อุมะมิ

อุมะมิ () เป็นรสชาติของกลูตาเมตอิสระ หนึ่งในกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนที่พบได้ในอาหารตามธรรมชาติ และ เครื่องปรุงรสต่างๆ อุมะมิเป็นคำที่มาจากภาษาญี่ปุ่นซึ่งแปลว่ารสอร่อย ในภาษาไทยคำที่ใกล้เคียงที่สุดได้แก่ "รสหวานน้ำต้มกระดูก" หรือ "รสกลมกล่อม" ในภาษาอีสานมีคำว่า "นัว" ส่วนในภาษาอังกฤษจะมีคำว่า "Savory" "Meaty" "broth-like" หรือ "mounthfullness" รสอุมะมิเป็นหนึ่งใน 5 รสชาติพื้นฐาน (basic taste) นอกเหนือไปจากรสเปรี้ยว หวาน เค็ม ขมที่ช่วยให้อาหารมีรสชาติโดยรวมดีขึ้น

รสอุมะมิเกิดได้จากทั้งตัววัตถุดิบที่นำมาใช้ในการปรุงอาหาร เครื่องปรุงรสต่างๆ ที่ใช้ รวมไปถึงกรรมวิธีการปรุง ชาวญี่ปุ่นนิยมใช้วัตถุดิบ เช่น สาหร่ายทะเล (คมบุ) และปลาโอแห้งหรือคัตสึโอะบุชิหรือ dried bonito flake ในการปรุงอาหารเพื่อให้ได้รสอุมะมิ หากเป็นเครื่องปรุงก็นิยมใช้โชยุหรือซีอิ้วญี่ปุ่น ส่วนอาหารไทยนั้น รสอุมะมิจะเด่นชัดในเครื่องปรุงรสพื้นบ้าน เช่น น้ำปลา กะปิ ปลาร้าของภาคอีสาน น้ำบูดูและไตปลาของภาคใต้ น้ำปู๋และถั่วเน่าของภาคเหนือ เป็นต้น ที่หลายคนคิดว่าให้เพียงรสเค็มและกลิ่นรสเฉพาะตัวเท่านั้น ที่จริงแล้วเครื่องปรุงรสเหล่านี้เป็นแหล่งของรสอุมะมิที่ช่วยทำให้อาหารไทยเรามีรสชาติอร่อยกลมกล่อมด้วย

ผู้ที่ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างรสอุมะมิกับกลูตาเมตก็คือ ศ.ดร.คิคุนาเอะ อิเคดะ นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวอิมพีเรียล(ปัจจุบันคือมหาวิทยาลัยโตเกียว) จากการที่เขาสังเกตว่าซุปสต็อค "[ดาชิ]" ซึ่งเป็นซุปดั้งเดิมของญี่ปุ่นที่ถือได้ว่าเป็นเคล็ดลับความอร่อยในการปรุงอาหารญี่ปุ่นมานานนับพันปี ทำมาจากสาหร่ายทะเลคมบุ ("Laminaria Japonica") ทำให้เขาเกิดความสนใจว่าในสาหร่ายคมบุต้องมีส่วนประกอบบางอย่างที่ทำให้เกิดรสชาติอร่อย เขาจึงเริ่มทำการค้นคว้าอย่างจริงจังเพื่อหากุญแจสำคัญของความอร่อยนี้ จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1908 ดร.อิเคดะก็ประสบความสำเร็จในการสกัด กลูตาเมต (หรือกรดกลูตามิค) จากสาหร่ายคมบุ และเขาได้ตั้งชื่อเพื่ออธิบายถึงรสชาติของกลูตาเมตอิสระนี้ว่า "อุมะมิ" ซึ่งเป็นภาษาญี่ปุ่น ที่มาจากรากศัพท์ 2 คำนั้นคือคำว่า อุไม่ (umai) ที่แปลว่าอร่อย (delicious) และคำว่า มิ (mi) ที่แปลว่าแก่นแท้ (essence)

ดร.อิเคดะได้กล่าวไว้ว่า "หากเราลองลิ้มรสชาติของอาหารอย่างตั้งใจ เราจะพบว่าในรสชาติที่ซับซ้อนของหน่อไม้ฝรั่ง มะเขือเทศ ชีส และเนื้อ จะมีรสหนึ่งที่เป็นเอกลักษณ์ ที่ไม่สามารถเรียกได้ว่า หวาน หรือ เปรี้ยว หรือ เค็ม หรือ ขม ..." ซึ่งแสดงให้เห็นทัศนคติของเขาว่า รสอุมะมินี้ไม่เพียงแต่เป็นพบในอาหารตะวันออกเท่านั้น แต่ยังสามารถพบได้ในอาหารตะวันตก รวมทั้งอาหารในภูมิภาคอื่นๆ ทั่วโลก อย่างไรก็ดีแม้ว่ารสชาติพื้นฐาน เช่น เปรี้ยว หวาน เค็ม และขม จะเป็นที่รู้จักกันมานานแสนนาน แต่รสอุมะมิกลับพึ่งได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการเมื่อปี ค.ศ. 1985 จากการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ว่าอุมะมิเป็นรสชาติที่เป็นสากล

