據統計：2012年，平均每個德國人要吃掉3.5kg草莓，較10年前增加了1kg。是什么原因使得人們對草莓特殊的味道難以忘懷？科學家對形成草莓特殊香味的原因進行了分子級層面的分析研究。
對很多德國人來說，沒有草莓的春天就像沒有足球的球場。在每年的春夏時節，從園中采摘回來或者從超市購買的鮮嫩多汁的草莓是最可口的水果了，由于口感豐富、氣味芳香，使其成為德國最受歡迎的水果之一。
那么，到底是什么原因使這種小小的水果令人久久難以忘懷？對此，慕尼黑技術大學生物化學系的科學家們進行了深入研究，并成功地在分子級層次上破解了形成草莓特有香氣、口味的香氣密碼。
圖1. 4-羥基2,5-二甲基-3（2H） -呋喃酮（HDMF）是草莓香味的關鍵密碼。
草莓的香氣研究
每種食品的香氣都表示其所含有的、鼻黏膜中的嗅覺細胞和舌頭時的味覺細胞能感受到的嗅覺材料和味覺材料的數量。如甜酸苦辣咸等都是通過味覺材料傳遞給人們的感覺印象，而食品也可通過其多種多樣的香味向人們傳達感覺印象。
研究表明：草莓向環境大氣釋放的天然香氣成分的種類多達300多種。但由于草莓釋放的大多數天然香氣的濃度低于人類嗅覺能感受到這種氣味的閾值，因此能夠辨別出來的草莓香氣種類有限。香味分析技術告訴我們：在天然濃度情況下，人類能夠感受到草莓釋放的12種復雜的組合氣味，其中包括果香酯、菠蘿酮和4-羥基2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（HDMF），它在市場上的商品名為呋喃酮。氣味重組實驗表明：把分析出來的12種草莓芳香組合物按照其天然濃度組成溶液稱之為草莓型溶液；從中去掉任何一種成分（如呋喃酮）后得到的香味就不再是草莓味了。由此發現，呋喃酮是描述草莓氣味的關鍵成分，也就是香味材料密碼，盡管其本身的味道使人聯想到焦糖甜。除了草莓之外，在菠蘿、西紅柿、獼猴桃和其他含糖水果中也都有呋喃酮的成分。研究人員在菠蘿中首次成功提取了HDMF。除了水果中會有天然合成的呋喃酮外，糖在受熱時也會產生呋喃酮：在美拉德反應中，含糖食品加熱制作菜肴時會形成呋喃酮。某些酵母菌和細菌能夠在美拉德反應中轉換成HDMF。另外，HDMF也是蟑螂荷爾蒙的組成部分。
從食品加工技術理論來講，這種香味材料可以工業化生產，并以商品名在市場上銷售。但隨著對天然材料消費需求的增長，人們對利用天然植物生物催化合成該材料的技術產生了濃厚的興趣。在成熟的草莓中，這種香味材料的含量可達50mg/kg，因此草莓也是最適合于HDMF合成的水果了。但由于酵母菌和細菌不能用簡單的de novo分子合成，因此其在這種香味材料的研究中沒有意義。
圖2. HDMF嗅覺材料的前體（橘黃色和紅球）構成了烯酮氧化還原酶FaEO（綠色）。
呋喃酮的生物合成
多年來，慕尼黑技術大學天然材料生物技術系的科學家們一直從事呋喃酮的生物合成研究。在成熟草莓果實中的不同放射性標記或者在穩定原子標記的前體分子幫助下，他們首先成功找到了合成草莓中HDMF原材料的途徑。研究證明：果糖在作為呋喃酮前體、形成草莓烯酮氧化還原酶（FaEO）并最終轉換成HDMF時起到了決定性的重要作用。
有趣的是，草莓果糖中復雜的碳分子結構中與目標分子之間沒有原來的縫隙。磷酸化的糖衍生物比沒有磷酸化的表現出了更高的鍵合率；像甲基戊糖這類在美拉德反應中有著高轉化率的結構在草莓果實中卻并未轉換為HDMF。對此，慕尼黑技術大學的科學家們成功描述了基本反應給出的詳細情況。宿主中生物催化劑FaEO的科隆和生產和其特性描述最終提供了FaEO是草莓香味中關鍵密碼的證明。根據這一研究成果，研究人員搞清楚了過去未知的轉換中間物質，并在西紅柿和菠蘿中找到了所使用的基因和酶。
圖3. 基片組合的詳細視圖（灰色半透明表面）清楚的表示了NADPH中的兩個電子轉移到HDMF香味材料（橘黃-紅的環形結構）中的過程，并形成了HDMF。
反應機制
為了清楚地說明生物催化劑在生物合成中是如何進行催化的，科學家們與慕尼黑技術大學生物化學系一起合作利用X射線結構分析技術對分子進行了三維掃描（如圖2所示）。
如同拼圖游戲一樣：這一分子由6個不同的酶分子鏈組成；它們最終在FaEO的催化作用下生成了香味材料呋喃酮。在催化反應的研究中主要是搞清楚尚未明確的反應機制：電子是如何有目的的到達前體分子規定位置處的（如圖3所示）。通過研究發現：FaEO蛋白質是生物催化器的第一個載體，這一發現為工業化的生物技術打開了方便之門。
生物合成途徑的優點
科學家們最新的研究成果揭示了水果中呋喃酮的重要信息，例如草莓中的呋喃酮。這一有著工業化生產的重要香味材料能在不久的將來以合成果糖的形式出現在市場上了，使我們的飲料、食品或者酸奶的口味更加豐富了。草莓種植者也可以從中受益。利用基因分析技術他們可以在將來有目的的選擇草莓品種，不再種植那些有基因缺陷、并可能影響草莓口味的品種了。也使草莓種植者免去了長年的種植園現場試驗、品種選育了。