Pflanzlicher Ersatz für einen Duftstoff aus der Walverdauung

Wissenschaftler fanden nun heraus, dass die Balsam-Tanne ein Duftstoffäquivalent produzieren kann. Dieses Äquivalent gilt als nachhaltige pflanzliche Alternative für die Parfümindustrie.

Lange spekulierte man, wo genau die graue wachsartige Substanz Ambra, die auf der Meeresoberfläche treibt und an die Küste gespült wird, herkommt. Marco Polo fand erstmals heraus, dass Pottwale der Ursprung sind: Ambra wird im Verdauungstrakt des Tieres produziert und von diesem erbrochen oder ausgeschieden.

Die Klumpen treiben auf der Wasseroberfläche und beginnen sich, durch den Kontakt mit Wasser und Sauerstoff, zu verfestigen. Der Duftstoff, der aus diesen Klumpen gewonnen wird, wurde lange Zeit für die Herstellung von Parfüm verwendet.

Synthetisch hergestellte Stoffe lösten Ambra allerdings fast vollständig ab. Forscher entdeckten nun mit dem Duftstoff Cis-Abienol eine pflanzliche Alternative in der Rinde der Balsam-Tanne (Abies balsamea).

Cis-Abienol ist ein sekundärer Pflanzenstoff, der von der Tanne im sogenannten Sekundärstoffwechsel produziert wird. Der Stoff ist dabei fast ausschließlich in der Rinde der Balsam-Tanne zu finden. Die Synthese dieses Alkohols wird von dem Enzym cis-Abienol Synthase katalysiert d.h. beschleunigt. Die Entdeckung von cis-Abienol Synthase war insofern entscheidend, da jedes Enzym eine bestimmte biochemische Reaktion steuert und somit den Duftstoff hervorbringt, der als natürliches Produkt für die Parfümindustrie von Wert ist.

Um den Duftstoff zu erkennen, untersuchten die Forscher das Stoffwechselprofil der Tanne. Die genauen Vorgänge der Expression von Genen beobachteten sie auf RNA-Ebene mittels einer Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie. Durch die Entdeckung des Biokatalysators (cis-Abienol Synthase) könnte cis-Abienol zukünftig im industriellen Maßstab hergestellt werden. Das Enzym würde dazu in einem Wirt, wie Hefe oder dem Bakterium Escherichia Coli, vervielfältigt werden. So wäre eine nachhaltige Produktionsplattform sichergestellt.
Zusätzlich würde man die Pflanzen- und Tierwelt schonen. Da sich diese Wirte leicht im Labor kultivieren, genetisch verändern und untersuchen lassen, sind sie für Metabolic Engineering besonders gut geeignet. Metabolic Engineering meint die gezielte Veränderung des Stoffwechsels, um die Produktion eines Stoffwechselproduktes zu erhöhen. Dieses Verfahren wäre für die Parfümindustrie ein Mittel, den hochwertigen Duftstoff kostengünstig und gezielt zu produzieren.

Quelle:
Zerbe, P., et al. (2012): Bifunctional cis-Abienol Synthase from Abies balsamea Discovered by Transcriptome Sequencing and Its Implications for Diterpenoid Fragrance Production. In: The Journal of Biological Chemistry Vol. 287, No. 15, pp. 12121–12131, 06. April 2012, DOI 10.1074/jbc.M111.317669.