Aminokwasy endogenne: te, które nasz organizm potrafi syntetyzować samodzielnie

Aminokwasy endogenne, te, które nasz organizm potrafi syntetyzować samodzielnie, odgrywają kluczową rolę zarówno dla naszego zdrowia, jak i w świecie kulinarnym (aminokwasy).

Czym są i skąd bierze się nazwa

Aminokwas to, w najbardziej podstawowej definicji chemicznej, cząsteczka organiczna, która łączy grupę aminową (-NH₂) i grupę karboksylową (-COOH). Z połączenia dwudziestu takich aminokwasów — tak zwanych proteinogennych, kodowanych genetycznie u praktycznie wszystkich istot żywych, plus dwóch dodatkowych (selenocysteina i pirolizyna), obecnych tylko u pewnych organizmów — wychodzą wszystkie białka organizmu człowieka.

Z tych dwudziestu jedenaście to aminokwasy endogenne: alanina, arginina, asparagina, kwas asparaginowy, cysteina, kwas glutaminowy, glutamina, glicyna, prolina, seryna i tyrozyna. „Endogenny” znaczy, dosłownie, że sam organizm potrafi je wytworzyć, nawet jeśli nie dotrą z dietą, w procesie zwanym transaminacją: grupa aminowa jednego aminokwasu jest przenoszona na alfa-ketokwas, żeby utworzyć nowy.

Naprzeciw stoi dziewięć niezbędnych — walina, leucyna, treonina, lizyna, tryptofan, histydyna, izoleucyna, fenyloalanina i metionina — których organizm nie potrafi syntetyzować wcale i które muszą obowiązkowo dotrzeć z jedzeniem. A pośrodku jest odcień, który prawie nigdy nie jest dobrze wyjaśniony: siedem z jedenastu endogennych (arginina, cysteina, glutamina, tyrozyna, glicyna, prolina i seryna) jest w rzeczywistości „warunkowo niezbędnych”. Zwykle organizm wytwarza je bez problemu, ale przestaje być w stanie pokryć zapotrzebowanie w chorobie albo w stresie fizycznym i wtedy też są potrzebne z diety.

Pierwszym aminokwasem wyizolowanym w historii był właśnie jeden z tych endogennych: asparagina, w 1806 roku, przez francuskich chemików Louisa Nicolasa Vauquelina i jego młodego pomocnika Pierre’a Jeana Robiqueta, z soku ze szparagów — stąd jej nazwa.

Nauka: od glutaminianu do umami

Aminokwasem endogennym o największej roli w kuchni jest, bez dyskusji, kwas glutaminowy. Umami — tak zwany „piąty smak” — zostało zidentyfikowane naukowo w 1908 roku przez Kikunae Ikedę, profesora Cesarskiego Uniwersytetu w Tokio, kiedy odkrył, że glutaminian odpowiada za smakowitość bulionu dashi z alg kombu. Rok później, w 1909 roku, Ikeda i przedsiębiorca Saburōsuke Suzuki założyli Ajinomoto Co., które wprowadziło do handlu pierwszy w historii przyprawę umami: glutaminian sodu (MSG).

Dziś MSG wytwarza się przemysłowo przez fermentację bakteryjną, nie przez syntezę chemiczną: bakterie rodzaju Corynebacterium (konkretnie C. glutamicum), hodowane z amoniakiem i węglowodanami, wydalają L-glutaminian, który potem neutralizuje się sodem. Proces opisano po raz pierwszy w badaniu z 1957 roku (Kinoshita, Udaka i Shimamoto) i rozwinięto przemysłowo w Japonii.

Mimo złej sławy glutaminian sodu jest uznany za bezpieczny — GRAS, „Generally Recognized As Safe” — przez amerykańską FDA. Tak zwany „syndrom chińskiej restauracji”, te bóle głowy i to złe samopoczucie, które przez dekady mu przypisywano, to mit bez solidnej podstawy naukowej: badania podwójnie ślepe nie pokazują tych efektów przy normalnych stężeniach MSG w żywności, a próba ze 130 osobami uznała, że reakcja na MSG „nie była powtarzalna”.

Nie wszystkie aminokwasy endogenne mają tak korzystną rolę w kuchni. Asparagina, reagując z cukrami redukującymi, takimi jak glukoza i fruktoza, powyżej 120 °C, odpowiada za to, że przy smażeniu albo pieczeniu żywności bogatej w skrobię powstaje akrylamid. EFSA wskazuje jako ryzyka akrylamidu neurotoksyczność, niekorzystne skutki dla męskiej reprodukcji, toksyczność rozwojową i rakotwórczość, choć przyznaje, że istniejące badania epidemiologiczne u ludzi są bardzo ograniczone i nie pokazują żadnego związku między akrylamidem a rakiem.

