Umami
Sojasauce , reife Tomaten und Miso sind Beispiele für Lebensmittel, die reich an Umami-Komponenten sind.

Umami ( / uː ˈ m ɑː m i / aus dem Japanischen :うま味, ausgesprochen [ɯmami] ), oder Würze , [ 1 ] ist eine der fünf Grundgeschmacksrichtungen . [ 2 ] Sie ist charakteristisch für Brühen und gekochtes Fleisch. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] : 35–36

Menschen schmecken Umami über Geschmacksrezeptoren , die typischerweise auf Glutamate und Nukleotide reagieren . Diese sind in Fleischbrühen und fermentierten Produkten weit verbreitet. Glutamate werden einigen Lebensmitteln häufig in Form von Mononatriumglutamat (MSG) zugesetzt, Nukleotide hingegen üblicherweise in Form von Dinatriumguanylat , Inosinmonophosphat (IMP) oder Guanosinmonophosphat (GMP). [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Da Umami über eigene Rezeptoren verfügt und nicht durch eine Kombination der traditionell bekannten Geschmacksrezeptoren entsteht, betrachten Wissenschaftler Umami heute als eigenständige Geschmacksrichtung. [ 10 ] [ 11 ]

Zu den Lebensmitteln, Getränken und Würzmitteln mit einem ausgeprägten Umami-Geschmack gehören Fleisch, Schalentiere , Fisch (einschließlich Fischsauce und konservierter Fisch wie Maledivenfisch , Katsuobushi , Sardinen und Sardellen ), Dashi , Tomaten , Pilze , hydrolysiertes Pflanzenprotein , Fleischextrakt ( Bouillonwürfel ), Hefeextrakt ( Bier , Marmite , Vegemite ), Kimchi , Käse ( Parmesan , Asiago oder Blauschimmelkäse ) sowie Saucen wie A1-Sauce , Worcestershire-Sauce und Sojasauce .

1908 identifizierte Kikunae Ikeda von der Universität Tokio Umami wissenschaftlich als einen charakteristischen Geschmack, der auf Glutaminsäure zurückzuführen ist. Daraufhin gründeten Ikeda und Saburōsuke Suzuki 1909 die Ajinomoto Co., Inc., die das weltweit erste Umami-Würzmittel einführte: Mononatriumglutamat (MSG), das in Japan unter dem Namen „Ajinomoto“ vermarktet wurde. MSG verbreitete sich anschließend weltweit als Würzmittel, das den Umami-Geschmack in einer Vielzahl von Gerichten verstärkt. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

Im Jahr 2000 identifizierten Forscher der Universität Miami das Vorhandensein von Umami-Rezeptoren auf der Zunge , und 2006 entdeckten die Forschungslabore von Ajinomoto ähnliche Rezeptoren im Magen . [ 15 ]

Etymologie

Umami , ein Lehnwort aus dem Japanischen, kann mit „angenehmer herzhafter Geschmack“ übersetzt werden. [ 16 ] Das ursprüngliche Wort hat verschiedene Orthographien:うまみ,うま味,旨味, was „Köstlichkeit“ bedeutet. Im ursprünglichen Sinn wird es jedoch normalerweise in der Adjektivform umai (うまい,旨い) verwendet.

Die Anordnung der Glyphenうま味für Umami wurde 1908 von Kikunae Ikeda vorgeschlagen , um auf die besondere herzhafte Komponente hinzuweisen, die er erforschte. Obwohl die Schriftzeichen oft synonym verwendet werden, schlugen japanische Forscher in den 1980er Jahren vor,うま味für den Geschmack zu verwenden, während旨味die allgemeinere Bedeutung von „schmackhaft“ hat. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Hintergrund

Seit Kikunae Ikeda 1908 erstmals dessen Existenz vorschlug, diskutieren Wissenschaftler darüber, ob Umami ein Grundgeschmack ist. [ 20 ] [ 21 ] 1985 wurde der Begriff Umami auf dem ersten Internationalen Umami-Symposium in Hawaii als wissenschaftliche Bezeichnung für den Geschmack von Glutamaten und Nukleotiden anerkannt. [ 22 ] [ 23 ] Umami repräsentiert den Geschmack der Aminosäure L-Glutamat und von 5'- Ribonukleotiden wie Inosinat und Guanylat [ 24 ] ( Guanosinmonophosphat , GMP, und Inosinmonophosphat , IMP). [ 25 ] Er lässt sich als angenehmer, „ brühenartiger “ oder „ fleischiger “ Geschmack mit einem lang anhaltenden, appetitanregenden und pelzigen Gefühl auf der Zunge beschreiben. Umami verbessert den Geschmack einer Vielzahl von Speisen. [ 25 ]

