Neben sauer, süß, bitter, salzig und Umami kann es noch eine sechste Grundgeschmacksrichtung geben!

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Autor: Denovo Team

Hersteller: China Science Expo

In der Wissenschaft ist es seit langem allgemein anerkannt, dass der Mensch fünf Grundgeschmacksrichtungen wahrnehmen kann: sauer, süß, bitter, salzig und Umami.

Gibt es noch andere Geschmacksrichtungen?

Wir verwenden oft „süß, sauer, bitter und scharf“, um die verschiedenen Gefühle des Lebens zu beschreiben, einschließlich des Geschmacks „scharf“. Dabei handelt es sich jedoch tatsächlich um ein Missverständnis. Tatsächlich ist Schärfe ein schmerzhaftes Gefühl, das durch Chemikalien verursacht wird, die die Zellen stimulieren und ein stimulierendes Gefühl im Gehirn hervorrufen. Es ist nicht der Geschmack, den die Geschmacksknospen wahrnehmen. Die wahren fünf Grundgeschmacksrichtungen sind also immer noch „sauer, süß, bitter, salzig und frisch“.

Neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass der Geschmack von Ammoniumchlorid (NH4Cl) möglicherweise als sechster Grundgeschmack angesehen werden könnte, den der Mensch wahrnehmen kann.

Wie nimmt der Mensch Geschmack wahr?

Geschmack ist keine einzelne, isolierte Empfindung, sondern ein komplexes Erlebnis, das durch die kombinierte Wirkung mehrerer chemischer Reize entsteht. Die fünf Grundgeschmacksrichtungen (sauer, süß, bitter, salzig und Umami) haben jeweils ihre eigenen einzigartigen Wahrnehmungsmechanismen und historischen Hintergründe.

So wurde der Umami-Geschmack beispielsweise erstmals im Jahr 1908 vorgeschlagen, von der wissenschaftlichen Gemeinschaft jedoch erst im Jahr 2002, also fast ein Jahrhundert später, allgemein anerkannt. Es handelte sich ursprünglich um die fünfte Geschmacksrichtung, die der japanische Wissenschaftler Kikunae Ikeda entdeckte: den Geschmack von Glutamat. Da die Zugabe zu Speisen oder Suppen den Umami-Geschmack deutlich verstärken kann, wurde Glutamat später zu einem kommerziellen Produkt verarbeitet: Mononatriumglutamat, das in Japan als Ajinomoto und in China als MSG bekannt ist.

Was die Verteilung der Geschmacksrezeptorbereiche auf der Zunge betrifft, so geht man allgemein davon aus, dass sich unterschiedliche Geschmacksrezeptorbereiche in unterschiedlichen Teilen der Zunge befinden. Beispielsweise liegt der Geschmacksrezeptorbereich für süßen Geschmack an der Zungenspitze, der Geschmacksrezeptorbereich für salzigen und sauren Geschmack an den Seiten der Zunge und der Geschmacksrezeptorbereich für bitteren Geschmack an der Zungenwurzel. Dieses Verteilungsmodell wird oft als „Geschmackskarte“ bezeichnet.

Untersuchungen der letzten Jahre haben jedoch gezeigt, dass diese traditionelle „Geschmackskarten“-Theorie möglicherweise nicht sehr genau ist. Da Umami zum Zeitpunkt der Erstellung der „Geschmackskarte“ noch keine breite Akzeptanz fand, wurde es nicht in die Diskussion einbezogen.

Traditionell geht man davon aus, dass sich unterschiedliche Geschmacksrezeptoren in unterschiedlichen Teilen der Zunge befinden.

(Quelle: vom Autor gezeichnet)

Moderne Forschungen zeigen, dass die Geschmacksrezeptoren (Geschmacksknospen) auf der Zunge tatsächlich in der Lage sind, eine Vielzahl von Geschmacksrichtungen wahrzunehmen und nicht nur einen bestimmten. Jede Geschmacksknospe enthält Zellen, die einen anderen Geschmack wahrnehmen können. Daher können unterschiedliche Bereiche der Zunge saure, süße, bittere, salzige und Umami-Geschmäcker wahrnehmen.

Eine echte Geschmackskarte: Verschiedene Bereiche der Zunge können sauer, süß, bitter, salzig und Umami wahrnehmen

(Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Was sind die Mechanismen unterschiedlicher Geschmacksrichtungen?

Mittlerweile sind alle Rezeptoren für die fünf Grundgeschmacksrichtungen wissenschaftlich identifiziert.

Beispielsweise wird Säure durch Wasserstoffionenkanäle auf der Oberfläche der Geschmacksknospen wahrgenommen (Säuren dissoziieren und bilden H+-Ionen). Salzigkeit wird über Natriumionenkanäle wahrgenommen (Kochsalz NaCl dissoziiert zu Na+-Ionen); und Süße, Bitterkeit und Umami werden über ein spezielles Membranprotein wahrgenommen – G-Protein-gekoppelte Rezeptoren.

Noch interessanter ist, dass diese Grundgeschmäcker auch ihre eigenen quantitativen Einheiten haben.

Beispielsweise wird Säure als „1 Einheit Säure“ basierend auf der Säure der Zitronensäure definiert; Der Salzgehalt wird als „1 Einheit Salzgehalt“ basierend auf dem Salzgehalt von Natriumchlorid (Kochsalz) definiert. Süße wird als „1 Einheit Süße“ basierend auf der Süße von Saccharose definiert; und Bitterkeit wird als die Bitterkeit eines Arzneimittels namens Chinin definiert (für den Grundgeschmack werden die Schwellenwerte jedes typischen Vertreters im Allgemeinen wie folgt angesehen: Saccharose beträgt 3 g/l, Zitronensäure beträgt 0,2 g/l, Chinin beträgt etwa 16 mg/kg und Natriumchlorid beträgt 2 g/l).

