Öt kávé rejtély rejtélyezteti a bab géneit

Ez a világ legnépszerűbb pszichoaktív anyag, amelyet milliárdok fogyasztanak minden nap. Nagyon szeretjük, elküldtünk egy speciális gépet az űrben való elkészítéshez. De eddig a kávé sikere több titka volt. Hogyan kapta meg a növény a koffeint? Hogyan fejti ki a bab ízléses aromáját és ízét? És tényleg jó lehet-e a kávé?

Kapcsolódó könyvek

Őrült kávé: 140 AHA! Kávé pillanatok a konferencia teremből, a kávézóba, a konyhába

A Coffeeist Manifesto: Nincs több rossz kávé!

Most a tudósok szekvenálták a Robusta kávé ( Coffea canephora ) genomját, amely a megdöbbentő 2, 25 milliárd csésze joe kb. Egyharmadát teszi ki, amelyet minden nap elfogyasztunk. (A szorosan rokon Arabica fajok kitöltik a világ többi bögrének nagy részét.) A Science folyóiratban ma megjelent, a kávégenomot leíró cikk összehasonlítja a növény genetikai szekvenciáit a szőlő, a paradicsom és az Arabidopsis szekvenciájával is, amely a közös modell szervezet a növénybiológia, feltárva néhány kávé egyedi adaptációját. Ennek az új eszköznek a felhasználásával a további kutatások elősegíthetik a válaszokat ezekre a kávé-rejtélyekre.

Miért készítenek növények koffeint?

Noha vágyhatunk a reggeli lökésre, nem nyilvánvaló, hogy a kávéfőző miért fejleszti a koffeint természetes környezetben. A tanulmány társszerzője, Victor Albert, a Buffalo Egyetem növényi evolúciós biológusa szerint három jelenlegi elmélet magyarázza a jelenséget.

A koffein megakadályozhatja a növényevõknek a levelek evését. "A koffein valóban rendkívül erősen épül fel a levelekben" - mondja Albert. Még próbáltak teát kávélevelekből elkészíteni, de az nem olyan ízléses, mint a babból származó kávé. Lehetséges, hogy a kávé növények koffeint is használnak a szomszédaik versenytársainak felszámolására. "Az ötlet az, hogy a levelek esése után a koffein más vegyületekkel együtt kiszivárog a talajba, és gátolja a más növények magjainak csírázását, korlátozott erőforrások, fény és hely miatt" - mondja. Vagy a koffein vonzza a beporzókat, ha zümmögést ad nekik. „A múlt évben a Science közzétett kutatások szerint a koffein megszokja a beporzókat. Ez hasonló módon hat rájuk, mint velünk - tartja, hogy még többet térjenek vissza - mondja Albert.

Noha erre a régóta rejtélyre a választ nem az új tanulmányban találják, most megtalálható, hogy megvan a növény részletes genomja. "Nem lepné meg, ha mindhárom elmélet bizonyos mértékben helytálló" - mondja Albert.

Hogyan alakult ki a koffein?

A biológusok két genetikai utat keresnek a koffein előállításához - mondja Albert. Az egyik elképzelés az, hogy minden virágos növénynek meg kell kezdenie a géneket, és csak kevesen kezdtek komoly koffeint termelni. Vagy a koffein bioszintézise többször fejlődött ki egyedülálló útvonalakon keresztül távolról rokon növénycsoportokban.

A genom tanulmány alátámasztja ezt a második forgatókönyvet. Az elemzés azt mutatja, hogy a kávéban a koffeint főző gének különböznek azoktól, amelyek a vegyületet teában és kakaóban készítik. "A kávé és a tea utoljára közös õse volt talán 100 millió évvel ezelőtt" - mondja Albert. „Kávé és csokoládé talán 120 millió évvel ezelőtt. Tehát olyan növényekről beszélünk, amelyeket nagyon hosszú ideig elkülönítettek, és amelyek önállóan fejlesztették ki a koffein előállítási képességüket. "

A növények ugyanazon koffein gének változatát hordozzák, de apró változások nagy különbségeket váltottak ki biológiai szerepükben. "A kávéban található koffein enzimeket kódoló gének közeli rokonai például a csokoládéban, de a csokoládéban ezek a gének nem készítenek koffeint, hanem valami mást" - mondja Albert. "Van egy nagy kutatási terület a tervező enzimkémiában, ahol az emberek kis mértékben módosítják az enzimcsoportokat, hogy teljesen új funkciókat vállaljanak" - tette hozzá. "Az ilyen tervezőkémiát véletlenül végezték el ezek a koffeint előállító növények a természetben."

