Wie Umami funktioniert

Wenn Sie verstehen möchten, warum Cheeseburger, Ramen und Lasagne so gut schmecken, ist es an der Zeit, über Umami nachzudenken – die nicht identifizierbare Chemie und unbekannte Qualität, die Aromen zusammenbringt.

Umami (ausgesprochen oo-MAH-mee) wurde der fünfte Geschmack genannt und reiht sich in das traditionelle Quartett aus salzig, süß, bitter und sauer ein. Das Wort umami leitet sich vom japanischen umai ab , was grob übersetzt „Köstlichkeit“ bedeutet [Quelle: Umami Information Center ]. Köche haben es als alles beschrieben, von "zart und subtil" bis "erdig, muffig und pilzartig" [Quelle: Ninomiya ]. Für viele Menschen macht die Wirkung einfach süchtig [Quelle: Souza ].

Für Ernährungswissenschaftler ist Umami Chemie im wahrsten Sinne des Wortes. Wie die anderen Geschmacksrichtungen ist Umami eine biologisch verschlüsselte Botschaft; Beim Knacken des Codes erfahren die Wissenschaftler auch mehr über die Physiologie des Geschmacks. Was sie finden, kann wichtige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Evolution haben – ganz zu schweigen vom Schicksal der Lebensmittelhersteller. Umami ist auch eine Karte im Ärmel, um zufriedenstellende Mahlzeiten zuzubereiten.

Was ist also diese zart muffige, subtil erdige Köstlichkeit, die Wissenschaftler, Lebensmittelhersteller und durchschnittliche Menschen mit Geschmacksknospen in ihren Bann zieht? Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie die Faszination eines Mannes für ein bestimmtes Grundnahrungsmittel den Stein ins Rollen brachte, um diese Frage zu beantworten.

1. Die Entdeckung von Umami
2. Die Wissenschaft des Geschmacks
3. Wie du Umami schmeckst
4. Umami in der Lebensmittelindustrie
5. Hinzufügen von Umami zu Rezepten

Die Menschen genossen Umami, lange bevor sie es erkannten. Vor zweitausend Jahren genossen die Römer zum Beispiel Garum , eine Sauce, die durch Fermentieren von Fisch hergestellt wurde, bis er sich verflüssigte [Quelle: Koetke ].

Der Wendepunkt bei der Entlarvung von Umami als Geschmack kam 1907, als Kikunae Ikeda sich aufmachte, das Geheimnis von Dashi [Quelle: Koetke ] zu lüften. Dashi, ein Grundnahrungsmittel der japanischen Küche, ist eine Fischbrühe, die aus getrockneten Bonito-Flocken, einer Art Thunfisch, in einer Brühe aus Seetang oder Kombu gekocht wird . Es ist eine Hauptzutat in zahlreichen traditionellen Gerichten, darunter Miso-Suppen (aus fermentierter Sojabohnenpaste) und Saucen für Buchweizen -Soba-Nudeln und in Tempura geschlagenes Gemüse [Quelle: Wang ]. Ikeda bemerkte, dass Dashi die gleiche vollmundige Schmackhaftigkeit verlieh, die er während seines Studiums in Deutschland in Tomaten, Spargel und anderen Lebensmitteln geschmeckt hatte [Quelle: Ninomiya]. Dieses Geschmacks- und Texturerlebnis nannte er später Umami.

Ikeda war kein gewöhnlicher Feinschmecker: Als er seine Nachforschungen anstellte, war er Chemieprofessor an der Kaiserlichen Universität Tokio. Dementsprechend begann er mit einer chemischen Analyse von getrocknetem Seetang. Durch Wasserextraktion und Kristallisation wurde Ikeda ausgespült und durch seine verschiedenen Bestandteile sortiert. Er entdeckte mehrere Salze, darunter Kaliumchlorid und Natriumchlorid (Speisesalz) [Quelle: Lindemann ]. Aber als Chemiker und Dashi-Liebhaber wusste er, dass dies nicht die Quelle von Umami war. Schließlich isolierte Ikeda die Verbindung, die sowohl die geschmacklichen als auch die chemischen Kriterien erfüllte: Mononatriumglutamat oder MSG [Quelle: Kenzo]. Wie der Name schon sagt, ist MSG ein Natriumsalz, das aus Glutaminsäure gebildet wird. Glutaminsäure ist eine Aminosäure und Aminosäuren sind die Bausteine ​​von Proteinen.

Ein paar Jahre später identifizierte einer von Ikedas Schülern die Umami-Hauptkomponente im getrockneten Bonito: Inosinat. Inosinat gehört zu einer Klasse von Proteinen, die Nukleotide genannt werden [Quelle: Kenzo ]. Um 1960 identifizierte der Wissenschaftler Akira Kuninaka Guanylat, ein weiteres Nukleotid in Shiitake-Pilzen, als dritten Beitrag zu Umami. Ebenso wichtig fand Kuninaka, dass die Beziehung zwischen diesen drei Inhaltsstoffen synergistisch ist: Sie arbeiten zusammen, um die Umami-Wirkung exponentiell zu verstärken [Quelle: Ninomiya ].

