Вкус белка
Сергей Белков, химик, флейворист, начальник отдела разработки пищевых ароматизаторов, «Популярная механика» №4, 2012
/.../ В 1907 году в Японии химик Кикунэ Икеда заинтересовался вкусом ингредиента многих традиционных японских блюд — водоросли комбу. Из 40 кг водоросли он выделил 30 г глутаминовой кислоты, которая, как выяснилось, и отвечала за характерный вкус. Икеда пришел к выводу, что он представляет собой самостоятельный, пятый вкус, который был назван «умами» (яп. «аппетитный вкус»). За сто лет этот термин вошел в лексикон пищевой промышленности во всем мире, но лишь в XXI веке было окончательно установлено наличие на языке вкусовых рецепторов, специфичных к глутаминовой кислоте, и выводы Икеды был подтверждены на самом высоком научном уровне.
Осознав значимость своего открытия, в 1908 году Икеда получил патент на способ производства этой
аминокислоты из глютена. Еще через год его компания Ajinomoto («Сущность вкуса») выпустила на рынок новую приправу — натриевую соль глутаминовой кислоты, или
глутамат натрия. В настоящее время это вещество является одним из самых массово производимых продуктов пищевой промышленности.
Многие продукты питания содержат большое количество глутамата в свободной или связанной форме. При этом в процессе кулинарной обработки связанный глутамат может переходить в свободную форму — именно этим объясняется изменение вкуса при приготовлении мяса или птицы, поскольку именно свободный глутамат влияет на вкус.
Рекордсмены среди продуктов по содержанию свободного глутамата — водоросли комбу (более 3000 мг на 100 г продукта) и нори (1400 мг), сыры пармезан (1200 мг) и рокфор (1280 мг), соевый соус (800–1100 мг) и грецкие орехи (660 мг). Много свободного глутамата содержат томатный и виноградный соки (260 мг), горох (200 мг), грибы (180 мг), брокколи (170 мг), томаты, устрицы и кукуруза (130–140 мг).
Кулинары изобретали способы приготовления, приводящие к повышению содержания свободного глутамата в готовом блюде, и даже научились «исправлять» состав продуктов, подвергая их специальной обработке и превращая, например, относительно нейтральные на вкус молоко или соевый белок в богатые глутаматом сыр и соевый соус.
Почему же этот вкус нам так приятен? Все очень просто: «умами» — это вкус белка. Учитывая все возможное разнообразие природных белков, создать универсальный рецептор для их определения в пище (в отличие от рецепторов сладкого или соленого вкуса) невозможно. Природа нашла более изящное решение — она снабдила нас вкусовыми рецепторами, специфичными не к белкам, а к их структурным элементам — аминокислотам. Если в пище есть белок, то есть и какое-то количество свободных аминокислот. Самая распространенная в природе аминокислота, глутаминовая (в составе любого белка ее от 10 до 40%), стала своеобразным «маркером», указывающим нам на высокое содержание в пище необходимого протеина (кстати, некоторые другие аминокислоты тоже обладают вкусом «умами»).
Настоящие усилители
Глутамат натрия — ключевое вещество, определяющее вкус «умами». Но не единственное. Существует еще несколько соединений, на которые сходным образом реагируют наши вкусовые рецепторы. Например, это аспарагиновая кислота и ее соли, сочетание которых с глутаматом придает характерный вкус помидорам. А также риботиды (рибонуклеотид монофосфаты) — гуанилат натрия (E627) и инозинат натрия (E631). Последнее вещество играет одну из важнейших ролей в метаболизме. Оно образуется из аденозина монофосфата, производного АТФ — основного клеточного «топлива» нашего организма. С натуральной пищей мы потребляем его около 2 г в день и еще примерно 4 мг в виде пищевых добавок. Риботиды сами по себе почти безвкусны, поэтому в чистом виде не используются. Но зато в смеси с глутаматом они значительно усиливают его вкус. Например, смеси, состоящей из 98% глутамата, 1% E627 и 1% E631, нужно использовать примерно в четыре раза меньше, чем чистого глутамата, — вкус будет тот же.
