Вкус умами что это: Что такое вкус умами? — все самое интересное на ПостНауке

Рецептор вкуса умами • Антон Морковин • Научная картинка дня на «Элементах» • Физиология

Этот комплекс из двух белковых молекул, получивший название T1r2/T1r3 — один из рецепторов к вкусу умами, конкретно этот рецептор принадлежит рыбе японской оризии (Oryzias latipes). Ленты и шнуры изображают длинные цепочки из аминокислот, составляющие основу любого белка. Название «T1r» означает просто «Type 1 receptor» («рецептор типа 1»). Молекулы этого семейства, отдаленно родственные светочувствительным белкам опсинам, ответственны за хеморецепцию. В системе восприятия вкуса они функционируют в виде гетеродимеров — «тандемов» из двух неодинаковых молекул, которые устроены сходным образом у всех позвоночных животных и реагируют на свободные аминокислоты. Причем чувствительность рецептора к тем или иным аминокислотам неодинакова у разных видов животных, что связано с составом их диеты. У японской оризии эта молекула в первую очередь реагирует на глутамин, ион которого изображен на рисунке в активном центре рецептора: желтые шарики обозначают атомы углерода, составляющие «каркас» молекулы, синие шарики — атомы кислорода, а красные — аминогруппы.

Вкус умами — это пятый «базовый вкус» наряду с горьким, сладким, кислым и соленым; он характерен для продуктов с высоким содержанием белка. Но ведь разнообразие белков чрезвычайно высоко, и создать для них «универсальный» рецептор невозможно! Зато белки расщепляются до аминокислот, так что свободные аминокислоты всегда присутствуют в пище, и именно их было бы удобно использовать как «индикатор белковости». Для человека таким индикатором оказалась одна из самых распространенных в живой природе аминокислот — глутаминовая, а также ее натриевая соль, глутамат натрия (он же пищевая добавка E621). Глутаминовой кислотой богаты мясо, рыба, молоко. Например, в грудном молоке человека содержится примерно 300 мг/л глутаминовой кислоты — так что первое знакомство со вкусом умами происходит еще в младенческом возрасте.

Как и положено вкусовым рецепторам, специфические рецепторы к вкусу умами располагаются во вкусовых луковицах языка, которые в свою очередь концентрируются во вкусовых сосочках.

Мембраны рецепторных клеток содержат специфические белковые молекулы, взаимодействующие с теми или иными группами химических веществ. Так, кислый вкус определяется присутствием ионов водорода, соленый — натрия и некоторых других металлов. Эти два типа рецепторов представляют собой ионные каналы: прохождение соответствующих ионов изменяет электрический потенциал на мембране клетки и вызывает возбуждение рецептора. Горький и сладкий вкусы определяются более сложными молекулами, не всегда близкими друг к другу с точки зрения химии. Например, сладким вкусом обладают моносахариды, соли свинца и различные сахарозаменители. Горечь обычно связана с присутствием растительных алкалоидов. Все эти молекулы не проникают внутрь клетки: они связываются с мембранными белками-рецепторами, которые передают сигнал G-белками. Те, в свою очередь, запускают каскад химических реакций, который и приводит к активации рецептора. По этому принципу действуют и рецепторы к вкусу умами. У млекопитающих за него отвечают целых четыре типа рецепторов — помимо димера T1r2/T1r3, это белки mGluR4 и mGluR1 — метаботропные рецепторы к глутамату). К слову, рецепторы к сладкому очень сходны с одним из этих типов — они представляет собой комплекс из белков того же семейства, гетеродимер T1r1/T1r2.

Глутамат натрия часто называют «усилителем вкуса и аромата». В действительности глутамат лишь добавляет пище вкус умами, а также, благодаря присутствию иона натрия, соленый вкус. Запаха глутамат натрия и вовсе лишен, поэтому впечатление усиления возникает лишь за счет взаимодействия с другими вкусами. А вот вкус самой глутаминовой кислоты действительно можно усилить. Дело в том, что комплекс T1r2/T1r3 обладает дополнительной способностью — он взаимодействует с пуриновыми нуклеотидами и их предшественниками, инозиновой и гуанозиновой кислотами. Присутствие этих веществ значительно усиливает вкус умами.

