مونوسدیم گلوتامات در چه مواد غذایی به صورت طبیعی وجود دارد؟

طعم اومامی طعم لذیذ و گوشتی که در غذاهایی مانند گوجه فرنگی پنیر پارمسان و قارچ ها حس می کنیم تا حد زیادی ناشی از وجود طبیعی گلوتامات به ویژه مونوسدیم گلوتامات (MSG) است. این ترکیب نمک سدیم اسید گلوتامیک یک آمینو اسید غیرضروری است که به طور طبیعی در بسیاری از مواد غذایی پروتئینی یافت می شود. MSG به عنوان یک افزودنی غذایی نیز شناخته شده است اما موضوع این مقاله تمرکز بر وجود طبیعی آن در مواد غذایی است و نه افزودن صنعتی آن. در ادامه به بررسی علمی و فنی این موضوع می پردازیم.

تعریف و عملکرد فنی مونوسدیم گلوتامات

مونوسدیم گلوتامات (MSG) با فرمول شیمیایی C₅H₈NO₄Na نمک سدیم اسید گلوتامیک یک آمینو اسید غیرضروری است که به وفور در طبیعت یافت می شود. اسید گلوتامیک یکی از ۲۰ آمینو اسید اصلی سازنده پروتئین ها در بدن انسان و سایر موجودات زنده است. MSG در حالت خالص به شکل کریستال های سفید رنگ و بی بو است و در آب به خوبی حل می شود. طعم MSG که به نام اومامی شناخته می شود یکی از پنج طعم اصلی (شیرین ترش شور تلخ و اومامی) است و به عنوان طعم “گوشتی” “لذیذ” یا “دلپذیر” توصیف می شود.

عملکرد فنی MSG در ایجاد طعم اومامی به تعامل آن با گیرنده های طعم اختصاصی روی زبان برمی گردد. گیرنده های اومامی که به نام گیرنده های متابوتروپیک گلوتامات نوع ۴ (mGluR۴) نیز شناخته می شوند به گلوتامات آزاد حساس هستند. وقتی MSG در بزاق حل می شود به یون های سدیم و گلوتامات تفکیک می شود. یون های گلوتامات سپس به گیرنده های اومامی متصل شده و یک سیگنال عصبی به مغز ارسال می کنند که به عنوان طعم اومامی تفسیر می شود. این فرایند مشابه نحوه عملکرد سایر طعم ها است؛ برای مثال طعم شیرین ناشی از اتصال مولکول های قند به گیرنده های طعم شیرین است.

نکته مهم این است که طعم اومامی ناشی از گلوتامات آزاد است نه گلوتامات موجود در پروتئین های دست نخورده. در مواد غذایی طبیعی گلوتامات هم به صورت متصل در پروتئین ها و هم به صورت آزاد وجود دارد. فرایندهایی مانند رسیدن تخمیر پخت و خشک کردن می توانند باعث تجزیه پروتئین ها و آزاد شدن گلوتامات شوند. به همین دلیل مواد غذایی که تحت این فرایندها قرار می گیرند معمولاً طعم اومامی قوی تری دارند.

اجزای اصلی و اصول کارکرد مونوسدیم گلوتامات

مونوسدیم گلوتامات از دو جزء اصلی تشکیل شده است :

1. اسید گلوتامیک (C₅H₉NO₄) : یک آمینو اسید غیرضروری که به طور طبیعی در بدن انسان و بسیاری از مواد غذایی وجود دارد. اسید گلوتامیک نقش های حیاتی متعددی در بدن ایفا می کند از جمله :
• پیش ساز انتقال دهنده های عصبی : اسید گلوتامیک پیش ساز اصلی انتقال دهنده های عصبی تحریکی مانند گلوتامات و GABA است که در یادگیری حافظه و سایر عملکردهای مغزی نقش دارند.
• سوخت سلولی : اسید گلوتامیک می تواند به عنوان منبع انرژی برای سلول ها به ویژه سلول های روده عمل کند.
• نقش در متابولیسم نیتروژن : اسید گلوتامیک در متابولیسم نیتروژن و سنتز سایر آمینو اسیدها نقش دارد.
• طعم اومامی : همانطور که گفته شد اسید گلوتامیک آزاد مسئول اصلی ایجاد طعم اومامی است.
2. سدیم (Na) : یک عنصر معدنی ضروری برای بدن انسان. سدیم نقش مهمی در تعادل مایعات عملکرد عصبی و انقباض عضلانی ایفا می کند. در MSG سدیم به عنوان یک کاتیون عمل می کند و بار منفی اسید گلوتامیک را خنثی می کند تا نمک پایدار MSG تشکیل شود.

