Глутамат натрия — это соль глутаминовой кислоты, одной из аминокислот, из которой построены белки. Она есть в любом белке без исключения, без нее белка не существует в принципе. Более того, она является, пожалуй, самой распространенной среди всех двадцати аминокислот. В некоторых растительных белках ее количество может доходить до 20–40 процентов. В организме она выполняет огромное количество функций, можно сказать, что организм без нее в принципе не может жить. Но, к счастью, это заменимая аминокислота: то есть если в пище ее не хватает, то организм ее спокойно синтезирует, а если в пище избыток — спокойно утилизирует. Отказаться от пищи с глутаминовой кислотой невозможно — тогда придется полностью отказаться от белка.
Вся шумная история с глутаматом возникла из-за того, что глутаминовая кислота, помимо того что несет важные биологические функции, еще и обладает вкусом — вкусом умами. Это один из пяти базовых вкусов, для которого на языке существуют свои вкусовые рецепторы. Молекулы глутамата — носители этого вкуса, так же как поваренная соль, хлорид натрия, точнее, ионы натрия в ней — носитель соленого вкуса, кислоты в виде ионов водорода — носители кислого вкуса, сахар — сладкого, а многие алкалоиды — горького вкуса.
Так сложилось в процессе эволюции: глутаминовая кислота — это, можно сказать, маркер белка. Если в пище есть белок — есть, как правило, определенное количество этой аминокислоты, соответственно, распознавание умами — способ, которым организм находит богатую белком пищу. Именно поэтому нам этот вкус приятен, что и использует пищевая промышленность.
Но не только промышленность: большинство методов кулинарной обработки — это фактически производство глутамата из белка: тушение, жарка, варка. Белок в присутствии кислоты под действием высокой температуры или под действие ферментов, содержащихся в пище или привносимых микроорганизмами, взаимодействует с водой. Эта реакция по сути аналогична той, что происходит с белком в пищеварительном тракте, и неминуемо приводит к распаду его длинной молекулы на отдельные фрагменты или даже отдельные аминокислоты. Они — и прежде всего глутаминовая кислота — как раз и придают пище приятный вкус.
Если говорить о ферментации — то это и есть производство глутамата: соевые соусы, рыбные соусы, сыры, особенно твердые. Иногда используется и природный источник глутамата, например если мы говорим о кетчупе. Это фактически глутамат из помидоров, вот почему он такой вкусный. Кулинары нащупали вкус умами случайно, по вкусу, а химия реализовала эти интуитивные находки в виде вещества, которое можно добавлять в продукты.
ПОЧЕМУ ВАЖНА ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА, А ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЕЕ СОЛЬ?
Человек — это по сути раствор, и все реакции внутри нас идут в растворах. И поэтому, на самом деле, не очень важно, потребляем ли мы глутамат натрия, глутамат калия, глутамат аммония или чистую глутаминовую кислоту. В промышленности использует натриевую соль, потому что ее технически проще очистить путем кристаллизации.
Глутаминовая кислота — это трехосновная кислота, в растворе присутствует в виде смеси четырех форм, и в зависимости от pH будет преобладать одна или две из них. А уж то, съели мы ее в виде соли или чистой кислоты, на соотношение этих форм не влияет. В среде близкой к нейтральной в растворе преобладает отрицательно заряженный анион глутамата — именно он обладает вкусом умами и участвует в биохимических процессах в нашем организме.
Говорить о глутаминовой кислоте нужно, когда мы говорим о химической последовательности белков. Если же речь идет о чистом веществе в растворе, в еде, в синапсах мозга или в крови — то логичнее и справедливее употреблять слово «глутамат». Потому что, повторюсь, как таковая глутаминовая кислота, в растворе не существует».
ПОЧЕМУ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ИМЕННО ГЛУМАТАТ НАТРИЯ, А НЕ ГЛУТАМАТ КАЛИЯ ИЛИ ГЛУТАМАТЫ ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ?
Потому, что это проще. Первым из глутаматов был выделен именно он, первые процесс получения и система очистки были разработаны тоже для него. Плюс сказывается цена: натриевая соль — самая доступная. Кроме того, вкус умами у глутамата натрия более всего выражен — по сравнению с глутаматом калия, например.
КАК ОТКРЫЛИ ГЛУТАМАТ НАТРИЯ И ТО, ЧТО ОН СВЯЗАН СО ВКУСОМ УМАМИ?
