Umami

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Mit dem Lehnwort umami (von japanisch うまみ umami ‚Schmackhaftigkeit‘, zu うまい umai ‚schmackhaft, würzig‘) wird eine Empfindung des Geschmackssinnes bezeichnet, die neben süß, sauer, salzig, bitter zu den grundlegenden Sinnesqualitäten der gustatorischen Wahrnehmung beim Menschen zählt und als „fleischig“, „würzig“ oder „wohlschmeckend“ beschrieben wird.[1] Nicht darunter fällt eine gesonderte Detektion von aus Fetten freigesetzten Fettsäuren.[2]

Der Geschmacksqualität Umami entsprechen in den Geschmacksknospen der Zunge bestimmte chemorezeptive Sinneszellen mit spezifischen Geschmacksrezeptoren. Die als Rezeptor in die Membran dieser Geschmackszellen eingebauten Proteinmoleküle sind mit denen für Süße verwandt, erkennen jedoch einige Nukleotide und Aminosäuren mit hoher Spezifität, neben Asparagin- insbesondere Glutaminsäure.

Ein Umami-Geschmack wird vornehmlich durch Salze der Glutaminsäure hervorgerufen, die als Aminosäure ein natürlicher Baustein verschiedener Proteine (Eiweiße) ist, und daher sowohl in fleisch-, fisch- und milchhaltigen Lebensmitteln vorkommt wie auch in Gemüse oder Algen. Dabei spricht das in den (zubereiteten) Speisen enthaltene freie Glutamat die Rezeptoren von Unami-Geschmackszellen an, indem es gebunden wird. Daneben wirken auch Purine – wie Inosinmonophosphat (IMP), Guanosinmonophosphat GMP und Adenosinmonophosphat AMP –, bei synergistischer Aktion mit Glutamaten mit erheblicher Verstärkung.

Die Signale der Geschmackszellen werden auf Endigungen zugeordneter Nervenzellen übertragen und über deren Fortsätze (Geschmacksfasern von Hirnnerven) zum Gehirn weitergeleitet. Die im Markhirn liegenden Kerngebiete (Nucleus tractus solitarii) dienen für den weiteren Verlauf als Umschaltstelle. Von hier aus bestehen Bahnen, über die zum einen via Pons der Hypothalamus und Regionen des limbischen Systems erreicht werden. Zum anderen führen via Thalamus Projektionen zu Arealen des Gyrus postcentralis und der Insula. Erst auf diesem Integrationsniveau des Cortex cerebri sind nach gängiger Auffassung Wahrnehmungen möglich, die verbal mitgeteilt werden können, etwa als schmackhafter Eindruck einer Speise.

Geschichte

Als Erster beschrieb der japanische Forscher Ikeda Kikunae 1908 die Geschmacksqualität umami. Bei seinen Experimenten fand Ikeda heraus, dass die gustatorische Wahrnehmung neben den Grundqualitäten süß, sauer, salzig und bitter eine weitere Qualität wiedergibt, die insbesondere proteinreiche Nahrungsmittel anzeigt.[3]

Umami-Geschmack

Der hauptsächliche Träger des Umami-Geschmacks ist die freie, durch Proteolyse aus den Proteinen herausgelöste Aminosäure Glutaminsäure. Sie bildet das physiologisch relevante wasserlösliche Glutamat-Zwitterion. Ihre Salze werden als Glutamate bezeichnet. Das Natriumsalz der Glutaminsäure heißt Mononatriumglutamat MNG (engl. Monosodium glutamate MSG) und dissoziiert in wässrigen Lösungen zu Natrium-Ionen und deprotonierter Glutaminsäure. Glutaminsäure kommt in allen proteinhaltigen Lebensmitteln vor. Die Freisetzung der Glutamate durch Risse in den Zellmembranen wird durch Garen, Trocknen oder Fermentieren verstärkt.

Der Schmackhaftigkeits-Eindruck von Glutaminsäure wird durch Purine, wie Inosinmonophosphat IMP, Guanosinmonophosphat GMP und Adenosinmonophosphat AMP, die ebenfalls am Glutamat-Rezeptor andocken, verstärkt.[4][5]

Glutamat

Glutaminsäure
bei pH von 7,4

Besonders reichlich sind Glutamate in vollreifen Tomaten, Fleisch, Shiitake, Käse (insbesondere Parmesan), Würzmitteln (z. B. Sojasauce, Fischsauce, Brühe, Fond, Fleischextrakt, Hefeextrakt, Maggi-Würze, Selleriesaat) sowie in der menschlichen Muttermilch vorhanden.[6][7] Eine besondere Verwendung findet Glutaminsäure in der Nahrungsmittelindustrie, wo sie, biotechnisch hergestellt, als Geschmacksverstärker eingesetzt wird.

