(BZfE) – Wie kommen Pfeffer und Chili zu ihrer Schärfe? Mit der Biochemie der beliebten Gewürzpflanzen haben sich Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) beschäftigt.
Enzyme sind Eiweiße, die in jedem Lebewesen und in jeder Zelle vorkommen. Als biologische Katalysatoren bewirken und beschleunigen sie biochemische Reaktionen. Jede Pflanze hat Hunderte von Enzymen, die hochspezifisch arbeiten. Die Forschenden des IPB waren auf der Suche nach dem einen Enzym, das für die Bildung des Scharfmachers Piperin in den Früchten der Pfefferpflanze (Piper nigrum) verantwortlich ist („Piperinsynthase“). Piperin bindet auf Zunge und Schleimhäuten an einen Rezeptor, der auch auf Hitze, Säuren oder Verletzung reagiert. Dadurch wird in bestimmten Nervenzellen ein Reiz ausgelöst, den Menschen als „Schärfe“ wahrnehmen.
Allerdings ist die Suche nach einzelnen Enzymen nicht einfach. Das gilt vor allem für Pflanzen wie den Pfeffer, bei denen viele Enzyme und ihre Gene noch unbekannt sind. Um die Wissenslücken zu schließen, wurden Pfefferpflanzen im Gewächshaus angezogen und in einem Zeitraum von drei Monaten Pfefferbeeren in verschiedenen Reifestadien geerntet. Die Forschenden fanden heraus, dass der Piperingehalt mit zunehmender Reife ansteigt. Die Vermutung lag nahe, dass das für die Bildung verantwortliche Enzym in reifenden Beeren vorhanden ist, nicht aber in nicht scharf schmeckenden Pflanzenteilen wie den Blättern.
Durch den Vergleich der Genaktivitäten in Blättern und Früchten konnten jene Gene identifiziert werden, die in jungen Früchten besonders aktiv waren. Darunter war auch das Gen, das die Information für die Piperinsynthase speichert. Schließlich ließ sich nachweisen, dass das Protein den entscheidenden Schritt zur Bildung von Piperin katalysiert. Eine ähnliche Reaktion findet auch in Chilischoten (Capsicum spec.) statt. Das Enzym Capsaicinsynthase ermöglicht die Bildung des scharf schmeckenden Capsaicins.
Die neuen Erkenntnisse zur Biochemie hinter den Scharfmachern in Pfeffer und Chili sind im Fachblatt „Communications Biology“ veröffentlicht.
Heike Kreutz, www.bzfe.de
Quelle: Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie; Communications Biology, 4, 445 (2021; www.nature.com/articles/s42003-021-01967-9)
Weitere Informationen:
doi.org/10.1038/s42003-021-01967-9
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(Bildquelle: pixabay)