Еще два усилителя вкуса
Меня спрашивали уже, но я молчал, собирался с мыслями и с материалом.
Кроме глутамата натрия есть еще и другие усилители вкуса.
Нет, не так.
Кроме глутамата натрия, который обладает вкусом "умами" и по сути усилителем вкуса на является, есть усилители глутамата.
Рибонуклеотиды.
Использующиеся сейчас в промышленности усилители глутамата по структуре своей - нуклеотиды. Еще точнее - рибонуклеотиды - так как являются соединением азотистого основания и рибозы. Еще точнее, рибонуклеотид монофосфаты. Еще точнее, рибонуклеотид монофосфаты, содержащие пуриновое основание. Дальше для простоты я буду их называть "риботиды". Их так в пищевке и называют.
(картинка из википедии)
Гуанилат натрия. Е627
Рибонуклеотид, содержащий в качестве пуринового основания гуанин. Присутствует в РНК. Повторяю, рибонуклеотид, присутствует в любой РНК. Хотя есть и другие, менее верные версии. Если кто-то считает, что он оказывает супер-пупер-негативное влияние на наше здоровье, то рекомендую отказаться от поедания животных и растений, и перейти только на жиры, белки, углеводы и витамины в чистом виде. И вообще прекратить жить, потому что это еще более важное для жизни соединение, чем глутамат натрия.
Зачем нам нужны РНК объяснять не буду, этому посвящены толстенные учебники.
Инозинат натрия. Е631
(нарисована кислота а не соль, но это неважно)
Вещество тоже вполне природное, но в РНК не состоит. Искуственное? Нет.
Из полезных свойств можно выделить то, что из него в организме синтезируется аденозина монофосфат
а вот он уже (наравне с гуанилатом) является одним из 4х важнейших рибонуклеотидов. И еще является важнейшим веществом в энергетической системе несчетного числа живых организмов. Вспоминаем про АТФ, что есть аденозина трифосфат. Превращение которого в монофосфат и назад лежит в основе работы нашего молекулярного двигателя внутреннего сгорания.
(молекула АТФ)
Собственно гуанилат, о котором шла речь выше, так же в организме делается из инозината. И вообще, инозинат играет одну из важнейших ролей в метаболизме. Вещество для нашего организма натуральнее не придумаешь.
В любом мясном, рыбном, грибном продукте инозината образуется из того самого аденозина монофосфата очень много. Вот как только мы убили рыбу или корову, в мясе сразу начинает этот инозинат накапливаться, в результате естественных биохимических процессов. С натуральной пищей мы его потребляем всего 2 г в день, с Е-шками еще 4 мг. Считаем пропорцию и скукоживаемся от ужаса от полученного знания о том, что кладут проклятые химики к нам в пищу.
Синергетический эффект
Нуклеотиды мы едим, ели, и будем есть. Если быть честным, нашему существованию мы обязаны нуклеотидам не меньше, чем белкам. Есть мнение, что первый репликатор (молекула, которая научилась воспроизводить саму себя) была молекула РНК. Если так, что риботиды понатуральнее белков буду, так как появились на земле раньше.
Риботиды в чистом виде не используется. Продаются и используются в виде смеси 50/50 (часто под названием I+G), поэтому на упакове Е627 всегда соседствует с Е631.
Почему так - просто так удобнее и дешевле получать.
В чистом виде эти добавки обычно не используются потому что
1. Не очень дешевы.
2. Почти безвкусные.
Их действие проявляется только вместе с глутаматом. Так к примеру смеси, состоящей из 98% глутамата и 2% I+G нужно использовать примерно в 4 раз меньше, чем если бы это был чистый глутамат. Вкус будет тот же. Причем такая синергия наблюдается не только у человеков, но даже у мышей
(Грибной супчик, усиляемый глутаматом, и риботидами. Смесь вкуснее. Пример правда не очень показательный, потому что в грибном супе уже есть и глутамат, и нуклеотиды, внесенные туда с природой, и не очень понятно за счет чего идет усиление.)
Вообще, риботидов мы ежедневно потребляем с пищей нехилое количество. Прибавка к рациону, которую мы возможно получим с данными добавками, незначительна. Врагам глутамата следует радоваться, а не плакать, видя на упаковке I+G, потому что если кто-то добавил немного риботидов, значит этот кто-то добавил меньше глутамата.
