Bløddyr udgør ikke nogen stor del af danskernes kost, selvom vores vande har rige bestande af både østers, blåmuslinger og tiarmede blæksprutter. Disse marine organismer kan blive en vigtig fremtidig kilde til animalsk protein. De har det til fælles, at deres indholdsstoffer giver en kraftig synergi i umami-smagen, som kan medvirke til, at vi kan spise mere grønt.
Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 2021 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.
Af Charlotte Vinther Schmidt, Karsten Olsen og Ole G. Mouritsen, Institut for Fødevarevidenskab, Smag for Livet, Københavns Universitet
Den grønne omstilling af vores fødevaresystemer og fødevareproduktion til en sund og næringsrig kost, der er også bæredygtig og klimavenlig, indebærer, at vi skal spise mere grønt og mindre kød fra landdyr [1]. Dette forhold er også for nyligt blevet implementeret i de officielle danske kostråd.
Men der er adskillige udfordringer med at spise mere grønt. For det første er planters proteiner forskellige fra animalske proteiner og har en anderledes biotilgængelighed. For det andet mangler planter en række essentielle næringsstoffer, for eksempel superumættede omega-3 fedtsyrer og B12-vitamin, som vi kun kan få fra animalske kilder og alger [2]. For det tredje, og det er nok den vigtigste grund, så har planter ikke de grundsmage, vi især eftertragter: sød og umami [3]. Dertil kommer, at de ofte er bitre. Det er sandsynligvis grunden til, at de fleste har problemer med at spise mere grønt.
Det er her, marine bløddyr som blæksprutter og muslinger kommer ind i billedet. De er gode kilder til animalsk protein, de har en høj grad af bæredygtighed, og så har vores arbejde for nyligt vist [4,5], at de har store mængder af de stoffer (frie aminosyrer og frie nukleotider), som giver anledning til en stærk synergi i umami-smagen.
Den grønne udfordring
Bortset fra visse modne frugter er det grønne karakteriseret ved, at det mangler den grundsmag, som mennesker evolutionært er udviklet til at eftertragte: umami [3]. Det skyldes planternes biologi, fordi de ikke har muskler, der giver umami-smag (kødsmag). De er sjældent søde, og de har desuden udviklet bitterstoffer til at skræmme os væk. Så det er op ad bakke med at spise mere grønt af meget fundamentale grunde.
Selvom vi rationelt kan indse, at en fødevare er sund, bæredygtig og klimavenlig, så spiser vi den ikke i længden, hvis vi ikke kan lide dens smag. Smagen kommer først. Og det er den egentlige udfordring ved at spise mere grønt: det grønne smager ikke godt nok, især fordi det mangler umami.
Men det er der råd for. Rådet er viden om smag og tilberedning, så det grønne får den manglende umami. Og det er nemt og enkelt, når man først har forstået og accepteret, at der er en objektiv grund til, at det er svært at spise grønt. Løsningen er at tilføre umami, for eksempel 1) ved at bruge lidt fisk, skaldyr, kød, svampe, ost, tang eller æg i dressinger og marinader sammen med det grønne, eller 2) ved at frigøre det grønnes indbyggede potentiale til at give sødme og umami gennem fermentering.
Bløddyr som muslinger og blæksprutter er interessante kandidater til både at give animalsk protein, men også umami-smagsstoffer, som kan medvirke til at øge indtaget af grønne fødevarer ved at tilføre den manglende umami-smag. Denne tilgang er beslægtet med at bruge fiskesauce, tørret fiskerogn, skaldyrspulver og skaldyrspasta som “krydderier” i grønne retter.
Umami-synergi
Umami er en af de fem grundsmage, og den stimuleres ved binding af frie glutamationer (glutamat) på umami-receptoren, der er en nu velkendt hetero-dimer G-protein-koblet receptor i smagsløgenes cellemembraner [6]. Receptoren har samtidig et bindingssted for frie 5’-ribonukleotider (nukleotider), for eksempel natrium-adenosin 5′-monophosphat (AMP), natrium-guanosin 5′-monophosphat (GMP), natrium-inosin 5′-monophosphat (IMP) og natrium-xanthosin 5′-monophosphat (XMP). Uridin 5′-monophosphat (UMP) er ikke rapporteret til at kunne bidrage til umami-smagen. Den samtidige binding af glutamat og nukleotider giver anledning til en allosterisk forstærkning af nervesignalet fra receptoren til hjernens smagscenter.
