Секрет глутамата натрия
Американцы раскрыли секрет
действия пищевых добавок, за которые дети так любят чипсы и «суп со
звездочками». Эти усилители «пятого вкуса», умами, на деле продлевают время, в
течение которого молекулярные «челюсти» соответствующих рецепторов остаются
сомкнутыми. Открытие может вылиться в создание усилителей сладости или запахов
– многие из их рецепторов обладают схожей структурой.
Если у вас под рукой есть пачка
картофельных чипсов – особенно тех, что дети считают «самыми вкусными», на
пачке наверняка написано, что в состав продукта входит
пищевая добавка E631. А если в составе есть E631, можете не сомневаться, что в
списке имеется и E623. Выпускник кулинарного техникума или технолог-пищевик
легко узнает в этих компонентах инозинат (E631) и глутамат (E623) натрия, однако вряд ли сможет объяснить,
почему инозинат ходит исключительно парой с глутаматом.
Причина на самом деле простая – от
E631 без E623 нет никакого толка. Он не обладает никаким вкусом, к тому же
относительно дорог. А вот в паре с глутаматом инозинат творит чудеса: стоит добавить лишь немного E631, и
E623 в чипсы можно класть в 10, а то и в 15 раз меньше! Таким же эффектом
обладают и другие соединения – гуанилаты натрия,
калия и кальция. Не сомневайтесь, у них тоже есть европейские коды – E627, E628
и E629.
Все эти вещества называются
«усилителями вкуса». А усиливают они вкус E623 – глутамата
натрия
Хотя пользоваться пищевыми
добавками пищевая промышленность давно научилась, почему они вдруг оказались
такими мощными усилителями, до сегодняшнего дня никто не знал. Выяснить это
удалось группе ученых из американских штатов Калифорния и Нью-Йорк под
руководством Сяодуна Ли, опубликовавших
разгадку в последнем номере Proceedings of the National
Academy of Sciences (см. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0810174106).
У вкуса глутамата
натрия есть свое собственное название – «умами». Для большинства носителей
западной культуры это слово до сих пор в новинку. С детства нас учили, что
вкусов всего четыре – сладкий, кислый, соленый и горький,и на каждый вкус на языке есть по одному типу
рецепторов.
Для жителей Востока вкус,
который японцы обозначают словом «умами», а китайцы – «сяньвэй»,
– такой же полноценный член вкусовой семьи, как вкусы сахара или соли. Это одна
из основных компонент вкусового букета традиционных соевых соусов, мисо или рыбного бульона, и именно он придает еде тот
характерный вкус, для которого в русском языке нет даже адекватного перевода.
Иногда говорят о «белковом вкусе», иногда в пример приводят пармезан, брокколи
или ламинарию, однако современному горожанину ближе все-таки упоминание о самом
глутамате натрия.
Научное признание умами заслужил
совсем недавно.
Японец Кикунаэ
Икэда изолировал глутамат
натрия, как основной возбудитель ощущения умами, еще в 1908 году – ровно 100
лет назад. Он же первым организовал химическое производство этого вещества, как
эрзаца традиционных компонент японской кухни. Однако вкусовой рецептор, который
«чувствует» глутамат, был обнаружен только в самом
конце XX века.
Сейчас мы знаем, что
белок-рецептор к умами –
близкий родственник «сладкого» рецептора. Оба они относятся к семейству T1, но
если одна половинка, основа рецептора T1R2, у них общая, то вторые половинки – которые непосредственно контактируют с
исследуемым веществом – отличаются. «Сладкий» вариант этого блока называется
T1R3, а вот вкус умами чувствует T1R1.
Оба блока по форме напоминают
венерину мухоловку – хищный цветок, «челюсти» которого закрываются, как только
на них сядет какое-нибудь насекомое.
Именно «захлопывание челюсти» и
приводит к срабатыванию рецептора, которое в конечном
счете превращается в мозге в ощущение вкуса.
Только прилипают к молекулярным
челюстям не лапки насекомых, а молекулы – сахара в случае T1R3 или аминокислоты
в случае T1R1.
Вкус глутамату
натрия придает, конечно, не натрий, а глутамат – ион глутаминовой кислоты, наравне с другими аминокислотами
входящей в состав многих белков. Этот анион можно прикрепить к любому другому
катиону – к тем же калию или кальцию, однако на мокром языке молекулы все равно
развалятся на части, и именно анион возбудит вкусовое ощущение. Точно также и гуанилаты с инозинатами действуют
только за счет своих анионов, и именно поэтому вариантов усилителей вкуса
столько же, сколько катионов есть в биологическом обиходе.
Как показали Сяодун Ли и его коллеги, сам глутамат
прикрепляется к T1R1 очень ненадолго и ближе к «челюстному шарниру». А вот
усилители вкуса цепляются ближе к краям челюсти. Тем самым они, во-первых,
стабилизируют закрытое состояние, а во-вторых, мешают глутамату
покинуть ловушку.
Иными словами, эти пищевые
добавки на самом деле вовсе не усилители, а удлинители вкуса.
Чтобы показать это, американские
ученые провели и сложнейшее компьютерное моделирование связывания молекул,
изучили связывание различных похожих на глутамат и инозинат молекул и даже проверили, как ведут себя
рецепторы, кодируемые несколькими мутантными версиями генов T1R1, на
поверхности живых крысиных клеток.
По мнению авторов статьи,
изменения в работу «челюстей» на похожих рецепторах могут вносить и многие
другие небольшие молекулы, на которые рецептор сам по себе не рассчитан. И не
стоит удивляться, если химикам в какой-то момент удастся найти усилитель уже не
вкуса, а запаха, который позволит нашим носам замечать малейшие концентрации
опасных веществ или даже потягаться с собаками в
умении идти по следу.
Ну а что касается вкуса, то,
признается Сяодун Ли, он уже
нашел вещество, которое меняет работу «сладких» рецепторов. Так что вскоре и на
банках с вареньем могут появиться надписи о наличии в составе «усилителей
сладости». Будут ли это те же E626 и E634 или регуляторам рынка придется
придумывать новые коды, пока не ясно. Данные об усилителях сладости еще не
опубликованы.