Wie houdt er niet van de geur van karamel? Echter, de reukreceptor die beslissend bijdraagt ​​aan deze zintuiglijke indruk was tot nu toe onbekend. Onderzoekers van het Leibniz Institute for Food Systems Biology aan de Technische Universiteit van München (LSB) hebben nu het mysterie van het bestaan ​​ervan opgelost en de "karamelreceptor" geïdentificeerd. De nieuwe kennis draagt ​​bij aan een beter begrip van de moleculaire codering van voedselaroma's.

Furaneol is een natuurlijke geurstof die tal van vruchten zoals aardbeien, maar ook koffie of brood, een karamelachtige geur. Hetzelfde, de stof heeft lange tijd een belangrijke rol gespeeld als smaakstof in de voedselproductie. Hoe dan ook, tot nu toe was het onbekend welke van de ongeveer 400 verschillende soorten reukreceptoren mensen gebruiken om deze geurstof waar te nemen.

Geurreceptoren op de proef gesteld

Dit is geen alleenstaand geval. Ondanks intensief onderzoek, het is nog steeds alleen bekend van ongeveer 20 procent van de menselijke reukreceptoren welk geurspectrum ze herkennen. Om de herkenningsspectra te helpen verduidelijken, het team onder leiding van Dietmar Krautwurst van LSB gebruikt een verzameling van alle menselijke olfactorische receptorgenen en hun meest voorkomende genetische varianten om hun functie te ontcijferen met behulp van een testcelsysteem.

“Het door ons ontwikkelde testsysteem is uniek in de wereld. We hebben de testcellen genetisch gemodificeerd zodat ze fungeren als kleine biosensoren voor geurstoffen. we specificeren precies welk type geurreceptor ze op hun celoppervlak presenteren. Op deze manier, kunnen we specifiek onderzoeken welke receptor hoe sterk reageert op welke geurstof, " legt Dietmar Krautwurst uit. In de huidige studie, de onderzoekers onderzochten in totaal 391 menselijke geurreceptortypes en 225 van hun meest voorkomende varianten.

Slechts twee geurstoffen voor één receptor

"Zoals onze resultaten laten zien, furaneol activeerde alleen de OR5M3-geurreceptor. Zelfs een duizendste gram van de geurstof per liter is voldoende om een ​​signaal te genereren, zegt eerste auteur van de studie Franziska Haag. het team onderzocht of de receptor ook reageert op andere geurstoffen. Hiertoe, het team onderzocht 186 andere stoffen die belangrijke geurstoffen zijn en daarom een ​​belangrijke rol spelen bij het vormgeven van het aroma van voedsel. Van deze, echter, alleen homofuraneol was in staat om de receptor significant te activeren.

Deze geurstof is structureel nauw verwant aan furaneol. Zoals blijkt uit eerdere LSB-onderzoeken, het geeft een karamelachtig aroma aan fruit zoals durian. "We veronderstellen dat de receptor die we hebben geïdentificeerd, OR5M3, heeft een heel specifiek herkenningsspectrum voor voedselingrediënten die karamelachtig ruiken. In de toekomst, deze kennis kan worden gebruikt om nieuwe biotechnologieën te ontwikkelen die kunnen worden gebruikt om snel en eenvoudig de sensorische kwaliteit van voedsel in de hele waardeketen te controleren, ", zegt Dietmar Krautwurst. Hoewel er nog een lange weg te gaan is om het complexe samenspel tussen de ongeveer 230 belangrijkste voedselgerelateerde geurstoffen en menselijke reukreceptoren te begrijpen, er is een begin gemaakt, voegt de moleculair bioloog toe.

Veronika Somoza, Directeur van het Leibniz Instituut voegt toe:"In de toekomst zullen we zullen onze uitgebreide geur- en receptorcollecties in het Instituut blijven gebruiken om de moleculaire basis van de menselijke olfactorische waarneming te helpen ophelderen. Ten slotte, dit heeft een grote invloed op onze voedselkeuzes en daarmee op onze gezondheid."

Het onderzoek is gepubliceerd in de Journal of Agricultural and Food Chemistry .