Главная / Библиотека / В популярных журналах / «Популярная механика» версия для печати
Вещество с умами
Сергей Белков,
химик, флейворист, начальник отдела разработки пищевых ароматизаторов
«Популярная механика» №4, 2012
Трудно найти вещество, более страшное в глазах простого потребителя, чем глутамат натрия, он же усилитель вкуса, или E621. «Популярная механика» решила разобраться, насколько правдивы эти «страшилки».
Изображение: «Популярная механика»
Чувство вкуса в ходе эволюции возникло не случайно. Неприятный горький вкус ядов или кислый вкус испорченной пищи оберегали человека от отравления. С помощью рецепторов сладкого вкуса наши предки определяли самые сладкие, а значит, самые богатые энергией фрукты. Соль в небольших количествах необходима для нашей жизнедеятельности. До начала XX века считалось, что вкусовые ощущения человека ограничиваются четырьмя вкусами — кислым, горьким, соленым и сладким.
В 1907 году в Японии химик Кикунэ Икеда заинтересовался вкусом ингредиента многих традиционных японских блюд — водоросли комбу. Из 40 кг водоросли он выделил 30 г глутаминовой кислоты, которая, как выяснилось, и отвечала за характерный вкус. Икеда пришел к выводу, что он представляет собой самостоятельный, пятый вкус, который был назван «умами» (яп. «аппетитный вкус»). За сто лет этот термин вошел в лексикон пищевой промышленности во всем мире, но лишь в XXI веке было окончательно установлено наличие на языке вкусовых рецепторов, специфичных к глутаминовой кислоте, и выводы Икеды был подтверждены на самом высоком научном уровне.
Осознав значимость своего открытия, в 1908 году Икеда получил патент на способ производства этой аминокислоты из глютена. Еще через год его компания Ajinomoto («Сущность вкуса») выпустила на рынок новую приправу — натриевую соль глутаминовой кислоты, или глутамат натрия. В настоящее время это вещество является одним из самых массово производимых продуктов пищевой промышленности.
Вкус белка
На самом деле мы уже давно формируем свои вкусовые предпочтения на основании содержания в продуктах глутаминовой кислоты. Еще наши далекие предки, бродившие по просторам африканского континента, заметили, что слегка «полежавшее» мясо вкуснее свежего. Сегодня мы понимаем почему — в ходе «созревания» мяса часть белков подвергается ферментации, что приводит к увеличению содержания свободной глутаминовой кислоты. Селекция многих культурных растений проходила в направлении отбора самых вкусных, а значит, богатых этим веществом сортов.
Богатые от природы: содержание глутамата в продуктах
Изображение с сайта flavorchemist.livejournal.com
Многие продукты питания содержат большое количество глутамата в свободной или связанной форме. При этом в процессе кулинарной обработки связанный глутамат может переходить в свободную форму — именно этим объясняется изменение вкуса при приготовлении мяса или птицы, поскольку именно свободный глутамат влияет на вкус. Рекордсмены среди продуктов по содержанию свободного глутамата — водоросли комбу (более 3000 мг на 100 г продукта) и нори (1400 мг), сыры пармезан (1200 мг) и рокфор (1280 мг), соевый соус (800–1100 мг) и грецкие орехи (660 мг). Много свободного глутамата содержат томатный и виноградный соки (260 мг), горох (200 мг), грибы (180 мг), брокколи (170 мг), томаты, устрицы и кукуруза (130–140 мг).
Богатые глутаминовой кислотой продукты с давних времен применялись для улучшения вкуса пищи, будь то морские водоросли или томаты. Кулинары изобретали способы приготовления, приводящие к повышению содержания свободного глутамата в готовом блюде, и даже научились «исправлять» состав продуктов, подвергая их специальной обработке и превращая, например, относительно нейтральные на вкус молоко или соевый белок в богатые глутаматом сыр и соевый соус.