Studien an gentechnisch veränderten Mäusen, bei denen einzelne TAS1R- Gene deletiert wurden, zeigen, dass der TAS1R1 / TAS1R3 -Komplex allein für den Umami-Geschmack verantwortlich ist, während TAS1R2 / TAS1R3 allein für den Süßgeschmack verantwortlich ist . Wie erwartet, führt ein genetischer Knockout von TAS1R1 selektiv zum Verlust des Umami-Geschmacks, ein Knockout von TAS1R2 spezifisch zum Verlust des Süßgeschmacks, während ein Knockout von TAS1R3 sowohl den Süß- als auch den Umami-Geschmack eliminiert. [ 26 ] [ 27 ]

Spezialisierte Geschmacksknospenzellen erkennen die chemischen Verbindungen, die vom Menschen als Umami wahrgenommen werden. [ 28 ] Glutamat in Säureform (Glutaminsäure) trägt nur wenig zum Umami-Geschmack bei, wohingegen die Salze der Glutaminsäure , die sogenannten Glutamate , aufgrund ihres ionisierten Zustands den charakteristischen Umami-Geschmack erzeugen. GMP und IMP verstärken die Geschmacksintensität von Glutamat. [ 29 ] Die Zugabe von Salz zu den freien Säuren verstärkt ebenfalls den Umami-Geschmack. [ 30 ] Es ist umstritten, ob Umami tatsächlich ein eigenständiger Geschmack ist, da reines Glutamat ohne Kochsalzionen (Na+) als sauer wahrgenommen wird; süßer und Umami-Geschmack teilen sich eine Geschmacksrezeptor-Untereinheit, wobei salzige Geschmacksblocker die Unterscheidung zwischen Mononatriumglutamat und Saccharose verringern; und manche Menschen können Umami nicht von einem salzigen Geschmack unterscheiden. [ 31 ]

Mononatrium- L-Aspartat besitzt einen Umami-Geschmack, der etwa ein Viertel so intensiv ist wie der von Mononatriumglutamat (MSG), während Ibotensäure und Tricholomsäure (wahrscheinlich als ihre Salze oder in Kombination mit Salz) um ein Vielfaches intensiver sein sollen. [ 30 ] Auch Peptide können einen Umami-Geschmack erzeugen; 52 davon waren 2017 dafür bekannt (wobei dies bei 20 umstritten ist). [ 32 ]

Entdeckung

Kikunae Ikeda

Glutamat hat eine lange Tradition in der Küche. [ 33 ] Fermentierte Fischsaucen ( Garum ), die reich an Glutamat sind, wurden im alten Rom häufig verwendet. [ 34 ] Fermentierte Gerstensaucen ( Murri ), ebenfalls reich an Glutamat, fanden Verwendung in der mittelalterlichen byzantinischen und arabischen Küche. [ 35 ] Fermentierte Fisch- und Sojasaucen lassen sich in China bis ins dritte Jahrhundert zurückverfolgen. Käsesorten sind reich an Glutamat und Umami-Geschmack. [ 36 ] [ 37 ] Ende des 19. Jahrhunderts kreierte der Koch Auguste Escoffier , der Restaurants in Paris und London eröffnete , Gerichte, die Umami mit salzigen , sauren , süßen und bitteren Aromen kombinierten. [ 11 ] Die chemische Quelle dieser einzigartigen Geschmacksqualität war ihm jedoch unbekannt.

