Vem gillar inte doften av kola? Dock, den luktreceptor som på ett avgörande sätt bidrar till detta sinnesintryck var okänd förrän nu. Forskare vid Leibniz Institute for Food Systems Biology vid Münchens tekniska universitet (LSB) har nu löst mysteriet med dess existens och identifierat "karamellreceptorn". Den nya kunskapen bidrar till en bättre förståelse för den molekylära kodningen av matsmaker.

Furaneol är ett naturligt luktämne som ger många frukter som jordgubbar, men även kaffe eller bröd, en karamellliknande doft. Likaså, ämnet har länge spelat en viktig roll som smakämne i livsmedelsproduktion. Ändå, fram tills nu var det okänt vilken av de cirka 400 olika typerna av luktreceptorer människor använder för att uppfatta denna lukt.

Luktreceptorer sätts på prov

Detta är inte ett isolerat fall. Trots intensiv forskning, det är fortfarande bara känt för cirka 20 procent av mänskliga luktreceptorer vilket doftspektrum de känner igen. För att hjälpa till att belysa igenkänningsspektra, teamet ledd av Dietmar Krautwurst vid LSB använder en samling av alla mänskliga luktreceptorgener och deras vanligaste genetiska varianter för att dechiffrera deras funktion med hjälp av ett testcellsystem.

"Testsystemet vi utvecklat är unikt i världen. Vi har genetiskt modifierat testcellerna så att de fungerar som små biosensorer för luktämnen. Därmed vi anger exakt vilken typ av luktreceptor de har på sin cellyta. På det här sättet, vi kan specifikt undersöka vilken receptor som reagerar hur starkt på vilken luktämne, " förklarar Dietmar Krautwurst. I denna studie, forskarna undersökte totalt 391 humana luktreceptortyper och 225 av deras vanligaste varianter.

Endast två luktämnen för en receptor

"Som våra resultat visar, furaneol aktiverade endast OR5M3-doftreceptorn. Till och med en tusendels gram av luktämnet per liter är tillräckligt för att generera en signal, " säger första författaren till studien Franziska Haag. Dessutom teamet undersökte om receptorn också reagerar på andra luktämnen. För detta ändamål, teamet undersökte 186 andra ämnen som är viktiga luktämnen och som därför spelar en viktig roll för att forma matens doft. Av dessa, dock, endast homofuraneol kunde signifikant aktivera receptorn.

Detta luktämne är strukturellt nära besläktat med furaneol. Som visat av tidigare LSB-studier, den ger en karamellliknande arom till frukter som durian. "Vi antar att receptorn vi identifierade, OR5M3, har ett mycket specifikt igenkänningsspektrum för livsmedelsingredienser som luktar kolalikt. I framtiden, denna kunskap skulle kunna användas för att utveckla ny bioteknik som kan användas för att snabbt och enkelt kontrollera matens sensoriska kvalitet längs hela värdekedjan, " säger Dietmar Krautwurst. Även om det fortfarande är en lång väg att gå för att förstå det komplexa samspelet mellan de cirka 230 viktiga livsmedelsrelaterade luktämnena och mänskliga luktreceptorer, en start har gjorts, tillägger molekylärbiologen.

Veronika Somoza, Direktör för Leibniz-institutet tillägger:"I framtiden, vi kommer att fortsätta att använda våra omfattande doftämnen och receptorsamlingar vid institutet för att hjälpa till att belysa den molekylära grunden för människans luktuppfattning. Trots allt, detta påverkar våra matval och därmed vår hälsa avsevärt."

Forskningen publicerades i Journal of Agricultural and Food Chemistry .