Das ist die Umami-Hintergrundgeschichte. Um zu verstehen, wie es funktioniert, den Geschmack von Speisen zu verbessern, bieten wir den folgenden kurzen Kurs in Geschmacksphysiologie an – eine Tour durch die Zunge und darüber hinaus.

Wenn es schon eine Weile her ist, dass Sie im naturwissenschaftlichen Unterricht gesessen haben, hier eine kurze Auffrischung: Wenn Sie auf Ihre Zunge schauen, werden Sie sehen, dass die Oberfläche mit mehreren hundert rau aussehenden Unebenheiten, sogenannten Papillen , bedeckt ist . Jede Papille enthält Geschmacksknospen . Einige Papillen haben ein paar Knospen; andere haben ein paar hundert. Daher werden die Knospen ungleichmäßig über die Zunge verteilt. Eine kleinere Anzahl liegt auch entlang des Halses und des Gaumens [Quelle: Monell ].

Geschmacksknospen sind die Schnittstelle zwischen Zunge und Gehirn. Sie enthalten Rezeptorzellen , in denen die für die Geschmackswahrnehmung verantwortliche chemische Kettenreaktion stattfindet [Quelle: National Library of Medicine ]. So wie Papillen eine unterschiedliche Anzahl von Geschmacksknospen haben, haben Knospen eine unterschiedliche Anzahl von Rezeptorzellen, von einer bis 700 [Quelle: Monell ]. Diese Zellen sind Spezialisten, genetisch kodiert, um nur einen Weg zu einem Geschmack bereitzustellen [Quelle : Roth-Johnson ].

Der Geschmacksprozess beginnt, wenn ein Lebensmittel (oder eine andere Substanz) in den Mund gelangt. Dort wird es durch Kauen zersetzt und im Speichel aufgelöst, wodurch die Geschmacksknospen mit seinen chemischen Bestandteilen gebadet werden. Durch verschiedene Mittel (dazu später mehr) übersetzen die Rezeptorzellwände diese Chemikalien in elektrische Impulse, ein Prozess, der als Transduktion bezeichnet wird . An die Zellen angrenzende Nerven leiten diese Impulse an den Kern des Solitärtrakts des Gehirns oder NST weiter. Die NST stellt sie zu einer Nachricht zusammen, die den Geschmack identifiziert.

Der Geschmack ist der erste Faktor bei der Bestimmung, ob eine Substanz im Mund gegessen werden kann. Die Entscheidung, das Essen zu essen, hängt jedoch von mehr als nur dem Geschmack ab. Es geht um Geschmack. Geschmack ist ein multisensorischer Effekt. Es umfasst nicht nur den Geschmack eines Lebensmittels, sondern auch sein Aroma, seine Textur, Temperatur, Intensität und sogar die Erinnerungen und Emotionen, die es hervorruft. Die Verarbeitung all dieser Informationen beschäftigt mehrere höherfunktionale Bereiche des Gehirns [Quelle: Monell ].

Das ist der grundlegende Weg, auf dem Essen in Ihrem Mund zu Geschmack für Ihr Gehirn wird. Als nächstes werden wir uns die besonderen Mittel und Wege von Umami ansehen.

Geschmack vs. Schmerz

Spiciness and heat are sometimes thought of as tastes, but they're actually a response to pain caused by chemical irritation [source: National Library of Medicine]. That cinnamon zing that jazzes up pumpkin pie, for example, is the sting of trace amounts (about 1 percent of the store-bought spice) of cinnamaldehyde, which would burn your tongue at full strength [source: Steinman].

Umami's food-to-brain protocol varies in certain ways from that of other tastes, starting with the receptor cells. The sensory cells that recognize sweet and bitter tastes and umami are called G protein-coupled receptors, or GPCRs. Sour and salty taste components in contrast, are thought to pass through ion channels, based on positive- and negative-charged molecules [source: Monell].

Three types of receptors cells are known to respond to the combination of inosinate, guanylate and MSG; there are likely more. It's theorized that these receptors not only sense these compounds but also "hold on" to them longer than receptors that target other tastes [source: Marcus]. This would explain umami's ability to reveal nuances of other tastes when experienced together – to make a sweet food not merely sweeter, for instance, but differently sweet. Think of apple pie topped with cheese , prosciutto-wrapped figs or chocolate-coated bacon.