Synergien, som er meget kraftig og ikke-lineær, er beskrevet ved udtrykket
(ligning 1)
hvor u er koncentrationen af fri glutamat, vN er koncentrationen af nukleotidet N, og summen ΣN løber over alle de forskellige slags nukleotider, der er til stede. γ(N) er et sæt af empirisk fastlagte konstanter, der karakteriserer styrken af synergien. Den effektive umami-koncentration, EUC, kan fortolkes som den ækvivalente koncentration af ren glutamat, der skal til for at give den samme umami-intensitet som den givne blanding af glutamat og nukleotider. Styrkekonstanterne er bestemt eksperimentelt til γ(AMP) = 0.22, γ(GMP)= 2.8, γ(IMP) = 1.2 og γ(XMP)= 0.74 [7]. Det ses heraf, at især GMP er effektiv til at udløse umami-synergi. Ligning (1) er normeret således, at alle koncentrationer skal indgå i enheder af mg/100 g.
Effekten af umami-synergi er velkendt i køkkenet, for eksempel i kombinationerne æg (glutamat)-bacon (IMP), ost (glutamat)-skinke (IMP) og tomatsauce (glutamat)-oksekød (IMP). Vi har desuden for nylig vist, at umami-synergi kan være en forklaring på den gode smagsparring af østers med champagne [5]. GMP’s stærke effekt i umami-synergi er velkendt fra brugen af tørrede svampe i madlavningen, for eksempel shiitake, som indeholder meget GMP [8].
Danske østers og blæksprutter
For at fastlægge umami-potentialet af danske bløddyr har vi undersøgt tiarmede blæksprutter af arten Loligo forbesii, figur 1, fanget i Nordsøen og to arter af østers, figur 2, høstet i Limfjorden. De to arter er den europæiske, flade østers eller Limfjordsøsters (Ostrea edulis) og Stillehavsøsters (Crassostrea gigas). Stillehavsøsters betragtes i Europa som en invasiv art, der i de senere årtier i Danmark har invaderet Vadehavet og nu er en trussel mod den gamle bestand af Limfjordsøsters i Limfjorden, som huser verdens største tilbageværende og sammenhængende bestand af Ostrea edulis.
Skønt der er store mængder af blæksprutter i danske vande, bringes de kun ind som bifangst af danske fiskere, og det danske marked er lille. Det meste af fangsten eksporteres sydpå. Muslinger som østers og blåmuslinger er mere kendte end blæksprutter hos de danske forbrugere, men igen bliver det meste af fangst og akvakultur eksporteret. Muslinger er særligt interessante som en bæredygtig fødevare, fordi disse filterdyr ligger langt nede i fødenetværket og ernærer sig alene ved opløste næringsstoffer og mikroalger. Blæksprutter er også interessante som relativ bæredygtig marin fødevare, fordi alle verdens populationer af blæksprutter har været i vækst de sidste 60 år [9] og giver forhåbninger om at give et voksende bidrag til vores marine fødevarer i tider, hvor mange af verdens fiskebestande er under pres [10].
Smagen af østers er kendt for at afhænge af det miljø, de vokser i, og man taler ligefrem om merroir. For bedre at kunne sammenligne de to forskellige arter af østers har vi derfor undersøgt østers høstet på den samme banke og på det samme tidspunkt i Limfjorden af fisker Svend Søe Bonde.
Umami-smagsstoffer i danske blæksprutter og østers
Vi har med analytisk-kemiske metoder bestemt indholdsprofilen af frie aminosyrer, med fokus på glutaminsyre, og indholdet af de fire nævnte frie nukleotider i prøver af danske østers [5] og tiarmede blæksprutter [4].
Efter ekstraktion af aminosyrer er de blevet identificeret og mængdebestemt ved hjælp af ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC) og spektrofotometrisk fluorescensdetektion. Nukleotider er efter ekstraktion blevet bestemt med standard HPLC. Alle data har været underkastet statistisk dataanalyse med henblik på at afklare signifikansen af forskelle målt for de forskellige prøver inklusiv biologiske replikater.
I figur 3 er vist repræsentative data som middelværdier og standardafvigelser for biologisk variation. Der er kun vist data for fri glutamat og de frie nukleotider AMP, GMP, IMP og XMP. Figuren angiver også den beregnede værdi af den effektive umami-koncentration (EUC).
Umami-potentiale af østers og blæksprutter
Resultaterne i figur 3 viser, at både blæksprutter og østers har et betydeligt umami-potentiale i kraft af de høje indhold af fri glutamat (basal umami), og at begge typer af østers er mere potente end muskler (kappe, arme, finner) af blæksprutter. Derimod indeholder leveren (hepatopancreas) af blæksprutterne væsentligt mere af både glutamat og nukleotider end alle andre undersøgte prøver.
Det er bemærkelsesværdigt, at umami-potentialet for Limfjordsøsters med hensyn til glutamat er omkring 60 procent større end for Stillehavsøsters, og med hensyn til de frie nukleotider er det cirka dobbelt så stort. Den store forskel er i og for sig overraskende i betragtning af, at begge slags østers har fundet føde i det samme vand.