اصول کارکرد MSG در ایجاد طعم اومامی :

• حلالیت در آب : MSG به خوبی در آب حل می شود و در بزاق دهان به یون های سدیم (Na⁺) و گلوتامات (C₅H₈NO₄⁻) تفکیک می شود.
• تعامل با گیرنده های اومامی : یون های گلوتامات آزاد به گیرنده های mGluR۴ روی سلول های چشایی زبان متصل می شوند. این گیرنده ها پروتئین های غشایی هستند که به گلوتامات حساسیت بالایی دارند.
• انتقال سیگنال عصبی : اتصال گلوتامات به گیرنده mGluR۴ یک سری واکنش های بیوشیمیایی در سلول چشایی را آغاز می کند که در نهایت منجر به تولید یک سیگنال الکتریکی می شود.
• پردازش در مغز : این سیگنال الکتریکی از طریق اعصاب چشایی به مغز منتقل می شود جایی که در قشر چشایی پردازش شده و به عنوان طعم اومامی درک می شود.

تقویت طعم اومامی با نوکلئوتیدها :

طعم اومامی می تواند به طور قابل توجهی توسط نوکلئوتیدهای خاصی مانند اینوزینات دی سدیم (IMP) و گوانیلات دی سدیم (GMP) تقویت شود. این نوکلئوتیدها که به طور طبیعی در غذاهایی مانند گوشت و قارچ ها یافت می شوند به گیرنده های اومامی متصل نمی شوند اما به طور سینرژیک با گلوتامات عمل می کنند. به عبارت دیگر حضور همزمان گلوتامات و IMP یا GMP باعث ایجاد یک پاسخ طعم اومامی بسیار قوی تر از مجموع پاسخ های جداگانه آنها می شود. این پدیده به عنوان سینرژی اومامی شناخته می شود و به طور گسترده در صنایع غذایی برای افزایش طعم و لذیذی محصولات استفاده می شود.

کاربردهای صنعتی و مثال هایی از صنایع مختلف

اگرچه تمرکز این مقاله بر وجود طبیعی مونوسدیم گلوتامات است اما درک کاربردهای صنعتی MSG به شناخت بهتر نقش آن در طعم غذاها کمک می کند. MSG به عنوان یک افزودنی غذایی به طور گسترده در صنایع غذایی برای افزایش طعم و لذیذی محصولات استفاده می شود. کاربردهای صنعتی MSG بسیار گسترده است و شامل صنایع مختلفی می شود :

1. صنایع غذایی فراوری شده : MSG به طور گسترده در غذاهای فراوری شده مانند سوپ های آماده سس ها چاشنی ها اسنک ها غذاهای منجمد و غذاهای آماده مصرف استفاده می شود. MSG به این محصولات طعم اومامی و لذیذی می بخشد و باعث افزایش جذابیت آنها برای مصرف کنندگان می شود. نمونه های صنعتی عبارتند از :
• سوپ های آماده : MSG به سوپ های آماده طعم غنی تر و گوشتی تری می بخشد به ویژه در سوپ های مرغ گوشت گاو و قارچ.
• سس ها و چاشنی ها : MSG در سس های سویا سس های سالاد سس های باربیکیو و سایر چاشنی ها برای تقویت طعم و ایجاد عمق طعم استفاده می شود.
• اسنک ها و چیپس ها : MSG به اسنک ها و چیپس ها طعم لذیذ و اعتیادآوری می بخشد که باعث افزایش مصرف آنها می شود.
• غذاهای منجمد و آماده مصرف : MSG به غذاهای منجمد و آماده مصرف طعم تازه تر و خوشمزه تری می بخشد زیرا فرایند انجماد و گرم کردن مجدد می تواند طعم و عطر غذا را کاهش دهد.
2. صنایع گوشت و فرآورده های گوشتی : MSG در صنایع گوشت برای بهبود طعم و بافت فرآورده های گوشتی مانند سوسیس کالباس همبرگر و گوشت های فرآوری شده استفاده می شود. MSG می تواند طعم گوشت را تقویت کند و طعم های نامطلوب ناشی از فرایند فراوری را پنهان کند.
3. صنایع کنسرو و ترشیجات : MSG در صنایع کنسرو و ترشیجات برای حفظ طعم و عطر محصولات در طول فرایند کنسرو کردن و نگهداری استفاده می شود. MSG می تواند طعم از دست رفته در اثر حرارت و فرایند کنسرو را جبران کند.
4. صنایع رستوران و خدمات غذایی : بسیاری از رستوران ها و مراکز خدمات غذایی از MSG برای بهبود طعم غذاهای خود استفاده می کنند. MSG می تواند طعم غذاهای ساده را به طور قابل توجهی ارتقا دهد و رضایت مشتریان را افزایش دهد.
5. صنایع داروسازی : MSG در برخی از داروها برای پوشاندن طعم تلخ یا نامطبوع آنها استفاده می شود. این کاربرد به ویژه در داروهای کودکان که پذیرش طعم برای آنها حائز اهمیت است مفید است.
6. صنایع خوراک دام : MSG در خوراک دام برای افزایش اشتها و مصرف خوراک توسط حیوانات استفاده می شود. طعم اومامی می تواند خوراک را برای حیوانات جذاب تر کند و منجر به افزایش وزن و بهره وری شود.