Umami wurde 1908 von Kikunae Ikeda , einem Professor der Kaiserlichen Universität Tokio , erstmals wissenschaftlich beschrieben. [ 38 ] [ 39 ] Er fand heraus, dass Glutamat für den Geschmack der Brühe aus Kombu -Algen verantwortlich ist. Er bemerkte, dass sich der Geschmack von Kombu -Dashi von süß, sauer, bitter und salzig unterschied und nannte ihn Umami . [ 21 ]

Shintaro Kodama, ein Schüler von Ikeda, entdeckte 1913, dass getrocknete Bonitoflocken (eine Thunfischart) eine weitere Umami-Substanz enthielten. [ 40 ] Dies war das Ribonukleotid IMP . 1957 erkannte Akira Kuninaka, dass das in Shiitake -Pilzen vorkommende Ribonukleotid GMP ebenfalls Umami-Geschmack verleiht. [ 41 ] Eine von Kuninakas wichtigsten Entdeckungen war der synergistische Effekt zwischen Ribonukleotiden und Glutamat. Werden glutamatreiche Lebensmittel mit ribonukleotidhaltigen Zutaten kombiniert, ist die resultierende Geschmacksintensität höher, als man durch die bloße Addition der Intensitäten der einzelnen Zutaten erwarten würde. [ 24 ]

Diese Synergie von Umami könnte verschiedene klassische Lebensmittelkombinationen erklären: Die Japaner bereiten Dashi mit Kombu- Algen und getrockneten Bonitoflocken zu; die Chinesen geben chinesischen Lauch und Chinakohl in Hühnersuppe, ebenso wie die Schotten in ihrem ähnlichen schottischen Gericht Cock-a-Leekie Soup ; und die Italiener reiben Parmigiano-Reggiano- Käse über eine Vielzahl verschiedener Gerichte.

Eigenschaften

Umami hat einen milden, aber anhaltenden Nachgeschmack, der mit Speichelfluss und einem pelzigen Gefühl auf der Zunge einhergeht und Rachen, Gaumen und hinteren Mundraum stimuliert. [ 42 ] [ 43 ] Umami allein ist nicht schmackhaft , verleiht aber einer Vielzahl von Speisen einen angenehmen Geschmack, insbesondere in Kombination mit einem passenden Aroma. [ 44 ] Wie andere Grundgeschmacksrichtungen ist Umami nur in einem relativ engen Konzentrationsbereich angenehm. [ 42 ]

Der optimale Umami-Geschmack hängt auch von der Salzmenge ab, und gleichzeitig können salzarme Speisen mit der richtigen Menge Umami einen zufriedenstellenden Geschmack beibehalten. [ 45 ] Eine Studie zeigte, dass die Bewertungen von Genuss, Geschmacksintensität und idealem Salzgehalt salzarmer Suppen höher waren, wenn die Suppe Umami enthielt, während salzarme Suppen ohne Umami als weniger angenehm empfunden wurden. [ 46 ] Eine weitere Studie belegte, dass die Verwendung von Fischsauce als Umami-Quelle den Salzbedarf zum Würzen von Speisen wie Hühnerbrühe , Tomatensauce oder Kokos- Curry um 10–25 % reduzieren kann, ohne die Gesamtgeschmacksintensität zu beeinträchtigen. [ 47 ] [ 48 ]

Bestimmte Bevölkerungsgruppen, wie beispielsweise ältere Menschen, können vom Umami-Geschmack profitieren, da ihre Geschmacks- und Geruchsempfindlichkeit alters- und medikamentenbedingt beeinträchtigt sein kann. Der Verlust des Geschmacks- und Geruchssinns kann zu Mangelernährung beitragen und somit das Krankheitsrisiko erhöhen. [ 49 ] Es gibt Hinweise darauf, dass Umami nicht nur den Appetit anregt, sondern auch zur Sättigung beitragen kann . [ 50 ]

Lebensmittel, die reich an Umami-Komponenten sind

Sardellen sind reich an Umami.

Viele Lebensmittel sind reich an Aminosäuren und Nukleotiden, die für den Umami-Geschmack verantwortlich sind. Natürlich vorkommendes Glutamat findet sich in Fleisch und Gemüse. Inosin ( IMP ) stammt hauptsächlich aus Fleisch, Guanosin ( GMP ) aus Gemüse. Pilze, insbesondere getrocknete Shiitake , sind reich an Umami-Geschmack durch Guanylat. Geräucherter oder fermentierter Fisch enthält viel Inosinat, Schalentiere hingegen viel Adenylat . [ 6 ] : 11, 52, 110 [ 51 ] Proteine ​​in Lebensmitteln sind geschmacksneutral; Prozesse wie Fermentation, Pökeln oder Erhitzen setzen jedoch Glutamat und andere Aminosäuren frei. [ 31 ]

