Det er verdens mest populære psykoaktive stof, der forbruges af milliarder hver dag. Vi elsker det så meget, vi sendte en speciel maskine til at gøre den i rummet. Men indtil videre har kaffe fastholdt flere hemmeligheder for dens succes. Hvordan fik planten sit koffein kick? Hvordan producerer bønnen sin elskede aroma og smag? Og kan kaffe faktisk være godt for dig?
Relaterede bøger
Kaffe skør: 140 AHA! Kaffe øjeblikke fra konferencelokalet, til caféen, til køkkenet
Købe
Coffeeist-manifestet: Ikke mere dårlig kaffe!
KøbeNu har forskere sekventeret genomet af Robusta kaffe ( Coffea canephora ), der tegner sig for cirka en tredjedel af de svimlende 2, 25 milliarder kopper joe, vi drikker hver dag. (Den tæt beslægtede Arabica-art fylder de fleste af resten af verdens krus.) I en tidsskrift, der beskriver kaffegenomet, blev den i dag offentliggjort i sammenligningen med en sammenligning af plantens genetiske sekvenser med vinstokke, tomat og Arabidopsis, en almindelig modelorganisme i plantebiologi, der afslører nogle af kaffes unikke tilpasninger. Med dette nye værktøj i hånden kunne yderligere forskning hjælpe med at drille svar på disse kaffe-gåder.
Hvorfor ville planter producere koffein?
Selvom vi måske tørster efter vores morgenstød, er det ikke indlysende, hvorfor kaffeplanten vil udvikle koffein i naturlige omgivelser. Undersøg medforfatter Victor Albert, en planteevolutionsbiolog ved University of Buffalo, siger, at der er tre førende teorier til at forklare fænomenet.
Koffein kan stoppe planteetere fra at spise bladene. "Koffein bygger faktisk ekstremt stærkt op i bladene, " siger Albert. Der har endda været forsøg på at lave te ud af kaffeblader, men det smager ikke noget som kaffe fra bønnerne. Det er også muligt, at kaffeplanter bruger koffein til at outcompete deres naboer. ”Ideen er, at efter at bladene er faldet, lækker koffein ud i jorden sammen med andre forbindelser og hæmmer spiringen af frø fra andre planter i konkurrence om begrænsede ressourcer, lys og plads, ” siger han. Eller koffein kan tiltrække pollinatorer ved at give dem et brummer. ”Forskning offentliggjort i Science sidste år antyder, at koffein beboer pollinatorer. Den handler slags på dem på en lignende måde, som det gør for os - holder dem tilbage igen for mere, ”siger Albert.
Mens svaret på dette mangeårige mysterium ikke er i den nye undersøgelse, kunne det konstateres, nu at vi har plantens detaljerede genom. ”Det ville ikke overraske mig, hvis alle disse tre teorier er korrekte til en vis grad, ” siger Albert.
Hvordan udviklede koffein sig?
Biologer har mullet over to genetiske veje til koffeinproduktion, siger Albert. En idé er, at alle blomstrende planter havde generne til at begynde med, og kun et par få begyndte at fremstille koffein for alvor. Eller koffeinbiosyntesen udviklede sig flere gange via unikke veje i fjernt beslægtede plantegrupper.
Genomundersøgelsen sikkerhedskopierer det andet scenarie. Analyse viser, at generne, der brygger koffein i kaffe, er forskellige fra dem, der fremstiller forbindelsen i te og kakao. ”Kaffe og te delte sidst en fælles stamtavle for måske for 100 millioner år siden, ” siger Albert. ”Kaffe og chokolade måske for 120 millioner år siden. Så vi taler om planter, der er blevet adskilt i meget lang tid, som uafhængigt har udviklet evnen til at fremstille koffein. ”
Planterne har versioner af de samme koffeingener, men små ændringer har udløst store forskelle i deres biologiske roller. ”De gener, der koder for koffeinenzym i kaffe, har for eksempel nære slægtninge i chokolade, men i chokolade fremstiller disse gener ikke koffein, de laver noget andet, ” siger Albert. ”Der er et stort forskningsområde inden for designer enzymkemi, hvor folk ændrer enzymgrupper på små måder, så de kan påtage sig helt nye funktioner, ” tilføjer han. ”Den slags designerkemi blev tilfældigt opnået af disse koffeinproducerende planter i naturen.”