نمونه های صنعتی تولید MSG :

تولید صنعتی مونوسدیم گلوتامات عمدتاً از طریق تخمیر میکروبی انجام می شود. این فرایند مشابه تولید سرکه ماست و آبجو است. در فرایند تخمیر باکتری های خاصی مانند Corynebacterium glutamicum از منابع کربوهیدراتی مانند ملاس چغندر قند یا نشاسته ذرت برای تولید اسید گلوتامیک استفاده می کنند. سپس اسید گلوتامیک خالص سازی شده و با سدیم هیدروکسید واکنش داده می شود تا MSG کریستالی تولید شود.

فناوری های پیشرفته در تولید MSG :

• مهندسی ژنتیک : از مهندسی ژنتیک برای بهبود سویه های باکتریایی Corynebacterium glutamicum استفاده می شود تا بازده تولید اسید گلوتامیک افزایش یابد و فرایند تخمیر بهینه تر شود.
• فرایندهای جداسازی و خالص سازی پیشرفته : فناوری های پیشرفته ای مانند کروماتوگرافی غشایی و تبلور غشایی برای جداسازی و خالص سازی اسید گلوتامیک و MSG با راندمان بالا و مصرف انرژی کمتر توسعه یافته اند.
• بیوراکتورهای مدرن : استفاده از بیوراکتورهای مدرن با کنترل دقیق پارامترهای فرایند تخمیر مانند pH دما اکسیژن و مواد مغذی به بهبود عملکرد و بهره وری فرایند تولید MSG کمک می کند.

بررسی استانداردهای بین المللی و فناوری های پیشرفته مرتبط

استانداردهای بین المللی ایمنی MSG :

ایمنی مصرف MSG به طور گسترده توسط سازمان های بین المللی معتبر مانند سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) سازمان ایمنی غذای اروپا (EFSA) و کمیته مشترک متخصصان افزودنی های غذایی سازمان جهانی بهداشت و سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد (JECFA) مورد ارزیابی قرار گرفته است. این سازمان ها پس از بررسی دقیق تحقیقات علمی متعدد به این نتیجه رسیده اند که MSG در مقادیر معمول مصرف غذایی برای اکثر افراد بی خطر است.

استانداردهای برچسب گذاری MSG :

در بسیاری از کشورها از جمله ایالات متحده اتحادیه اروپا و استرالیا برچسب گذاری MSG به عنوان یک افزودنی غذایی الزامی است. در ایالات متحده MSG باید با نام “مونوسدیم گلوتامات” یا “MSG” در لیست مواد تشکیل دهنده محصولات غذایی ذکر شود. در اتحادیه اروپا MSG با شماره E۶۲۱ شناسایی می شود و باید در لیست مواد تشکیل دهنده ذکر شود.

