Identificación de sustancias umami en los alimentos

Algunos de los que siguen nuestro portal se preguntarán: “¿Cómo podemos saber si los alimentos que consumimos contienen umami?”. Esta pregunta involucra numerosos aspectos, incluyendo las ciencias exactas, biológicas y humanas.

Disciplinas como la química analítica permiten identificar estas moléculas mediante diferentes métodos, como las reacciones enzimáticas, la cromatografía líquida acoplada a detectores de espectroscopia UV-VIS, la fluorescencia y la espectrometría de masas, y también sensores, conocidos como “lenguas electrónicas”.

De forma muy resumida, podemos explicar estos métodos, pero cabe destacar que presentan numerosas complejidades:
Reacciones enzimáticas con detección mediante un electrodo
El análisis se basa en el principio del consumo de oxígeno a partir de la reacción enzimática entre el glutamato presente en la muestra, la enzima glutamato oxidasa y la coenzima FMN (flavina mononucleótido). Esta reacción consume oxígeno y elimina dos hidrógenos del aminoácido, que a su vez forma un α-cetoácido y peróxido de hidrógeno. El consumo de oxígeno para la formación de peróxido de hidrógeno se mide mediante un electrodo, que corresponde a la cantidad de glutamato presente en la muestra.

Cromatografía líquida
La cromatografía líquida es una técnica analítica que se utiliza para separar iones o moléculas disueltas en un disolvente. Si la muestra en solución entra en contacto con una fase estacionaria (columna, donde se suelen utilizar diferentes tipos de sílice u otros productos), los diferentes solutos interactuarán con esta fase en distintos grados, principalmente debido a la adsorción, el intercambio iónico, la partición o el tamaño de las moléculas. Estas diferencias permiten que la mezcla de componentes se separe entre sí mediante diferentes tiempos de tránsito (tiempo de retención) a medida que el soluto pasa por la columna. Tras el paso, los iones o moléculas se detectan mediante otras metodologías, como la espectrometría de masas, la luz ultravioleta o la fluorescencia, en diferentes momentos, según su salida de la columna.

Espectrometría de masas
La espectrometría de masas es una técnica de detección analítica que diferencia los componentes de una muestra mediante su masa atómica. La muestra se vaporiza hasta que se forma un gas y se ioniza (formación de iones). Posteriormente, los iones se aceleran mediante una diferencia de potencial. Los compuestos se separan mediante su relación masa-carga y se identifican. Esta técnica puede utilizarse tras el paso por un cromatógrafo o también mediante análisis directo. Todo depende de los objetivos propuestos para los análisis.

Espectroscopía UV-VIS (ultravioleta/visible)
El espectrómetro UV-VIS también puede ser uno de los detectores elegidos tras el paso de una muestra por el cromatógrafo. Los detectores UV-VIS miden la capacidad de absorción de luz UV-VIS de un cromóforo (molécula o parte de ella responsable de su color). Esto puede realizarse entre una o más longitudes de onda en el rango de 190-400 nm. Para que esto ocurra, los compuestos de interés deben poseer cromóforos o reaccionar con otras sustancias que puedan introducir color en esta molécula para que pueda ser detectada.

Espectroscopía de Fluorescencia
De forma similar a la espectroscopia UV-VIS, diferentes iones o moléculas pueden reaccionar con sustancias, lo que puede formar diferentes tipos de compuestos, que en este caso son compuestos fluorescentes. Los átomos o moléculas se excitan a altos niveles de energía mediante la absorción de radiación electromagnética y posteriormente se detectan.

Sensores electrónicos (lengua electrónica)
La lengua electrónica es un instrumento que permite medir y comparar diferentes sabores. Los compuestos químicos responsables de las sensaciones de los cinco sabores son detectados por instrumentos electrónicos llamados sensores. Tras ciertas reacciones, se generan señales eléctricas con diferentes variaciones potenciométricas, las cuales son detectadas por los sensores.

Los métodos utilizados en el Análisis Sensorial pueden incluir debates relacionados con las ciencias humanas, principalmente en lo que respecta a las condiciones físicas, ambientales y psicológicas que intervienen en la percepción de un panel humano. Estos análisis suelen ser realizados por grupos de personas con un agudo sentido del gusto, quienes inicialmente indican los posibles descriptores (término utilizado para describir una sensación), y posteriormente se realiza una encuesta a la población que posiblemente consumirá el alimento.

Todos los métodos mencionados utilizan la estadística, una ciencia exacta, para realizar sus predicciones, pero siempre existen errores inherentes e intervalos de confianza, al menos cuando hablamos de sensaciones, ya que es improbable que un método identifique con exactitud lo que sentimos. Éste es un misterio que la ciencia todavía está tratando de desentrañar, y por eso necesitamos que las ciencias humanas discutan el arte de estar en la Tierra como ser humano.