά C6… προκαλεί επίσης λιγότερη ανάπτυξη των φυτών», είπε ο Sanz. ​"Αυτό δείχνει ότι η δραστηριότητα του 13-HPL είναι απαραίτητη για την κανονική ανάπτυξη και ανάπτυξη του ελαιοκάρπου».

Ένας από τους λόγους για αυτό μπορεί να είναι ο ρόλος που παίζει το γονίδιο 13-HPL στην εξάλειψη των υδροϋπεροξειδίων των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων που είναι τοξικά για το φυτό. Η περίσσεια των παραγώγων υδροϋπεροξειδίου στους ιστούς του φυτού πιθανότατα επηρεάζει την ανάπτυξή του.

"Από την άλλη πλευρά, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η οδός της λιποξυγενάσης είναι η προέλευση διαφορετικών φυσιολογικών ρυθμιστών, επομένως η αύξηση της περιεκτικότητας σε αυτά τα υδροϋπεροξείδια μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της συγκέντρωσης και της δραστηριότητας ορισμένων από αυτούς τους ρυθμιστές με το παρατηρούμενο φαινοτυπικό αποτέλεσμα. », είπε ο Σανζ.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αποτελέσματα της μελέτης θα καταστήσουν δυνατή την παραγωγή φυτών με τροποποιημένη γονιδιακή έκφραση. ​"Αλλά θα επηρεάσει μόνο τα χαρακτηριστικά της πράσινης ιδιότητας του αρώματος του λαδιού», είπε ο Sanz.

Μια αύξηση στην έκφραση του γονιδίου θα ενίσχυε τα πράσινα φρουτώδη χαρακτηριστικά του αρώματος. ​"Αντίθετα, ένας έλεγχος της έκφρασης αυτού του γονιδίου θα έκανε… τα έλαια να έχουν πράσινα αρώματα αλλά με λιγότερο φρουτώδη και πιο πικάντικο χαρακτήρα, τα οποία εκτιμώνται από ορισμένους κλάδους των καταναλωτών», είπε.

"Οι πληροφορίες που λάβαμε επιβεβαιώνουν τις υποψίες που είχαμε για τη λειτουργία του γονιδίου και του ενζύμου 13-HPL και τη συμμετοχή τους στη σύνθεση των κύριων ενώσεων που ευθύνονται για το άρωμα του παρθένου ελαιολάδου», πρόσθεσε ο Sanz.

"Αν και θα ήταν εφικτό να ληφθούν διαγονιδιακές σειρές που φέρουν μια τροποποιημένη έκφραση αυτού του γονιδίου, κατά τη γνώμη μου, η κύρια χρήση αυτής της γνώσης θα ήταν σε προγράμματα ελαιοκαλλιέργειας για την ανάπτυξη μοριακών δεικτών για την υποβοηθούμενη από δείκτες επιλογή νέων ποικιλιών ελιάς που παράγουν λάδια με βελτιωμένο άρωμα» κατέληξε.

• Επιστήμη των φυτών
• Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Ισπανίας