Caratterizzazione di geni di coffea arabica L.correlati alle caratteristiche di qualità in tazza della bevanda di caffè.

Del Terra, Lorenzo

Del Terra, Lorenzo

2008-04-21

http://hdl.handle.net/10077/2704

Doctoral Thesis

Contributor(s)

Suggi Liverani, Furio

Abstract

La bevanda di caffè è bevuta ed apprezzata in tutto il mondo per le sue qualità organolettiche. Queste sono numerose e sfaccettate in molti diversi aspetti, che vanno dal contenuto in caffeina alle proprietà antiossidanti. Inoltre, il caffè presenta un ricchissimo profilo aromatico, composto da circa un migliaio di composti volatili che contribuiscono a dare alla bevanda il suo aroma caratteristico. Questo complesso aroma è fortemente influenzato da numerosi fattori quali l’origine geografica della pianta, la sua varietà botanica e le modalità di lavorazione del frutto e del seme dopo la raccolta. Tutti questi fattori contribuiscono a dare a ciascun tipo di caffè un aroma unico, discriminabile sia dal punto di vista sensoriale che chimico. Le sostanze che compongono il profilo aromatico della bevanda di caffè sono state studiate sotto molti aspetti, da quello analitico a quello sensoriale. Non è invece stato svolto alcuno studio sull’origine biochimica e biomolecolare di tali composti nella pianta di Coffea arabica, nonostante ricerche in tal senso siano già state svolte in altre piante importanti dal punto di vista alimentare ed economico. Il presente lavoro si è posto l’obiettivo di identificare e caratterizzare alcuni geni della pianta di Coffea arabica, che potessero essere correlati alla qualità percepita dal consumatore finale nella tazzina di caffè. I geni che meglio soddisfacevano questi requisiti sono stati individuati nelle monoterpene sintasi. I monoterpeni sono infatti tra i più importanti composti odorosi vegetali, responsabili delle note aromatiche positive di tè, caffè, vino, presenti negli olii essenziali di numerose piante aromatiche quali salvia, basilico, menta, e nelle resine di pini ed abeti. Sono stati quindi disegnati dei primer degenerati sulla base delle sequenze di monoterpene sintasi presenti nei database pubblici. Questi primer hanno consentito di amplificare 3 trascritti di Coffea arabica, la cui sequenza completa è poi stata ottenuta mediante la tecnica RACE. Queste putative monoterpene sintasi sono state isolate da vari cDNA sintetizzati da fiore, drupa a vari stadi di maturazione, e seme. L’analisi di queste sequenze mediante BLAST e analisi filogenetica ha permesso di stabilire la loro elevata omologia con geni noti di monoterpene sintasi, confermando quindi il loro status di putative monoterpene sintasi. Questi trascritti, denominati CaMTS (Coffea arabica MonoTerpene Sintasi) sono i primi geni isolati dalla pianta di caffè a poter essere correlati alla qualità percepita in tazza in termini di aroma, percezione olfattiva e gustativa della bevanda, e quindi -in ultima analisi- di apprezzamento edonistico del prodotto. La loro importanza è quindi notevole, anche se la complessità della composizione chimica del caffè suggerisce l’esistenza di una famiglia genica molto numerosa, di cui i 3 geni individuati sono sicuramente solo una piccola parte. Come evidenziato dalle analisi filogenetiche, però, i geni di monoterpene sintasi tendono ad essere molto simili all’interno di una stessa specie, per cui la conoscenza dei primi enzimi di questa famiglia in Coffea arabica sarà presupposto fondamentale per la caratterizzazione di ulteriori geni di questo tipo, fatto che porterà gradualmente ad approfondire la conoscenza dei meccanismi che legano la genetica della pianta di caffè alla qualità del prodotto finale.