อูมามิ

อูมามิ (ญี่ปุ่น: うま味, 旨み, หรือ 旨味 umami) เป็นรสชาติของกลูตาเมตอิสระ หนึ่งในกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนที่พบได้ในอาหารตามธรรมชาติ และ เครื่องปรุงรสต่าง ๆ อูมามิเป็นคำที่มาจากภาษาญี่ปุ่นซึ่งแปลว่ารสอร่อย ในภาษาไทยคำที่ใกล้เคียงที่สุดได้แก่ "รสหวานน้ำต้มกระดูก" หรือ "รสกลมกล่อม" ในภาษาอีสานมีคำว่า "นัว" ส่วนในภาษาอังกฤษจะมีคำว่า "Savory" "Meaty" "broth-like" หรือ "mounthfullness" รสอูมามิเป็นหนึ่งใน 5 รสชาติพื้นฐาน (basic taste) นอกเหนือไปจากรสเปรี้ยว หวาน เค็ม ขมที่ช่วยให้อาหารมีรสชาติโดยรวมดีขึ้น 
รสอูมามิเกิดได้จากทั้งตัววัตถุดิบที่นำมาใช้ในการปรุงอาหาร เครื่องปรุงรสต่าง ๆ ที่ใช้ รวมไปถึงกรรมวิธีการปรุง ชาวญี่ปุ่นนิยมใช้วัตถุดิบ เช่นสาหร่ายทะเลคมบุหรือคัตสึโอบูชิ (ปลาโอแห้ง) ในการปรุงอาหารเพื่อให้ได้รสอูมามิ หากเป็นเครื่องปรุงก็นิยมใช้โชยุหรือซีอิ๊วญี่ปุ่น ส่วนในอาหารไทยนั้น รสอูมามิจะปรากฎเด่นชัดในเครื่องปรุงรสพื้นบ้าน เช่น น้ำปลา กะปิ ปลาร้าของภาคอีสาน น้ำบูดูและไตปลาของภาคใต้ น้ำปู๋และถั่วเน่าของภาคเหนือ เป็นต้น

การค้นพบรสอูมามิ

ผู้ที่ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างรสอูมามิกับกลูตาเมตก็คือ ศ.ดร.คิกูนาเอะ อิเกดะ นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวอิมพีเรียล (ปัจจุบันคือมหาวิทยาลัยโตเกียว) จากการที่เขาสังเกตว่าซุปสต็อค "ดาชิ" ซึ่งเป็นซุปดั้งเดิมของญี่ปุ่นที่ถือได้ว่าเป็นเคล็ดลับความอร่อยในการปรุงอาหารญี่ปุ่นมานานนับพันปี ทำมาจากสาหร่ายทะเลคมบุ (Laminaria Japonica) ทำให้เขาเกิดความสนใจว่าในสาหร่ายคมบุต้องมีส่วนประกอบบางอย่างที่ทำให้เกิดรสชาติอร่อย เขาจึงเริ่มทำการค้นคว้าอย่างจริงจังเพื่อหากุญแจสำคัญของความอร่อยนี้ จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1908 ดร.อิเกดะก็ประสบความสำเร็จในการสกัดกลูตาเมต (หรือกรดกลูตามิก) จากสาหร่ายคมบุ และเขาได้ตั้งชื่อเพื่ออธิบายถึงรสชาติของกลูตาเมตอิสระนี้ว่า "อูมามิ" ซึ่งเป็นภาษาญี่ปุ่น ที่มาจากรากศัพท์ 2 คำนั้นคือคำว่า อูไม (umai) ที่แปลว่าอร่อย (delicious) และคำว่า มิ (mi) ที่แปลว่าแก่นแท้ (essence) 
ดร.อิเกดะได้กล่าวไว้ว่า "หากเราลองลิ้มรสชาติของอาหารอย่างตั้งใจ เราจะพบว่าในรสชาติที่ซับซ้อนของหน่อไม้ฝรั่ง มะเขือเทศ ชีส และเนื้อสัตว์ จะมีรสหนึ่งที่เป็นเอกลักษณ์ ที่ไม่สามารถเรียกได้ว่า หวาน หรือ เปรี้ยว หรือ เค็ม หรือ ขม ..." ซึ่งแสดงให้เห็นทัศนคติของเขาว่า รสอูมามินี้ไม่เพียงแต่เป็นพบในอาหารตะวันออกเท่านั้น แต่ยังสามารถพบได้ในอาหารตะวันตก รวมทั้งอาหารในภูมิภาคอื่น ๆ ทั่วโลก อย่างไรก็ดีแม้ว่ารสชาติพื้นฐาน เช่น เปรี้ยว หวาน เค็ม และขม จะเป็นที่รู้จักกันมานานแสนนาน แต่รสอูมามิกลับพึ่งได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการเมื่อปี ค.ศ. 1985 จากการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ว่าอูมามิเป็นรสชาติที่เป็นสากล

