Piąty smak zwany umami – odkrycie naukowców

Smak jest jednym z pięciu zmysłów, w jaki został wyposażony człowiek. Dzięki niemu potrafimy określić smaki wielu potraw, wybrać te, które nam odpowiadają oraz te, których nie tolerujemy. Oczywiście postrzeganie i akceptowanie bądź nie danego smaku jest cechą indywidualną, a sam zmysł, mimo dość szczegółowego zbadania, kryje jeszcze w sobie wiele tajemnic. Zmysł smaku to zdolność rozróżniania substancji za pomocą zakończeń nerwowych znajdujących się w kubkach smakowych brodawek języka. Kubki smakowe nie tylko występują na brodawkach, również zlokalizowane są na podniebieniu, w nabłonku gardła, nagłośni oraz górnej części przełyku. Człowiek ma około 10000 kubków smakowych. W każdym kubku znajduje się 50 – 150 receptorów smakowych. Bez tego zmysłu nasz świat doznań byłby znacznie uboższy.

Badania nad zmysłem smaku zapoczątkowano już w czasach starożytnych. Prowadził je Arystoteles, a także Hipokrates. Arystoteles poza smakami głównymi, czyli gorzkim i słodkim, wyróżniał kilka innych: soczysty, cierpki, ostry, słony, kwaśny. Z okresu starożytności pochodzą pierwsze próby klasyfikacji wrażeń smakowych. Bardziej intensywne badania nad smakiem zaczęto przeprowadzać dopiero w XIX wieku, w dobie rewolucji przemysłowej, kiedy to smak, a właściwie zachowanie smaku i przedłużenie jego trwałości, stało się kluczowym celem w przemyśle spożywczym. Wyróżniono wtedy cztery główne smaki: gorzki, słodki, słony oraz kwaśny. Receptory słodyczy są najliczniejsze na czubku języka, słonego smaku zaraz za nimi, po obu stronach języka, a gorzkiego i kwaśnego jeszcze dalej za nimi, z tyłu. Pierre Francois, dyrektor oddziału Nestlé Polska SA w Poznaniu (doktoryzował się w badaniach nad smakiem), mówi, że mężczyźni wolą smaki prostsze niż kobiety, które z większą finezją komponują swoje ulubione potrawy. Naukowcy podczas zjazdu Amerykańskiego Towarzystwa Krzewienia Nauki w Seattle poinformowali natomiast o odkryciu genu ST (Super Taste – Super Smak), który prawdopodobnie decyduje o zmiennej wrażliwości na różne produkty spożywcze. Wedle naukowców wszyscy posiadamy gen ST, ale jego wpływ na nasz apetyt może być zróżnicowany. Wszystko zależy od tego, jaką formę genu odziedziczyliśmy: dominującą czy recesywną. Do pierwszej grupy należą najbardziej wybredni smakosze, do drugiej ci, którzy jedzą wszystko, gdyż wszystko im smakuje. Konsekwencje łatwo przewidzieć: nosiciele dominującego genu ST są szczuplejsi, więc odporniejsi na cukrzycę, choroby serca i niektóre nowotwory. Mają aż pięciokrotnie więcej kubków smakowych niż niewybredni, dzięki czemu reagują na bardzo subtelne bodźce smakowe.

1. słodki – węglowodany, szczególnie proste i dwucukry,
2. słony – sole sodu i potasu, a dokładnie kationy tych metali,
3. kwaśny – kwasy organiczne i nieorganiczne,
4. gorzki – alkaloidy i wiele soli nieorganicznych,
5. umami – aminokwasy – obecność kwasu glutaminowego.

