Geosmin

Meera Senthilingam

Tällä viikolla palaamme maan pinnalle Laura Howesin

Laura Howesin

Tuoksu, jonka tulen ikuisesti yhdistämään kylmiin, märkiin rugby-peleihin, kun nastat tarttuvat kenttään ja pilli soi. Tuo erehtymättömän mudan ja maan tuoksu, jonka voi yhdistää puutarhan kitkemiseen tai sateelta piiloutumiseen; minulle se tuo mieleen raikkaan ilman, taklaukset ja lupauksen tuopista seurahuoneessa sen jälkeen. Pääasiallinen yhdiste, joka on vastuussa tuoksusta, on osuvasti nimeltään geosmiini: maan haju.

Geosmiini on terpeeni, jota maaperän mikro-organismit tuottavat, erityisesti streptomyces-bakteeriperhe, jotka elävät maaperässä ja hajoavassa aineksessa, ja jotka tuottavat suurimman osan antibiooteistamme. Geosmiinin biosynteesi löydettiin kuitenkin vasta vuonna 2007, kun maaperässä kasviainesta syövän Streptomyces coelicolor -bakteerin geneettinen koodi ratkaistiin. Kävi ilmi, että yksi proteiini muuntaa farnesyylidifosfaatin (terpeenien biosynteesin yleinen lähtöaine) germacradienoliksi, geosmiinin esiasteeksi, joka sitten muuttuu geosmiiniksi. Ensimmäinen reaktio tapahtuu entsyymin toisessa päässä, ja sitten entsyymin toinen puoli tekee seuraavan muunnoksen. Tuloksena syntyvä molekyyli on haihtuva bisyklinen alkoholi, jonka voi haistaa uskomattoman pieninä pitoisuuksina, jopa noin 0,7 osaa miljardissa. Mutta miksi haluaisit?

Geosmiini on rugby-kenttien lisäksi se yhdiste, joka on vastuussa punajuuren maanläheisestä mausta, ja geosmiiniä pääsee makeanveden kaloihin sekä viiniin. Jotenkin se, mikä punajuuressa on maukasta, ei ole aivan yhtä hyvää muissa lautasellasi olevissa ruoka-aineissa. Geosmiini voi hajota hapon avulla, minkä vuoksi mahdollisesti mauttomalta maistuvaa makean veden kalaa kastellaan usein runsaasti sitruunamehulla tai etikalla. Viininviljelijät, joilla on geosmiinilla saastunutta viinivarastoa, eivät kuitenkaan voi käyttää tätä vaihtoehtoa, joten viinin geosmiinin poistamiseksi viinistä tutkitaan paljon muita vaihtoehtoja.

Tehokkain keino vähentää geosmiinin määrää viinissä näyttää olevan viinirypäleen siemenöljy, joka toimii geosmiinin liuottimena. Valitettavasti tämä käsittely näyttää vähentävän myös haihtuvia aromiyhdisteitä, jotka todennäköisesti halutaan säilyttää viinissä. Itse asiassa, vaikka geosmiini voidaankin poistaa suurelta osin, muiden haihtuvien aineiden väheneminen voi itse asiassa tehdä geosmiinista vieläkin voimakkaamman. Nyt kun geosmiinin tuotannosta vastaava entsyymi on tunnistettu, toivotaan, että ihmiset löytävät keinon estää geosmiinin tuotanto alun perin sen sijaan, että sitä yritettäisiin poistaa myöhemmin tuloksetta. Siihen näyttää kuitenkin olevan vielä matkaa.

Kysymykseksi jää tietenkin, miksi olemme sille niin herkkiä, kun otetaan huomioon, että koemme yhdisteen niin vastenmielisenä ruoassamme ja juomassamme. Yksi teoria on, että me – tai pikemminkin esi-isämme – käytimme geosmiinin hajua vesilähteiden tunnistamiseen. Tämä saattaa tuntua tarpeettomalta Wellingtonin saappaiden ja kansallisen sään pakkomielteen maassa, mutta kuivemmilla alueilla se voisi olla hengenpelastaja. Keith Chater Norwichissa sijaitsevasta John Innes -keskuksesta, joka kuului ryhmään, joka alun perin sekvensoi Streptomyces coelicolor -kasvintuhoojan genomin, on esittänyt, että kamelit saattavat olla niin herkkiä geosmiinille, että ne voivat haistaa keitaat kilometrien päähän ja jäljittää tuoksun löytääkseen vettä aavikolta. Bakteerin itiöt puolestaan voivat sitten liftata ja matkustaa seuraavalle vesilähteelle.

Et ehkä pidä siitä viinilasissasi, mutta geosmiini on muutakin kuin märän rugby-kentän haju: se voi olla selviytymisen haju.

Meera Senthilingam

Todellakin. Chemistry Worldin Laura Howes siellä haistelee geosmiinin kemiaa, yhdisteen, jolla on avain nesteytykseen epätoivoisina aikoina. Ensi viikolla pääsemme toiseen selviytymistarinaan.

Phil Robinson

Koulupoikamme Scoops Traylor löytää paikallisen geologian professorin kanssa tekemällään opintoretkellä intiaanien epäjumalanpalveluksen, joka on jokseenkin epätodennäköisesti tehty puhtaasta uraanista. Scoopsin ja muun ryhmän tietämättä yksi pojista ei voi olla ottamatta sirpaletta taskuunsa, ja kevytsorminen poika löydetään myöhemmin akuutin säteilymyrkytyksen kourissa.

Onneksi Scoops – fyysikon varhaiskypsä ja kekseliäs poika – muistelee nopeasti, miten hänen isänsä laboratoriossa hoidetaan halkeamiskelpoisten aineiden likaantumista: ”Isän laboratoriossa teknikot pesevät radioaktiiviset saasteet laitteistostaan verseeni-nimisellä liuoksella.”

Ja yhdiste, joka on vastuussa verseenin monipuolisuudesta, on etyleenidiamiinitetraetikkahappo eli EDTA.”

Meera Senthilingam

Ja voit selvittää, mitä tuossa tarinassa tapahtuu sekä tämän puhdistusyhdisteen taustalla olevan kemian, seuraamalla Phil Robinsonia ensi viikon Kemia elementissään -ohjelmassa. Siihen asti kiitos kuuntelemisesta, olen Meera Senthilingam.