แหล่งของรสอูมามิ

รสอูมามิเป็นรสชาติของกลูตาเมตอิสระที่พบได้ทั้งในอาหารและเครื่องปรุงรสหลายชนิด กลูตาเมตเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทั่วไป เช่น โปรตีนในเนื้อสัตว์ โปรตีนในนม และโปรตีนในพืช โดยกลูตาเมตจะจับอยู่กับกรดอะมิโนตัวอื่น ๆ เกิดเป็นโครงสร้างของโปรตีน กลูตาเมตที่อยู่ในรูปของโปรตีนจะไม่มีกลิ่นรสและไม่มีคุณสมบัติทำให้เกิดรสอูมามิในอาหาร แต่เมื่อเกิดการย่อยสลายของโปรตีน เช่น เกิดกระบวนการหมัก การบ่ม การสุกงอมของผักและผลไม้ การทำให้สุกด้วยความร้อน จะทำให้กลูตาเมตในโปรตีนเกิดการสลายตัวแยกออกมาเป็นกลูตาเมตอิสระ ซึ่งเป็นตัวที่ทำให้เกิดรสอูมามิในอาหาร จากการค้นพบคุณสมบัติในการทำให้เกิดรสอูมามิของกลูตาเมตอิสระและจากปณิธานที่ต้องการบรรเทาปัญหา ทุพโภชนาการ ของชาวญี่ปุ่นในสมัยนั้นจากภาวะหลังสงครามโลก ดร.อิเกดะจึงได้จดสิทธิบัตรการผลิตและการประยุกต์ใช้โมโนโซเดียมกลูตาเมตเป็นวัตถุปรุงแต่งรสอาหารชนิดใหม่เป็นรายแรกของโลก จนในเวลาต่อมาจึงได้มีวิวัฒนาการการผลิตโมโนโซเดียมกลูตาเมต หรือ ผงชูรส ในระดับอุตสาหกรรมเพื่อนำมาใช้เป็นเครื่องปรุงรสในการประกอบอาหารในปัจจุบัน
นอกจากกลูตาเมตแล้ว สารประเภท 5'ไรโบนิวคลีโอไทด์ (ribonucleotides) เช่น อิโนซิเนต (inosinate) และ กัวไนเลต (guanylate) ที่พบในอาหารและเครื่องปรุงรสบางชนิด ก็มีความสำคัญในการเพิ่มรสอูมามิเช่นเดียวกัน โดยอิโนซิเนตจะพบได้ในปลาโอแห้ง ปลาซาร์ดีนแห้ง และเนื้อสัตว์ ส่วนกัวไนเลตจะพบในเห็ดหอม เห็ดชีตาเกะ ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นวัตถุดิบที่นิยมนำมาประกอบอาหาร ซึ่งทั้งอิโนซิเนตและกัวไนเลตก็ได้มีการผลิตในอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับผงชูรส ยิ่งไปกว่านั้นยังพบว่าไอโนซิเนตและกัวไนเลตมีคุณสมบัติในการเสริมรสอูมามิให้เด่นชัดมากขึ้นเมื่อใช้ร่วมกับกลูตาเมตโดยผลการเสริมกันนี้มีลักษณะเป็นแบบ synergistic effect

