王方

基因决定可可脂入口即化
2015-05-13 09:32

'The "snap" and "melt" of chocolate are very important textural features that determine the appeal of chocolate to consumers (stock image), and having new varieties of the cocoa plant that produce butter with different melting points would be a valuable resource to control those characteristics,’ Prof Guiltinan said

 

美国宾夕法尼亚州州立大学的农业科学家称,一个与决定可可脂熔点有关的基因被发现,而可可脂熔点正是广泛存在于食品、药品等物质中的关键属性。这一发现可能会引领一场新的产品技术进步。

研究人员称,植物遗传学家的这一发现也会导致可可新品种的增加。新的可可品种能够扩大植物生长对气候和土壤养分的适应范围,并提高其产量,为全球范围内可可种植地区的农民增收提供一种可能性。

可可,可可属,是在亚马逊盆地驯化的林下热带树种,如今在西非、中美和南美洲以及东南亚地区广泛种植。根据世界可可基金会的数据显示,在世界各地有超过500万种植可可的农民,总数超过4000万的人依赖可可谋生。他们每年在全球不同的地方生产出380万吨可可,总价值1180亿美元。

每个可可豆荚含有40粒左右的种子,在授粉后约20周便可以收获。这些种子里含有超过50%的总脂(可可脂)。就是这些可可脂为巧克力生产提供了最主要的原料,同时也是药物、化妆品等产品的组成要素。

从事可可树研究已超过30年的植物分子生物学教授、该项研究的首席科学家Mark Guiltinan介绍道,改变了熔点的可可脂可能在特制巧克力、药物、化妆品中找到新的用途。比如,一种具有较高或较低熔点的巧克力,可能会有助于具有特殊纹理和专业应用的巧克力生产。

“‘折断’和‘融化’是巧克力所具有的两个非常重要的结构特征,其决定了巧克力对消费者的吸引程度。如果新品种可可树能够生产出不同熔点的可可脂,那控制这些特质将会是一种宝贵的资源。”Guiltinan解释说,“医疗应用包括,相较于基于现有的可可脂系统制出的产品,或许可生产出更缓慢释放药性的产品。”

在以往的研究中,Guiltinan的实验室团队与国际可可基因组协会人员合作,第一次在巧克力树上测绘出来一个硬脂酰—酰基载体蛋白脱氢酶(SAD)基因家族,也是该类植物的全基因组测序。

《植物科学前沿》杂志植物遗传学和基因组栏目于4月份在线发布的文章中说,在后续的研究中,研究人员解析了SAD基因家族更细节的部分,探索了每一个SAD基因在不同可可组织中的表达模式,并伴随着对其进行功能分析,来研究酶是如何工作的。

研究人员发现,TcSAD1这个单一的基因主要参与了可可脂的合成,并负责其熔点。

“我们使用当下最先进的植物科学技术,以获得SAD1基因在可可脂生物合成中所发挥作用的证据。”Guiltinan表示,“其他SAD基因似乎在巧克力树生长过程中也发挥了其他作用。如花和叶的发育中,这些脂肪酸就作为各种膜系统的关键成分扮演了重要角色。这一信息可用于开发生物标记物,以便对具有脂肪酸组合物的新的可可品种进行筛选和培育。”

值得注意的是,可可脂由含量几乎相等的棕榈酸、硬脂酸和油酸构成。其精确的成分决定了自身的熔化温度,非常接近人体的温度,从而提供巧克力在口中的丝滑感以及化妆品对皮肤的乳状质地。

“在可可种子的发育过程中,大量富含饱和与单不饱和的脂类进行脂肪酸合成。”Guiltinan说道,“此过程中的一个重要部分是,SAD1基因所产生的酶的活性可以创造出一个特殊的双键。这种双键对于非常接近人体体温的巧克力熔点起着关键作用,从而让可可脂变得独特。”(王方编译)

《中国科学报》 (2015-05-13 第6版 科研)
 
更多阅读
 
英国每日邮报网站相关报道(英文)

分享到:

0
一周排行