Новый и улучшенный вишнёвый вкус благодаря цветку петунии

Тот вишнёвый вкус в конфетах и газировке — это, вероятно, комбинация ароматических соединений, открытых при изучении растений в лабораториях, далёких от вишнёвых деревьев. Он, как и сладкий аромат миндального экстракта, может быть даром цветка петунии.

Команда исследователей из Университета Пердью обнаружила молекулярный рецепт одного из самых востребованных соединений в индустрии вкусов — бензальдегида. Он является ключом к популярным вкусам: вишни, миндаля и малины. По экономической ценности для пищевой промышленности он уступает только ванилину.

"Бензальдегид придает приятный миндальный аромат и является частью запаха многих фруктов", — говорит Наталия Дударева, руководитель исследования. "Этот запах привлекает опылителей и, помимо фруктов, встречается в других растениях, включая петунии".

Биохимики ищут молекулярные рецепты (биосинтетические пути), чтобы эти соединения можно было использовать в производстве. Когда в естественном процессе не хватает шагов, в коммерческом производстве применяют химические реакции.

"Когда для заполнения пробелов добавляют химические реакции, это может быть проблемой", — объясняет Дударева. "Гораздо лучше и безопаснее использовать полностью натуральный путь, но все этапы сложно обнаружить. Биосинтетический путь бензальдегида был особенно загадочным и не был полностью раскрыт до сих пор".

Исследователи изучили аромат цветков петунии, чтобы раскрыть этот путь. Работа подробно описана в статье в Nature Communications, на процесс подана заявка на патент.

"Цель — использовать естественный процесс, найденный в растениях, и это открытие делает это возможным для очень важного вкусового соединения", — говорит Дударева. "Альтернатива синтезу — это извлечение соединения из растений, но только 1,5% мирового производства бензальдегида получают таким способом".

Вероятно, биосинтетический путь будет генетически перенесён в дрожжи или другие микроорганизмы для включения в процесс ферментации, широко используемый в производстве продуктов и напитков.

Команда обнаружила, что синтез бензальдегида в лепестках петунии включает фермент, состоящий из двух субъединиц, которые должны соединиться в равных количествах для активации.

"Ген и фермент, непосредственно ответственные за синтез бензальдегида, были загадкой", — говорит Син-Ци Хуан, соавтор статьи. "Мы пробовали новые методы, но для его раскрытия потребовался классический подход".

Это было связано с необычной для фермента потребностью в двух субъединицах для функционирования, то есть гетеродимерной структурой. Из-за этого более ранние методы анализа, искавшие один компонент, казалось, терпели неудачу.

Дальнейшие протеомные и генетические тесты подтвердили гипотезу и выявили задействованные гены. Белковые субъединицы имеют интересную структуру — они образуют так называемую складку Россманна, названную в честь покойного профессора Пердью и известного структурного биолога Майкла Россманна.

"Пердью повсюду в петунии", — говорит Дударева. "Это открытие — самое последнее. Мы уже нанесли на карту почти все гены и пути, ответственные за ароматические соединения петунии. А также видим в ней белки, воплощающие структуру, открытую и названную в честь нашего коллеги. Это прекрасно".