A chi non piace l'odore del caramello? Però, il recettore olfattivo che contribuisce in modo decisivo a questa impressione sensoriale era finora sconosciuto. I ricercatori dell'Istituto Leibniz per la biologia dei sistemi alimentari dell'Università tecnica di Monaco (LSB) hanno ora risolto il mistero della sua esistenza e identificato il "recettore del caramello". La nuova conoscenza contribuisce a una migliore comprensione della codifica molecolare dei sapori degli alimenti.

Il furaneolo è un odorante naturale che dona numerosi frutti come fragole, ma anche caffè o pane, un profumo simile al caramello. Allo stesso modo, la sostanza ha svolto a lungo un ruolo importante come agente aromatizzante nella produzione alimentare. Tuttavia, fino ad ora non era noto quale dei circa 400 diversi tipi di recettori olfattivi utilizzati dall'uomo per percepire questo odorante.

Recettori olfattivi messi alla prova

Questo non è un caso isolato. Nonostante un'intensa ricerca, è ancora noto solo per circa il 20% dei recettori olfattivi umani quale spettro olfattivo riconoscono. Per aiutare a chiarire gli spettri di riconoscimento, il team guidato da Dietmar Krautwurst presso LSB sta utilizzando una raccolta di tutti i geni del recettore olfattivo umano e le loro varianti genetiche più comuni per decifrare la loro funzione utilizzando un sistema di cellule di prova.

"Il sistema di test che abbiamo sviluppato è unico al mondo. Abbiamo modificato geneticamente le cellule di test in modo che agiscano come piccoli biosensori per gli odori. In tal modo, specifichiamo esattamente quale tipo di recettore olfattivo presentano sulla loro superficie cellulare. In questo modo, possiamo indagare specificamente quale recettore reagisce con quanta forza a quale odorante, " spiega Dietmar Krautwurst. Nel presente studio, i ricercatori hanno esaminato un totale di 391 tipi di recettori olfattivi umani e 225 delle loro varianti più comuni.

Solo due odoranti per un recettore

"Come mostrano i nostri risultati, il furaneolo ha attivato solo il recettore olfattivo OR5M3. Anche un millesimo di grammo di odorizzante per litro è sufficiente per generare un segnale, " dice il primo autore dello studio Franziska Haag. Inoltre, il team ha studiato se il recettore reagisce anche ad altri odoranti. A tal fine, il team ha esaminato 186 altre sostanze che sono odoranti chiave e quindi svolgono un ruolo importante nella formazione dell'aroma del cibo. Di questi, però, solo l'omofuraneolo è stato in grado di attivare significativamente il recettore.

Questo odorante è strutturalmente strettamente correlato al furaneolo. Come dimostrato da precedenti studi LSB, conferisce un aroma simile al caramello a frutti come il durian. "Ipotizziamo che il recettore che abbiamo identificato, OR5M3, ha uno spettro di riconoscimento molto specifico per gli ingredienti alimentari che profumano di caramello. Nel futuro, questa conoscenza potrebbe essere utilizzata per sviluppare nuove biotecnologie che possono essere utilizzate per controllare rapidamente e facilmente la qualità sensoriale degli alimenti lungo l'intera catena del valore, ", afferma Dietmar Krautwurst. Sebbene ci sia ancora molta strada da fare per comprendere la complessa interazione tra i circa 230 odori chiave legati al cibo e i recettori olfattivi umani, è stato fatto un inizio, aggiunge il biologo molecolare.

Veronika Somoza, Il direttore dell'Istituto Leibniz aggiunge:"In futuro, continueremo a utilizzare le nostre vaste collezioni di odoranti e recettori presso l'Istituto per aiutare a chiarire le basi molecolari della percezione olfattiva umana. Dopotutto, questo influenza in modo significativo le nostre scelte alimentari e quindi la nostra salute".

La ricerca è stata pubblicata su Journal of Agricultural and Food Chemistry .