Producción industrial de sustancias que confieren sabor umami

El químico Kikunae Ikeda fue considerado uno de los científicos más destacados de la historia de Japón. Esto se debe a que estudió las propiedades del ácido glutámico, un aminoácido aislado por Ritthausen en 1866 e identificado molecularmente por Wolff en 1890 (Vickery y Schmidt, 1931).
Ikeda planteó la hipótesis de que esta sustancia podría proporcionar lo que él llamó el quinto sabor básico, el umami, y que también podría ayudar a mejorar la dieta japonesa, pobre en proteínas complejas.

Tras aislar el aminoácido del alga kombu, el investigador inició una serie de investigaciones hasta desarrollar una sustancia que pudiera utilizarse en la alimentación como condimento. Inicialmente, no era posible extraer el aminoácido directamente del alga kombu, ya que se requerirían toneladas para su producción a escala industrial. Así pues, utilizó el gluten, la principal proteína del trigo, como fuente principal, ya que esta proteína es muy rica en ácido glutámico. El proceso comenzó con la hidrólisis ácida, que descompuso la proteína y generó ácido glutámico libre, que se neutralizó y transformó en sales (Ilustración 1).

Reacción de neutralización del ácido glutámico

La patente para la producción de glutamato monosódico (GMS) le fue otorgada al investigador. A partir de ese momento, el proceso de producción a escala industrial fue autorizado e iniciado por Ikeda y el empresario Saburousuke Suzuki, quienes juntos fundaron la empresa Ajinomoto® en 1909 (Sano, 2009).

Sin embargo, la investigación para mejorar el proceso de producción de la sustancia aún estaba en curso, ya que aún existían algunas dificultades para extraer ácido glutámico del gluten, en particular debido a la demanda de producción. Por estas razones, se desarrollaron diversos métodos, pero no fue hasta la década de 1950 que se estableció la tecnología más adecuada para la producción a gran escala: la fermentación directa (la transformación de una materia prima en otro producto mediante microorganismos, como bacterias o levaduras).

Los procesos de fermentación se utilizan ampliamente en la industria alimentaria, en particular para la producción de pan, yogur y bebidas como el vino y la cerveza, y también en la industria farmacéutica para la producción de medicamentos.

Para que los microorganismos que participan en la fermentación se multipliquen, se requieren sustratos, es decir, fuentes de energía como macronutrientes, especialmente carbohidratos.

En el caso de la fermentación, para producir las sustancias que imparten el sabor umami (glutamato monosódico, inosinato y guanilato disódico), los microorganismos inofensivos utilizan azúcares de materias primas vegetales como la caña de azúcar, la remolacha, la yuca y el maíz, así como otras fuentes que pueden proporcionar energía para su multiplicación (como las fuentes de nitrógeno, por ejemplo). Como resultado de la fermentación, se produce una intensa producción de ácido glutámico y/o nucleótidos, que se neutralizan mediante una reacción ácido-base para que estas sustancias puedan unirse a iones y formar sales (ácido + base = sal + agua). Generalmente, el ion más utilizado para formar sales es el sodio, pero también están presentes otros, como el potasio. A partir de este punto, comienza el proceso de purificación para eliminar los residuos de fermentación, el secado y la finalización del proceso.

Todas las sustancias que aportan sabor umami se someten a rigurosos procesos de control de calidad para verificar su pureza y garantizar su óptima utilización en la industria alimentaria. Todo esto para añadir un toque umami a nuestros alimentos y convertir las comidas en una gran experiencia sensorial.