กลูตาเมตในผลิตภัณฑ์อาหารหมัก

แหล่งสำคัญของกลูตาเมตอิสระในอาหารอีกแหล่งหนึ่งก็คือ ส่วนประกอบของอาหารและเครื่องปรุงที่ผ่านการหมักหรือบ่ม ซึ่งมีอยู่ในวัฒนธรรมการทำอาหารเกือบทุกประเทศทั่วโลก กระบวนการหมักจะเริ่มจากการนำเอาวัตถุดิบทางการเกษตร เช่น ปลา กุ้ง ถั่วเหลือง ฯลฯ ที่อุดมไปด้วยโปรตีนมาผสมเกลือแล้วเกิดการหมักด้วยจุลินทรีย์ทั้งที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมหรือในบางกรณีจะใช้หัวเชื้อบริสุทธิ์ จนเกิดการย่อยสลายโปรตีนได้กรดอะมิโนอิสระรวมทั้งกลูตาเมตให้มีปริมาณสูงขึ้น แล้วจึงนำมาใช้ปรุงรสอาหารให้อร่อยกลมกล่อม แม้ว่าผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้จากกระบวนการหมักจะมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันในแต่ละประเทศ เช่น น้ำปลาของไทยกับ Nuoc Mam หรือน้ำปลาของเวียดนาม ซีอิ๊วของจีนกับโชยุของญี่ปุ่น ฯลฯ แต่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนกัน คือ ช่วยเพิ่มรสอูมามิให้กับอาหาร จึงเรียกเครื่องปรุงรสเหล่านี้ว่า "เครื่องปรุงรสอูมามิ" (Umami Seasoning)  โดยความอร่อยจากกลูตาเมตในเครื่องปรุงเหล่านี้โดยส่วนใหญ่ จะมีกลูตาเมตอิสระในสัดส่วนที่สูงที่สุดเมื่อเทียบกับกรดอะมิโนชนิดอื่นๆ
นอกจากนี้ในกระบวนการบ่มเนยแข็ง (cheese) และการสุกงอมของผักผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ก็เป็นกระบวนการที่ทำให้โปรตีนย่อยสลายจนได้กลูตาเมตอิสระที่ทำให้เกิดรสอูมามิเช่นกัน

เภสัชวิทยาของรสอูมามิ

แต่เดิมเชื่อว่ารสอูมามินั้นเกิดจากการผสมผสานของรสชาติหลักทั้ง 4 รส แต่จากการค้นพบของ ดร.อิเกดะ และการศึกษาการรับรสชาติต่าง ๆ ในมนุษย์พบว่า รสอูมามิเป็นรสชาติที่มีความแตกต่างจากรสเปรี้ยว หวาน เค็ม ขม โดยสิ้นเชิง ในปัจจุบันหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ ทำให้เชื่อได้ว่ามีหน่วยรับรสจำเพาะที่เมื่อถูกกระตุ้นแล้วทำให้เกิดรสอูมามิได้ โดยนักวิจัยพบว่ามีหน่วยรับรสอูมามิอยู่หลายชนิดด้วยกัน 
จนกระทั่งในปี ค.ศ. 2000 กลุ่มวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้ทำการค้นพบหน่วยรับรสอูมามิชนิด metabotropic glutamate receptor type 4 (mGluR4) บนลิ้นซึ่งมีความแตกต่างจาก mGluR4 ที่พบในสมอง นั้นคือ mGluR4 ที่อยู่บนตุ่มรับรส (taste bud) จะพบในรูป truncate form คือมีส่วนที่ยื่นออกมาจากผิวของ taste recptor cell (TRCs extracellular domain) สั้นกว่า และความแตกต่างนี้ทำให้ความชอบ (affinity) ของ taste mGluR4 และ brain mGluR4 มีความแตกต่างกัน โดยพบว่าต้องใช้กลูตาเมตในการกระตุ้น taste mGluR4 ด้วยความเข้มข้นสูงกว่า brain mGluR4 
ไม่กี่ปีให้หลัง ก็ได้มีงานวิจัยยืนยันว่ามีหน่วยรับรสชนิดจับต่างคู่ (heterodimers) ของหน่วยรับรส T1R1 และ T1R3 ที่มีบทบาทในการรับรู้รสอูมามิของมนุษย์