Ана Сан Габріель
Інститут наук про життя, Ajinomoto Co., Кавасакі, Японія

Смаку умамі виповнилося 100 років з часу його відкриття в Японії, коли його тільки почали визнавати на Заході завдяки недавньому відкриттю рецепторів умами у смакових клітинах. Сьогодні це вже вважається одним із п’яти основних смаків поряд із солодким, солоним, кислим і гірким.

Народження нового смаку

Умамі був відкритий професором Кікунае Ікеда з Імператорського університету Токіо з бульйону водоростей Laminaria japonica (даші), що багатий речовинами умами (рис. 1).

персепнет
Фігура 1. Фотографія професора Кікунае Ікеда

Доктор Ікеда виявив, що даші підвищує смак тофу, надаючи аромат, який не можна віднести до жодного з основних смаків, відомих на той час. Доктор Ікеда вперше спробував смак помідорів та м’яса у Німеччині, коли навчався у лауреата Нобелівської премії з хімії Вільгельма Оствальда. Проаналізувавши складові бульйону екстракцією, очищенням та кристалізацією, він визначив глутамінову кислоту відповідальною за смак, який він назвав умами, що походить від японського слова umai (смачний), і провів численні тести для отримання ароматизатора на основі глутамату аж до отримання глутамату натрію (MSG), який був визнаний стабільним, розчинним у воді та стійким до вологи. 1 (Ікеда, 1909). З розвитком промислового процесу виробництва великих кількостей MSG з пшениці, Kikunae Ikeda подав заявку на патент, який завдяки співпраці з промисловцем Saburosuke Suzuki дозволив йому комерціалізувати MSG в Японії в рамках одного з перших партнерських відносин між галуззю. і університет у цій країні.

Сьогодні GMS є однією з найбільш використовуваних добавок, яка найбільше сприяла досягненню харчової промисловості; і важливість патенту Kikunae Ikeda було визнано урядовим патентним відомством Японії, яке включило Kikunae Ikeda до числа десятки найкращих японських винахідників, поряд з Hidetsugu Yagi (антена), Kyota Sugimoto (машина написання японської мови), Кокічі Мікімото (вирощування перлин) та Йокічі Такаміне (очищення адреналіну).

У 1913 р. Шінтаро Кодама, учень професора Ікеда, виявив, що інозин монофосфат є ще однією речовиною умами в стружках боніто, і в 1957 р. Професор Акіра Кунінака не тільки описав гуанозинмонофосфат як умами в грибах шиітаке, але також здатність інозинувати або гуанілат для посилення смаку глутамату. Цікаво, що гриби шиітаке та пластівці боніто використовуються протягом століть в японській кухні, щоб підкреслити смак умами.

Підтвердження смаку умами

Підтвердження смакових рецепторів умами

Перша публікація рецепторів умами з’явилася в 2000 році з описом у келихоподібних сосочках варіанту рецептора глутамату, який зазвичай міститься в мозку (смак-mGluR4). 9 Другим знайденим смаковим рецептором умами є гетерогенний димерний рецептор смаку 1 типу 1 і типу 3 (T1R1/T1R3) 10,11 (рис. 2).

Малюнок 2. Схема трьох кандидатів смакових рецепторів умами. Глутамат зв'язується з позаклітинною областю, яка виступає з клітинної мембрани смакової клітини

T1R1/T1R3 реагує на велику кількість амінокислот у мишей на додаток до глутамату10, тоді як у людини він переважно чутливий до глутамату; 11 хоча, як у людей, так і у мишей, IMP посилює дію глутамату на рецептор.

Дослідження на мишах, у яких був вибитий білок T1R3, показали, що цей рецептор необхідний для активації КТ-нерва та виявлення глутамату в сенсорному тесті всього за кілька секунд. 12 Однак зміни T1R3 було недостатньо, щоб вплинути ні на GL-нерв, ні на перевагу прийому MSG протягом 48 годин; 13, з якими підозрюють, що T1R1/T1R3 - не єдиний рецептор, який бере участь у виявленні та перевазі глутамату.