Im Allgemeinen ist der Umami-Geschmack typisch für Lebensmittel mit einem hohen Gehalt an L-Glutamat , IMP und GMP , insbesondere für Fisch , Schalentiere , Pökelwaren , Fleischextrakte , Pilze , Gemüse (z. B. reife Tomaten , Chinakohl , Spinat , Sellerie usw.), grünen Tee , hydrolysiertes Pflanzenprotein sowie fermentierte und gereifte Produkte mit Bakterien- oder Hefekulturen, wie Käse , Garnelenpaste , Fischsauce , Sojasauce , Natto , Nährhefe und Hefeextrakte wie Vegemite und Marmite . [ 3 ] [ 52 ]

Studien haben gezeigt, dass die Aminosäuren in der Muttermilch oft die erste Begegnung des Menschen mit Umami darstellen. Glutaminsäure macht die Hälfte der freien Aminosäuren in der Muttermilch aus. [ 53 ] [ 3 ] [ 6 ]

Geschmacksrezeptoren

Die meisten Geschmacksknospen auf der Zunge und in anderen Bereichen des Mundes können Umami wahrnehmen, unabhängig von ihrer Lage. (Die Vorstellung , dass verschiedene Geschmacksrichtungen auf unterschiedliche Zungenbereiche verteilt sind, ist ein weit verbreiteter Irrtum.) Biochemische Studien haben die für den Umami-Empfinden verantwortlichen Geschmacksrezeptoren als modifizierte Formen von mGluR4 , mGluR1 und Geschmacksrezeptor Typ 1 ( TAS1R1 + TAS1R3 ) identifiziert. Diese Rezeptoren finden sich in allen Bereichen der Zunge, die Geschmacksknospen tragen. [ 9 ] [ 7 ] [ 54 ] Sie kommen auch in einigen Abschnitten des Zwölffingerdarms vor . [ 55 ] Ein Review aus dem Jahr 2009 bestätigte die Akzeptanz dieser Rezeptoren und stellte fest: „Neuere molekularbiologische Studien haben vielversprechende Kandidaten für Umami-Rezeptoren identifiziert, darunter das Heterodimer TAS1R1/TAS1R3 sowie verkürzte metabotrope Glutamatrezeptoren vom Typ 1 und 4, denen der größte Teil der N-terminalen extrazellulären Domäne fehlt (Geschmacksrezeptor-mGluR4 und verkürzter mGluR1) und Hirnrezeptor-mGluR4.“ [ 28 ] Die Rezeptoren mGluR1 und mGluR4 sind spezifisch für Glutamat, während TAS1R1 und TAS1R3 für den bereits 1957 von Akira Kuninaka beschriebenen Synergismus verantwortlich sind. Die genaue Rolle der einzelnen Rezeptortypen in den Geschmacksknospenzellen war jedoch bis dato unklar. [ 56 ] Alle drei Rezeptoren wirken zusammen, um den Geschmacksempfindungsprozess zu erzeugen. [ 57 ]

Nachgeschaltete Signalgebung

TAS1R1 + TAS1R3

Der TAS1R1- und TAS1R3-Rezeptor ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor , ähnlich den Süß- und Bitterrezeptoren. Er nutzt dieselben nachgeschalteten Signalmoleküle, darunter die G-Proteine ​​βγ , PLCB2 und IP3 , um letztendlich die Freisetzung von Calcium (Ca2 + ) aus intrazellulären Speichern zu bewirken. [ 58 ] Calcium aktiviert einen sogenannten transienten Rezeptorpotential-Kationenkanal (TRPM5) , was zu einer Membrandepolarisation und der daraus resultierenden Freisetzung von ATP über einen Kanal aus CALHM1 und CALHM3 führt . [ 56 ]