В начале прошлого века японский профессор-химик Кикунаэ Икэда поставил себе цель: определить, что же за вещество в водорослях комбу делает блюда, куда эти водоросли добавляют, такими вкусными. Глутаминовая кислота, кстати, уже была известна и охарактеризована. Но Икэда, выделив в 1908 году глутамат натрия из комбу, установил прямую связь: именно эта соль отвечает за вкусовой эффект. Он получил патент и наладил производство: глутамат Икэда получал гидролизом соевого и пшеничного белка.
КАКИМ ОБРАЗОМ СЕЙЧАС ПОЛУЧАЮТ ГЛУТАМАТ НАТРИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ?
Раньше использовались методы искусственного синтеза, но они не очень-то прижились, поскольку были довольно сложными. Надо понимать, что глутаминовая кислота может существовать в виде двух изомеров, а вкусом обладает только один, и если мы делаем прямой химический синтез, мы получаем оба изомера; их нужно было разделять, что сложно. Да и сам синтез был довольно грязным. Годах в 1960–1970-х придумали идеальное решение: нашли бактерию, которая обладала способностью синтезировать глутамат. Провели определенную селекционную работу и запустили современное производство. Сейчас этим бактериям скармливают мелассу, патоку, побочный продукт сахарного производства, насыщают смесь аммиаком в качестве источника азота, и бактерии выделяют глутамат, который уже потом получают в виде соли. Так что формально, с точки зрения технического регламента — а он классифицирует вещества на натуральные и ненатуральные, — глутамат является веществом натуральным, поскольку получается путем ферментации.
Отличается ли по вкусу натуральный глутамат, содержащийся в различных продуктах, от глутамата, полученного искусственным путем?
Конечно, нет. Свойства вещества не зависят от происхождения. Первый, кто докажет обратное, сможет отменить всю химическую науку за последние 200 лет. И вообще, разделение на натуральное и ненатуральное искусственное и придумано человеком. На свете все натурально. Важно, какие атомы в какой последовательности расположены в молекуле, — не различаются глутамат, синтезируемый химическим методом, получаемый с помощью биотехнологий или выделенный из мяса. Это один и тот же глутамат».
В КАКИХ ПРОДУКТАХ ГЛУТАМАТ СОДЕРЖИТСЯ В НАИБОЛЬШЕМ КОЛИЧЕСТВЕ?
Он содержится во всех продуктах, где есть белок. Глутамат бывает в продуктах в двух видах. Первый — химически связанный: это глутаминовая кислота, входящая в состав белка, потому что белок — это последовательность аминокислот. Белок обязательно расщепится в желудке или в кишечнике, и аминокислота попадет в кровь, но в таком виде он не влияет на вкус.
Во втором случае он присутствует в свободном виде и тогда обладает ярко выраженным вкусом умами. Такой глутамат может образовываться в процессе ферментации — это различные азиатские соусы, включая соевый и рыбный, а также выдержанные сыры, пармезан например. Натуральные продукты, которые богаты свободным глутаматом, — грибы, мясо, помидоры. Помидоры вообще исключительный случай: другие ягоды и овощи свободным глутаматом не очень богаты. Так что кетчуп неслучайно так прочно вошел в кулинарную культуру.
КАКИМ ОБРАЗОМ ГЛУТАМАТ УЧАСТВУЕТ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ?
По-разному. Буквально клетки кишечника используют его в качестве источника энергии, они его сжигают для своих каких-то целей, и все. Метаболизм 90–95 процентов глутамата заканчивается в клетках кишечника, они используют его в качестве источника энергии, и тот практически не попадает в кровь.
Но ключевое значение глутамата для человека — он является нейромедиатором: с помощью него передаются порядка 60 процентов нервных импульсов. В связи с этим ходит много разных историй про то, что глутамат из пищи может вызывать нервные заболевания. Следует отметить, что в таком случае их мог бы вызвать любой глутамат — не только из пищи, приправленной соевым соусом, или из продукта, в который добавлен кристаллический глутамат, но и из обычного мяса. Или творога: считается, что обезжиренный творог — это полезно, белковый продукт; но в твороге глутамата содержится в 8 раз больше, чем в чипсах, например. В твороге он находится в связанном виде и вкусом не обладает, но в любом случае попадает в организм и участвует в метаболизме.
Но глутамат не вызывает нервных заболеваний по двум простым причинам. Во-первых, организм сам способен синтезировать глутамат, если его недостаточно, и разрушает его, если его слишком много. Во-вторых, между кровеносной и центральной нервной системами существует гематоэнцефалический барьер, который пропускает нужные вещества, защищаясь от ненужных. Вот глутамат не может пройти этот барьер и в мозг не попадает. Это тоже изобретение эволюции: повторюсь, глутамата в человеческой пище — тьма-тьмущая. И так было всегда — начиная с того времени, когда мы были маленькими одноклеточными бактериями, до того, как мы стали такими большими и не всегда умными существами.
