Los ¿seis? sabores

Como sabéis, nos encanta recibir colaboraciones de lectores al blog. Hoy os ofrecemos un artículo del Dr. Ricardo López, profesor de la Universidad de Zaragoza e investigador del LAAE que ya nos mandó hace un tiempo dos maravillosos artículos sobre el aroma del vino (ver aquí y aquí). Esta vez nos habla de los sabores, explicando su porqué químico y biológico. Disfrutadlo:

En las sensaciones sensoriales que experimentamos en la boca cuando saboreamos un alimento se encuentran implicados todos nuestros sentidos, pero el gusto y el olfato son los más importantes. Ambos son fundamentales para disfrutar de los alimentos pero en esta entrada trataremos con más detalle el sentido del gusto.

En primer lugar, conviene aclarar que los que en nuestra boca denominamos sabor es en realidad una mezcla de nuestra percepción olfativa y gustativa, porque a pesar de que a menudo hablamos de sabor a plátano o sabor a pescado, lo cierto es que desde un punto de vista científico en realidad sólo existen cinco sabores básicos. El resto de nuestra percepción es debido al aroma de los alimentos. Es el aroma lo que hace que una pera sepa a pera y no a manzana (se puede comprobar fácilmente en casa intentando distinguir, con la nariz tapada, un caramelo de fresa de uno de limón).

A diferencia de los cientos de olores diferentes que podemos percibir sólo existen cinco sabores básicos: dulce, ácido, salado, amargo y umami (sabroso). Los científicos consideran que estrictamente sólo son sabores aquellos para los que se ha descubierto un receptor químico en la lengua. Así por ejemplo, algunas sensaciones que denominamos sabores como el picante, la astringencia o el frescor son en realidad sensaciones táctiles. No existe un receptor químico específico para estas sustancias.

El proceso químico del sabor comienza cuando una molécula sápida se une a un receptor o a un canal iónico en la membrana de una papila gustativa. Este fenómeno provoca que el potencial eléctrico de la papila se modifique y como consecuencia de este cambio y de una serie de reacciones, la papila excita a las neuronas, que a su vez transmiten está información al cerebro.

El mecanismo por el que se provoca el cambio de potencial no es el mismo para todos los sabores. En el caso de los sabores ácido y salado se produce un paso de iones (iones hidrógeno y sodio, respectivamente) a través de unos canales específicos y el cambio de potencial es inmediato. En el resto de sabores se produce una unión entre las moléculas sápidas y las proteínas receptoras específicas que se encuentran en la membrana celular expuesta al ambiente exterior. Estas proteínas se encuentran emparejadas con proteínas tipo G que son las que disparan emisores dentro de las propias células. La primera de estas proteínas, descubierta en 1992, fue la “gustducina” cuya inhibición provocaba que los ratones de laboratorio dejarán de percibir el sabor amargo y dulce.

Tan interesante como conocer el funcionamiento químico de el sentido del gusto es plantearse cual es su utilidad original para nuestro organismo. El sentido del gusto funciona en primer lugar como una barrera química para impedir que nos intoxiquemos. Nuestra aversión al sabor amargo favorece que evitemos comer sustancias peligrosas como los alcaloides de algunos vegetales. Podemos especular que el sabor ácido también tiene en su origen una función protectora: muchos alimentos estropeados desarrollan un sabor ácido. Los otros sabores están relacionados con la obtención de los nutrientes que necesitamos para vivir: el sabor dulce para los azúcares (energía), el salado con eléctrolitos (iones) y el umami con las proteínas (aminoácidos).

Y hablando del sabor umami quizá sea interesante dedicarle una pequeña explicación, para los que como yo, no lo estudiamos en el colegio. Desde hace miles de años los japoneses sabían que el caldo elaborado con el alga kombu poseía un sabor único, distinto de los tradicionales dulce, salado, ácido y amargo. En 1908 un químico japonés llamado Kikunae Ikeda aisló en este caldo el glutamato monosódico (GMS) y a esta sensación diferente la llamó umami (que viene a significar sabroso). Sin embargo, los científicos occidentales eran escépticos sobre la existencia real de este sabor, y no fue hasta que en 2001 se aisló el receptor específico para el GMS que finalmente se aceptó la existencia de este quinto sabor.

