Ана Сан Габриел
Институт по науки за живота, Ajinomoto Co., Kawasaki, Япония

Вкусът на умами е на 100 години от откриването му в Япония, когато току-що е започнал да бъде разпознат на Запад благодарение на неотдавнашното откритие на умами рецепторите във вкусовите клетки. Днес той вече се счита за един от петте основни вкуса заедно със сладко, солено, кисело и горчиво.

Раждане на нов вкус

Umami е открит от професор Kikunae Ikeda от Императорския университет в Токио от бульона на водораслите Laminaria japonica (dashi), който е богат на вещества умами (фиг. 1).

percepnet
Фигура 1. Снимка на професор Кикунае Икеда

Д-р Икеда открива, че даши повишава вкуса на тофу, придавайки аромат, който не може да се отдаде на нито един от основните вкусове, известни дотогава. Това беше вкус, общ за доматите и месото, който д-р Икеда за пръв път опита в Германия, когато учи при Нобеловия лауреат Вилхелм Оствалд по химия. След като анализира съставките на бульона чрез екстракция, пречистване и кристализация, той идентифицира глутаминовата киселина като отговорна за аромата, който той нарича умами, получен от японската дума umai (вкусен), и проведе множество тестове за получаване на ароматизатор на основата на глутамат до получаване на мононатриев глутамат (MSG), за който е установено, че е стабилен, разтворим във вода и устойчив на влага. 1 (Икеда, 1909). С развитието на индустриален процес за производство на големи количества MSG от пшеница, Kikunae Ikeda кандидатства за патент, който благодарение на сътрудничеството с индустриалеца Saburosuke Suzuki му позволява да комерсиализира MSG в Япония в едно от първите партньорства между индустрията и университета в тази страна.

Днес GMS е една от най-използваните добавки и е допринесла най-много за напредъка на хранителната индустрия; и важността на патента Kikunae Ikeda е призната от японското правителствено патентно ведомство, което е включило Kikunae Ikeda сред един от десетте най-добри японски изобретатели, заедно с Hidetsugu Yagi (антената), Kyota Sugimoto (машината за писане на японски), Kokichi Mikimoto (отглеждане на перли) и Jokichi Takamine (пречистване на адреналина).

През 1913 г. Шинтаро Кодама, ученик на професор Икеда, открива, че инозин монофосфатът е друго вещество умами в стърготините от паламуд, а през 1957 г. професор Акира Кунинака не само описва гуанозин монофосфат като умами в гъби шийтаке, но и способността на инозинат или гуанилат за подобряване на вкуса на глутамат. Интересното е, че гъбите шийтаке и стърготините от паламуд се използват от векове в японската кухня, за да подчертаят вкуса на умами.

Умами потвърждение на вкуса

Потвърждение на вкусовите рецептори на умами

Първата публикация на умами рецепторите се появява през 2000 г. с описанието в бокаловите папили на вариант на глутаматен рецептор, който обикновено се намира в мозъка (вкус-mGluR4). 9 Вторият намерен вкусов рецептор на умами е хетерогенният димерен вкусов рецептор 1 тип 1 и тип 3 (T1R1/T1R3) 10,11 (фиг. 2).

Фигура 2. Схема на трите кандидат-вкусови рецептора за умами. Глутаматът се свързва с извънклетъчната област, която излиза от клетъчната мембрана на вкусовата клетка

T1R1/T1R3 реагира на голямо разнообразие от аминокиселини при мишки в допълнение към глутамат, 10 докато при човека е предимно чувствителен към глутамат; 11 макар и при хора, и при мишки, IMP усилва ефекта на глутамат върху рецептора.

Проучвания върху мишки, при които бе избит протеинът T1R3, показаха, че този рецептор е необходим за активиране на CT нерва и откриване на глутамат в сензорен тест от само няколко секунди. 12 Промяната на T1R3 обаче не беше достатъчна, за да повлияе нито на GL нерва, нито на предпочитанието за поглъщане на MSG в продължение на 48 часа; 13, с които се подозира, че T1R1/T1R3 не е единственият рецептор, участващ в откриването и предпочитанието към глутамат.

Синергизмът между глутамат и нуклеутиди

Тъй като Акира Кунинака установи, че някои нуклеутиди усилват усещането за умами, синергизмът се счита за основно свойство на този вкус. Наскоро беше установено, че нуклеутидите са алостерични модулатори, които правят свързването на глутаматния рецептор по-стабилно, като поддържат конфигурацията на мухоловката на Венера плътно затворена в протеина T1R1. 19.

