Riesling-Weine: Menschlicher Geruchsrezeptor für charakteristische Benzinnote erstmals identifiziert
Der Klimawandel macht auch vor den Weinstöcken nicht halt. Zu viel Sonne führt dazu, dass das Bouquet deutscher Rieslingweine von einer Benzinnote dominiert wird, die (manche) Kunden nicht mögen. Ein Forscherteam des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München hat nun erstmals den menschlichen Geruchsrezeptor identifiziert, der für die Wahrnehmung dieser speziellen Aromanote verantwortlich ist.
Arbeiten mit dem Hochdurchsatz-Pipettier- und Messroboter (TECAN Fluent®). Mit dem Gerät untersuchen die Forscher der Leibniz-LSB@TUM, auf welche Geruchsstoffe menschliche Geruchsrezeptoren reagieren.
J. Krpelan / Leibniz-LSB@TUM
Die Weinrebe (Vitis vinifera) ist eine der wirtschaftlich wichtigsten Obstpflanzen, wobei der Riesling zu den klassischen Rebsorten gehört. Das Bukett dieses Weißweins ist geprägt von blumigen, fruchtigen und honigartigen Nuancen, begleitet von einer mehr oder weniger ausgeprägten Petrolnote. Letztere ist auf einen Geruchsstoff mit der chemischen Bezeichnung 1,1,6-Trimethyl-1,2-dihydronaphthalin (TDN) zurückzuführen. Geringe und mittlere Konzentrationen dieses Geruchsstoffs tragen zur Komplexität des Weinbouquets bei. Weine mit höheren Konzentrationen werden jedoch von den einheimischen Verbrauchern oft abgelehnt.
Erhöhte Sonneneinstrahlung intensiviert die Benzinnote
Im Vergleich zum deutschen Riesling weisen Rieslingweine aus Südafrika oder Australien in der Regel deutlich höhere Konzentrationen der Aromastoffe auf. Der Grund dafür scheint die höhere UV-Belastung der Trauben auf der Südhalbkugel zu sein, die zu einer erhöhten Carotinoid-Produktion in den Pflanzen führt. Diese natürlichen Farbstoffe dienen, ähnlich wie Pigmente in der menschlichen Haut, als Sonnenschutz, sind aber gleichzeitig molekulare Vorstufen des Geruchsstoffes TDN.
In verschiedenen Studien wurde eine Geruchserkennungsschwelle von TDN zwischen ca. 2 und 20 Mikrogramm pro Liter ermittelt. Seine Geruchsqualität erinnert an Petroleum und Kerosin. Ein menschlicher Geruchsrezeptor für diese Verbindung war jedoch bisher unbekannt. Wie das Forscherteam um Dietmar Krautwurst nun erstmals zeigen konnte, handelt es sich um den Geruchsstoffrezeptor OR8H1.
Rezeptor mit spezifischem Erkennungsprofil
Das Team identifizierte den Geruchsstoffrezeptor durch bidirektionale Rezeptorscreenings. Mit Hilfe eines zellulären Testsystems untersuchten sie, welche der insgesamt 766 menschlichen Geruchsstoffrezeptorvarianten auf die Petroleumnote reagieren. Der OR8H1-Rezeptor war der einzige, der auf physiologisch signifikante Konzentrationen des kerosinartigen Geruchsstoffs reagierte. Anschließend untersuchte das Team, ob der identifizierte Rezeptor auch auf andere lebensmittelrelevante Geruchsstoffe reagierte. Von den 180 getesteten Substanzen konnten nur sieben, überwiegend aromatische Verbindungen, den Rezeptor signifikant aktivieren.
"Das Erkennungsspektrum des Rezeptors OR8H1 ist also sehr spezifisch. Außerdem ergänzt es das Spektrum eines anderen Geruchsrezeptors, der ein sehr breites Spektrum an lebensmittelrelevanten Geruchsstoffen erkennt", berichtet Erstautorin Franziska Haag. Studienleiter Dietmar Krautwurst ergänzt: "Unsere neuen Erkenntnisse helfen uns, die molekularen Mechanismen besser zu verstehen, die dazu beitragen, dass wir Lebensmittel als unterscheidbare Geruchsobjekte wahrnehmen, zum Beispiel das komplexe Bouquet eines Weins."
Die Forscher gehen davon aus, dass ein tieferes Verständnis der molekularen Hintergründe der Geruchswahrnehmung langfristig zur Entwicklung neuer Sensortechnologien für Lebensmittelaromen führen wird. Diese könnten dann zur Qualitätskontrolle nicht nur der Benzinnote in Weinen, sondern auch des Auftretens von (Fehl-)Aromen in anderen Lebensmitteln eingesetzt werden.
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