Another remaining question concerns umami's evolutionary role. It's generally accepted that before humans knew anything about health or nutrition, tastes were a guide to which things were good to eat and which ones could kill them. People like sweet tastes because sweet foods, such as fruits and some vegetables, provide carbohydrates and vitamins that can only be obtained by eating them. The umami sensation is provided by proteins, a vital nutrient. But the one amino acid most closely associated with umami, glutamate, is readily made in the human body [source: Geiling].

Other proteins that aren't produced in the body are equally important, however. These are the essential proteins, so named because it's essential that they are included in the diet. Protein itself has no taste. It's the amino acids that, when "freed" from the protein molecule, register on the taste buds. Free amino acids result from processes that break down protein, such as cooking, drying and fermenting [source: Koetke].

Freeing amino acids also starts their digestion and metabolization in the body and some anthropologists suggest this is why humans have advanced beyond other species in brain power (as far as we know). Cooking speeds the breaking down and thus the digestion of amino acids and other nutrients, which enabled human brains to develop more and more quickly [source: Kiger].

The food industry has long known of the profits of using umami. Read on to see how it's popping up everywhere, from fast food to fine dining.

Kikunae Ikeda, the identifier of umami, wasted no time capitalizing on his find. In 1909, one year after identifying monosodium glutamate, he partnered with an iodine processer to patent a commercial MSG -based seasoning, as well as a method of extracting MSG from wheat, a richer source of glutamic acid than seaweed . His hope was to offer an easy way to enhance the taste of nutritious but nondescript homemade meals and thus improve the overall health of the Japanese people [source: Ninomiya]. It's ironic, then, that for many people, MSG as a food ingredient is code for junk food, cheap and unhealthy.

It's true that umami compounds are a favorite additive in the food industry, where their ability to intensify other tastes and add depth and satisfying texture makes them a kind of default "flavor potentiator" [source: Souza]. Besides MSG, you'll see it listed by its industrially prepared sources, including hydrolyzed wheat protein, texturized vegetable protein and autolyzed yeast extract [source: Marcus]. Because these are all natural substances, although they may also be made in laboratories, MSG may be listed simply as "natural flavors" [source: Yacoubou].

Yet, these same qualities could make umami useful in improving the nutritional profiles of commercial formulations. As a flavor enhancer, it can reduce the need for unhealthy ingredients. Also, when made with potassium chloride, rather than sodium chloride, it can replace sodium in some foods. Its meatiness, which creates a fuller mouthfeel, could make low-fat foods more filling and satisfying to eat [source: Marcus].

The applications can be especially beneficial to older adults, who often experience weakened senses of taste and smell and people who take medications or treatments that destroy sensory cells [source: Marcus].

Health considerations aside, umami is one of the hottest trends among cutting-edge chefs and their clientele. The gourmet hamburger chain Umami Burger is named for it and exploits the taste by adding powdered mushroom and seaweed to its ground beef and topping the burgers with soy sauce [source: Geiling].

The home kitchen also provides opportunities for umami utilization. We'll wrap up this investigation with some ideas to spark your culinary creativity.

The MSG Controversy

The main umami components are all naturally occurring and generally harmless. However, some people claim that as a food additive, MSG causes headaches, dizziness and irregular heartbeat and a flu-like lack of energy [source: Geiling]. Yet the U.S. Food and Drug Administration (FDA) has approved all the ingredients in commercial additives as safe for human consumption [source: Yacoubou]. And a 2006 review of scientifically valid research published over the previous 40 years showed no connection between MSG and these reported ill effects [source: Freeman]. So what's the explanation? It may be due to differences in how individual bodies digest and metabolize various nutrients [source: Monell]. Also, taste receptors for umami may be more sensitive in some people [source: Marcus]. Their symptoms may be reactions to the overuse of added MSG as a cheap flavor boost in heavily processed foods, compared to the same substance found naturally in food [source: Geiling]. Then too, flavor acceptance includes an emotional response. People who are wary of MSG may have an adverse psychosomatic reaction. Whatever the cause, the debate illustrates how much of the field of taste remains uncharted country.

Given its universality, it's no surprise that umami shows up in a world of cuisines, from the Danish smorrebrod (open-faced sandwich) of roast beef and pickles on sourdough rye bread, to the American BLT. Just the same, here are a few culinary tricks to maximize umami:

In cultivating the umami in foods, you may also expand your repertoire of culinary skills. In a sense, you are developing your own personal umami: your ability to coax out and magnify food's natural flavors.

Author's Note: How Umami Works

I think the umami story's possible role as a nutritional guide is most intriguing. It seems to be pointing to fermented foods, which, incidentally, are being recognized for their importance in supplying probiotics for digestive health. Digestion, in turn, may play a greater role in overall mental and physical well-being than was previously thought. When Omar Khayyam claimed in "The Rubaiyat" that a jug of wine and a loaf of bread (both products of yeast fermentation) could turn wilderness into paradise, he was on to something.

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