Geosmin是一种来自微生物的化合物,具有明显的“土腥味”到“霉味”,影响食物和水的质量。一个研究小组最近首次识别并描述了检测geosmin的人类嗅觉受体。
Geosmin是一种由于微生物活动而产生的挥发物质,具有独特的“土腥味”到“霉味”,可能影响食物和水的质量。由慕尼黑工业大学莱布尼茨食品系统生物学研究所的Dietmar Krautwurst领导的研究团队首次成功识别和表征了人类对geosmin的嗅觉受体。
Geosmin是当雨水打击干燥土壤时产生的特征性气味的来源。这种气味是由土壤微生物产生的,也可在某些植物中找到,如仙人掌花和甜菜。
许多动物对geosmin非常敏感,其气味具有吸引或排斥的效果。例如,它告知果蝇食物变质,同时骆驼被丰富水源的区域所吸引。“这表明,geosmin在动物界中作为一种化学信号,可能在人类中也如此,”研究的首席作者莱娜·鲍尔(Lena Ball)表示。
Geosmin可以影响食物质量
“虽然geosmin的气味在红甜菜中是合适的,但它在鱼、豆类、可可、水、葡萄酒或葡萄汁等其他食物中的存在却构成了挑战。在这些情况下,它显著降低了感官质量和消费者接受度,”莱布尼茨研究所的食品化学家斯特凡妮·弗兰克(Stephanie Frank)解释说。即使是仅4到10 ng/L的低水平,也可以让人检测到水中的气味,相当于在200个奥林匹克游泳池的水量中加入一茶匙的geosmin。
尽管geosmin自1965年以来已被认知,并对食品生产具有重要意义,但之前尚不清楚人类使用哪个受体来感知它。Dietmar Krautwurst领导的研究团队采用双向受体筛选方法首次发现并功能性地表征了相关受体。
只有一个人类受体对geosmin
在测试的616种不同人类嗅觉受体中,只有OR11A1受体对有意义的geosmin浓度产生反应。研究人员还检查了识别的受体是否对其他食物相关气味做出反应。在177种被检查的物质中,只有具有土腥味的2-ethylfenchol显著激活了该受体,该物质也来源于微生物。
“由于geosmin在动物中是一种重要的信号化合物,我们还研究了诸如袋鼠鼠、老鼠、猕猴、苏门答腊猩猩、北极熊和骆驼等动物的嗅觉受体的反应。这些动物与人类受体有遗传相似性。我们的目标是确定该受体对geosmin的选择性识别在一亿年的哺乳动物进化中是否保持不变,”博士生莱娜·鲍尔提到。团队的比较研究表明,人类受体与猴子受体在对geosmin的敏感性方面相对较低。在实验中,袋鼠鼠的嗅觉受体对geosmin的敏感性约为人类受体的100倍。
“这些关于一些动物中高度敏感嗅觉受体的新见解进一步强调了geosmin作为信号化合物的生物学重要性。它们也可能有助于开发创新的检测系统,以监测生产和储存过程中的食品质量,或管理淡水源的水质,”Dietmar Krautwurst总结道。