Да и вообще, концентрация глутамата в мозгу в сотню раз больше, чем в крови, поэтому даже идея перенасытить мозг глутаматом из еды выглядит неправдоподобной. Весь же глутамат, который используется нервной системой, синтезируется и уничтожается по месту использования.
КОГДА ГЛУТАМАТ НАТРИЯ ДОБАВЛЯЮТ В РАЗЛИЧНЫЕ ПРОДУКТЫ, ОН ВСТУПАЕТ В КАКИЕ-ТО ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ?
Нет, он просто растворяется в общей массе.
ДЛЯ ЧЕГО В ЕДУ ДОБАВЛЯЮТ ИСКУССТВЕННО СИНТЕЗИРОВАННЫЙ ГЛУТАМАТ НАТРИЯ?
Чтобы сделать ее вкуснее — по той же причине, по которой в нее добавляют соль и сахар. Кстати, несмотря на то, что вред избыточной соли и сахара — доказанный факт, а избыток глутамата на здоровье не влияет, все почему-то пальцем показывают на глутамат.
Возьмем для примера колбасу. Если ее делать из хорошего мяса, особенно из выдержанного, ферментированного, она, безусловно, будет вкусной без всяких добавок глутамата. Но это какие-то старые советские легенды, что колбаса должна быть полезной: нет, не была и не будет полезной, она дешевый массовый продукт. Уже изначально не предполагалось, что она будет делаться из хорошего мяса. Ее можно делать с добавлением эмульсии свиной шкуры, можно делать из экстракта свиной шкуры, белка сыворотки крови, соевого изолята, других ингредиентов. На слух это звучит ужасно и неприятно. Но с точки зрения здоровья ничего страшного в этом нет. Проблема в том, что все эти вещи выдающимися вкусовыми качествами не отличаются из-за недостатка «натурального» свободного глутамата (в связанной форме его все равно много), вот его и добавляют, чтобы придать колбасе вкус мяса.
БЕЗОПАСЕН ЛИ ДОБАВЛЕННЫЙ В ЕДУ ГЛУТАМАТ НАТРИЯ? бЕЗОПАСНА ЛИ ПЕРЕДОЗИРОВКА ГЛУТАМАТА НАТРИЯ?
Про судьбу глутамата в организме благодаря многочисленным исследованиям мы знаем намного больше, чем про судьбу в организме моркови. У поваренной соли, например, летальная доза порядка 3 г на 1 кг веса, то есть человеку, который весит 70 кг, нужно съесть за один раз 210 г соли. У глутамата этот показатель — 16 г на 1 кг веса. (И в случае с поваренной солью, и в случае с глутаматом эти дозы были вычислены с помощью опытов на грызунах, которых насильно, проталкивая в пищевод, кормят соответствующими веществами. Да, к сожалению, наука не всегда добрая.
То есть человеку, чтобы умереть, нужно съесть сразу больше килограмма глутамата. Это невозможно физически. Его содержание в продуктах — когда его добавляют искусственно — составляет максимум 0,5%, так что передозировка невозможна и по техническим причинам. Кстати, если для некоторых пищевых добавок установлены допустимые нормы суточного потребления, то у глутамата согласно Codex Alimentarius (международный свод пищевых стандартов) этого показателя просто нет. Его физически невозможно есть столько, чтобы себе навредить.
Говорят, что продукты на производствах часто переглутамачивают. Но тут важно знать, что у глутамата есть определенный оптимум вкуса: это 0,1-0,3 процента по массе от еды для жидких продуктов и бульонов, в сухих продуктах побольше, до 0,5-1%. Если будет меньше, еда будет менее вкусной, если больше — тоже ничего хорошего. Это как поваренная соль: есть оптимальное количество, и тогда вкусно, а если добавить в два раза больше соли — будет гораздо хуже, чем совсем без соли. Переглутамачивать пищу — неразумная трата денег. И, напомню, этот условный оптимум — условные 0,3 процента, — в несколько раз меньше, чем количество глутамата в твороге.
ПОЧЕМУ ГЛУТАМАТ НАТРИЯ НАЗЫВАЮТ УСИЛИТЕЛЕМ ВКУСА?
Это некорректный перево, по-английски этот термин звучит как flavor enhancer — и дословно это «улучшитель, обогатитель вкуса». Единственный вкус, который глутамат может усилить, — это вкус умами. Так же как соль усиливает соленый вкус, а сахар усиливает сладкий.