Pflanzen synthetisieren und geben große Mengen davon ab „flüchtige“ organische Verbindungen, die aus vielen Geweben wie Blättern, Früchten, Blüten und Wurzeln freigesetzt werden.
Diese Moleküle werden aus Primärmetaboliten wie Kohlenhydraten, Aminosäuren und insbesondere ungesättigten FettsäurenDarüber hinaus zeichnen sie sich bei Raumtemperatur durch niedrige Siedepunkte und hohe Dampfdrücke aus (und sind daher sehr flüchtig).
Einige dieser Stoffe leiten sich insbesondere von Fettsäuren abLinolsäure e Linolensäure; diejenigen, die aus grünen Blättern stammen (Akronym GLV, flüchtige Bestandteile des grünen Blattes), bestehen aus Verbindungen in einer linearen Kette mit sechs Kohlenstoffatomen (C6) und mit funktionellen Aldehyd-, Alkohol- und Estergruppen.
Wenn Pflanzen nicht gestresst sind, setzen sie nur verschwindend geringe Mengen an GLV frei, während sie diese nach Stress schnell, und zwar innerhalb weniger Sekunden, synthetisieren mechanischer Schadenaus bakterielle Infektion o Pilz- oder von abiotischer Stress wie Hitze, intensives Licht, Trockenheit oder Kontakt mit Schwermetallen [1].
Diese flüchtigen Moleküle entstehen durch die Oxidation von Fettsäuren auf enzymatischem Weg Lipoxygenase (Akronym Lox, das Akronym für die Enzymkaskade: Lox-Pfad) und der Zweig des Enzyms 13-Hydroperoxid-Lyase (13-HPL), die bei anschließendem Eingriff durch andere Enzyme zur Bildung von führen Aldehyde (gesättigt und ungesättigt), von Alkohole und schließlich von fremd.
Dieser Mechanismus der Aromabildung ist dem gemeinsam, was in einigen Augenblicken während der Phase geschieht Olivenpressen, Aromen, die dann den Duft des Öls bestimmen [2].
La flüchtiger Anteil Extra natives Olivenöl (EVOO) besteht aus einer komplexen Mischung von über 200 Verbindungen, die zusammen zur Definition ihres Geruchsprofils beitragen [3, 4], wobei die GLVs sowohl aus quantitativer als auch aus qualitativer Sicht die wichtigsten sind. Besonders wichtig ist der Gehalt an Aldehyd (E)-2-Hexenal (Bittermandel, grüner Apfel, geschnittenes Gras), der über 50 % des flüchtigen Anteils von EVOO ausmacht.
Das LOX-Enzym wird aus den Fruchtfleischzellen freigesetzt, um aus Linolensäure die zu produzierentraumatische Säure, als Pflanzenhormon, das die Heilung von Gewebeschäden induziert [4]. Daher ist das Aroma des Öls eine Folge der Reaktion auf die durch das Zerkleinern verursachte Zellschädigung.
Das Enzym Lipoxygenase katalysiert diesOxidation von Fettsäuren an einer genauen Position der Kohlenstoffkette (sog Regiospezifität), also beide auf Kohlenstoff C9 (9-LOX) oder auf Kohlenstoff C13 (13-LOX) des Kohlenstoffgerüsts der mehrfach ungesättigten Fettsäure.
Diese oxidative Wirkung führt zur Bildung von 13-Hydroperoxide, anschließend heterolytisch durch 13-HPL gespalten C6-Aldehyde (fruchtig, krautig, grün, geschnittenes Gras, Mandel, grüner Apfel, Tomate, Blatt...).
Anschließend die C6-Aldehyde werden durch Enzyme reduziert Alkoholdehydrogenase (ADH) zur Bildung der C6-Alkohole (krautig-fruchtig, reifer Apfel, aromatisch, Blatt...), das schließlich in einer durch Enzyme katalysierten Reaktion mit Acyl-CoA-Derivaten verestert werden kann Alkohol-Acyltransferase (AAT) in fremd (fruchtig, blumig, Erdbeere, Apfel, Banane, grünes Blatt…) [2].
Der Olivenbaum hat vier LOX-Gene: zwei Gene, die für Isoformen kodieren, die ausschließlich 13-LOX-Aktivität aufweisen (Oe1LOX2 und Oe2LOX2), mit Lokalisierung in Chloroplastenund zwei LOX-Gene, die Isoformen kodieren zytosolisch die hauptsächlich 9-LOX-Aktivität aufweisen (Oe1LOX1 und Oe2LOX1).
Alle vier LOX-Gene sind im Mesokarp- und Blattgewebe der Steinfrucht vorhanden, wobei das Oe2LOX2-Gen (13-LOX-Aktivität) maßgeblich an der Synthese flüchtiger EVOO-Verbindungen beteiligt ist [5].
Bisher wurde am Olivenbaum charakterisiert, ein einzelnes HPL-Gen (OeHPL), das für ein Protein mit enzymatischer Aktivität (dessen Aktivitätsoptimum bei 15°C liegt) mit einer vermuteten Lokalisierung in den Chloroplasten kodiert und a Spezifität für 13-Hydroperoxide (13-HPL), Dies erklärt das Fehlen flüchtiger C9-Verbindungen im Aroma von Olivenöl [6].
Il HPL-Gen Es kommt in den Blättern und im Mesokarp der Olivensteinfrucht zum Ausdruck und zeigt zu Beginn der Fruchtreife einen leichten, deutlichen Höhepunkt. Darüber hinaus scheint dieses Oliven-Gen an der Reaktion auf mehrere Arten beteiligt zu sein abiotischer Stress und Befall von Bactrocera olea.
