Psykofysiske værktøjer måler funktionaliteten af smagssystemet til både forsknings- og sundhedsvurderingsformål. Dette papir beskriver en metode til at måle smagsdetektering tærskler, der kan bestemme den laveste koncentration af saccharose, natriumchlorid, eller mononatrium glutamat, der kan smages af personer så unge som 6 år.
Dette papir beskriver en to-alternativ, tvunget valg, trappe, sporing procedure, kaldet Taste Detection Threshold (TDT) test, der giver et pålideligt mål for søde, salte og umami smag afsløring tærskler fra barndom til voksenliv. Fordelene ved metoden omfatter procedurer, der er identiske for børn og voksne, hvilket gør det muligt at bestemme aldersrelaterede og individuelle forskelle i smagsopfattelse, hvis nogen, og opgaver, der kan udføres inden for en relativt kort tidsramme, ikke er afhængige af kontinuerlig opmærksomhed eller kræver udenadslære, kontrol for subjektive respons biases og minimerer virkningen af sprogudvikling. Efter en 1 time hurtigt præsenteres deltagerne for par løsninger; i hvert par er den ene opløsning vand, og den anden opløsning indeholder varierende koncentrationer af smagsstoffer.
Ved hjælp af en helmundsmagningsmetode smager deltagerne hver opløsning (uden at sluge og med skylning mellem smagninger) og peger derefter på opløsningen med en smag, eller som smager anderledes end vand. Koncentrationen af stimulus i det efterfølgende par stiger efter et enkelt forkert svar og falder efter to på hinanden følgende korrekte svar. Der sker en vending, når koncentrationssekvensen skifter retning. Opgaven anses for fuldført efter forekomsten af fire tilbageførsler, forudsat at der maksimalt er to fortyndingstrin mellem to på hinanden følgende tilbageførsler, og rækken af tilbageførsler ikke udgør et stigende mønster. Disse yderligere kriterier sikrer større pålidelighed i resultaterne. TDT beregnes derefter som det geometriske gennemsnit af koncentrationerne af de fire tilbageførsler. Denne metode har relevans i den virkelige verden, da den giver oplysninger om en dimension af smagsopfattelse, der er uafhængig af hedonik, og som kan ændre sig med aldring og visse sygdomstilstande, hvilket gør det til en værdifuld psykofysisk test.
Smagssansen fungerer som portvagt, der til dels bestemmer, om en person afviser en mad eller væske eller accepterer den i mundhulen. Smag psykofysik-studiet af forholdet mellem forskellige kemiske stimuli og fornemmelser og opfattelser, de producerer-giver vigtige oplysninger om funktionen af smagssystemet1. Ikke alene er der flere grundlæggende smag (sød, salt, bitter, sur, umami), men hver smag kvalitet kan være kendetegnet ved forskellige perceptuelle dimensioner, herunder hvor følsomme individer er i at opdage den kemiske stimulus eller genkende sin smag, og hvor meget de kan lide eller ikke lide smagsoplevelsen.
Denne artikel beskriver en psykofysisk metode, der kan bruges til pålideligt at måle smagsdetekteringstærskler (dvs. den laveste koncentration af en smagstastning, der kan påvises) hos personer helt ned til 6 år. Fra barndom til voksenliv er der anvendt påvisningstærskler i kliniske vurderinger af virkningerne af traumer ellersygdomstilstande 2,3 og i grundforskningsapplikationer for at studere virkningerne af kost, aldring, udvikling, fedme og rygning på smagssystemet samt genotype-smagsfænotypeforhold4,5,6,7,8,9,10, 11.
Denne smagsdetekteringstærskel (TDT) test, som typisk tager et gennemsnit på 15 min pr stimulus (interval: 4-35 min; median: 13 min) at fuldføre, består af en to-alternativ, tvunget valg, trappe, sporingsprocedure, der er blevet brugt til at måle den laveste koncentration af saccharose, natriumchlorid (NaCl) eller mononatriumglutamat (MSG) i opløsning, der kan påvises som en smag. Som skitseret heri præsenteres deltagerne for par løsninger; i hvert par er den ene opløsning vand, og den anden opløsning indeholder varierende koncentrationer af smagsstoffer. Ved hjælp af en helmundsmagningsmetode smager deltagerne hver opløsning (uden at sluge) og peger derefter på opløsningen med en smag, eller som smager anderledes end vand. Koncentrationen af stimulus i det efterfølgende par stiger efter et enkelt forkert svar og falder efter to på hinanden følgende korrekte svar. Der sker en vending, når koncentrationssekvensen skifter retning.