Синергізм між глутаматом і нуклеутидами

Оскільки Акіра Кунінака виявив, що деякі нуклеутиди посилюють відчуття умами, синергізм вважається основною властивістю цього аромату. Нещодавно було виявлено, що нуклеутиди є алостеричними модуляторами, які роблять зв'язування рецепторів глутамату більш стабільним, зберігаючи щільно закриту конфігурацію мухоловки Венери у білку T1R1. 19

З іншого боку, T1R1 переважає лише в грибкоподібних сосочках, а не в келихоподібних або листяних сосочках, де знайдено сенсорне поле умами. 20 Крім того, сенсорні клітини в келихоподібному сосочку мишей, у яких вибитий T1R3, реагують на глутамат, хоча зі зменшеною амплітудою. 14 Беручи до уваги, що синергізму в GL-нерві між глутаматом і нуклеутидами майже не існує, 21, все ще залишається з'ясувати, чому регіон, в якому сприйняття умами, здається, переважає синергізм, не є помітним, але, однак, є специфічна властивість смаку умами при проведенні сенсорних тестів.

Інші фізіологічні функції смаку умами

Сенсорні клітини мови згруповані в структури від 50 до 100 клітин, які називаються смаковими рецепторами, за допомогою яких ми сприймаємо аромати. Після активації рецептори смаку передають цю інформацію до лицьових нервів, а потім до мозку, де вона обчислюється. І хоча сенсорні клітини видаються унікальними для мови, давно відомо, що подібні до мови клітини існують у травному тракті. 22,23 Деякі з них - одиночні клітини, що спеціалізуються на хімічному сприйнятті; 24-27, тоді як інші є клітинами шлунково-кишкової системи, такі як нейроендокринні клітини, в яких сенсорні рецептори модулюють свою активність. 28-31 Якщо різні смаки є маркерами якості їжі, солодке вказує на потрапляння вуглеводів і регулює секрецію інсуліну, 31 вважається, що глутамат означає поглинання амінокислот 32 і готує його перетравлення.

Вже на мові відчуття глутамату індукує рефлекс, який активізує блукаючий нерв шлунка та підшлункової залози 33 і збільшує секрецію слини. 34 У шлунку глутамат є потужним стимулятором сенсорних волокон блукаючого шлунка, властивості, якої не вистачає іншим амінокислотам. 35 В недавньому дослідженні ми продемонстрували, що зимогенні або основні клітини шлунку експресують рецептор mGluR1 у просвіті кисневих залоз36, хоча ми все ще не знаємо, чи діє глутамат через mGluR1 для регулювання блукаючого нерва, оскільки T1R1 також з'являється виражатися в шлунку. 24

Група з Інституту Павлова оцінила активність глутамату в перетравленні білків, використовуючи собак з мішком Павлова (шлункова кишеня). Глутамат збільшує секрецію кислоти та пепсиногену в мішечку із сумішшю амінокислот, але не при самостійному введенні. 37 З того, що ми виводимо, що глутамат у дієті, крім стимулювання смаку умами, підсилює шлункову фазу перетравлення білка, можливо завдяки рецепторам смаку, що знаходяться в слизовій оболонці шлунка.

Таким чином, глутамат є фізіологічно активною речовиною в травній системі 38 і основним джерелом енергії для засвоєння поживних речовин в ентероцитах, які вловлюють до 95% глутамату в їжі. 39 Насправді переважне використання глутамату для метаболізму в кишечнику перешкоджає прямому доступу глутамату до брижової вени, відповідальної за збір поживних речовин, які всмоктуються в кишечнику. Грудне молоко також містить значну кількість вільного глутамату, 40 що пропонує одне з перших чуттєвих відчуттів немовляти, крім можливого полегшення перетравлення білка та засвоєння поживних речовин.

Висновок

Смак умами народився сто років тому як поза законом смак з мало наркоманів. Але численні дослідження нарешті дозволили класифікувати його серед основних смаків: умами відрізняється від інших смаків за допомогою психофізичних тестів, лицьові нерви реагують на MSG і існують специфічні рецептори для речовин умами. Як смак, умами виявляється складним і збільшує смакові якості їжі. Сьогодні ми вважаємо, що пристрасть до цього смаку, той факт, що глутамат є ароматизатором, зумовлена ​​його здатністю посилювати та регулювати травлення білка та функціонування шлунково-кишкового тракту. На даний момент ми лише починаємо розуміти складність численних фізіологічних функцій, пов’язаних зі смаком умами, і є ще безліч полів для дослідження. Ми сподіваємось, що в найближчі 100 років будуть знайдені всі рецептори умами та зрозуміти їх відповідні функції як у смакових клітинах, так і в шлунково-кишковій системі.

Бібліографія:

1. Ікеда К. «Нові приправи». J Tokyo Chem Soc 1909; 30: 820-836.