Spanische Forscher [7] haben gezeigt, dass die Aktivität des Gens und des 13-HPL-Enzyms essentiell dafür ist normales Wachstum und normale Entwicklung des Olivenbaums. Der Grund könnte die Rolle des Enzyms bei der Eliminierung sein Hydroperoxide von Fettsäuren mehrfach ungesättigt, dass sie sind giftig für die Pflanze. Tatsächlich Ein Überschuss an Hydroperoxidderivaten im Pflanzengewebe beeinträchtigt dessen Wachstum.
Cerezoi S. und Mitarbeiter haben gezeigt, dass wenn das HPL-Gen wird „zum Schweigen gebracht“Die Aromen der „grünen Note“ oder des „fruchtigen“ oder „grünen Attributs“ des Öls bilden sich weder auf den Blättern des Olivenbaums noch in dem aus den Oliven hergestellten Öl; außerdem haben sie dies ohne die Anwesenheit von dokumentiert das Gen, Die Pflanze wird während ihres Wachstums und ihrer Entwicklung negativ beeinflusst.
Darüber hinaus kommt das 13-HPL-Gen zum Schweigen gebracht, kommt es auch zu einer drastischen Veränderung in der Zusammensetzung flüchtiger Moleküle, mit einer starken Verringerung des Gehalts an flüchtigen Verbindungen mit 6 Kohlenstoffatomen, aber auch mit a Anstieg flüchtiger Verbindungen mit 5 Kohlenstoffatomen.
In Abwesenheit von HPL entstehen durch a Pentendimere sowie gesättigte und ungesättigte Moleküle mit 5 Kohlenstoffatomen zusätzlicher Zweig des LOX-Signalwegs.
LOX würde nach der Bildung ebenfalls katalysierenHydroperoxid, seine Spaltung über 13-Alkylradikale und stabilisierte Pentenradikale. Diese Radikale würden anschließend eine β,n-Spaltung erfahrenauf enzymatisch, homolytisch, um Pentendimere (C10-Kohlenwasserstoffe) zu bilden oder mit einem Hydroxylradikal zu reagieren flüchtige Moleküle C5, Alkohole wie 2-Penten-1-ol, 1-Penten-3-ol, Aldehyde wie 2-Pentenal und Ketone wie 1-Penten-3-on.
Die Forschung der Gruppe von Cerezo S. stellt eine Studie dar „Funktionelle Genomik“, das die physiologische Rolle der mit der Qualität von Olivenöl verbundenen Gene bestätigt und das Ziel hatte, die Wirkung von zu bewerten Überexpression (3-fach erhöhte Aktivität in Blättern im Vergleich zur Kontrolle) und del zum Schweigen bringen des 13-HPL-Gens, das an der Bildung flüchtiger Verbindungen beteiligt ist, auf das Profil der Blätter transgener Olivenbäume. Darüber hinaus wurde auch die Auswirkung der Genmanipulation auf Pflanzenwachstum und -entwicklung untersucht.
Diese genetischen Manipulationen könnten erzeugen neue Sortenr von Olivenbäumen mit veränderten Expressions-/Aktivitätsniveaus in Bezug auf spezifische Gene/Enzyme des LOX-Signalwegs, die in der Frucht vorhanden sind, um einige gewünschte flüchtige Verbindungen zu verbessern.
Tatsächlich könnte die Verstärkung des 13-HPL-Enzyms, die Verringerung der Aktivitäten von Alkoholdehydrogenase (ADH) und Alkoholacyltransferase (AAT) genutzt werden, um das „grüne“ Aroma zu verstärken, während eine Erhöhung der AAT-Aktivität für eine verstärkte Fruchtigkeit sorgt Aroma [8].
[1] Ameye M. et al., 2018. Produktion von flüchtigen Bestandteilen grüner Blätter durch Pflanzen: eine Metaanalyse. Neues Phytol., 220; 666-83.
[2] Vujovic A. 2020. Olivenöl zwischen Geschichte und Wissenschaft. S. 318-328; Tozzuolo Verlag, Perugia.
[3] Angerosa F. et al., 2000. Duftnoten von nativem Olivenöl: ihre Beziehungen zu den flüchtigen Verbindungen aus dem Lipoxygenase-Weg und Secoiridoid-Verbindungen. Lebensmittelchemie, 68; 283-87.
[4] Laudadio M., Angerosa F. 2020. Göttliches Geschenköl. S. 107-112; Neue Weltausgaben. Pescara.
[5] MN Padilla MN et al. 2009. Funktionelle Charakterisierung von zwei 13-Lipoxygenase-Genen aus Olivenfrüchten in Bezug auf die Biosynthese flüchtiger Verbindungen von nativem Olivenöl. J. Agrar. Lebensmittelchemie, 57; 9097-107.
[6] Peres F. et al. 2017. Einfluss von Enzymen und Technologie auf die Zusammensetzung von nativem Olivenöl. Kritische Rezensionen in Lebensmittelwissenschaft und Ernährung. 57,14; 3104-26.
[7] Cerezo S. et al. 2021. Eine Veränderung der 13-Hydroperoxid-Lyase-Expression in Oliven beeinflusst das Pflanzenwachstum und führt zu einem veränderten flüchtigen Profil. Plant Sci. 313:111083. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2021.111083.
[8] JJ Salas JJ 2004. Charakterisierung der Alkoholacyltransferase aus Olivenfrüchten. J. Agrar. Lebensmittelchemie, 52; 3155-58.
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