W kuchni: smak, kolagen i konkretne aminokwasy

Każdy z jedenastu aminokwasów endogennych ma własną rolę, zarówno w organizmie, jak i na talerzu:

• Alanina. Podstawowa w metabolizmie energetycznym; obfita w mięsach i nabiale.
• Arginina. Uczestniczy w odpowiedzi immunologicznej i w gojeniu.
• Kwas asparaginowy. Uczestniczy w syntezie innych aminokwasów i jest zwykły w żywności bogatej w białko, kolejna podstawa dla innowacji kulinarnej.
• Kwas glutaminowy. Uczestniczy w pracy mózgu i metabolizmu i jest wzmacniaczem smaku umami, który już widzieliśmy: najistotniejszy z jedenastu dla kucharza.
• Seryna. Uczestniczy w tworzeniu niezbędnych składników komórkowych.
• Tyrozyna. Prekursor hormonów i neuroprzekaźników.
• Glutamina. Kluczowa dla zdrowia jelit i układu odpornościowego.

Dwa z endogennych mają ponadto bardzo konkretny ciężar strukturalny: glicyna stanowi około jednej trzeciej całej sekwencji kolagenu, a prolina — razem ze swoją pochodną, hydroksyproliną — ponad jedną piątą, około 22 %. W kolagenie skóry ssaka na każde 1.000 reszt przypada około 329 glicyny, 126 proliny i 95 hydroksyproliny. To chemiczny powód, dla którego buliony, fondy i gulasze z dużą ilością żelatyny — kość, skóra, ścięgno — wychodzą tak bogate właśnie w te dwa aminokwasy.

Jako ogólne odniesienie żywieniowe zalecane dzienne spożycie białka dla dorosłego o siedzącym trybie życia, według odniesienia dietetycznego Stanów Zjednoczonych i Kanady, wynosi 0,8 g na kilogram masy ciała dziennie; część tego białka dociera w postaci aminokwasów, które organizm i tak potrafiłby wytworzyć samodzielnie.

W Taste 1973: umami dojrzewającej kozy

Związek tych aminokwasów z pracą Diego Schattenhofera nie jest ogólny: jest udokumentowany w jego własnym badaniu dojrzewania mięsa kozy kanaryjskiej. Jak wyjaśnia strona, proces dojrzewania „zwiększa stężenie wolnych aminokwasów i poprawia strawność białek”.

Sam szef kuchni szczegółowo opisuje to w pierwszej osobie, kiedy mówi o zaawansowanej fazie dojrzewania — od 22. dnia — wobec „lekkiego zmiękczenia” fazy początkowej (1-7 dni): właśnie w tej fazie zaawansowanej następuje „wzrost związków glutaminianowych, odpowiedzialnych za odczucie umami”. To, dosłownie, ten sam kwas glutaminowy, o którym mówi cała ta strona, uwalniany przez sam proces dojrzewania, który bada się i stosuje w Taste 1973.

Więcej można przeczytać w Nauce stojącej za dojrzewaniem mięs i w Korzyściach żywieniowych dojrzewającego mięsa kozy.

Terminy powiązane

• Aminokwasy — pełna kategoria, niezbędne i endogenne, której ten termin jest połową.
• Albumina — całe białko zbudowane, między innymi, z kilku tych aminokwasów.
• Przeciwutleniacze — inna grupa związków, z którymi aminokwasy endogenne często dzielą spiżarnię i funkcję ochronną.
• Kwasy tłuszczowe omega-3 — drugi wielki makroskładnik o znaczeniu żywieniowym, obok aminokwasów, w rybie i w mięsie.
• Kwasy tłuszczowe omega-6 — ich tłuszczowy kontrapunkt, z którym warto utrzymywać równowagę diety.

Masz więcej konkretnych wątpliwości co do tych aminokwasów? Na końcu tej strony odpowiadamy na najczęstsze pytania.

Źródła

• MedlinePlus, Biblioteka Narodowa Medycyny USA (NIH): „Aminoácidos”
• Wikipedia (es): „Aminoácido”
• Wikipedia (en): „Asparagine”
• Wikipedia (en): „Umami”
• Wikipedia (en): „Monosodium glutamate”
• Wikipedia (en): „Acrylamide”
• Wikipedia (en): „Collagen”
• Wikipedia (en): „Protein (nutrient)”
• Tekst domu: „Beneficios Nutricionales de la Carne de Cabra Madurada”
• Tekst domu: „La Ciencia detrás de la Maduración de Carnes” (Diego Schattenhofer)