فناوری های پیشرفته مرتبط با MSG و طعم اومامی :

• تحقیقات گیرنده های طعم : تحقیقات گسترده ای در زمینه گیرنده های طعم به ویژه گیرنده های اومامی در حال انجام است. این تحقیقات به درک بهتر مکانیسم های حس طعم و توسعه طعم دهنده های جدید و بهبود یافته کمک می کند.
• طراحی طعم های اومامی جدید : با استفاده از دانش به دست آمده از تحقیقات گیرنده های طعم دانشمندان در حال طراحی و سنتز ترکیبات جدیدی هستند که طعم اومامی قوی تر و دلپذیرتری نسبت به MSG داشته باشند.
• تکنولوژی های کپسوله سازی طعم : تکنولوژی های کپسوله سازی طعم برای محافظت از MSG و سایر طعم دهنده های اومامی در برابر تخریب در طول فرایند تولید و نگهداری مواد غذایی و همچنین برای کنترل رهش طعم در زمان مصرف توسعه یافته اند.
• حسگرهای طعم الکترونیکی : حسگرهای طعم الکترونیکی (زبان های الکترونیکی) برای ارزیابی و اندازه گیری طعم اومامی در مواد غذایی و محصولات غذایی به کار می روند. این حسگرها می توانند به کنترل کیفیت و استانداردسازی طعم محصولات غذایی کمک کنند.

نتیجه گیری

مونوسدیم گلوتامات (MSG) یک ترکیب طبیعی است که نقش مهمی در ایجاد طعم اومامی در بسیاری از مواد غذایی دارد. عملکرد فنی MSG بر اساس تعامل آن با گیرنده های طعم اختصاصی روی زبان است که منجر به ارسال سیگنال عصبی به مغز و درک طعم اومامی می شود. MSG به طور گسترده در صنایع غذایی به عنوان یک افزودنی برای بهبود طعم و لذیذی محصولات استفاده می شود و ایمنی آن به طور گسترده توسط سازمان های بین المللی معتبر تأیید شده است.

فناوری های پیشرفته در تولید MSG و تحقیقات در زمینه طعم اومامی به توسعه روش های تولید بهینه تر طراحی طعم دهنده های جدید و بهبود یافته و کاربردهای نوین MSG در صنایع مختلف کمک می کنند. با وجود چالش ها و محدودیت های فنی MSG همچنان یک طعم دهنده ارزشمند و پرکاربرد در صنایع غذایی است و نقش مهمی در بهبود طعم و کیفیت محصولات غذایی ایفا می کند. درک علمی و فنی عملکرد MSG و استفاده بهینه از آن می تواند به تولید غذاهای خوشمزه تر جذاب تر و با کیفیت بالاتر برای مصرف کنندگان منجر شود.

سؤالات مهم

پرسش ۱ : آیا مصرف مونوسدیم گلوتامات (MSG) برای سلامتی مضر است؟

پاسخ : بر اساس شواهد علمی گسترده و ارزیابی های سازمان های بین المللی معتبر مانند FDA EFSA و JECFA مصرف MSG در مقادیر معمول غذایی برای اکثر افراد بی خطر است. گزارش های مربوط به “سندرم رستوران چینی” که در گذشته مطرح شده بود بر اساس شواهد علمی معتبر تأیید نشده است. با این حال در موارد نادر برخی از افراد ممکن است به MSG حساسیت نشان دهند اما این حساسیت ها بسیار نادر هستند.

پرسش ۲ : آیا مونوسدیم گلوتامات طبیعی با مونوسدیم گلوتامات افزودنی تفاوت دارد؟

پاسخ : از نظر شیمیایی مونوسدیم گلوتامات طبیعی و مونوسدیم گلوتامات افزودنی هیچ تفاوتی با یکدیگر ندارند. هر دو ترکیب از مولکول های یکسانی تشکیل شده اند و بدن انسان نمی تواند بین آنها تمایز قائل شود. MSG طبیعی در مواد غذایی مانند گوجه فرنگی و پنیر به صورت طبیعی وجود دارد در حالی که MSG افزودنی به طور صنعتی تولید شده و به عنوان طعم دهنده به محصولات غذایی اضافه می شود.

پرسش ۳ : چگونه می توان مونوسدیم گلوتامات را در مواد غذایی شناسایی کرد؟

پاسخ : در بسیاری از کشورها برچسب گذاری MSG به عنوان یک افزودنی غذایی الزامی است. بنابراین می توانید لیست مواد تشکیل دهنده محصولات غذایی را بررسی کنید. اگر MSG به عنوان یک افزودنی اضافه شده باشد معمولاً با نام “مونوسدیم گلوتامات” یا “MSG” یا شماره E۶۲۱ (در اتحادیه اروپا) در لیست مواد تشکیل دهنده ذکر می شود. با این حال توجه داشته باشید که وجود طبیعی گلوتامات در مواد غذایی لزوماً بر روی برچسب ذکر نمی شود زیرا این جزء طبیعی ماده غذایی است و نه یک افزودنی.