La mejor manera de experimentar el sabor umami es un buen queso parmesano (el GMS se encuentra en él en alta concentración) pero si queréis probarlo puro se puede comprar como aditivo en algunos supermercados chinos. Para probar en casa el resto de sabores disponemos de sustancias químicas puras: cloruro sódico (sal de mesa) para el sabor salado, sacarosa (azúcar) para el dulce, ácido acético (vinagre) para el ácido y quinina (agua tónica desgasificada) para el amargo*.

*En este caso es una sustancia casi pura: el amargo se encuentra mezclado con el dulce por los edulcorantes añadidos.

Por último, me gustaría acabar diciendo que como siempre en la ciencia no hay nada que no esté sujeto a revisión, y quizá en breve podamos hablar de un sexto sabor: el sabor graso. Científicos norteamericanos han identificado un receptor en las papilas de la lengua que reconoce los lípidos y al igual que sucede con el sabor amargo existe una gran variabilidad genética en la sensibilidad de los individuos. Quién sabe, puede que en nuestras papilas gustativas se encuentre gran parte de la información que necesitamos para ayudar a las personas con trastornos de la alimentación.

El espíritu del vino (y II)

Este artículo es la segunda parte de El espíritu del vino (I). Nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un temaapasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en elLaboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias otra vez, Ricardo, por enviárnoslo.

Nos quedamos en cómo obtener los diferentes compuestos químicos separados gracias a un cromatógrafo. Sin embargo, que sepamos dónde está ese compuesto químico no significa que sepamos su nombre. Para esta tarea se pueden utilizar diferentes instrumentos científicos pero el más habitual en nuestro campo es el espectrómetro de masas. Este instrumento rompe las moléculas químicas produciendo unos fragmentos que son característicos de cada molécula. Podríamos asemejarlo a una «huella dactilar química«, esa información adecuadamente procesada permite identificar desde el punto de vista químico el olor que estamos buscando.

Una vez que hemos contestado a la cuestión «quién», nos queda saber el «cuánto». Esta quizá sea la parte más difícil de nuestro trabajo. Por dos razones fundamentales, porque muchos olores son provocados por moléculas químicas que se encuentran en concentraciones bajísimas y porque están mezcladas con cientos de moléculas parecidas.

Cuando hablamos de concentraciones bajísimas es difícil hacerse a la idea con conceptos como nanogramos por litro y expresiones similares. Lo mejor es hacer una comparación trasladando los valores a una escala más familiar. El responsable del olor a «corcho» que estropea el aroma de algunos vinos es un compuesto conocido como tricloroanisol. Este compuesto químico puede hacer que un vino huela a corcho cuando su cantidad en una botella de vino supera 1 nanogramo. Llevándolo a nuestra escala, esto significa que con 1 gramo de este compuesto podríamos hacer que oliera a corcho todo el vino que se ha elaborado en Aragón en los últimos tres años (más de 700 millones de litros). Es fácil imaginar que analizar moléculas químicas en cantidades tan pequeñas va a ser extremadamente difícil. Para ello hacen falta no sólo los instrumentos científicos más avanzados sino también unos conocimientos y una forma de trabajar que surge de la experiencia de muchos años. Nuestro laboratorio puede presumir de ser un referente mundial en este campo, porque muchos de los métodos de análisis que hemos desarrollado se usan en laboratorios y bodegas de todo el mundo. Estos métodos de análisis químico se basan en extraer las moléculas responsables del aroma del vino por diferentes principios y procedimientos químicos (diferencia de polaridades, reparto entre fases, volatilidad, atracciones electrostáticas, etc.), posteriormente separarlas mediante cromatografía, y finalmente detectarlas mediante espectrometría de masas.

Un caso real de nuestro trabajo puede verse en este minidocumental (ver en YouTube) que elaboramos para difundir nuestra investigación, y que resume en tres minutos todo lo que he descrito hasta aquí.

Me gustaría resumir el resultado de nuestras investigaciones con nuestro concepto del aroma del vino. En una orquesta hay muchos intérpretes, de la misma forma que en el vino hay muchos olores, pero la música que interpretan no se percibe como la suma de todos los músicos sino como algo superior, más elaborado. Este sería el olor del vino, una mezcla de moléculas químicas con diferentes olores que da lugar a lo que nuestros sentidos interpretan como olor a vino. A veces en la orquesta hay un solista que tiene reservado un papel especial, siguiendo con nuestra analogía el solista sería el olor especial, ese que es capaz de mejorar el vino (o de estropearlo, en algunos casos).