Den humane smagstærskel for glutamat er omkring 30 mg/100 g, hvilket betyder, at alle undersøgte prøver ligger over smagstærsklen alene med deres glutamatindhold. Når man medregner den synergistiske effekt af de frie nukleotider, cf. ligning (1), er alle prøver ekstremt umami-potente.
Til sammenligning med andre, velkendte glutamat-holdige fødevarer kan nævnes EUC-værdier for ægte parmesanost (1.000-2.700 mg/100 g), konbu-tang (1.300-3.200 mg/100 g), sojasauce (800-1.300 mg/100 g) og fiskesauce (500-3.500 mg/100 g) [11,12]. Andre marine fødevarer med umami-synergi har til sammenligning EUC = 5.437 mg/100 g (kammusling), 481 mg/100 g (snekrabbe) og 644 mg/100 g (japansk tæppemusling) [13].
Hvad kan det bruges til?
For at komme i mål med at indrette Jordens fødevaresystemer til at kunne give næsten 10 milliarder mennesker en sund, klimavenlig og bæredygtig kost i 2050, skal vi meget hurtigt omlægge vores fødevareproduktion, ændre vores spisevaner og mindske madspild [1]. Det betyder især, at vi skal spise mere grønt og mindre kød fra landdyr. Desuden skal vi bruge klodens marine ressourcer meget mere indsigtsfuldt.
Viden som fremlagt i denne artikel om umami-potentialet af marine fødevarer som muslinger og blæksprutter kan vise sig nyttig til at gøre det muligt for os at spise mere grønt uden at mangle det smagsindtryk, umami, som er så vigtigt for os mennesker, der har været kødspisere i mere end to millioner år. Ved “umamificering” af det grønne ved brug af små mængder af umami-rige marine fødevarer, som beskrevet i denne artikel, er vejen vist til at give velsmag til for eksempel grøntsager [14,15].
E-mail:
Ole G. Mouritsen: ole.mouritsen@food.ku.dk
Referencer
1. W. Willett et al. Food in the Anthropocene: the EAT-Lancet Commission on healthy diets from sustainable food systems. Lancet 393, 447-492 (2019).
2. O.G. Mouritsen and C.V. Schmidt. A role for macroalgae and cephalopods in sustainable eating. Front. Psychol. 11:1402 (2020).
3. K. Styrbæk and O.G. Mouritsen. Grønt med umami og velsmag: Håndværk, viden & opskrifter. Gyldendal (2020). 352 pp.
4. C.V. Schmidt, M.M. Poojary, O.G. Mouritsen, and K. Olsen. Umami potential of Nordic squid (Loligo forbesii) Int. J. Gast. Food Sci. 22, 100275 (2020).
5. V. Schmidt, K. Olsen, and O G. Mouritsen. Umami synergy as the scientific principle behind taste-pairing champagne and oysters. Nature Sci. Rep. 10, 20077 (2020).
6. O.G. Mouritsen and H. Khandelia. Molecular mechanism of the allosteric enhancement of the umami taste sensation. FEBS J. 279, 3112-3120 (2012).
7. J.A. Maga. Flavor potentiators. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 18, 231-312 (1983).
8. M.M. Poojary, V. Orlien, P. Passamonti, and K. Olsen. Improved extraction methods for simultaneous recovery of umami compounds from six different mushrooms. J. Food Comp. Anal. 63, 171-183 (2017).
9. O.G. Mouritsen and K. Styrbæk. Blæksprutterne kommer – spis dem! Gyldendal, København (2018). 232pp.
10. O.G. Mouritsen and K. Styrbæk. Cephalopod gastronomy – a promise for the future. Front. Comm. Sci. Environ. Comm. 3:38 (2018).
11. O.G. Mouritsen. Umami flavour as a means of regulating food intake and improving nutrition and health. Nutr. Health 21, 56-75 (2012).
12. O.G. Mouritsen, L. Duelund, G. Calleja, and M.B. Frøst. Flavour of fermented fish, insect, game, and pea sauces: garum revisited. Int. J. Gastronomy Food Sci. 9, 16-28 (2017).
13. S. Fuke and S. Konosu. Taste-active components in some foods: A review of Japanese research. Physiol. Behavior 49, 863-868 (1991).
14. O.G. Mouritsen and K. Styrbæk. Design and ‘umamification’ of vegetables for sustainable eating. Int. J. Food Design 5, 9-42 (2020).
15. L.B. Brønnum, A.G. Jensen, and C.V. Schmidt. To meat or not to meat? J. Food Design 5, 83-92 (2020).
