El "nuevo" sabor: Umami

Durante muchos años, se reconocieron cuatro grupos de sabores básicos: dulce, ácido, salado y amargo. El umami, o "quinto sabor", es un descubrimiento relativamente reciente. Oficialmente reconocido como sabor independiente en la década de 1980, por lo que el umami es un verdadero sabor.

En la búsqueda de información me he encontrado con la disyuntiva que trae con sigo este sabor y la relación con el glutamato monosódico.

¿Qué es?

El sabor umami procede del ácido glutámico (glutamato) presente de forma natural en los alimentos y está "unido" a otros aminoácidos o proteínas. El glutamato monosódico es una reproducción sintética del glutamato natural.

Umami significa "agradable sabor salado" en japonés y se ha descrito como caldoso o carnoso. El umami se aprecia en los alimentos que contienen un alto nivel del aminoácido glutamato, como el queso parmesano, las algas, el miso y las setas.

El glutamato tiene un sabor complejo y elemental. El glutamato monosódico, o GMS, se suele añadir a los alimentos para darles un sabor umami. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. ha designado el glutamato monosódico como un ingrediente seguro, que sólo provoca efectos adversos leves, como dolores de cabeza o náuseas, en un porcentaje muy pequeño de consumidores.

Se ha descrito el umami como un sabor suave pero duradero asociado a la salivación y a una sensación de pelusilla en la lengua, que estimula la garganta, el paladar y la parte posterior de la boca. No se considera deseable como sabor independiente, pero añade complejidad cuando se combina con otros sabores.

Historia

En 1985, el Simposio Internacional Umami celebrado en Hawai determinó que umami era el término científico para este quinto sabor. Para que fuera independiente, debía cumplir ciertos criterios. Los investigadores demostraron que el umami no se producía por ninguna combinación de otros sabores básicos, sino que era un sabor independiente. También tiene su propio receptor específico para su sabor.

El uso del glutamato en la cocina tiene una larga historia. Las salsas de pescado fermentado, ricas en glutamato, se utilizaban mucho en la antigua Roma. Las salsas de cebada fermentada ricas en glutamato se utilizaban en la cocina medieval bizantina y árabe, y las salsas de pescado fermentado y de soja tienen historias que se remontan al siglo III en China.

El umami se ha popularizado como sabor entre los fabricantes de alimentos que intentan mejorar el sabor de las ofertas bajas en sodio. Los chefs enriquecen su cocina creando "bombas de umami", platos elaborados con varios ingredientes umami, como salsa de pescado, setas, ostras y jamones curados. Algunos sugieren que el umami puede ser la razón de la popularidad del ketchup. 

Para ser técnico, umami es el sabor del glutamato, un aminoácido que es uno de los componentes básicos de las proteínas. El glutamato se encuentra naturalmente en el cuerpo humano y en muchos alimentos deliciosos que comemos todos los días, incluidos, entre otros, quesos curados, carnes curadas, tomates, champiñones, salmón, bistec, anchoas, té verde, y la lista continúa.

Umami no solo puede enriquecer nuestra dieta, sino también contribuir a resolver problemas de salud global. El cloruro de sodio, o sal de mesa, es una de las principales causas de enfermedades cardiovasculares. La Organización Mundial de la Salud ha establecido el objetivo de reducir la ingesta media de sal en un 30%. El uso de glutamato monosódico, o GMS, el componente principal de los sazonadores umami llamados AJI-NO-MOTO®, puede ser la clave para reducir el contenido de sodio sin sacrificar el sabor.

Industria alimentaria

Hay que asegurar la conservación de los alimentos. Si a ciertos alimentos no le añadimos un ácido para que su pH esté por debajo de 4 corremos el riesgo de que crezca una bacteria, Clostridium Botulinum, que produce una toxina mortal en cantidades muy pequeñas.

El ácido cítrico, uno de los ácidos usados con ese fin, se encuentra, por ejemplo, en el limón. Pero es impensable obtenerlo de esta fruta, cuando en la industria alimentaria se consumen muchos miles de toneladas en todo el mundo. Se fabrica mediante la fermentación con el hongo Aspergillus Níger, de carbohidratos del maíz, la tapioca, etc.. La molécula del ácido cítrico en el limón y en el producto fermentado, es idéntica.