Das von den „Typ-II“-Zellen freigesetzte ATP wird von P2X-Rezeptoren auf benachbarten afferenten Geschmacksnervenfasern und von P2Y-Rezeptoren auf angrenzenden Geschmackszellen detektiert. P2X scheint für die Transduktion von Umami unerlässlich zu sein, daher ist dies wahrscheinlich der Hauptweg für Umami-Signale. [ 58 ] „Typ-III“-Zellen, die direkt mit den Nervensynapsen verbunden sind, reagieren ebenfalls auf das freigesetzte ATP mit der Freisetzung von Neurotransmittern. Einer dieser Neurotransmitter, Serotonin , reguliert die ATP-Freisetzung durch die Typ-II-Zellen. [ 58 ]

mGluR1 und mGluR4

Die Signale dieser beiden Rezeptoren werden unabhängig von TRPM5 weitergeleitet. Einzelne umami-sensitive Fasern in Mäusen sind meist entweder „saccharose-optimal“ oder „glutamat-optimal“. Innerhalb jedes Typs existieren zwei Subtypen: Einer zeigt eine synergistische Aktivierung durch Kaliumglutamat und Inosinmonophosphat, der andere nicht. Der TAS1R1/3 + TRPM5-Signalweg nutzt die „saccharose-optimalen“ Fasern mit Synergie, während mGluR1 und mGluR4 beide „glutamat-optimalen“ Subtypen nutzen. [ 59 ]

Jenseits der Zunge

Der Darm besitzt eigene Umami-Geschmacksrezeptoren. Die ATP-Geschmackssignale werden an das Gehirn weitergeleitet, vermutlich über afferente Äste des Vagusnervs oder afferente sensorische Nerven im Mund. Das Gehirn nutzt diese Informationen, um Verhalten und Vorlieben bei Mäusen zu regulieren. Dies ist ein Beispiel für die Darm-Hirn-Achse . [ 10 ]

Bei anderen Tieren

Katzen weisen Mutationen in den Genen Tas1r1 und Tas1r3 auf, die dazu führen, dass ihr Rezeptor Glutamat und Aspartat nicht als Umami wahrnimmt. Er reagiert jedoch auf Nukleotide, und einige L-Aminosäuren verstärken diese Reaktion. Wahrscheinlich empfinden Katzen Thunfisch aufgrund seines hohen Gehalts an Inosinmonophosphat und L-Histin als sehr umami. [ 60 ]

Der Tas1r1-Tas1r3-Rezeptor der Maus wird durch eine breite Palette freier L-Aminosäuren aktiviert, jedoch nicht durch saure Aminosäuren wie Glutamat. [ 60 ]

Die Abstammungslinie der aquatischen Säugetiere, einschließlich Delfine und Seelöwen, besitzt kein funktionsfähiges Tas1r1, ebenso wenig wie Riesenpandas. Folglich können sie keinen funktionsfähigen Tas1r1-Tas1r3-Rezeptor bilden. [ 61 ]

Verbraucher und Sicherheit

Umami wird von Lebensmittelherstellern als Aromastoff verwendet, um den Geschmack natriumarmer Produkte zu verbessern. [ 62 ] Durch die Zugabe von Umami zu Lebensmitteln kann der Salzbedarf reduziert werden, da Umami die Wahrnehmung von Salzigkeit verstärkt, ohne den Gesamtgeschmack zu beeinträchtigen. [ 63 ] Umami könnte für die langjährige Beliebtheit und Zusammensetzung von Ketchup verantwortlich sein . [ 64 ]

Die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) hat den Umami-Verstärker Mononatriumglutamat (MSG) als unbedenklichen Inhaltsstoff eingestuft. Obwohl einige Menschen angeben, empfindlich auf MSG zu reagieren , konnte eine von der FDA in Auftrag gegebene Studie nur bei wenigen Probanden vorübergehende , leichte Symptome feststellen – und zwar ausschließlich bei unrealistisch hohen MSG-Mengen. [ 65 ] Auch zwischen Japanern und Amerikanern besteht kein erkennbarer Unterschied in der Umami-Empfindlichkeit. [ 66 ]

Hintergrund anderer Geschmackskategorien

Die fünf Grundgeschmacksrichtungen (salzig, süß, bitter, sauer und herzhaft) werden von spezialisierten Geschmacksrezeptoren auf der Zunge und dem Gaumenepithel wahrgenommen . [ 67 ] Die Anzahl der Geschmackskategorien beim Menschen wird weiterhin erforscht; möglicherweise existiert eine sechste Geschmacksrichtung, die scharf oder pikant umfasst. [ 68 ]

Siehe auch

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