Opgaven anses for fuldført efter forekomsten af fire tilbageførsler, forudsat at der maksimalt er to fortyndingstrin mellem to på hinanden følgende tilbageførsler, og rækken af tilbageførsler ikke udgør et stigende mønster. Disse yderligere kriterier, som blev etableret i klinisk praksis af Dr. Cowart og kolleger på Monell-Jefferson Kemosensoriske Klinisk Research Center2, sikre større pålidelighed i resultater og øge tilliden til gyldigheden af individuelle foranstaltninger af smag funktion. Forskningsundersøgelser har brugt denne metode til at bestemme smagsdetekteringstærskler for saccharose, salt eller MSG hos hundredvis af raske børn helt ned til 6 år, unge og voksne4,5,6,7,8,9,10,11 og har vist, at flertallet (> ~ 80%) af børnene kan fuldføre den psykofysiske opgave4,6, 7,8, der fremhæver hensigtsmæssigheden af metoden til pædiatriske populationer.
TDT-testen er en to-alternativ, tvungen trappeprocedure, der bruger strenge regler for at opfylde kriterier end tidligere metode12, hvilket sikrer en mere stabil resultatforanstaltning. Ved hjælp af kriterier etableret på Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, TDT er en pålidelig swish-and-spit metode, der måler den laveste koncentration af saccharose, NaCl, eller MSG i opløsning, der kan påvises ved smag blandt personer så unge som 6 år. Hvis de er afsluttet som beskrevet, herunder håndhævelse af deltagerne, der skyller munden før og efter hver smagning, er resultaterne pålidelige og hurtige og giver indsigt i en vigtig dimension af smag, der er uafhængig af hedonik8.
Selv om anvendelsen af psykofysiske værktøjer til måling af denne dimension af smag er veletableret på området, er mange metoder ikke blevet valideret til brug hos børn14. Der er flere kritiske trin i protokollen, hvoraf nogle især gælder for børn [se også reference15]. For det første bør kriterierne for at nå tærsklen ikke udelukkende afhænge af forekomsten af fire tilbageførsler eller variere på grund af deltagerens alder. Der bør snarere højst være to fortyndingstrin mellem to på hinanden følgende tilbageførsler, og rækken af tilbageførsler bør ikke danne et stigende mønster, hvilket kan være tilfældet, når deltageren simpelthen gætter eller ikke deltager i opgaven. Disse yderligere kriterier, som blev etableret baseret på klinisk erfaring2, giver mulighed for evaluering af den enkeltes smagssystems funktion, dels fordi de kontrollerer for falske positiver, især når deltageren blot gætter16.
For det andet er proceduren tvunget-valg, så hvis deltagerne svarer, at “hverken” eller “begge” løsninger har en smag, accepteres dette svar ikke. I stedet bliver de bedt om at “gætte”. Under TDT føler deltagerne ofte, at de gætter, men det bør ikke accepteres som bevis for, at de er helt uvidende om smagsstimuli17. Desuden kan enkeltpersoner variere i deres interne kriterier for, hvad der udgør en smagsoplevelse og dermed deres vilje til at sige, at en løsning har eller ikke har en smag. For det tredje, fordi recency af at spise påvirker smag opfattelse18, standardisering af tiden siden deltageren sidst spiste eller drak noget, men vand er vigtigt at reducere intersubject variabilitet forårsaget af sensorisk tilpasning eller ekstraudstyr. For det fjerde er de smagsmidler, der anvendes heri, velsmagende og præsenteret i opløsning, ikke i en fødevarematrix. Når en fødevarematrix anvendes, kan der være behov for længere interstimulusintervaller for fødevarer for at rydde ganen. Mens denne metode er blevet brugt til at måle detektionstærskler for sure eller bitre smagsstoffer blandt voksne2,11, kan dets anvendelse til at måle detektionstærskler for ubehagelige smagsstoffer blandt nogle små børn være problematisk på grund af deres øgede følsomhed over for nogle bitre smagsstoffer og deres potentielle uvilje mod at fortsætte med at deltage19.
En tvungen valgprocedure med præsentation af op til fire par stigende koncentrationer af bittersmagende opløsninger og dH2O har været en succes for pædiatriske populationer19,20. For det femte, indlejret i forbindelse med et spil, metoden er følsom over for de kognitive og sproglige begrænsninger af børn, og kræver kun, at deltageren peger på koppen, der indeholder smagen. I en nylig undersøgelse gav 80% af børnene vedvarende opmærksomhed i gennemsnit 15 min og nåede kriterierne8. Sådanne oplysninger om udførelsen af opgaverne bør indberettes, især når pædiatriske populationer studeres.
Den nuværende metode har relevans i den virkelige verden og er blevet anvendt til at vurdere detektionstærskler for de andre grundlæggende smag af sur (citronsyre) og bitter (kinin)2 og hos voksne i forskellige aldre8. Da metoden ikke kræver verbale reaktioner, skal instruktionerne let oversættes til andre sprog21, hvilket gør det til et værdifuldt psykofysisk værktøj for forskere over hele verden. Men som alle andre psykofysiske metoder vil der sandsynligvis være begrænsninger i brugen af den, især med yngre børn. Proceduren kan være vanskeligere at nå kriterier for børn end for voksne. I en undersøgelse nåede 20 % af børnene ikke kriterierne, sammenlignet med 5 % af de voksne8. Årsagerne til manglende fuldførelse omfattede ufokuseret adfærd, manglende forståelse af opgaven eller træthed og ude af stand til at fortsætte.