Para impedir el crecimiento de Clostridium Botulinum en los productos cárnicos, se emplean Nitritos y Nitratos combinados con antioxidantes.

La inmensa mayoría de los aditivos se encuentran en la naturaleza, formando parte de frutas, verduras, carnes y pescados. Por ejemplo, el Glutamato Monosódico E 621, se halla en cantidades importantes en el tomate, ciertos pescados y en los cubitos de caldo de pollo.

Gracias a la química, se han podido sintetizar sus moléculas y conseguir fabricar las cantidades necesarias, a precios asequibles, para la elaboración de los alimentos.

Para que un producto químico sea un aditivo, requiere la autorización de la Unión Europea, que lo somete a todo tipo de pruebas para garantizar su inocuidad y comprobar además que cumple la funcionalidad requerida en cantidades muy pequeñas, de algunas partes por millón. Este proceso es similar al que se sigue con un medicamento que, por cierto, son moléculas químicas que curan, aunque no sabemos por qué.

Desde luego, está muy bien buscar alimentos ecológicos, pero es igualmente bueno consumir los alimentos que han usado aditivos químicos en su elaboración. No nos engañemos, es un error grande pensar que comer alimentos con aditivos es malo para la salud. La mayoría de los problemas relacionado con la ingesta de alimentos están relacionados con la cantidad, y no tanto con la presencia de aditivos.

¿Cómo se obtiene el glutamato?

Se produce a través de un proceso químico o biológico.

1. Proceso químico: En este método, el glutamato monosódico se produce mediante la reacción química entre el ácido glutámico y el hidróxido de sodio (NaOH). El ácido glutámico, que es un aminoácido, se puede obtener a partir de diversas fuentes, como la fermentación de biomasa, como la melaza de caña o la remolacha. Una vez que se obtiene el ácido glutámico, se neutraliza con hidróxido de sodio para formar glutamato monosódico y agua. Luego se filtra y purifica para obtener el producto final.

2. Fermentación biológica: En este método, se utiliza una bacteria llamada Corynebacterium glutamicum para producir ácido glutámico a través de la fermentación. Esta bacteria se alimenta de sustratos ricos en carbono, como el azúcar o el almidón, y produce ácido glutámico como parte de su metabolismo. El ácido glutámico se recupera del medio de fermentación y luego se neutraliza con hidróxido de sodio para formar glutamato monosódico.

Tabla1: Estructura y propiedades fisicoquímicas del ácido glutámico.

La producción biotecnológica de aminoácidos tradicionalmente se ha basado en la conversión de diferentes fuentes de carbono tales como glucosa, melazas, hidrolizados de almidón, n-alcanos y otros, obteniéndose altos rendimientos. Prácticamente, existen para todos los aminoácidos procesos de fermentación desarrollados, pero no en todos los casos se producen por esta vía. Además, continuamente surgen procesos tanto biológicos como químicos que compiten entre sí, como el método más económico para la obtención de un aminoácido específico. 

El ácido glutámico se obtiene predominantemente por procedimientos microbianos, aunque es también producido químicamente. Los investigadores japoneses iniciaron el desarrollo del proceso de fermentación directa debido a que el ácido glutámico que se formaba por síntesis química resultaba ser la mezcla racémica D,L.*1

A partir de estudios sobre 2.000 microorganismos en diferentes medios, se encontró que el L-glutámico se producía por una amplia variedad de bacterias, levaduras y hongos . A nivel industrial, éste aminoácido se obtiene por fermentación de azúcares residuales de la industria agroalimentaria. Se conocen numerosos organismos capaces de producirlo a partir de diferentes fuentes de carbono, entre los más importantes se encuentran: 

• Corynebacterium glutamicum → Melazas 
• Brevibacterium → Acetato 
• Brevibacterium divaricatum → Glucosa + acetato de amonio 
• Arthrobacter paraffineus → n-alcanos42

El estudio y caracterización de las distintas biomoléculas como los aminoácidos, requiere en numerosos casos su aislamiento y purificación a partir de mezclas complejas como los preparados de cualquier material biológico. Los métodos más usados en la identificación de los aminoácidos son los colorimétricos, los cuales se basan en la reacción específica de éstos con determinados compuestos, dando derivados coloreados.

Una técnica usada ampliamente en la purificación de aminoácidos es la cristalización *2, en donde se usan solventes orgánicos para la obtención del sólido de alta pureza.

