O umami foi descoberto no ano de 1907, pelo cientista e professor da Universidade Imperial de Tóquio, Kikunae Ikeda, que iniciou um projeto de pesquisa baseando-se na hipótese de que uma ou mais substâncias gustativas existentes nas algas poderiam não ser categorizadas como amargas, azedas, salgadas ou doces, os sabores básicos conhecidos na época. A pesquisa surgiu quando Ikeda, ao degustar alimentos como aspargos, tomates, queijos e carnes, ficou intrigado com o gosto comum entre eles; era algo diferente, que não se enquadrava no doce, azedo, amargo e nem no salgado, atribuindo a esse suposto novo sabor o nome de “umami”, que significa “delicioso” ou “saboroso”, em japonês.

Na sua pesquisa, Ikeda identificou o componente do sabor umami das algas como L-glutamato, entrando com um pedido de patente para o processo de produção de um novo tempero que consistia principalmente de um sal de ácido L-glutâmico, a partir do qual teve início, posteriormente, a produção industrial de glutamato monossódico (MSG).

Embora a descoberta de Ikeda tenha ocorrido em 1908, foi somente no ano 2000 que o sabor umami foi reconhecido cientificamente e aceito universalmente como o quinto sabor básico,ao lado do doce, salgado, azedo e amargo.

O sabor umami possui características peculiares que o diferenciam de outros sabores, incluindo um sinergismo de intensificação do sabor entre dois compostos umami, o L-glutamato e o 5'-ribonulceotídeos, e um gosto residual prolongado.

O ácido glutâmico é o principal constituinte das proteínas alimentares vegetais e animais. Além disso, está presente naturalmente na maioria dos alimentos, como carnes, aves, frutos do mar e vegetais. Os dois ribonucleotídeos que mais contribuem para o sabor umami, ou seja, o 5′-inosinato e o 5′-guanilato, também estão presentes em muitos alimentos. O inosinato é encontrado principalmente em carnes, enquanto o guanilato é mais abundante nas plantas. Outro ribonucleotídeo, o 5'-adenilato, é abundante em peixes e crustáceos.

Embora estejam totalmente interligados, umami, glutamato e glutamato monossódico não são a mesma coisa. O umami é um sabor do paladar que pode ser percebido principalmente pelo glutamato, que é uma substância contida naturalmente nos alimentos ricos em umami, como tomates, cogumelos, carnes e queijos, e pelo glutamato monossódico, que é a versão industrializada da principal substância que confere o sabor umami aos alimentos.

O sabor umami é percebido pelo contato do glutamato ou nucleotídeos com o seu receptor acoplado às proteínas G específica - GPCR (mGluR4 - receptor metabotrópico de glutamato 4, TR1/TR3), que estão presentes nas papilas gustativas da língua. As proteínas G são compostas de alta massa molecular com diferentes subtipos de proteínas, sendo que cada uma tem duas subunidades: Gα e Gβγ. A princípio, acreditava-se que as substâncias responsáveis pelo umami ativavam a subunidade Gα do GPCR. No entanto, pesquisas mais recentes mostraram que a principal via de transdução do sabor umami está relacionada à subunidade Gβγ.

Após a interação entre o umami ‐ GPCR, a subunidade βγ se desconecta do complexo Gαβγ e ativa a enzima fosfolipase C, gerando trifosfato de inositol (IP3), o qual se conecta aos canais de cálcio existentes no retículo endoplasmático, estimulando a abertura e liberação do cálcio (Ca++) pelo citosol. Os íons cálcio, agora em concentrações elevadas no citoplasma, se conectam aos canais do TRPM5 (canal catiônico não seletivo ativado pelo cálcio que induz a despolarização mediante aumentos no cálcio intracelular) na membrana, promovendo o rápido influxo de sódio pela célula e, consequentemente, despolarizando a membrana. A ação combinada entre a elevação do cálcio e a despolarização da membrana provoca a abertura das junções comunicativas, compostas por panexinas (proteínas formadoras de hemicanais), promovendo a liberação de grande quantidade de trifosfato de adenosina (ATP) para o espaço extracelular.

O trifosfato de adenosina liberado estimula as fibras nervosas aferentes e, ao mesmo tempo, excita as células pré-sinápticas adjacentes, que promovem a liberação de serotonina e norepinefrina, proporcionando a sensação gustativa no cérebro. Estudos relatam que se as papilas gustativas são estimuladas com substâncias umami, os sinais são refletidos no córtex gustativo primário e orbitofrontal.

