גלוטמאט

מאז שהתגלה הטעם אומאמי על-ידי פרופ' קיקונה איקדה ב- 1908, הוא נחקר רבות, הן ברמה המדעית והן הקולינרית. ממצאים חדשים על המורכבות והעושר של הטעם הזה, והקשר שלו לטעמים האחרים בלשון, מתגלים תדיר. אומאמי, "טעים ביותר" ביפנית, הוא הטעם המתובל של חלבונים וחומצות-אמינו, ומאפיין, בין היתר, את טעמם של בשר, עגבניות, גבינות, פטריות ואצות. איקדה גילה את המולקולה הראשונה שנקשרת לקולטן האומאמי בלשון, היא החומצה האמינית גלוטמאט, או חומצה גלוטאמית. הוא בודד אותה מאצות קומבו. בהמשך התגלה שגם החומצה האמינית אספרטאט, או חומצה אספרטית, מפעילה את הקולטן. סטודנט של  איקדה, שינטרו קודמה (Shintaro Kodama) גילה חומר נוסף שנותן את טעם האומאמי, יוניזאט (ribonucleotide-5’-monophosphate – disodium ionisate, IMP) אותו בודד מפתיתי דג בוניטו מיובש, ולאחר מכן נמצא שגם גואנילאט

GMP

(guanine-5’-monophosphate – disodium guanylate, GMP), שבודד מפטריות שיטאקי, הוא מפעיל של הקולטן.

חומרים שמפעילים קולטנים מכונים אגוניסטים. אלה שמעכבים את פעילותם, מכונים אנטגוניסטים. כל אחד מהאגוניסטים שלעיל, בפני עצמו, מעורר את טעם האומאמי, אך התברר ששילוב שלהם יחד מעורר תחושת אומאמי חזקה בהרבה מאשר של כל אחד לבדו. האפקט הסינרגטי הזה, שבו מספר חומרים שפעולה משולבת שלהם נותנת תוצאה משמעותית יותר מאשר של כל אחד בנפרד, יכול להסביר את השילובים האומאמיים שנעשו פופולריים במטבחים שונים, כמו למשל השילוב האיטלקי של גבינת פרמזן ועגבניות (גלוטמאט) ופטריות (גואנילאט), או השילוב במרק הפו הוייטנאמי, שמכיל רוטב אנשובי מותסס (יוניזאט), בצל מטוגן, בקר ורוטב סויה (גלוטמאט).

קוקומי

מאז שהקים איקדה את חברת אג'ינומוטו, "תמצית הטעם" ביפנית, על-מנת לייצר את מלח הנתרן של גלוטמאט, הוא מונוסודיום גלוטמאט, ממשיכים בחברה לשקוד על מחקר ופיתוח של טעמים ותמציות טעם חדשות, ומשקיעים משאבים רבים בחקר האומאמי. בשנת 1989 גילו חוקרי החברה תגלית מעניינת. הם הכינו מיצוי מימי של שום, במיהול כזה שהיה חסר-טעם, והוסיפו אותו לתמיסה שהכילה גלוטמאט ויוניזאט. כאשר טעמו אותה, התברר שלא רק שכעת היה לתמיסה טעם מובחן של שום, אלא התמיסה החדשה עוררה בפה הגברה משמעותית של טעם האומאמי יחד עם תחושת טעם עשירה של עומק, סמיכות וציפוי הלשון והפה בטעם. הם כינו זאת קוקומי, "טעם עשיר" ביפנית. לפי הגדרת המחברים, קוקומי היא תחושת continuity, mouthfulness, and thickness. כלומר, גם משך הרגשת הטעם בפה מתארך, וגם התחושה של סמיכות ו"תלת-מימדיות" שלו. תרכובות קוקומי מוגדרות כתרכובות חסרות-טעם, אשר בשילוב עם תרכובות אומאמיות נותנות טעם עשיר ומורכב למזון.

גלוטטיון

התברר שמה שהעצים את הטעם במיהול השום הן תרכובות מכילות גופרית, כמו אליין וגלוטטיון. אליין (S-allyl-cysteine sulfoxide) הוא חומר גופרתי שנמצא בשום.  גלוטטיון (γ-glutamyl-cysteinyl-glycine; GSH) הוא פפטיד (מולקולה קצרה המורכבת ממספר חומצות-אמינו), שהוא נוגד-חמצון נפוץ, ונמצא ברקמות חיות, בעיקר ברקמות שריר.

אליין

מאז, החיפוש אחר תרכובות קוקומי הוביל למציאת מגוון די- וטרי-פפטידים מכילי גלוטמאט, נגזרות ציסטאין, היסטידין ואחרים. חיפוש שיטתי במשפחת הפפטידים מכילי גלוטמאט מצא את גאמא-גלוטמיל-וליל-גליצין (g-glutamyl-valyl-glycine, gEMV) טרי-פפטיד דומה לגלוטטיון, שהוא כרגע תרכובת הקוקומי החזקה ביותר המוכרת כיום, עם פעילות סנסורית גבוהה פי-12.8 מאשר גלוטטיון. מאכלים שמכילים את חומר הקוקומי החזק הזה כוללים רוטב דגים, שמרים, רוטב סויה, ממרח שרימפ, גבינה ובירה. באוגוסט 2014 אושר גאמא-גלוטמיל-וליל-גליצין כתוסף מזון.

בחיפוש אחר מנגנון הפעולה של קוקומי, התגלה ב- 2010 שישנם בלשון קולטני סידן, CaSR, calcium-sensing receptors , שמעורבים במנגנון הטעם ומגיבים לתרכובות הקוקומיות. קולטנים אלה, ממשפחת קולטני ה- GPCR, נמצאים במספר תאים ורקמות בגוף, כולל בלוטת הפרתירואיד, כליות, כבד, לב, ריאות, מערכת-העיכול, לבלב, ומערכת העצבים המרכזית. החומרים הקוקומיים – גלוטטיון, גאמא-גלוטמיל-וליל-גליצין, ואחרים – הם אגוניסטים של הקולטן CaSR, והתגלה שיש להם אפקט מגביר של הטעמים אומאמי, מתוק ומלוח. יש קורלציה בין פעילות האגוניסט ועוצמת הטעם שמרגישים. נמצא שתגובת האגוניסטים לא מתרחשת בתאי הטעם של מתוק או אומאמי, כלומר האגוניסט לא נקשר לקולטנים אלה. הוא נקשר לקולטני הסידן CaSR, שיושבים בקבוצה אחרת של תאי טעם ומפעיל אותם שם. כך שהקולטן CaSR לא מעורב ישירות בסיגנלים של אומאמי ומתוק.

עוצמת הפעולה של חומרי הקוקומי כה גבוהה, שמספיק להשתמש בכמויות מאד קטנות מהם, בסקלה של חלקים למיליון (ppm), על-מנת לקבל את הטעמים הנפלאים, העשירים. מעניין מתי נוכל למצוא אותם במדור התבלינים בסופר, לחווית טעם אחרת לגמרי.

לקריאה נוספת:

Ueda, Y., et al.: Characteristic flavor constituents in water extract of garlic. Agric Biol Chem 1990, 54:163–169. 10.1271/bbb1961.54.163

Ohsu, T., et al.: Involvement of the calcium-sensing receptor in human taste perception. J Biol Chem 2010, 285:1016–1022. 10.1074/jbc.M109.029165

Maruyama, Y. et al., Kokumi substances, enhancers of basic tastes, induce responses in calcium-sensing receptor expressing taste cells (2012) PLoS ONE, 7(4):e34489