Любопытно, что рецепторы к глутамату — иону глутаминовой кислоты — первоначально выполняли совершенно другую функцию. У всех позвоночных животных глутаминовая кислота — самый распространенный нейромедиатор: она участвует в передаче импульса от одной нервной клетки к другой. Молекулы, отвечающие за восприятие вкуса, — это модификации белков-рецепторов, функционирующих на мембранах нейронов. Но не стоит опасаться, что потребление глутамата как-то скажется на работе нервной системы. Большая часть этих аминокислот усваивается непосредственно в клетках кишечного эпителия, и для того, чтобы вызвать существенные изменения концентрации глутамата в крови, потребовалось бы съесть не менее 5 г этого вещества. Но даже в такой малореалистичной ситуации глутамат не сможет достичь мозга: его транспорт ограничен гематоэнцефалическим барьером, а избыток в крови быстро перерабатывается в печени.

Источник: C. Boisrobert et al., 2009. Ensuring Global Food Safety: Exploring Global Harmonization.

Рисунок из статьи N. Nuemket et al., 2017. Structural basis for perception of diverse chemical substances by T1r taste receptors.

Антон Морковин

15

Показать комментарии (15)

Свернуть комментарии (15)

Написать комментарий

Что такое умами? Умами и мраморная говядина Вагю

Что это такое “умами” и как его можно описать? Дословный перевод японского термина умами означает «приятный вкус» или «вкуснятина». Все мы знаем, что есть четыре основных вкуса — сладкий, соленый, кислый, горький. А есть умами — таинственный пятый вкус. Хотя уже и не такой таинственный, ведь к его изучению вполне официально подошли еще в начале прошлого века. Но обо всем по порядку.

Пробовали ли вы когда-либо что-то такое, чей вкус нельзя было описать одним словом? А замечали, что лишь при взгляде на некоторые блюда у вас уже появляются вкусовые ощущения во рту? Да что там при взгляде, при мысле о кусочке мраморного мяса или вкусного сыра во рту уже появляются специфический привкус. Так это действует он, умами!

Подумайте о стейке из мраморной говядины или о свежих морепродуктах. Подумайте о сыре с плесенью или хорошем вине — во всех них заключен умами, и список на этом не заканчивается.

Теперь же немного конкретики. Когда мраморная говядина начинает готовиться, то под воздействием тепла белки внутри подвергаются молекулярным изменениям. В этом процессе они (белки) полностью распадаются на различные единицы, одной из которых является L-глутамат — особая молекула, ответственная за умами. Подобно другим четырем основным вкусам, умами ощущается, когда L-глутамат связывается со специфическими рецепторами на нашем языке, вызывая цепную реакцию химических процессов, приводящих к вкусу. И все это мы знаем благодаря японскому ученому Кикунаэ Икеда, исследовавшему в начале прошлого века, что же такое умами.

Вообще , использование глутамата в кулинарии имеет долгую историю. Ферментированные ячменные соусы, богатые глутаматом, использовались в средневековой византийской и арабской кухне, а ферментированные рыбные и соевые соусы в Китае восходят к третьему веку.

Умами стал популярным среди производителей продуктов питания, пытающихся улучшить вкус продуктов с низким содержанием натрия. Кстати, есть теория, что умами является причиной популярности кетчупа.

Итак, глутамат — основная причина вкуса умами — присутствует в разных пропорциях в различных продуктах питания. К примеру, менее известные продукты, содержащие умами — помидоры, свекла, кукуруза и соевые бобы.

А из популярных продуктов с яркой концентрацией пятого основного вкуса можно отметить мраморную говядину Вагю. Ее приготовление это целое искусство, хотя дело не только в этом. Весь процесс производства Вагю сконцентрирован на том, чтобы максимально проявить умами. Начиная от содержания бычков и их откорма, а заканчивая технологией производства, хранения и поставки. И конечно последующий процесс готовки играет тут также немалую роль. Правильно приготовленное Вагю это высокая концентрация умами, что придает блюдам японской мраморной говядины не только свой особый вкус, но и сильно запоминающееся послевкусие.

О том, как следует готовить Вагю, чтобы максимально прочувствовать умами, читайте в нашей следующей статье.

Почему вкус умами так трудно объяснить

PopSci проводит сентябрь, заново учась есть. Какой бы интуитивной ни была наша любовь к еде, многое стоит между нами и оптимальным питанием. В этом месяце мы развеем мифы о диетах, откроем вкусные кухонные лайфхаки и исследуем наши самые распространенные заблуждения о питании.

