Mullan hajua tutkittiin ensimmäisen kerran vuonna 1891, mutta sen aiheuttava pääyhdiste eristettiin vasta vuonna 1965 Gerberin ja Lechevalierin toimesta, ja he nimesivät sen geosmiiniksi (”Geo” maa; ”Osme” = haju).

Gerber osoitti sitten geosmiinin rakenteen vuonna 1968.

Geosmiinin ominaisuudet

Geosmiini on väritön neste, joka kuuluu terpenoidiöljyjen suureen perheeseen. Terpenoideilla on aromaattisia ominaisuuksia, mikä tarkoittaa, että ne luovuttavat hajua.

Muita esimerkkejä näistä molekyyleistä on eukalyptuksessa, kanelissa tai neilikassa.

Geosmiinilla on pistävä haju, ja erilaiset eläimet osoittavat sille äärimmäistä herkkyyttä. On raportoitu, että ihminen pystyy havaitsemaan 100 osaa biljoonasta.

Miten geosmiinia valmistetaan?

Maaperässä geosmiinin tuotannon katsotaan olevan yhden bakteerisuvun, Streptomycesin, ansiota. Nämä ovat maaperässä eläviä bakteereja, jotka epäsuotuisissa olosuhteissa kasvattavat itiöitä (ks. kuva), jotka voivat levitä uusiin, suotuisampiin olosuhteisiin, jolloin bakteerit selviytyvät.

Geosmiinin biosynteesi

Monien vuosien ajan geosmiinin tuotanto pysyi mysteerinä, mutta ratkaiseva hetki koitti, kun vuonna 2002 julkaistiin Streptomyces coelicolor A3(2) -bakteerin genomisekvenssi, joka oli John Innes Centre -yksikön Sir David Hopwoodin vetämä hanke.

Tutkijat pystyivät nyt luomaan tärkeän linkin geenin ja toiminnan välille. Myöhemmin professori Keith Chaterin laboratorio, niin ikään John Innes Centressä, osoitti, että yksi geeni koodaa entsyymiä, joka katalysoi geosmiinin synteesiä, ja professori David Canen laboratorio Brownin yliopistossa Yhdysvalloissa löysi prosessin taustalla olevan biokemian.

Miksi Streptomyces tuottaa geosmiinia?

Vaikka monilla sen valmistamilla monimutkaisilla molekyyleillä on antibioottiominaisuuksia – eli ne tappavat muita mikro-organismeja, jotka kilpailevat tilasta ja ravinnosta – näin ei ole geosmiinin kohdalla.

Sen sijaan geosmiini saattaa pelotella saalistajia ja houkutella itiöitä levittäviä organismeja. Geosmiini karkottaa hedelmäkärpäsiä, joten ne syövät epätodennäköisemmin materiaaleja, joissa Streptomyces kasvaa.

Epäillään, että geosmiini saattaa houkutella pieniä maaperän eläimiä, jotka päällystyvät itiöillä ja näin levittävät niitä maaperässä.

Hyvä haju vai paha haju?

Streptomyces on myös rikas antibioottien lähde, ja sen vuoksi se on laajamittaisen tutkimuksen kohteena, jonka tavoitteena on hyödyntää sen ominaisuuksia ja löytää uusia molekyylejä, joita voidaan käyttää kliinisessä käytössä.

John Innes -keskuksessa, jossa Streptomyces-tutkimuksella on pitkä historia, geosmiinin haju on monille tuttu ja miellyttävä. Ne meistä, jotka nauttivat sateen tuoksusta tai metsäkävelystä, ovat todennäköisesti samaa mieltä. Parfyymintekijät lisäävätkin geosmiinia rutiininomaisesti luodakseen maanläheisen tuoksun tuoksuihinsa.

Geosmiini aiheuttaa kuitenkin myös veden, viinin ja makeanveden kalojen pahanmakuisuutta, ja sen hajun poistamisella on joillekin huomattavaa kaupallista arvoa.