En civet spiser modne kaffebær ved en plantage i Indonesien. (Tri Saputro / Demotix / Corbis) Hvad giver kaffe dens uimodståelige smag og aroma?
Den høje koffein er ikke kaffens eneste vanedannende egenskab. Det nyligt beskrevne genom frigøres også oprindelsen af den specielle smag og lugt, der holder folk tilbage til mere. ”Vores undersøgelse fremhævede gener, der fremstiller alkaloidforbindelser, som er kendte bitre smag, ” siger Albert. ”Vi fandt en anden gruppe berigede enzymer, der fremstiller flavonoidforbindelser, som er et andet smagselement. Vi fremhævede også de gener, der er involveret i fedtsyreveje, så vi har identificeret mange forskellige genetiske aspekter af aroma og smag. ”
At finde ud af nøjagtigt, hvilke gener der er ansvarlige for de mest ønskede aromaer eller aromaer, kan gøre det muligt at fremstille kaffe, der leverer mere af det, vi elsker ved selektiv avl eller genteknologi.
Kan vi gøre kaffe sundere?
Nogle af kaffens mange forbindelser, som drikkeri glæder sig over at stresse, har egenskaber, der fremmer menneskers sundhed, såsom antioxidanter, der påstås at beskytte celler mod skader. Det nylige arbejde antyder endda, at koffein i kaffe hjælper folk med at bevare nye minder. Men andre kaffekomponenter er mindre end sunde eller endda mildt kræftfremkaldende. (Det er i det mindste en myte, at kaffe bedøver din vækst.)
Al denne ekstremt komplicerede kemi kan blive belyst ved genomanalyse, som kunne give grundlaget for avls- eller genetisk manipuleringsstrategier for at maksimere goden og minimere den skade, der findes i bryggen. ”Alt, hvad der er kendt om kaffe og af interesse, kan målrettes genetisk, ” siger Albert.
Kan kaffe overleve klimaændringer?
Den kultiverede kaffeplante blev født i Etiopien, og Afrika er stadig centrum for kaffediversiteten. I dag er planten også en stor kontantafgrøde i Brasilien, Vietnam, Indonesien og Colombia. Men denne verdensomspændende produktion er afhængig af sorter med relativt lav mangfoldighed, hvilket gør dem sårbare over for trusler som sygdom, skadedyr og klimaændringer.
Dani Zamir fra det hebraiske universitet i Jerusalem håber, at genomet kan bruges til at øge kaffeavl og holde den populære afgrøde blomstrende. "Nøglen til at sikre, at kaffe kan overleve som en overkommelig afgrøde ligger i den genetiske variation, der findes i afrikanske arter, " skrev Zamir i en perspektivartikel, der ledsagede undersøgelsen. Sammenlignet med mange planter har kaffe meget specifikke patogenresistensgener, viser genomet, måske afslører et taktisk mål for landbrugets kamp for at opretholde sunde afgrøder.
Men nylige undersøgelser i Etiopien fandt, hvad Zamir kaldte "en alarmerende hastighed for genetisk erosion af genpoolen på grund af afskovning kombineret med utilstrækkelig bevaringsindsats." Han opfordrede til brug af det nyligt sekventerede genom som et redskab til at overvåge og afbøde disse trusler ved at spænde genomisk-assisterede avlsprojekter i kaffeeksportlande - hvilket sikrer en fremtid, der inkluderer bønner af høj kvalitet til verdens daglige slibning.
