Geosmin

Meera Senthilingam

Denna vecka kommer vi ner på jorden med Laura Howes

Laura Howes

Det är en doft som jag för alltid kommer att förknippa med kalla, blöta rugbymatcher när våra stövlar greppade in i planen och visselpipan blåste. Den där omisskännliga lukten av lera och jord som du kanske förknippar med att rensa ogräs i trädgården eller gömma dig för regnet; för mig framkallar den frisk luft, tacklingar och löftet om en pint i klubbhuset efteråt. Och den viktigaste föreningen som är ansvarig för detta kallas, ganska passande nog, geosmin: jordlukt.

Geosmin är en terpen som tillverkas av mikroorganismer i jorden, särskilt streptomyces-bakteriefamiljen som lever i jord och rötande materia och producerar de flesta av våra antibiotika. Biosyntesen av geosmin upptäcktes dock först 2007 efter att den genetiska koden för Streptomyces coelicolor, en bakterie som tuggar på växtmaterial i jorden, löstes. Det visar sig att ett enda protein omvandlar farnesyldifosfat (ett vanligt utgångsmaterial för biosyntesen av terpener) till germacradienol, en prekursor till geosmin, som sedan omvandlas till geosmin. Den första reaktionen sker i enzymets ena ände och sedan gör den andra sidan nästa omvandling. Den resulterande molekylen är en flyktig bicyklisk alkohol som man kan känna lukten av vid otroligt låga koncentrationer, ner till cirka 0,7 delar per miljard. Men varför skulle du vilja det?

Bortsett från rugbyplaner är geosmin den förening som står för den jordiga smaken i rödbetor, och den kan också finnas i sötvattensfiskar, liksom i vin. På något sätt är det som är gott i rödbetor inte lika gott i andra livsmedel på din tallrik. Geosmin kan brytas ned med syra, vilket är anledningen till att sötvattensfisk med potentiellt lerig smak ofta överöses generöst med citronsaft eller vinäger. Det alternativet är dock inte riktigt genomförbart för vinproducenter med geosminkontaminerat material och därför forskas det mycket om andra alternativ för att avlägsna det från vin.

Den mest effektiva behandlingen för att minska mängden geosmin i vin tycks vara, ganska passande nog, druvkärneolja, där oljan fungerar som ett lösningsmedel för geosminet. Tyvärr verkar denna behandling också minska de flyktiga aromföreningar som man förmodligen vill behålla i vinet också. Även om man kan avlägsna mycket av geosminet kan minskningen av andra flyktiga ämnen faktiskt göra geosminet ännu mer uttalat. Nu när det enzym som är ansvarigt för produktionen av geosmin har identifierats är förhoppningen att man kan hitta ett sätt att stoppa produktionen av geosmin från början, i stället för att misslyckas med att försöka avlägsna det i efterhand. Det verkar dock vara en bit bort.

Frågan kvarstår förstås varför vi är så känsliga för det, med tanke på att vi tycker att föreningen är så osmaklig i vår mat och dryck. En teori är att vi – eller snarare våra förfäder – använde lukten av geosmin för att identifiera vattenkällor. Det kan tyckas onödigt i landet med Wellingtonstövlar och en nationell besatthet av vädret, men i mer torra klimat kan det vara en livräddare. Keith Chater från John Innes Centre i Norwich, en av dem som ursprungligen sekvenserade genomet hos Streptomyces coelicolor, har föreslagit att kameler kan vara så känsliga för geosmin att de kan känna lukten av oaser på flera mils avstånd och spåra doften för att hitta vatten i öknen. Bakteriens sporer kan i gengäld lifta med och resa till nästa vattenhål.

Du kanske inte gillar det i ditt vinglas, men geosmin är mer än lukten av en våt rugbyplan: det kan vara lukten av överlevnad.

Meera Senthilingam

Indå. Chemistry Worlds Laura Howes har sniffat upp kemin i geosmin, en förening som är nyckeln till vätsketillförsel i desperata tider. Nästa vecka går vi in i en annan berättelse om överlevnad.

Phil Robinson

Under en utflykt med en lokal geologiprofessor upptäcker vår skolpojkeprotagonist, Scoops Traylor, en indiansk idol, något osannolikt tillverkad av rent uran. Utan att Scoops och resten av gruppen vet om det, kan en av pojkarna inte låta bli att lägga ett fragment i fickan, och den lättfingrade pojken upptäcks senare i akut strålningsförgiftning.

Glatt nog är Scoops – den tidigt uppfinningsrika sonen till en fysiker – snabb med att påminna om hur hans pappas labb hanterar klyvbarnsföroreningar: ”I pappas labb använder teknikerna en lösning som kallas versen för att tvätta bort radioaktiv förorening från sin utrustning.

Den förening som är ansvarig för versens mångsidighet är etylendiamintetraättiksyra, eller EDTA.

Meera Senthilingam

Och du kan ta reda på vad som händer i den berättelsen, liksom kemin bakom denna rengörande förening, genom att följa med Phil Robinson i nästa veckas Kemi i sitt element. Tills dess, tack för att du lyssnar, jag är Meera Senthilingam.