Механизм действия
Немножко красивых картинок, нарезанных из оригинального исследования.
(молекула глутамата на рецепторе)
(Реакция вкусовых рецепторов, на которые воздействовали разными соотношениями глутамата и инозината. Очень хороша видна разница от того, как данные вещества усиливают друг друга, правый нижний угол. Так же хорошо видно, что в чистом виде инозинат почти не работает).
(зависимость интенсивности вкуса от соотношения концентрация инозината и глутамата, показаны 2 концентрации глутамата. Синергизм очевиден)
(еще одна демонстрация синергетического эффекта. В случае наличия инозината, максимальная интенсивность вкуса достигается при концентации глутамата в 10 раз ниже, чем в отсутствие).
Попробую объяснить на пальцах, почему и как это работает. Рецептор вкуса "Умами" (так же как и сладкого вкуса) - это два белка. На первой картинке показано, как глутамат сидит одновременно на обоих. Когда он так садится, наш мозг в результате достаточно сложных и малопонятных для меня биохимических процессов получает сигнал, о том что в пище есть глутамат. Вкусно!!!
Риботиды могут садиться только на один их этих двух белков. Поэтому сами по себе безвкусны, так как сигнал проходит, только если "замкнуть" оба белка. Если на рецепторе уже сидит глутамат (цепь замкнута), то дополнительное воздействие нуклеотида приводит к усилению сигнала от рецептора. Еще вкуснее!!!
Это типа гидроусилителя руля. Сам по себе штука бестолковая и никаких действий не совершает. Но очень сильно помогает крутить руль. Или как детские качели, которые неплохо вроде раскачиваются молекулой глутамата, но если их смазать смазкой - риботидом, то дело пойдет веселее. Сама по себе смазка не сможет раскачать качели.
Но это на пальцах. Профессионалы объяснят лучше. Тем более, что как и что там происходит в деталях, я не очень понимаю. Может оно и не надо.
Получение в промышленности.
Фокус в том, что обе добавки по определению (как и глутамат) являются натуральными. Получают их микробиологическим способом из специальных дрожжей (это может быть Candida Utilis или даже хлебопекарные дрожжи), которые содержат большое количество (2,5-15%) РНК.
Технология в теории очень проста и очевидна.
1. Вырастить дрожжи.
2. С помощью нагрева или ферментной обработки заставить РНК выйти из клеточной стенки.
3. Обработать ферментами с целью получения отдельных нуклеотидов.
(картинка кривовата, конечно, но смысл понятен. А перерисовывать лень было, может попозже поменяю)
4. После гидролиза отделение клеточных стенок и концентрирование раствора нуклеотидов.
Нетрудно заметить, что в процессе образуется из нужных нам только гуанилат (первый сверху). Инозинат получают способом, которым он образуется в природе. А именно обрабатывают ферментом аденозина монофосфат.
В завершение
Дрожжи - удивительный материал для пищевой промышленности. Растут быстро буквально на всем, включая отходы производства. Содержат много белка и риботидов (и витаминов). Сегодня дрожжевые экстракты (а это есть ни что иное как обработанные ферментами мертвые дрожжи) с успехом применяются в пищевой промышленности. Надеюсь понятно почему - потому что в них много Е621, Е627 и Е631.
Огромное количество натуральных продуктов (особенном мясо и рыба всех мастей) содержат не только глутамат, но и риботиды. Именно натуральные содержат, а не я их туда добавил.
Гуанилат в 2,3 раза сильнее усиливает вкус глутамата, чем инозинат. Уже синтезированы вещества (не разрешенные для применения в промышленности), являющиеся производными инозината и гуанилата, которые могут усиливать вкус глутамата в 10 и даже в 20 раз сильнее, чем инозинат.
Случайно ли что одна из самых важных аминокислот (глутаминовая) в живой природе и два важнейших нуклеотида стали для нас определять вкус пищи? Случайно ли возникли вкусовые рецепторы, отвечающие за взаимодействие с этими веществами? Обманываем ли мы их, потребляя эти вещества?
PS Старался написать понятно для нехимиков. Не знаю, насколько удалось выдержать границу между понятно и правдиво. Если где напутал по дороге с формулами - просьба указать, исправлю. Вроде все перепроверил, но вдруг. Вопросы приветствуются, но не по биохимии - я в ней плаваю.