Как бы вы описали вкус сыра пармезан? А как насчет послевкусия наваристого говяжьего бульона или землистых тонов свежих грибов? Вы почти можете его поместить, он просто на кончике вашего языка… ах, умами. Этот тысячелетний аромат был идентифицирован только за последние 120 лет и вошел в западный лексикон совсем недавно. Японское слово переводится как «приятный, пикантный вкус» или «насыщенность» и имеет свое место наряду со сладким, соленым, горьким и кислым в качестве основных вкусовых ощущений.

Основу вкуса умами составляют две незаменимые аминокислоты: аспарагиновая кислота и глутаминовая кислота, или глутаматы. Аспарагиновая кислота содержится в таких овощах, как спаржа, а глутаматы содержатся во множестве ингредиентов, включая спелые помидоры, колбасные изделия, выдержанные сыры, соевый соус и водоросли. Глутамат, с которым вы, вероятно, больше всего знакомы, — это глутамат натрия (MSG).

На самом деле, история массового производства глутамата натрия восходит к вековым знаниям об умами. Как гласит легенда, японский химик Кикунаэ Икэда обедал со своей семьей, когда заметил, что бульон даси, приготовленный его женой Тей, имеет поразительный вкус. Этот аромат напомнил ему уникальный вкус помидоров, мяса и сыра. Тей использовал водоросли в бульоне, поэтому Кикунаэ приступил к изучению состава растения. Год спустя он выделил глутамат в водорослях как источник пикантности. Через год он разработал и запатентовал процесс извлечения глутамата натрия в виде соли. В наши дни производители продуктов питания ежегодно производят около трех миллионов тонн глутамата натрия.

Как наш организм понимает умами

Но как мозг узнает, что умами или какой-либо ароматизатор присутствует в блюде? На языке пучки вкусовых рецепторов образуют вкусовые луковицы. В то время как все различные рецепторы распределены по языку, особое семейство рецепторов, которые отслеживают вкус умами, называется рецепторами, связанными с G-белком (GPCR). В семействе GPCR есть группа братьев и сестер, так сказать, называемая T1R1, T1T2 и T1R3. Все братья и сестры T1R имеют аналогичные большие структуры для сбора информации из своей среды. Когда глутаматы в продуктах, богатых умами, связываются с этими рецепторами, клетки начинают действовать.

[См. также: Вы не можете почувствовать вкус соевого соуса яичками]

Как только рецепторы T1R обнаруживают соответствующие химические вещества, нейротрансмиттер, называемый аденозинтрифосфатом (АТФ), омывает нервы, называемые вкусовыми волокнами, для передачи информации от вкусовых рецепторов. к мозгу. Эта информация приводит к пикантному вкусу умами.

Рецепторы T1R также присутствуют по всему пищеварительному тракту, где они играют еще одну важную роль: они тренируют ваш мозг тягу к пище, богатой белком. «Рецепторы глутамата сигнализируют мозгу, что в том, что вы только что съели, содержится белок», — говорит Линда Бартошук, профессор Университета Флориды, изучающая психофизику вкуса. «И мозг запрограммирован на то, чтобы заставить вас любить белок. Таким образом, мозг производит то, что называется «предпочтением условий» для сенсорных характеристик пищи, содержащей глутамат». Это означает, что когда вы едите сыр или мясо, рецепторы глутамата в вашем кишечнике сообщают вашему мозгу, что эти вкусы связаны с белком, и вам хочется больше хотеть этих продуктов.

У ученых, занимающихся вкусовыми добавками, все еще есть множество вопросов о том, как и почему функционируют глутаматные рецепторы. В исследовании, проведенном в Китае в январе 2019 года, использовалось моделирование для изучения сложных эффектов глутамата натрия, пептидов умами и рецепторов T1R1/T1R3 для изучения их химического взаимодействия. Между тем, в июле этого года исследователи из Италии создали первые 3D-модели этих вкусовых рецепторов. Эти инструменты окажут большую помощь исследователям, которые хотят глубже понять, что вызывает поток вкусов умами на языке и в мозгу.

«Если мы хотим думать о виртуальном вкусовом опыте или протезировании вкуса, нам действительно нужно понять молекулы, которые производят этот опыт, чтобы мы могли его смоделировать», — говорит Йост Майер, нейробиолог из Медицинской школы Уэйк Форест.

Есть также свидетельства того, что другие животные чувствуют умами. Колибри, например, любят сладкий нектар, но им не хватает рецептора T1R2, который обычно связан со вкусом. Вместо этого они используют T1R1 и T1R3 для обнаружения сладких ощущений, а также некоторых острых ощущений.