รสอุมะมิเป็นรสชาติของกลูตาเมตอิสระที่พบได้ทั้งในอาหารและเครื่องปรุงรสหลายชนิด กลูตาเมตเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทั่วไป เช่น โปรตีนในเนื้อสัตว์ โปรตีนในนม และโปรตีนในพืช โดยกลูตาเมตจะจับอยู่กับกรดอะมิโนตัวอื่นๆ เกิดเป็นโครงสร้างของโปรตีน กลูตาเมตที่อยู่ในรูปของโปรตีนจะไม่มีกลิ่นรสและไม่มีคุณสมบัติทำให้เกิดรสอุมะมิในอาหาร แต่เมื่อเกิดการย่อยสลายของโปรตีน เช่น เกิดกระบวนการหมัก การบ่ม การสุกงอมของผักและผลไม้ การทำให้สุกด้วยความร้อน จะทำให้กลูตาเมตในโปรตีนเกิดการสลายตัวแยกออกมาเป็นกลูตาเมตอิสระ ซึ่งเป็นตัวที่ทำให้เกิดรสอุมะมิในอาหาร จากการค้นพบคุณสมบัติในการทำให้เกิดรสอุมะมิของกลูตาเมตอิสระและจากปณิธานที่ต้องการบรรเทาปัญหา ทุพโภชนาการ ของชาวญี่ปุ่นในสมัยนั้นจากภาวะหลังสงครามโลก ดร.อิเคดะจึงได้จดสิทธิบัตรการผลิตและการประยุกต์ใช้โมโนโซเดียมกลูตาเมตเป็นวัตถุปรุงแต่งรสอาหารชนิดใหม่เป็นรายแรกของโลก จนในเวลาต่อมาจึงได้มีวิวัฒนาการการผลิตโมโนโซเดียมกลูตาเมต หรือ ผงชูรส ในระดับอุตสาหกรรมเพื่อนำมาใช้เป็นเครื่องปรุงรสในการประกอบอาหารในปัจจุบัน
นอกจากกลูตาเมตแล้ว สารประเภท 5'ไรโบนิวคลีโอไทด์ (ribonucleotides) เช่น อิโนซิเนต (inosinate) และ กัวไนเลต (guanylate) ที่พบในอาหารและเครื่องปรุงรสบางชนิด ก็มีความสำคัญในการเพิ่มรสอุมะมิเช่นเดียวกัน โดยอิโนซิเนตจะพบได้ในปลาโอแห้ง ปลาซาร์ดีนแห้ง และเนื้อสัตว์ ส่วนกัวไนเลตจะพบในเห็ดหอม เห็ดชิตาเกะ ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นวัตถุดิบที่นิยมนำมาประกอบอาหาร ซึ่งทั้งอิโนซิเนตและกัวไนเลตก็ได้มีการผลิตในอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับผงชูรส ยิ่งไปกว่านั้นยังพบว่าไอโนซิเนตและกัวไนเลตมีคุณสมบัติในการเสริมรสอุมะมิให้เด่นชัดมากขึ้นเมื่อใช้ร่วมกับกลูตาเมตโดยผลการเสริมกันนี้มีลักษณะเป็นแบบ synergistic effect

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

แต่เดิมเชื่อว่ารสอุมะมินั้นเกิดจากการผสมผสานของรสชาติหลักทั้ง 4 รส แต่จากการค้นพบของ ดร.อิเคดะ และการศึกษาการรับรสชาติต่างๆ ในมนุษย์พบว่า รสอุมะมิเป็นรสชาติที่มีความแตกต่างจากรสเปรี้ยว หวาน เค็ม ขม โดยสิ้นเชิง ในปัจจุบันหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ ทำให้เชื่อได้ว่ามีตัวรับรส (taste receptors) จำเพาะที่เมื่อถูกกระตุ้นแล้วทำให้เกิดรสอุมะมิได้ โดยนักวิจัยพบว่ามีตัวรับรสอุมะมิอยู่หลายชนิดด้วยกัน 
จนกระทั่งในปี ค.ศ. 2000 กลุ่มวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้ทำการค้นพบตัวรับรสอุมะมิชนิด metabotropic glutamate receptor type 4 (mGluR4) บนลิ้นซึ่งมีความแตกต่างจาก mGluR4 ที่พบในสมอง นั้นคือ mGluR4 ที่อยู่บนต่อมรับรส (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 ก็ได้มีงานวิจัยยืนยันว่ามีตัวรับรสชนิดจับต่างคู่ (heterodimers) ของตัวรับรส T1R1 และ T1R3 ที่มีบทบาทในการรับรู้รสอุมะมิของมนุษย์