Почему же этот вкус нам так приятен? Все очень просто: «умами» — это вкус белка. Учитывая все возможное разнообразие природных белков, создать универсальный рецептор для их определения в пище (в отличие от рецепторов сладкого или соленого вкуса) невозможно. Природа нашла более изящное решение — она снабдила нас вкусовыми рецепторами, специфичными не к белкам, а к их структурным элементам — аминокислотам. Если в пище есть белок, то есть и какое-то количество свободных аминокислот. Самая распространенная в природе аминокислота, глутаминовая (в составе любого белка ее от 10 до 40%), стала своеобразным «маркером», указывающим нам на высокое содержание в пище необходимого протеина (кстати, некоторые другие аминокислоты тоже обладают вкусом «умами»).
Не сильнее, а лучше
Недопонимание потребителями действия глутамата натрия связано с неточностью определения. В законодательстве и обиходе его называют «усилителем вкуса». На самом деле глутамат не «усилитель», а носитель одного из базовых вкусов, так же как соль, сахар или лимонная кислота. Единственный вкус, который можно усилить глутаматом, — это «умами». В английском языке, кстати, его функции описываются более точно — taste enhancer, то есть «улучшитель вкуса», а не «усилитель».
Глутамат натрия уместен совсем не в любом блюде. Его никто не добавляет в конфеты, шоколад, йогурты или прохладительные напитки — нет никакого смысла вносить новый вкус туда, где он просто не нужен. Глутаматом обусловлено восприятие вкуса многих привычных блюд, будь то домашние котлеты, гамбургер в придорожном кафе или утка по-пекински в дорогом ресторане. Его не добавляют туда специально — он образуется из белка в процессе кулинарной обработки пищи.
Настоящие усилители
Глутамат натрия — ключевое вещество, определяющее вкус «умами». Но не единственное. Существует еще несколько соединений, на которые сходным образом реагируют наши вкусовые рецепторы. Например, это аспарагиновая кислота и ее соли, сочетание которых с глутаматом придает характерный вкус помидорам. А также риботиды (рибонуклеотид монофосфаты) — гуанилат натрия (E627) и инозинат натрия (E631). Последнее вещество играет одну из важнейших ролей в метаболизме. Оно образуется из аденозина монофосфата, производного АТФ — основного клеточного «топлива» нашего организма. С натуральной пищей мы потребляем его около 2 г в день и еще примерно 4 мг в виде пищевых добавок. Риботиды сами по себе почти безвкусны, поэтому в чистом виде не используются. Но зато в смеси с глутаматом они значительно усиливают его вкус. Например, смеси, состоящей из 98% глутамата, 1% E627 и 1% E631, нужно использовать примерно в четыре раза меньше, чем чистого глутамата, — вкус будет тот же.
Натуральный и синтетический
С происхождением глутамата связан самый популярный миф о нем. «Натуральная глутаминовая кислота и ее соли — не то же самое, что синтетический глутамат», — говорят сторонники этого мифа. Иногда добавляют аргумент о существовании изомеров молекул, которые различаются пространственной конфигурацией атомов или групп атомов (например, являются хиральными, то есть зеркальными отражениями друг друга).
Действительно, глутаминовая аминокислота, как и все остальные аминокислоты, может существовать в виде двух изомеров. Один из них (L-, от лат. laevus, левый) встречается в природе, необходим для нашей жизнедеятельности и принимает участие в биохимических реакциях в нашем организме. Второй (D-, от лат. dexter, правый) изомер в природе не встречается и с точки зрения нашей биохимии бесполезен. Наши вкусовые рецепторы специфичны именно к L-изомеру, который и отвечает за вкус «умами», а D-изомер эти рецепторы не раздражает. Это хорошо известно производителям продуктов и пищевых добавок, так что добавлять в пищу «неправильный» изомер нет никакого смысла.
Первым методом промышленного получения глутамата был гидролиз натурального растительного белка (клейковины), природное содержание глутаминовой кислоты в котором может превышать 25%. Этот процесс повторял в промышленном масштабе традиционную кулинарную обработку продуктов. Позже были разработаны и другие методы, в том числе химический синтез из акрилонитрила (этот процесс не получил распространения). А начиная с конца 1960-х годов глутамат получают с помощью бактерий Corynebacterium glutamicum, способных перерабатывать углеводы в глутаминовую кислоту (природный L-изомер) с выходом до 60%.