A sensação do sabor umami é proporcionada após a ligação das moléculas mencionadas com receptores gustativos específicos presentes nas membranas das células gustativas (mGluR4, mGluR1 e receptor gustativo tipo T1R1 + T1R3). Seu efeito fundamental é a capacidade de equilibrar o gosto e harmonizar o sabor total. O umami também pode melhorar a palatabilidade de uma grande variedade de alimentos. Os sais do ácido glutâmico, produzidos industrialmente, como o glutamato monossódico (MSG), monopotássico ou monoamônio, ionizam-se facilmente e apresentam esse sabor característico. Os sais de nucleotídeos, inosinato e guanilato dissódico ampliam a intensidade de sabor dos glutamatos, pois agem sinergicamente com esse aminoácido.

O exemplo mais comum de sabor umami é o glutamato monossódico, usado industrialmente para conferir sabor agradável a diferentes produtos. Sua função sensorial básica é claramente atribuída a sua capacidade de aumentar a presença de outros compostos ativos de sabor. A literatura relata que o glutamato monossódico por si só é salino, doce, com algumas propriedades táteis capazes de fornecer uma sensação de satisfação na boca. Outros o descrevem como uma sensação de dar água na boca, que provoca salivação e estimula a garganta, o paladar e a parte posterior da boca.

A sinergia do umami caracteriza a interação entre glutamato livre, inosina-5’-monofosfato (IMP) e guanosina-5’-monofosfato (GMP), gerando sensações de sabor ampliadas e prolongadas.

Uma das principais características do sabor umami é o efeito sinérgico quando o IMP é adicionado aos compostos umami (MSG). Nesse caso, a resposta do cérebro à mistura de MSG/IMP é significativamente maior no OFC lateral, em comparação com a soma do MSG sozinho e do IMP sozinho. Outra característica significativa do sabor umami é a capacidade de aumentar a palatabilidade dos alimentos. A representação hedônica do sabor umami demonstrou ser codificada na parte dorsal do córtex cingulado anterior, distinta da representação hedônica do sabor doce das amostras de glicose, que ativou o córtex cingulado pré-genital.

O sabor umami também apresenta diferenças individuais de percepção. Estudos comportamentais e psicofísicos demonstram a variabilidade humana na percepção do sabor umami, com alguns indivíduos sendo, inclusive, notados como incapazes de sentir o sabor umami.

O efeito das variações individuais na percepção do sabor umami na resposta do cérebro também foi abordado em um estudo recente de fMRI. Os hipo-provadores de umami mostraram maior ativação no córtex gustativo primário (opérculo frontal), o OFC e giro pós-central, em comparação com provadores de baixo umami em resposta ao MSG. Curiosamente, os provadores de umami mostraram uma ativação mais forte na ínsula posterior, tálamo e hipocampo, indicando que as estruturas cerebrais relacionadas com a atenção e associação/memória desempenham papel significativo na percepção do gosto umami. O estudo também demonstrou que os hipo-provadores de umami aumentaram as respostas cerebrais ao sabor do sal, em comparação com os provadores de umami, apoiando ainda mais a associação entre o sal e a percepção umami.

As evidências científicas deixam claro que a diversidade de receptores da detecção de umami pode ser a base da percepção complexa do umami, com diferentes misturas de substâncias umami (aminoácidos, peptídeos e nucleotídeos) produzindo qualidades distintas de sabor.

Contudo, embora o atual conhecimento científico que envolve a percepção do gosto umami tenha avançado notavelmente nos últimos anos, mais pesquisas são necessárias para fornecer uma visão mais holística não apenas da percepção oral do sabor umami, mas também dos seus mecanismos de sinalização, de forma a permitir a exploração das interações entre a palatabilidade, o cérebro e o intestino em resposta à percepção e ingestão do umami.

O umami também é conhecido por aumentar a saciedade e, portanto, pode ser usado para controlar a ingestão de alimentos.

Além do seu próprio sabor, altera a percepção de outros sabores: o sódio parece mais salgado, o açúcar mais doce, e o azedo e amargo menos ácido e cortante. O umami também aumenta a percepção de espessura e complexidade e melhora a palatabilidade geral de alguns alimentos e bebidas. Estes e outros atributos, tornaram o umami uma ferramenta cada vez mais importante para equilibrar os cinco sabores básicos, aromas e texturas na formulação de produtos alimentícios.

Na lista de alimentos ricos em umami estão cogumelos, molho de soja, produtos de carne curada, frutos do mar, chá verde e muitos outros. Também classificado em alta está o parmesão e outras variedades de queijo, onde os fabricantes estão se aprimorando especialmente nos sabores salgados que podem ser destacados em sopas e molhos contendo alimentos ricos em umami.

Apesar dos vários benefícios oferecidos pelo umami na incorporação de formulações alimentícias, atualmente, o maior deles está relacionado à redução de sal, permitindo aos fabricantes realçar os aspectos saborosos dos alimentos sem realmente adicionar mais sódio e ainda mantendo o perfil de sabor esperado.