Para acabar me gustaría recordar que el vino va más allá de ser una simple bebida. Desde que tenemos registros históricos sabemos que ha formado parte de nuestra forma de vida, es parte de nuestra identidad. Las antiguas culturas no sabían nada de moléculas, y a diferencia de las cosas que podían oír, ver o tocar, los olores eran entes etéreos que surgían de un mundo de seres y poderes invisibles, de espíritus. Miles de años después, en el siglo XXI y rodeados de instrumentos científicos, para los que investigamos en el LAAE el aroma sigue siendo el Espíritu del Vino.

El espíritu del vino (I)
El espíritu del vino (II)

El espíritu del vino (I)

Este artículo, que publicaré dividido en dos partes, nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un tema apasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en el Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias, Ricardo, por enviárnoslo.

 

¿Sabías que hay vinos que huelen a frutas tropicales? ¿A flores? ¿A roble? ¿A especias? Aunque también los hay que huelen a tinta, a pimiento, a cebolla o incluso a alcantarilla. Lo cierto es que hay cientos de olores en un vino, aunque no siempre seamos capaces de percibirlos todos. De hecho, el vino es uno de los tres alimentos que poseen aromas más complejos y sofisticados (los otros son el café y el chocolate).

Pero, ¿por qué puede ser tan diferente y complejo el aroma de un vino? La respuesta se encuentra en que tiene cientos de compuestos químicos volátiles y muchos de ellos huelen. Es como la paleta de un pintor que tiene muchos colores y mezclando esos colores pinta un cuadro, de la misma forma un vino tiene muchos posibles olores y son las cantidades y proporciones entre ellos las que determinan cuál será el aroma final del vino.

El estudio de este fascinante mundo del aroma es el tema de trabajo de nuestro grupo: el LAAE. En este artículo me gustaría transmitiros en qué consiste nuestra investigación. Quizá lo mejor sea empezar por lo más básico recordando que los olores son en realidad compuestos químicos lo suficientemente pequeños y ligeros para evaporarse del vino y «volar» por el aire hasta alcanzar nuestra nariz. Allí dentro se encuentran los diferentes receptores olfativos que se comportan como cerraduras que cuando son alcanzadas por ciertos odorantes (las llaves), disparan una respuesta neuronal que nuestro cerebro interpreta como un olor.

Nosotros nos dedicamos al análisis químico de estas moléculas responsables de los olores. Disponer de está información química nos permite relacionarla con la información sensorial y extraer conclusiones sobre la importancia de dichas moléculas. Un ejemplo simplificado de nuestro trabajo: un vino huele a pimiento (defecto aromático), primero tenemos que averiguar qué compuesto químico hace que el vino huela así,  después saber que cantidad de este compuesto químico provoca el mal olor. Finalmente, estudiamos la forma de conseguir que los enólogos puedan hacer que sus vinos no huelan a pimiento y mejoren su calidad.

Sin embargo, en la realidad las cosas son más complejas (y más divertidas) que en el ejemplo anterior. Nuestras experiencias diarias nos dicen que todos los olores no son igual de potentes. Esos restos de pescado en nuestra basura desprenden un olor muy intenso y desagradable que tardará en desparecer, mientras que el olor de la piel del plátano que hemos tirado en el mismo sitio apenas se nota. La razón de este fenómeno se encuentra en que nuestro olfato no tiene la misma sensibilidad para todos los olores. Podéis imaginar la razón de esto, la evolución favoreció que fuéramos más sensibles hacia los olores que estuvieran relacionados con peligros, con la comida y con el sexo. Hasta tal punto esto es cierto, que existen compuestos que podemos oler y que sin embargo los instrumentos científicos tienen dificultades para detectar.

Aprovechando este hecho, en nuestro grupo de investigación seguimos la línea de combinar un instrumento científico con la nariz humana. En concreto utilizamos un instrumento científico llamado cromatógrafo (que sirve para separar compuestos químicos) y colocamos a una persona a oler los compuestos químicos que este instrumento separa. Su nariz es nuestro detector, su nariz nos dirá dónde está el compuesto químico que huele a pimiento.

En la parte II os contaré cómo lo hacemos y, os enseñaré, además, un interesante vídeo explicativo.

Foto de Roberto Ruiz Herrera (@idar).