Mi adja a kávénak ellenállhatatlan ízét és aromáját?

A koffein magas nem a kávé egyetlen addiktív tulajdonsága. Az újonnan leírt genom felszabadítja a különleges ízek és szagok eredetét is, amelyek miatt az emberek még többet térnek vissza. „Vizsgálatunk olyan géneket emelte ki, amelyek alkaloid vegyületeket alkotnak, amelyek keserű ízek” - mondja Albert. „Találtunk egy másik dúsított enzimcsoportot, amelyek flavonoid vegyületeket állítanak elő, amelyek újabb íz-elem. Kiemeltük a zsírsav-útvonalakban részt vevő géneket is, tehát az aroma és az aroma sok különböző genetikai aspektusát azonosítottuk. ”

Ha pontosan megtudja, mely gének felelősek a leginkább igényelt ízekért vagy aromaért, akkor lehetővé válik olyan kávé előállítása, amely szelektív tenyésztés vagy géntechnológia révén többet ad nekünk, amit szeretünk.

Tehetjük egészségesebbé a kávét?

Néhány kávé sok vegyületéből, mivel az ivók élvezik a stresszt, olyan tulajdonságok vannak, amelyek elősegítik az emberi egészséget, például antioxidánsok, amelyek állítólag védik a sejteket a károsodástól. A legújabb munkák szerint a kávéban található koffein segít az embereknek az új emlékek megőrzésében. De a többi kávékomponens kevésbé egészséges vagy akár enyhén rákkeltő. (Legalábbis egy mítosz, hogy a kávé megdöbbenti a növekedést.)

Mindezt a rendkívül bonyolult kémiát megvilágíthatja a genom elemzés, amely alapul szolgálhat a tenyésztési vagy genetikai manipulációs stratégiákhoz annak érdekében, hogy maximalizálják a sörben keletkezett jót és minimalizálják a káros hatásokat. „Bármit, ami a kávéról ismert és érdekes, genetikailag megcélozható” - mondja Albert.

Túlélheti-e a kávé az éghajlatváltozást?

A termesztett kávé növény Etiópiában született, és Afrika továbbra is a kávé sokféleségének központja. A növény ma is jelentős készpénztermelés Brazíliában, Vietnamban, Indonéziában és Kolumbiában. De ez a világméretű termelés a viszonylag alacsony változatosságú fajtáktól függ, ami érzékenyvé teszi őket olyan veszélyekre, mint a betegség, a kártevők és az éghajlatváltozás.

Dani Zamir, a jeruzsálemi héber egyetem reméli, hogy a genom felhasználható a kávétenyésztés fellendítésére és a népszerű növények virágzásának megőrzésére. „Az afrikai fajok genetikai variációjának kulcsa annak biztosítása, hogy a kávé megfizethető termésként megmaradjon” - írta Zamir a tanulmányt kísérő perspektívás cikkben. Sok növényhez képest a kávénak nagyon specifikus kórokozókkal szembeni rezisztenciája van, a genom azt mutatja, talán feltárva egy taktikai célt a mezőgazdaság egészséges növények fenntartása elleni küzdelmében.

Az utóbbi időben végzett etiópiában végzett felmérések azonban azt találták, hogy Zamir „az erdőirtás miatt a génkészlet aggasztó mértékű genetikai eróziója, valamint a nem megfelelő megőrzési erőfeszítések együtt”. genom által támogatott tenyésztési projektek a kávét exportáló országokban - ezáltal biztosítva a jövőt, amely magában foglalja a kiváló minőségű babot a világ mindennapi aprításához.