От друга страна, T1R1 преобладава само в гъбични папили, а не в чаши или листни папили, където се намира сензорното поле на умами. 20 Освен това сензорните клетки в бокаловата папила на мишки, при които T1R3 е избит, реагират на глутамат, макар и с намалена амплитуда. 14 Като се има предвид, че синергизмът в GL нерва между глутамат и нуклеутиди почти не съществува, 21, все още остава да се изясни защо регионът, в който възприемането на умами изглежда преобладава в синергизма, не е забележим и въпреки това е специфично свойство на вкуса на умами при извършване на сетивни тестове.

Други физиологични функции на вкуса на умами

Сензорните клетки на езика са групирани в структури от 50 до 100 клетки, наречени вкусови пъпки, чрез които възприемаме вкусове. Вкусовите рецептори, след като бъдат активирани, пренасят тази информация към лицевите нерви и след това към мозъка, където тя се изчислява. И въпреки че сензорните клетки изглеждат уникални за езика, отдавна е известно, че подобни на езика клетки съществуват в храносмилателния тракт. 22,23 Някои от тях са единични клетки, специализирани в химическото възприятие; 24-27, докато други са клетки на стомашно-чревната система, като невроендокринни клетки, в които сензорните рецептори модулират своята активност. 28-31 Ако различните вкусове са маркери за качеството на храната, сладкото показва поглъщането на въглехидрати и регулира секрецията на инсулин, 31 се смята, че глутаматът означава поглъщането на аминокиселини 32 и подготвя храносмилането му.

Вече на езика, усещането за глутамат предизвиква рефлекс, който активира блуждаещия нерв на стомаха и панкреаса 33 и увеличава секрецията на слюнка. 34 В стомаха глутаматът е мощен стимулатор на сензорните влакна на стомашния вагус, свойство, което липсва на други аминокиселини. 35 В скорошно проучване демонстрирахме, че зимогенните или основните клетки на стомаха експресират mGluR1 рецептора в лумена на кислородните жлези, 36 въпреки че все още не знаем дали глутаматът действа чрез mGluR1 за регулиране на блуждаещия нерв, тъй като T1R1 също изглежда експресиран себе си в стомаха. 24

Група от Института Павлов е оценила активността на глутамата в храносмилането на протеини, използвайки кучета с торбичката Павлов (стомашен джоб). Глутаматът увеличава секрецията на киселина и пепсиноген в торбичката със смес от аминокиселини, но не и когато се прилага самостоятелно. 37 От това, което извеждаме, че глутаматът от диетата, освен че стимулира вкуса на умами, засилва стомашната фаза на храносмилането на протеини, вероятно чрез вкусови рецептори, намиращи се в лигавицата на стомаха.

По този начин глутаматът е физиологично активно вещество в храносмилателната система 38 и основен източник на енергия за усвояване на хранителни вещества в ентероцитите, които улавят до 95% от глутамата в храната. 39 Всъщност преобладаващото използване на глутамат за чревен метаболизъм предотвратява директния достъп на глутамат до мезентериалната вена, отговарящ за събирането на хранителните вещества, които се абсорбират в червата. Кърмата също съдържа значително количество свободен глутамат, 40 предлагащ едно от първите сензорни преживявания на бебето, в допълнение към възможното улесняване на храносмилането и усвояването на хранителни вещества.

Заключение

Ароматът на умами се роди преди сто години като престъпник с малко пристрастени. Но многобройни проучвания най-накрая направиха възможно класирането му сред основните вкусове: умами се различава от другите вкусове с психофизични тестове, лицевите нерви реагират на MSG и има специфични рецептори за умами вещества. Като вкус, умами се оказва сложен и увеличава вкусовите качества на храната. Днес ние вярваме, че пристрастието към този вкус, фактът, че глутаматът е ароматизатор, се дължи на способността му да подобрява и регулира храносмилането на протеините и стомашно-чревното функциониране. По това време ние едва започваме да разбираме сложността на множеството физиологични функции, свързани с вкуса на умами, и все още има много полета за изследване. Надяваме се, че през следващите 100 години всички рецептори на умами ще бъдат открити и съответните им функции ще бъдат разбрани както във вкусовите клетки, така и в стомашно-чревната система.

Библиография:

1. Икеда К. «Нови подправки». J Tokyo Chem Soc 1909; 30: 820-836.