Связанная и свободная
Для метаболизма между ними нет никакой разницы, поскольку в ходе пищеварения весь съеденный белок все равно будет расщеплен на аминокислоты. А вот вкусом обладает только свободная глутаминовая кислота, и именно поэтому многие процессы приготовления пищи подразумевают частичный гидролиз белка, то есть превращение связанной глутаминовой кислоты в свободную. Разницы между глутаминовой кислотой или ее натриевой солью для физиологии тоже нет: в слюне, в крови, в кишечнике оба эти вещества находятся не в виде молекул, а в диссоциированном состоянии, в виде аниона. Именно анион глутаминовой кислоты отвечает за химические и биохимические свойства (в том числе и за вкус).
В пищевой промышленности вместо «природной» глутаминовой кислоты используется ее натриевая соль, поскольку ее проще очищать от примесей путем перекристаллизации. К тому же соль более стабильна в хранении.
Согласно современному пищевому законодательству, вещество, полученное из натурального сырья (углеводы) с помощью биотехнологических методов (ферментация), считается натуральным. Так что весь используемый в настоящее время в пищевой промышленности глутамат Е621 с точки зрения и закона, и здравого смысла является не синтетическим, а совершенно натуральным. Хотя на самом деле это не важно, поскольку происхождение вещества никак не влияет на его свойства.
Мнимая аллергия /.../
На страже мозга
Самое ужасное, чем пугают обывателя противники Е621, — это его нейротоксичность. Глутамат, действительно, важный нейромедиатор (посредник передачи сигнала в нервной системе), а значит, теоретически в больших количествах может выступать в качестве нейротоксина. Сторонники этой версии забывают только об одной «мелочи» — о метаболизме.
Неважно, съеденный в свободном виде или полученный в процессе пищеварения из белка, глутамат всасывается в кишечнике. Только в кровь он почти не попадает. Более 90% его метаболизируется тут же, в клетках стенки кишечника. Значительная часть его используется в качестве источника энергии, для синтеза белков (в виде глутаминовой аминокислоты), а также в других важных биохимических процессах.
Чтобы заметно повысить концентрацию глутамата в крови, необходимо съесть не менее 5 г этого вещества в чистом виде, что в реальной жизни нелегко. Но допустим, что нам все-таки это удалось. Кровь несет излишек глутамата к мозгу... где путь преграждает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ).
Глутамат значительно хуже проникает через биологические мембраны, чем аминокислота глутамин, которая и является основным источником как содержащегося в нейронах глутамата, так и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) — основного тормозного медиатора высших отделов мозга. Более того, если бы (теоретически) избыток глутамата смог преодолеть этот барьер, ничего бы не произошло: поскольку глутаминовая кислота играет центральную роль в процессах внутриклеточного аминокислотного обмена, концентрация глутамата в нервной ткани на два порядка выше, чем в крови.
Как же тогда происходит пополнение запасов нейромедиатора глутамата? Природа предусмотрела простое и изящное решение. Вместо того чтобы контролировать концентрацию вещества в разных частях организма, выработаны механизмы утилизации его там, где не надо, и синтеза там, где надо. Для нужд центральной нервной системы он синтезируется (из глутамина) только «на месте» — в пресинаптических окончаниях.
/.../ С точки зрения токсичности глутамат безопаснее, чем привычная поваренная соль. Разовая летальная доза (при приеме которой погибает 50% подопытных мышей) для глутамата составляет 16,6 г/кг, а для поваренной соли — 3 г/кг. При этом содержание соли, скажем, в вареных колбасах — около 1,8%, а глутамата добавляют не более 0,3%. Е621 во всем мире законодательно признан самой безопасной пищевой добавкой, для которой даже не установлен уровень допустимого суточного потребления. Это означает, что ни при каких условиях человек не сможет употребить в пищу такое его количество, которое окажет какое-либо вредное влияние на здоровье.
У меня подруга работает на кондитерской фабрике технологом,я после ее рассказов долго конфеты не ела этой фабрики,а потом стала есть но другой фабрики в надежде что там такого нет НАИВНАЯЯЯЯЯЯЯЯЯ.
Вообще. С детства. Даже в виде сырников. Ну, вот такой он у меня. Витамины ветеринарные запихиваю насильно. 