Resultater fra undersøgelser, der brugte denne smag TDT har bidraget udførligt til diagnosen smag ageusia i klinikken og har fremmet forståelsen af, hvordan smag følsomhed ændringer med alder og sundhedstilstand. Klinisk evaluering af patienter viste, at saccharosedetekteringstærskler ≥ 0,025 M for begge køn og NaCl-detektionstærskler ≥ 0,012 M for mænd eller ≥ 0,010 M for kvinder betragtes som unormale2. Blandt voksne er der en gradvis nedgang i smagsfølsomhed for sød, salt, sur og bitter smag, der fortsætter ind i det ottende årti22. Yngre voksne har typisk lavere smagsdetekteringstærskler (er mere følsomme) end ældre voksne22,23,24,25. Børn og unge har dog smagstærskler for saccharose, der er højere (mindre følsomme)8, og som er lavere (mere følsomme) end voksne for den bitre smag af propylthiouracil, med det voksne mønster, der opstår i ungdomsårene19,26.
Smagsdetekteringstærskler har vist sig at være relateret til sundhedsindikatorer. For eksempel korrelerede saltsmagsdetektionstærskler positivt med systolisk blodtryk blandt børn, der var normalvægt7, mens børn med central fedme havde lavere påvisningstærskler for saccharose (mere følsomme) end dem uden central fedme4, med lignende resultater blandt unge27. Forholdet mellem fedme og saccharosedetekteringstærskler blev imidlertid ikke observeret hos voksne kvinder, og voksne kvinder med fedme havde højere påvisningstærskler (var mindre følsomme) over for den salte smag af MSG9.
Mens forskning i forskellene i detektionstærskler mellem børn og voksne er begrænsede, er det kendt, at saccharose smagsdetekteringstærskler ikke forudsiger søde smagspræferencer eller suprathreshold intensitetsvurderinger fra barndom til voksenalder8,28,29, hvilket giver yderligere bevis for, at smagsfølsomhed repræsenterer en særskilt dimension af smag, der er uafhængig af præferencer og dermed antyder forskellige underliggende mekanismer. Større forståelse af det komplekse samspil mellem alder, kostvaner, sundhedstilstand og smagssystemets følsomhed, og om sådanne interaktioner adskiller sig mellem de primære smagsstoffer, er et vigtigt område for fremtidig forskning.
The authors have nothing to disclose.
Dr. Joseph er støttet af National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) og National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) og NIH Distinguished Scholar midler; Dr. Mennella støttes af National Institutes of Døvhed og Andre Kommunikationsforstyrrelser (NIDCD) tilskud DC016616 og DC011287; Dr. Cowarts indsats for at forfine TDT-testen blev støttet af NIDCD-tilskud P50 DC000214; og Dr. Pepino er støttet af American Diabetes Association (ADA) tilskud 1-19-ICTS-092 og af USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. Indholdet er udelukkende forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis NIH’s, NINR’s, NIDCD’s, ADA’s eller USDA NIFA’s officielle synspunkter. Finansieringsorganerne havde ingen rolle i udformningen og gennemførelsen af undersøgelsen. i indsamling, analyse og fortolkning af dataene eller i manuskriptets forberedelse eller indhold.
Digital stopwatch | Fisherbrand | 14-649-7 | |
Funnel | Thermo Scientific | 10-348D | |
Glass beaker, 2000 mL | Cole-Parmer | NC0821737 | |
Glass bottles with lids, 120 mL (25) | Fisherbrand | FB02911904 | |
Glass bottles with lids, 950 mL (17) | Fisherbrand | FB02911903 | |
Graduated glass cylinders, 100 mL | PYREX | 08-552E | |
Graduated glass cylinders, 1000 mL | PYREX | 08-566G | |
Graduated glass cylinders, 50 mL | PYREX | 08-566C | |
Graduated glass cylinders, 500 mL | PYREX | 08-566F | |
Medicine cups | Medline | 22-666-470 | |
Mini Cupcake, 48-cup Muffin pan (2) | Wilton | NA | |
Monosodium glutamate (MSG) | Ajinomoto | NA | |
Pipet Fillers | Thermo Scientific | 14-387-163 | |
Pipets 50 mL | Fisherbrand | 13-676-10Q | |
Sodium chloride (NaCl) | Morton | NA | |
Sucrose, Crystal, NF | Spectrum Chemical MFG Corp | 57-50-1 | |
Volumetric flask, 2000 mL, with stopper | PYREX | 10-210H | |
Volumetric flasks, 1000 mL, with stoppers (4) | PYREX | 10-210G | |
Weight boats | Sartorius | 13-735-744 |