Istnienie piątego smaku podejrzewał już słynny mistrz kuchni i krytyk kulinarny przełomu XVIII i XIX wieku, Jean Anthelme Brillat-Savarin. Twierdził on, iż za złożony, aromatyczny smak przysmażonego mięsa lub boczku, słony z odrobiną słodyczy i bardzo przyjemny, odpowiada „molekuła” nazwana przez niego osmazomem. We francuskiej terminologii kulinarnej słowa tego wciąż używa się niekiedy na określenie charakterystycznego wrażenia smakowego. Około stu lat po Brillat-Savarinie, na początku XX wieku, a mianowicie w 1908 roku, japoński psychofizyk Kikunae Ikeda wyszczególnił ów piąty smak. Nadał mu nazwę umami, co w wolnym przekładzie znaczy smaczny lub wyśmienity. Po niemalże całym wieku badań i rozważań na temat tego odkrycia, w 2000 roku oficjalnie dołączono ów nowy smak do pozostałej czwórki. Smak umami odpowiada za wykrywanie kwasu glutaminowego (aminokwas), który występuje w mięsie (szczególnie w wołowinie), wodorostach, a także w potrawach sfermentowanych, popularnych w kuchni azjatyckiej – sosach rybnych, sosach sojowych, pastach krewetkowych, a także w serach pleśniowych, parmezanie, mleku, ziemniakach i produktach zbożowych. Receptor umami wychwytuje też poszczególne nuty smakowe z między innymi pomidorów, orzechów, winogron, brokułów oraz grzybów. Produkcję oczyszczonego glutaminianu na skalę handlową pierwsi rozpoczęli Japończycy w 1908 roku, kiedy udało się im wyizolować ten związek z wodorostów listownicy japońskiej. Obecnie otrzymuje się go głównie z glutenów zbożowych takich jak gluten pszenny, kukurydziany i sojowy, a także z melasy powstającej przy produkcji cukru z buraka oraz przez mikrobiologiczną fermentację węglowodanów. Opracowano też chemiczny odpowiednik naturalnego „umami”. Wynaleziono metodę syntetycznego otrzymywania glutaminianu sodu, co znacznie obniżyło koszty jego produkcji. Syntetyczny odpowiednik umami – glutaminian sodu inaczej E621 lub MSG to nic innego jak związek chemiczny wzmacniający smak i zapach. Co ciekawe czysty glutaminian prawie nie ma smaku, ale dodany do potrawy wydobywa z niej oryginalne walory smakowe, wzmacnia zapach, pobudza ludzki apetyt. Sprawia, że potrawa bardzo zyskuje na smaku. Nie umiemy powiedzieć, dlaczego tak jest, bo nie potrafimy tego efektu smakowego opisać w kategoriach znanych nam smaków. Niejednokrotnie jednak można się spotkać z kojarzeniem go z mięsnym posmakiem, co może być związane z odkryciem nośników smaku umami w grupie oligopeptydów. Chętnie jednak sięgamy po „umamione” produkty. W Polsce jako czysty związek chemiczny jest trudno dostępny, podobno można go kupić w Czechach, natomiast jest podstawą „vegety”, „kucharka”, zupek chińskich, przyprawy maggi, kostek rosołowych i innych tego typu przypraw. W chińskich książkach kucharskich jest podawany jako podstawowy składnik chemiczny prawie każdej potrawy, podobnie jak u nas sól. Mówi się o nim, że jest to „sekretny dodatek” używany przez wielu kucharzy słynnych restauracji i hoteli. W grupie tej najbardziej interesujący jest tzw. „pyszny” oktapeptyd Lys-Gly-Asp-Glu-Glu-Ser-Leu-Ala, który został wyizolowany z wołowiny trawionej papainą. To właśnie ten oktapeptyd odpowiedzialny jest w dużym stopniu za smak rosołu wołowego. Poza polepszaniem smaku E621 nie ma żadnych wartości odżywczych. Jego oddziaływanie na organizm człowieka jest nie do końca poznane. Wiadomo jednak, że substancja ta w dużych ilościach jest szkodliwa dla zdrowia.

Smak umami jest odczuwalny całą powierzchnią języka. Grupa naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego z San Diego pod kierunkiem Charlesa Zukera w 2002 roku zidentyfikowała receptor odpowiedzialny za rozpoznawanie smaku aminokwasów. Receptor ten, zwany T1R1+3 należy właśnie do grupy receptorów umami. Co ciekawe, jest on zdolny do wyczuwania wszystkich dwudziestu naturalnie występujących L-aminokwasów (lewoskrętnych), nie reaguje natomiast na żadne inne substancje jak również na D- aminokwasy (prawoskrętne). Warto dodać, że wszystkie aminokwasy naturalnie występujące w organizmach żywych, budujące wszystkie znane białka, są L-aminokwasami. D-aminokwasy nie są natomiast produkowane przez żywe organizmy. Receptor T1R11+3, reagując tylko na L-aminokwasy, działa wybiórczo, selekcjonując tylko takie związki, które mogą przydać się organizmowi do pozyskania energii lub budulca. Mimo że jeden receptor odpowiada za smak wszystkich aminokwasów, ma on dość szerokie spektrum wywoływanych doznań. Stąd niektóre aminokwasy są bardziej słodkie i „bardziej umami”, a inne bardziej kwaśne. Receptor T1R1+3 ponadto różnie działa u różnych gatunków ssaków. Składa się on z dwóch części, kodowanych przez dwa różne geny. Geny te różnią się sekwencją DNA u myszy i ludzi, co powoduje różnice w odczuwaniu smaku. Na szczęście, można by rzec, gdyż inaczej wszystkim zwierzętom smakowałoby to samo.

