Geosmin

Meera Senthilingam

W tym tygodniu schodzimy na ziemię z Laurą Howes

Laura Howes

To zapach, który na zawsze będzie mi się kojarzył z zimnymi, mokrymi meczami rugby, gdy nasze kolce wbijały się w murawę i rozlegał się gwizdek. Ten niepowtarzalny zapach błota i ziemi, który możesz kojarzyć z pieleniem ogrodu lub chowaniem się przed deszczem; dla mnie kojarzy się ze świeżym powietrzem, starciami i obietnicą kufla w klubie po meczu. A główny odpowiedzialny za to związek, dość trafnie, nosi nazwę geosmin: zapach ziemi.

Geosmina jest terpenem wytwarzanym przez mikroorganizmy w glebie, szczególnie przez bakterie z rodziny Streptomyces, które żyją w glebie i rozkładającej się materii i produkują większość naszych antybiotyków. Jednak biosynteza geosminy została odkryta dopiero w 2007 roku po rozwiązaniu kodu genetycznego Streptomyces coelicolor, bakterii, która odżywia się materią roślinną w glebie. Okazało się, że jedno białko przekształca difosforan farnezylu (wspólny materiał wyjściowy do biosyntezy terpenów) w germakradienol, prekursor geosminy, który następnie zostaje przekształcony w geosminę. Pierwsza reakcja zachodzi na jednym końcu enzymu, po czym druga strona dokonuje kolejnej przemiany. Powstała cząsteczka jest lotnym alkoholem bicyklicznym, który można wyczuć w niewiarygodnie niskich stężeniach, do około 0,7 części na miliard. Ale dlaczego miałbyś tego chcieć?

Oprócz pól do rugby, geosmina jest związkiem odpowiedzialnym za ziemisty smak buraka i może również znaleźć się w rybach słodkowodnych, a także w winie. W jakiś sposób to, co jest smaczne w buraku, nie jest tak dobre w innych produktach spożywczych na talerzu. Geosmina może być degradowana przez kwas, dlatego też ryby słodkowodne o potencjalnie mulistym smaku są często obficie polewane sokiem z cytryny lub octem. Jednakże, ta opcja nie jest naprawdę wykonalne dla winiarzy z geosminą zanieczyszczonych zapasów i tak istnieje wiele badań na inne opcje usuwania go z wina.

Najbardziej skuteczny zabieg w celu zmniejszenia ilości geosminy w winie wydaje się być, raczej dopasowanie, olej z pestek winogron, z oleju działającego jako rozpuszczalnik dla geosminy. Niestety, to leczenie wydaje się również zmniejszyć lotnych związków aromatycznych, które prawdopodobnie chcesz zachować w winie, jak również. W rzeczywistości, nawet jeśli można usunąć znaczną część geosminy, redukcja innych lotnych związków może w rzeczywistości uczynić geosminę jeszcze bardziej wyrazistą. Teraz, gdy enzym odpowiedzialny za produkcję geosminy został zidentyfikowany, jest nadzieja, że ludzie mogą znaleźć sposób na powstrzymanie jej produkcji w pierwszej kolejności, zamiast bezskutecznie próbować ją później usunąć. Wydaje się to jednak trochę odległe.

Pozostaje oczywiście pytanie, dlaczego jesteśmy na nią tak wrażliwi, biorąc pod uwagę, że uważamy ten związek za tak niesmaczny w naszym jedzeniu i piciu. Jedna z teorii głosi, że my – a raczej nasi przodkowie – używaliśmy zapachu geosminy do identyfikacji źródeł wody. Może się to wydawać niepotrzebne w krainie butów Wellington i narodowej obsesji na punkcie pogody, ale w bardziej suchych klimatach może to być ratownik życia. Keith Chater z Centrum Johna Innesa w Norwich, jeden z członków zespołu, który pierwotnie zsekwencjonował genom Streptomyces coelicolor, zasugerował, że wielbłądy mogą być tak wrażliwe na geosminę, że mogą wyczuć zapach oaz oddalonych o wiele kilometrów i śledzić go w celu znalezienia wody na pustyni. Zarodniki bakterii, w zamian, może następnie zaprzęgnąć do jazdy i podróży do następnego otworu wodnego.

Możesz nie lubić go w swoim kieliszku do wina, ale geosmina jest więcej niż zapach mokrego boiska do rugby: może to być zapach przetrwania.

Meera Senthilingam

Indeed. Laura Howes z Chemistry World wyczuwa chemię geosminy, związku będącego kluczem do nawodnienia w rozpaczliwych czasach. Za tydzień kolejna opowieść o przetrwaniu.

Phil Robinson

Podczas wycieczki z miejscowym profesorem geologii nasz szkolny bohater, Scoops Traylor, odkrywa bożka rdzennych Amerykanów, nieco nieprawdopodobnie wykonanego z czystego uranu. Nieznany Scoopsowi i reszcie grupy, jeden z chłopców nie może się oprzeć, by nie wziąć do kieszeni odłamka, a chłopiec o lekkich palcach zostaje później znaleziony w stanie ostrego zatrucia promieniowaniem.

Na szczęście Scoops – przedwcześnie zaradny syn fizyka – szybko przypomina sobie, jak laboratorium jego ojca radzi sobie z rozszczepialnymi zanieczyszczeniami: „W laboratorium taty technicy używają roztworu zwanego wersenianem, by zmyć skażenie radioaktywne ze swojego sprzętu.’

A związek odpowiedzialny za wszechstronność versenu to kwas etylenodiaminotetraoctowy, czyli EDTA.

Meera Senthilingam

I możesz dowiedzieć się, co dzieje się w tej opowieści, a także chemii stojącej za tym związkiem czyszczącym, dołączając do Phila Robinsona w przyszłym tygodniu w Chemii w swoim żywiole. Do tego czasu, dziękuję za wysłuchanie, jestem Meera Senthilingam.