Тайна умами продолжается

Какими бы вкусными ни были продукты, богатые умами, нет единого мнения о том, действительно ли это основной вкус, например, сладкий, соленый и так далее. Это не значит, что умами не является настоящим ароматом — просто существуют разногласия по поводу того, насколько важна его органолептическая роль.

«Основной вкус не имеет реального определения», — говорит Бартошук, указывая на менее используемые дескрипторы, такие как металлический и кислый. Она считает, что идея о том, что умами является основным вкусом, возникла в 1940-х годах у компаний, производящих продукты, богатые глутаматом натрия. «Они думали, что могут назвать это чем-то вроде базового вкуса, который будет лучше продаваться», — отмечает она.

У Майера другая точка зрения; он говорит, что основной вкус — это обычный опыт, с которым мы можем согласиться. «У Солти есть определенный опыт, который мы можем передать другим людям, и который имеет смысл для всех», — объясняет он.

[Связано: Изучите науку о сочетании продуктов питания здесь]

Одной из возможных причин, по которой умами не был полностью принят во вкусовое семейство, может быть то, что рецепторы глутамата были обнаружены совсем недавно, говорит Майер. Американский биолог Нирупа Чаудхари опубликовал первую статью о них в 1996.

«Я не думаю, что [глутаматы] играют такую ​​большую роль во вкусе таких продуктов, как помидоры и сыр, как утверждают люди», — говорит Бартошук. «Я думаю, что это преувеличение, но это не имеет значения. Это естественный компонент пищи, и это нормально».

Также важно отметить, что глутаматы лучше всего проявляют другие вкусы. Глютамат натрия, растворенный в воде, например, не так аппетитен, но в бульоне или в сочетании с другими ароматизаторами вы можете получить момент Рататуй .

В двух словах, умами – это утонченный брат среди всех своих вкусовых качеств. Хотя поначалу это может быть трудно объяснить, это становится одним из тех ощущений, когда вы узнаете это, когда попробуете. После этого вы не сможете насытиться.

Исправление от 23 сентября 2021 г.: Фамилия Йоста Майера ранее была написана с ошибками на протяжении всей истории. Сейчас это исправлено.

Умами: почему так важен пятый вкус | Еда

Я часто поражаюсь, когда думаю о том, как люди развили такие сложные кулинарные навыки. Конечно, прошло 1,8 млн лет с тех пор, как наш предок, человек прямоходящий, начал готовить. Но все же, дрожжевой хлеб! Это был чертовски счастливый случай.

Наше пристрастие к умами – единственному недавно признанному (западными учеными) «пятому вкусу» после соленого, сладкого, кислого и горького – представляет собой захватывающую часть мозаики нашей гастрономической эволюции. С тех пор как исследования подтвердили всего несколько лет назад, что наш рот содержит вкусовые рецепторы для этого более пикантного вкуса (остальные четыре «основных вкуса» были широко признаны в течение, ох, нескольких тысяч лет), так многое в истории рецептов внезапно делает смысл. Умами — вот почему римляне любили ликвамен, ферментированный соус из анчоусов, который они пили так же обильно, как мы сегодня пьем кетчуп. Это ключ к согревающей кости радости соуса, приготовленного из хорошего бульона, мясных соков и карамелизированного мяса и овощей. Вот почему Marmite — мой друг.

Эскофье, легендарный французский шеф-повар 19-го века, который изобрел телячий бульон, был уверен, что пикантный пятый вкус был секретом его успеха, но все были слишком заняты его едой, чтобы обращать внимание на его теории. Перенесемся в 21 век, и многие повара рады, наконец, увидеть доказательство того, что они инстинктивно знали. Массимо Боттура, чей ресторан в Модене занимает пятое место среди лучших в мире, подал первое воплощение своего блюда пять возрастов пармиджано реджано с разной текстурой и температурой в 19 часов.95. Однако совсем недавно Боттура говорит, что открытие того, что пармезан, вероятно, является самым умами-ингредиентом в западной кулинарии, повысило его оценку и понимание этого блюда. «Пять текстур, пять температур и пять уровней умами», — так он теперь видит это.