Odkrycia z ostatnich dziesięcioleci dwudziestego wieku dowiodły, iż zarówno kora mózgowa jak i kubki smakowe zawierają magistrale informacyjne zarezerwowane dla smaku umami. Przyłączenie glutaminianu do receptorów smakowych (T1R1+T1R3) inicjuję kaskadę zdarzeń, w wyniku których informacja chemiczna zostaje przetłumaczona na impulsy elektryczne zrozumiałe dla komórek nerwowych mózgu. Kora czołowo – oczodołowa zawiera komórki wyczuwające pojedyncze kategorie smakowe. Wyróżniana jest również pośród nich grupa komórek wrażliwa na umami. Komórki te pracują intensywniej, gdy na języku znajduje się parmezan lub suszone pomidory. Jednakże, gdy stymulacja ta jest długotrwała efekt, wbrew naszym pragnieniom nie jest potęgowany, tylko maleje, – czego doświadczmy, gdy jemy kolejną miskę Shanghai. Jest to tak zwany efekt samoograniczający. Substancje umami same nie posiadają smaku, dopiero, gdy zostaną zmieszane z innymi składnikami pożywienia wywołują efekt pełnego, zrównoważonego smaku. Wzmacniają one również odczuwanie bodźców zapachowych, przez co potęgują w korze mózgowej złożone wrażenia smakowo – zapachowe.

Jeszcze o glutaminianie

Niektórzy producenci żywność reklamują swoje produkty zaznaczając na opakowaniu, że nie zawierają one glutaminianu sodu. Często też starają się ukryć jego obecność w swoich wyrobach pod różnymi nazwami, np: ekstrakt z autolizowanych drożdży, roślinny hydrolizat białkowy, przyprawa albo aromat naturalny. Zasady używania E621 są w Unii Europejskiej ściśle ustalone. Jeśli jednak będziemy codziennie spożywać kilka potraw z dodatkiem E621, jego koncentracja w organizmie może być już szkodliwa.

Minęła już dekada od odkrycia umami, a Japończycy znów do wiadomości publicznej podali wiadomość o znalezieniu nowego smaku, zwanego kokumi. Krytycy kulinarni całego świata ucieszyli się na wieść, że dostają do ręki nowe narzędzie opisu potraw, tymczasem kokumi to… brak smaku. A dokładniej składniki pożywienia związane z kokumi nie mają żadnego smaku, który można by wyróżnić, tudzież określić. Zamiast tego, wzmacniają doznania płynące z kosztowania innych smaków, aktywując znajdujące się na języku receptory białkowe. Dzięki kokumi słone produkty są jeszcze bardziej słone, a umami… bardziej umami. Kokumi znaleźć można w niektórych artykułach spożywczych znajdujących się praktycznie w każdej kuchni. Należą do nich między innymi cebule, czosnek, ser i ekstrakt z drożdży. Związki, które tworzą kokumi to wapń, protaminy (które można znaleźć w śledzionie lub ikrze ryby), L-histydyna i glutation, który jest obecny w wyciągu z drożdży. Intensywność kokumi, a za jego pośrednictwem również innych smaków, można zwiększyć stosując rozmaite techniki kulinarne takie jak marynowanie, opiekanie, suszenie, warzenie czy duszenie. Japońscy naukowcy, którzy dokonali tego odkrycia, uważają je za przełomowe, ponieważ potencjał tkwiący w kokumi może stanowić o przyszłości zdrowych produktów. Zredukowanie ilości znajdującego się w nich cukru, soli i tłuszczu nie wiązałoby się z poświęceniem smaku tych artykułów spożywczych, które dzięki temu byłyby znacznie bardziej przyjazne dla naszych organizmów. Dodatek kokumi wpłynąłby bowiem na wzmocnienie smaku płynącego już z niewielkiej ilości niezdrowego składnika. A wyprodukowanie na przykład praktycznie pozbawionych sodu i tłuszczu chipsów, które wciąż smakują jak najprawdziwsze chipsy w istocie byłoby przełomem w żywieniu zachodniej cywilizacji. Problem w chwili obecnej pozostaje jednak odkrycie, jak aktywować receptory wapnia i w jaki sposób można je łączyć z tłuszczem w produktach spożywczych takich jak sery i masło. Wiadomo bowiem, że istnieją na języku swoiste kanały wapniowe, które łączą się z wapniem (wyłapują) zawartym w pożywieniu i to one odpowiadają za owo „nowe” doznanie smakowe”.

Jaki jest mój ulubiony smak? Nie jest to żaden z czterech podstawowych. Raczej ich wypadkowa. Nie potrafię go nazwać, potrafię opisać. Nieprecyzyjnie, bo to potrafi moje podniebienie i kubki smakowe. I ciągle szukam. Może nagle pojawi się ten idealny?