Espero que os haya gustado este post tanto como a mi encontrar estos datos y redactarlos.

Muchas gracias por vuestra atención.

Hasta la próxima.

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Glosario:

*1 Mezcla racémica: Una mezcla racémica es una mezcla que contiene dos enantiómeros en cantidades iguales. Los enantiómeros son moléculas que son imágenes especulares una de la otra pero no pueden superponerse, como una mano izquierda y una mano derecha. En una mezcla racémica, los enantiómeros están presentes en una proporción 1:1.

Por ejemplo, considera el ácido láctico. Existen dos formas enantioméricas de este compuesto: el ácido L-láctico y el ácido D-láctico. Una mezcla racémica de ácido láctico contendría cantidades iguales de ambos enantiómeros, lo que significa que el ácido L-láctico y el ácido D-láctico estarían presentes en la misma cantidad.

En términos químicos, una mezcla racémica es ópticamente inactiva porque la rotación óptica neta de los enantiómeros se cancela entre sí. Esto significa que una mezcla racémica no desvía la luz polarizada en ninguna dirección.

En muchos casos, la actividad biológica de los enantiómeros puede ser diferente. Por ejemplo, un enantiómero puede ser eficaz como medicamento, mientras que su enantiómero opuesto puede ser inactivo o incluso tener efectos adversos. Por esta razón, en muchos casos, es importante separar los enantiómeros y utilizar solo el que tiene la actividad biológica deseada.

*2 La purificación de aminoácidos mediante cristalización es un proceso en el cual los aminoácidos se separan y purifican de una solución mediante la formación de cristales. Aquí tienes una descripción general de cómo se lleva a cabo este proceso:

1. Preparación de la solución madre: Se disuelven los aminoácidos en un solvente adecuado, generalmente agua, para formar una solución madre. Es importante que los aminoácidos se disuelvan completamente en la solución.

2. Disolución y calentamiento: La solución madre se calienta para disolver completamente los aminoácidos. Se pueden agregar otras sustancias para ajustar el pH o facilitar la solubilidad de los aminoácidos.

3. Enfriamiento lento: Después de que todos los componentes estén completamente disueltos, la solución se enfría lentamente. Durante el enfriamiento, los aminoácidos comienzan a cristalizar.

4. Formación de cristales: A medida que la temperatura desciende, los aminoácidos en la solución comienzan a formar cristales sólidos. Los cristales de aminoácidos se precipitan fuera de la solución a medida que esta se satura.

5. Filtración y secado: Una vez formados los cristales, se filtran y se lavan para eliminar impurezas que puedan estar presentes. Luego, los cristales se secan para eliminar el solvente residual y obtener el producto final en forma sólida.

6. Recristalización opcional: Si es necesario, los cristales obtenidos pueden someterse a un proceso de recristalización para mejorar aún más su pureza. Este proceso implica disolver los cristales en un solvente caliente y luego dejar que la solución se enfríe lentamente para volver a formar cristales.

La cristalización es un método comúnmente utilizado para purificar aminoácidos y otros compuestos orgánicos. La pureza del producto final depende en gran medida de la calidad de la técnica de cristalización y del control de las condiciones de temperatura y solubilidad durante el proceso

Bibliografía: 

González, M. (2021, August 29). Umami: el quinto sabor que revoluciona la gastronomía. GQ México y Latinoamérica. https://www.gq.com.mx/estilo-de-vida/articulo/umami-que-es-donde-se-encuentra-a-que-sabe

Rotkovitz, M. (2011, April 6). What does umami taste like? The Spruce Eats. https://www.thespruceeats.com/what-is-umami-1664724

¿Qué es Umami? (n.d.). Grupo Ajinomoto Global Website - Comer Bien, Vivir Bien. Retrieved April 20, 2024, from https://www.ajinomoto.com/es/umami/5-facts

de Palma Africana, H. D. E. R., & LA BACTERIA Corynebacterium glutamicum, P. F. C. (n.d.). OBTENCIÓN Y PURIFICACIÓN DE ÁCIDO GLUTÁMICO A PARTIR DE. Core.ac.uk. Retrieved April 20, 2024, from https://core.ac.uk/download/pdf/147430544.pdf

Pe&ntilde, E. (2023, February 22). La química en la industria alimentaria. Valencia Plaza. https://valenciaplaza.com/quimica-industria-alimentaria