Наслаждайтесь вкусом

Сыр и колбасные изделия содержат умами в избытке. Фотография: Axiom Photographic/Design Pics/Corbis

Умами по-разному переводится с японского как вкусный, восхитительный или приятный пикантный вкус, и был придуман в 1908 химиком из Токийского университета по имени Кикунаэ Икэда. Он заметил этот специфический вкус в спарже, помидорах, сыре и мясе, но сильнее всего он проявлялся в даси — богатом бульоне, приготовленном из комбу (ламинарии), который широко используется в качестве приправы в японской кухне. Поэтому он остановился на kombu , в конечном итоге указав на глутамат, аминокислоту, как на источник пикантного чуда. Затем он научился производить его в промышленных количествах и запатентовал пресловутый усилитель вкуса глутамат натрия.

Что дает хороший глутамат?

Лесные грибы, богатые глутаматом. Фотография: Джереми Саттон Хибберт / Rex Features

Квинтэссенцией примера вкуса умами, говорит Пол Бреслин из Университета Монелла, который был одним из первых ученых, доказавших существование вкусовых рецепторов умами, является бульон или суп: «Что-то, что уже давно готовится на медленном огне». Он указывает, что сырое мясо — это не умами. Вы должны высвобождать аминокислоты, готовя или «подвешивая их, пока они не станут немного сухими, может быть, даже слегка сформованными, как очень хороший, дорогой стейк». Ферментация также высвобождает умами — соевый соус, сыр, вяленое мясо содержат его в избытке. В растительном царстве грибы богаты глутаматом, наряду с любимыми детьми, такими как пти-пуа, сладкая кукуруза и помидоры черри. Интересно, что человеческое молоко является одним из молочных продуктов млекопитающих с самым высоким содержанием глутамата натрия.

Волшебная математика вкусовой бомбы

Двойной чизбургер со всеми добавками: ménage à trois. Фотография: Jess Koppel/Getty

Так почему же соус болоньезе с сыром сверху или чизбургер с кетчупом так хороши, что пальчики оближешь? Потому что, как говорит Лаура Сантини, создатель приправы умами Taste No 5 Umami Paste, когда дело доходит до пикантности, «1+1=8». Проще говоря, умами на самом деле происходит из глутаматов и , группы химических веществ, называемых рибонуклеотидами, которые также встречаются в природе во многих продуктах. Когда вы комбинируете ингредиенты, содержащие эти различные соединения, дающие умами, они усиливают действие друг друга, поэтому блюдо дает больше вкусовых баллов, чем сумма его частей. Вот почему вареная говядина, помидоры и сыр в приведенных выше примерах образуют ménage à trois сделано на небесах. И почему ветчина с горохом — это гастрономическая задача. И, о боже, почему так трудно перестать есть чипсы с копченым беконом.

Почему мы любим умами

Суши – с важнейшим соевым соусом. Фотография: Howard Shooter/Getty Images/Dorling Kindersley RF

Подобно тому, как люди в ходе эволюции стремились к сладкому вместо сахара и, следовательно, к калориям и энергии, и ненавидели горькое, чтобы избежать токсинов, умами является маркером белка (который состоит из аминокислот). кислоты, необходимые для жизни). Это вызывает два интересных вопроса. Во-первых, почему наша врожденная склонность к умами лучше всего проявляется в приготовленных или выдержанных продуктах? Ответ Бреслина заключается в том, что приготовление или консервирование наших основных источников белка детоксифицирует их. «Часть великой формулы пищеварения, — говорит он, — заключается не только в способности добывать питательные вещества, но и в том, чтобы защитить себя от болезней, пока вы это делаете. Если вы не будете правильно питаться, вы можете прожить еще один день, но если вы отравлены, это может закончиться для вас прямо сейчас». Во-вторых, почему некоторые фрукты и овощи с низким содержанием белка и высоким содержанием глутамата «Некоторые случаи, такие как грибы, — говорит Бреслин, — мы не можем объяснить. Однако для других, таких как помидоры, это может быть той же причиной, по которой фрукты такие сладкие». вокруг. Возможно, смесь сахара и глутамата в некоторых из этих продуктов делает их более привлекательными».0005

Сила добра?

Спагетти болоньезе с сыром: триумвират умами. Фотография: Кристиан Тойбнер/Getty Images/StockFood

Добавление в дешевые, жирные, непитательные продукты с глутаматом натрия, чтобы сделать их неотразимыми, явно не несет ответственности, но некоторые утверждают, что глутамат можно использовать ответственно и с пользой. Бреслин говорит, что одним из его ключевых мотивов является поиск способов накормить недоедающих людей с помощью исследований вкуса. «То, что вам нужно, — говорит он, — это очень вкусные вещи, которые дети будут есть, которые легко перевариваются и помогут им».