Metil Jasmonato: una molecola per capire il perchè di alcune fasi della lavorazione./ Methyl Jasmonate: an aromatic molecule close related to tea processing

Erano mesi che non scrivevo un nuovo articolo ed ormai era più di un anno dall’ultimo articolo sulla chimica del tè così ho pensato che scrivere un nuovo articolo non era una cattiva idea, anzi era una cosa che andava fatta al più presto!

In questo articolo parlerò del metil jasmonato, una molecola molto importante per l’aroma del tè (soprattutto per gli oolong) che conferisce toni dolci e floreali e la cui presenza è strettamente correlata ad alcune fasi della lavorazione del tè.

Questa molecola viene prodotta dalle piante a partire dagli acidi grassi, in particolare dall’acido α-linolenico. Il metil jasmonato è un fitormone e le piante lo utilizzano per molteplici impieghi come la difesa da insetti o altri animali che potrebbero danneggiarle, per regolare le germinazione del seme, la crescita delle radici, la fioritura e, cosa importante per il tè, viene prodotto anche quando la foglia viene danneggiata meccanicamente come avviene appunto anche nella lavorazione del tè. Maggiori dettagli sulla biosintesi e la bioattività di questa molecola potete osservarle nelle immagini sotto.

jasmonate

Fonte : Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

jasmonato

Due probabili vie biosintetiche dei jasmonati. LOX= Lipossigenasi, AOS= allene oxide sinthase, AOC=allene oxide cyclase. Fonte: Fonte : Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

 

jasmonate formation

Probabile via di formazione del metil Jasmonato. Fonte: Recent studies of the volatile compounds in tea. Ziyin Yang et al. Food Research International Volume 53, Issue 2, October 2013, Pages 585-599

 

Una volta visto come si forma questa molecola ed a cosa serve bisogna dire una cosa fondamentale ovvero che questa molecola, a causa della sua struttura, è presente nelle piante come enantiometro 1R, 2R e  1S, 2S e nelle forme epimeriche 1R, 2S e 1S, 2R (perchè ogni forma ha una differente attività feromonica) . Detto in parole più semplici quelle sopra sono quattro molecole che hanno gli stessi atomi, gli stessi legami ma questi atomi e legami sono posti in maniera diversa nello spazio. Il nostro olfatto, anche trattandosi della stessa molecola, riesce a discernere tra le varie forme (ad esempio una cosa uguale avviene con il limonene*) e cosi le quattro forme risultano avere un ”potere aromatico” differente.

jasmonate epimer

Le quattro forme del metil jasmonato presenti nelle piante. Fonte: Odor Thresholds of the Stereoisomers of Methyl Jasmonate. Terry E. Acree, Ritsuo Nishida, and Hiroshi Fukami. J. Agric. Food Chem. 1985, 33, 425-427

 

È stato determinato che la ”forma” 1R, 2S è quella che ha il più alto impatto sull’aroma mentre le altre forme o sono inodori o contribuiscono in modo molto lieve.

Ed a questo punto entra in gioco la lavorazione del tè perchè è stato provato che un innalzamento della temperatura, come avviene durante la lavorazione del tè, porta la ”forma” 1R-2R, che non conferisce profumo, a convertirsi nella 1R-2S che è la più profumata (tecnicamente si può dire che si ha una isomerizzazione termica) con la conseguenza che dopo la lavorazione l’oolong risulta più profumato. Quindi la fase di ”heating” del tè produce un tè di maggiore qualità.

Note

*Il limonene è presente in natura in due forme e il nostro olfatto riesce a distinguerle. Una da il caratteristico aroma al limone mentre l’altra all’arancia.

Fonti:

Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

Stereoisomers of Methyl Jasmonate. Terry E. Acree, Ritsuo Nishida, and Hiroshi Fukami. J. Agric. Food Chem. 1985, 33, 425-427.

Optical Isomers of Methyl Jasmonate in Tea Aroma. Dongmei Wang et. al. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 60:3, 508-510 (1996)

Recent studies of the volatile compounds in tea. Ziyin Yang et al. Food Research International Volume 53, Issue 2, October 2013, Pages 585-599.

Tea aroma formation, Chi-Tang Ho et al., Food Science and Human Wellness 4 (2015) 9-27.

English version

In this article I will talk about methyl jasmonate, a very important molecule for tea aroma (especially for oolong) that confers sweet and floral notes and whose presence is closely related to some stages of tea processing.

This molecule is produced by plants from fatty acids, in particular by α-linolenic acid. Methyl jasmone is a phytormone and plants use it for many uses such as insect protection or other animals that could damage them, to regulate seed germination, root growth, flowering and is also produced when the leaf is mechanically damaged and this happens also in tea processing. More details on the biosynthesis and bioactivity of this molecule can be found in the images below.

jasmonate

Diagram showing synthesis of JA from linolenic acid in response to developmental and environmental signals. Source : Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

 

jasmonato

Diagram showing two potential pathways for synthesis ofJA. Pathogens and insects are shown to produce localized and systemic elicitors that interact with plasma membrane receptors. Receptor stimulation triggers lipase-mediated release of linolenic acid followed by conversion to JA by the concerted action of lipoxygenase (LOX), allene oxide synthase (AOS), allene oxide cy- clase (AOC), 12-oxo-PDA reductase, and /3-oxidation. A similar pathway is proposed to originate from plastid membrane. Source : Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

 

jasmonate formation

Source: Recent studies of the volatile compounds in tea. Ziyin Yang et al. Food Research International Volume 53, Issue 2, October 2013, Pages 585-599

Now is necessary to say a fundamental thing or that this molecule, due to its structure, is present in the plants as 1R, 2R and 1S, 2S enantiomers, and 1R, 2S and 1S, 2R epimeric forms (because each form has a different pheromone activity). Simply put, the above are four molecules that have the same atoms, the same bonds but these atoms and bonds are placed in a different way in space. Our smell, even from the same molecule, is able to discern between the various forms (for example the same thing happens with limonene *) and so the four forms have different “aromatic power”.

jasmonate epimer

The four steroisomers of methyl jasmonate. Source: Odor Thresholds of the Stereoisomers of Methyl Jasmonate. SourceTerry E. Acree, Ritsuo Nishida, and Hiroshi Fukami. J. Agric. Food Chem. 1985, 33, 425-427

It has been determined that Form 1R, 2S is the one having the highest impact on aroma while the other forms are either odorless or contribute very lightly.

And at this point tea processing comes into play because it has been proven that a rise in temperature, as it happens during tea processing, leads to the transition from 1R-2R to 1R-2S (technically you can say that you have a thermal isomerization) with the consequence that after oolong processing is more perfumed. So a close temperature
control of the heating process is considered indispensable to produce high-quality oolong tea.

Note

*Limonene is present in nature in two forms and our smell can distinguish them. One gives the distinctive lemon flavor while the other has orange flavour.

Sources:

Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress. R A. Creelman and J. E. Mullet. Proc Natl Acad Sci U S A. 1995 May 9; 92(10): 4114–4119.

Stereoisomers of Methyl Jasmonate. Terry E. Acree, Ritsuo Nishida, and Hiroshi Fukami. J. Agric. Food Chem. 1985, 33, 425-427.

Optical Isomers of Methyl Jasmonate in Tea Aroma. Dongmei Wang et. al. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 60:3, 508-510 (1996)

Recent studies of the volatile compounds in tea. Ziyin Yang et al. Food Research International Volume 53, Issue 2, October 2013, Pages 585-599.

Tea aroma formation, Chi-Tang Ho et al., Food Science and Human Wellness 4 (2015) 9-27.

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...