Künstlich zugefügte Glutaminsäure wird vor allem in der asiatischen Küche in Form von Sojasoße und Sojapaste sowie bei der industriellen Herstellung von vorgefertigte Lebensmittel eingesetzt. Dort soll sie den Geschmacksverlust ausgleichen, der durch Kochen, Sterilisieren und Tiefgefrieren entsteht.[8] Manche Salze der Glutaminsäure verstärken als Geschmacksverstärker bestimmte Geschmacksrichtungen in ihrer Intensität. Dadurch sind sie in der Lage mögliche Geschmacksfehler von Lebensmitteln, die zu lange Lagerung oder Verderbnis zustande kommen können, zu überlagern.[9] Der Weltmarkt für künstlich hergestelltes Mononatriumglutamat betrug 2009 etwa 2 Millionen Tonnen, die vorwiegend in Japan produziert werden.[10]

Glutamatrezeptor

Der metabotrope Glutamatrezeptor mGluR4 in den Geschmackszellen der Zunge vermittelt zusammen mit den Rezeptoren T1R1 und T1R3 den Umami-Geschmack.[11] Bei letzteren handelt es sich, wie auch bei den Rezeptoren für die Geschmacksqualität süß, um G-Protein-gekoppelte Rezeptoren der Klasse C (C-GPCR). In diesen Rezeptoren ist eine sogenannte Venusfliegenfallen-Domäne (venus flytrap, VFT, domain) an eine Transmembrandomäne gebunden.[5]

Nebenwirkungen von Glutamat

Hauptartikel: Glutamat-Unverträglichkeit

Mononatriumglutamat stand seit 1969 im Verdacht, in höheren Dosen Nebenwirkungen hervorzurufen, wie Kopfschmerzen oder Gliederschmerzen, das so genannte China-Restaurant-Syndrom.[12][13] Jedoch konnte in bisherigen Studien nicht nachgewiesen werden, dass mit der Nahrung zusätzlich zugeführte Glutamate zu den beschriebenen Symptomen führen können.

Einzelnachweise

  1. Q. Chen, S. Alarcon, A. Tharp, O. Ahmed, N. Estrella, T. Greene, J. Rucker, P. Breslin: Perceptual variation in umami taste and polymorphisms in TAS1R taste receptor genes. In: American Journal of Clinical Nutrition. Band 90, Nr. 3, September 2009, S. 770–779; doi:10.3945/ajcn.2009.27462N, PMC 3136006 (freier Volltext).
  2. F. Laugerette u. a.: CD36 involvement in orosensory detection of dietary lipids, spontaneous fat preference, and digestive secretions. In: J Clin Invest. 115, Nr. 11, 2005, S. 3177–3184, ISSN 0021-9738 PMC 1265871 (freier Volltext).
  3. Alex Denton: If MSG is so bad for you, why doesn't everyone in Asia have a headache? In: The Guardian. 10. Juli 2005, abgerufen am 1. Dezember 2015 (englisch).
  4. S. Yamaguchi, K. Ninomiya: Umami and Food Palatability. In: Journal of Nutrition. 130, 2000, S. 921S-126S. PMID 10736353 (PDF)
  5. a b S. Shadan: A taste of umami. In: Nature. (News & Views) 457, 2009, S. 160.
  6. Thomas Vilgis: Kochuniversität – Geschmack. Tre Torri Verlag, Wiesbaden 2010, S. 75 f.
  7. C. Agostoni, B. Carratù, C. Boniglia, E. Riva, E. Sanzini: Free amino acid content in standard infant formulas: comparison with human milk. In: J Am Coll Nutr. Band 19(4), 2000, S. 434–438. PMID 10963461.
  8. Ian Humphery-Smith, Michael Häcker: Microbial proteomics: functional biology of whole organisms. Band 49, John Wiley and Sons, 2006, ISBN 0-471-69975-6, S. 138.
  9. Eva Derndorfer: Lebensmittelsensorik. Facultas Verlag, 2010, ISBN 978-3-7089-0588-4, S. 33.
  10. Chiaki Sano: History of glutamate production American Society for Nutrition. Report der American Society for Nutrition
  11. X. Li u. a.: Human receptors for sweet and umami taste. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99(7), 2002, S. 4692–4696. PMID 11917125 (PDF)
  12. Hans-Dieter Belitz, Werner Grosch, Peter Schieberle: Lehrbuch der Lebensmittelchemie. Gabler Wissenschaftsverlage, 2001, ISBN 3-540-41096-1, S. 423.
  13. Michael Frühlingsdort: Kochen mit der Schere. In: Der Spiegel. 13. Oktober 2009.