In Bezug auf Umami ist es etwas Besonderes. Obwohl MSG (Mononatriumglutamat) allgemein als sehr stark umami-geschmackig gilt, gibt es derzeit keine offizielle Definition von „Umami“. Erwähnenswert ist, dass neben Glutamat auch Guanylsäure und Inosinsäure einen Umami-Geschmack erzeugen können. Werden diese Stoffe in einem bestimmten Verhältnis mit Glutamat gemischt, wird der Umami-Geschmack sogar noch verstärkt.

Ein möglicher sechster Grundgeschmack für den Menschen: Ammoniumchlorid

Zusätzlich zu den oben genannten fünf Grundgeschmacksrichtungen könnte der durch Ammoniumchlorid verursachte Geschmack nach neuesten Forschungsergebnissen der sechste Grundgeschmack des Menschen werden. Warum also kann Ammoniumchlorid als solches bezeichnet werden?

Ammoniumchlorid ist für uns keine unbekannte Verbindung. Diese Substanz wird nicht nur häufig als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet, sondern spielt auch im medizinischen Bereich verschiedene Rollen. Es wird auch als Lebensmittelzusatzstoff verwendet und ist in einigen europäischen Desserts wie salzigem Lakritz enthalten.

Wenn unsere Zunge mit Ammoniumchlorid in Berührung kommt, entsteht ein einzigartiges Geschmackserlebnis, wie ein Komplex aus bitter, salzig und leicht sauer. Da Ammoniumchlorid eine starke Geschmacksreizung hervorruft, wird es seit Jahrzehnten als Referenzsubstanz in Geschmacksstudien verwendet. Trotzdem ist der genaue Mechanismus, durch den die menschlichen Geschmacksknospen Ammoniumchlorid wahrnehmen, noch immer unklar.

Kürzlich gelang einem gemeinsamen Forschungsteam der University of Southern California und der University of Colorado ein Durchbruch, den es in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte. Sie fanden heraus, dass ein in Geschmackszellen vorkommendes Protein namens Otopetrin1 (OTOP1) durch Ammoniumchlorid aktiviert werden kann. Das OTOP1-Protein ist ein Ionenkanal, der bekanntermaßen eine Rolle bei der Wahrnehmung von saurem Geschmack spielt.

Geschmacksknospen nehmen Ammoniumchlorid präzise wahr

(Bildquelle: Referenz 7)

Durch die Einwirkung von Ammoniumchlorid und sauren Substanzen auf kultivierte menschliche Zellen konnten die Forscher beobachten, dass das OTOP1-Protein auf beide Substanzen ähnlich reagierte. Dieses Ergebnis lieferte uns einen wichtigen Hinweis: Die Übertragung des Ammoniumchloridgeschmacks könnte durch das Protein OTOP1 vermittelt werden.

Erwähnenswert ist, dass Mäuse ohne das OTOP1-Gen in Tiermodellversuchen kaum auf ammoniumchloridhaltige Nahrung reagierten, während Mäuse mit diesem Gen derartige Nahrung mieden.

Bezüglich der Aktivierung des OTOP1-Proteins durch Ammoniumchlorid schlugen die Forscher einen möglichen biochemischen Mechanismus vor: Wenn Zellen Ammoniumchlorid aufnehmen, können Ammoniumionen (NH4+) in Ammoniak (NH3) umgewandelt werden. NH3 gelangt in die Zelle und wird dann in NH4+ umgewandelt, was zu einer Alkalität in der Zelle führt. Die extrazelluläre H+-Konzentration ist größer als die intrazelluläre H+-Konzentration. Der Unterschied in der H+-Konzentration führt dazu, dass sich der Ionenkanal OTOP1 öffnet und dadurch der Geschmack von Ammoniumchlorid wahrgenommen wird, ähnlich der Wahrnehmung von saurem Geschmack.

Möglicher Mechanismus der Ammoniumchlorid-Aktivierung von OTOP1

(Bildquelle: Referenz 7)

Diese Studie ergab, dass der Geschmack von Ammoniumchlorid über Ionenkanäle wahrgenommen wird, die durch das Protein OTOP1 vermittelt werden. Dies ist eine neue Entdeckung, da dieser Geschmack das Geschmackswahrnehmungssystem der menschlichen Geschmacksknospenzellen stimulieren kann, anstatt wie der scharfe Geschmack nur das Gehirn zu stimulieren. Das bedeutet, dass wir den Geschmack von Ammoniumchlorid möglicherweise als sechsten Grundgeschmack des Menschen auflisten müssen.

Abschluss

Der Geschmack ist für den Menschen eine der wichtigsten Möglichkeiten, die Welt zu verstehen und mit der Umwelt zu interagieren. Von „sauer, süß, bitter, salzig“ bis hin zum heutigen „sauer, süß, bitter, salzig und frisch“ vertieft sich das Geschmacksverständnis der Menschen ständig. Wenn künftige Forschungen bestätigen, dass Ammoniumchlorid tatsächlich das Potenzial hat, sich zu einem Grundgeschmack zu entwickeln, wie sollte dieser neue „sechste Geschmack“ dann benannt werden? Wir können nur abwarten und sehen.

All dies könnte nicht nur unser Verständnis von Lebensmitteln, Medizin und sogar Landwirtschaft verändern, sondern auch neue Perspektiven und Herausforderungen für die Geschmacksforschung mit sich bringen.

Quellen:

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