JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

Psychofysische trackingmethode om smaakdetectiedrempels bij kinderen, adolescenten en volwassenen te beoordelen: de smaakdetectiedrempel (TDT) -test

Published: April 21, 2021
doi:
10.3791/62384
, , ,
1National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism, Section of Sensory Science and Metabolism, 2Monell Chemical Senses Center, 3Department of Food Science and Human Nutrition, University of Illinois at Urbana Champaign

Summary

Psychofysische hulpmiddelen meten de functionaliteit van het smaaksysteem voor zowel onderzoeks- als gezondheidsbeoordelingsdoeleinden. Dit artikel beschrijft een methode om smaakdetectiedrempels te meten die de laagste concentratie sucrose, natriumchloride of mononatriumglutamaat kunnen bepalen die kan worden geproefd door personen vanaf 6 jaar.

Abstract

Dit artikel beschrijft een twee-alternatieve, gedwongen keuze, trap, tracking procedure, genaamd de Taste Detection Threshold (TDT) test, die een betrouwbare meting biedt van zoete, zoute en umami smaakdetectiedrempels van kindertijd tot volwassenheid. Voordelen van de methode zijn procedures die identiek zijn voor kinderen en volwassenen, waardoor leeftijdsgerelateerde en individuele verschillen in smaakperceptie, indien aanwezig, en taken die in een relatief kort tijdsbestek kunnen worden voltooid, niet afhankelijk zijn van continue aandacht of onthouden vereisen, controle voor subjectieve responsvooroordelen en de impact van taalontwikkeling minimaliseren. Na een vasten van 1 uur krijgen de deelnemers paren van oplossingen voorgeschoteld; in elk paar is één oplossing water en de andere oplossing bevat verschillende concentraties van het smaakstof.

Met behulp van een proeverij met hele mond proeven deelnemers elke oplossing (zonder te slikken en met spoelen tussen de proeverijen) en wijzen vervolgens naar de oplossing met een smaak of die anders smaakt dan water. De concentratie van de stimulus in het volgende paar neemt toe na een enkele onjuiste respons en neemt af na twee opeenvolgende correcte reacties. Een omkering treedt op wanneer de concentratievolgorde van richting verandert. De taak wordt geacht te zijn voltooid na het optreden van vier omkeringen, op voorwaarde dat er maximaal twee verdunningsstappen zijn tussen twee opeenvolgende omkeringen en de reeks omkeringen geen oplopend patroon vormen. Deze aanvullende criteria zorgen voor een grotere betrouwbaarheid van de uitkomsten. De TDT wordt dan berekend als het meetkundig gemiddelde van de concentraties van de vier omkeringen. Deze methode heeft relevantie in de echte wereld omdat het informatie biedt over een dimensie van smaakperceptie die onafhankelijk is van hedonics en die kan veranderen met veroudering en bepaalde ziektetoestanden, waardoor het een waardevolle psychofysische test is.

Introduction

De smaakzin functioneert als een poortwachter en bepaalt gedeeltelijk of een persoon een voedsel of vloeistof afwijst of in de mondholte accepteert. Smaakpsychofysica– de studie van relaties tussen verschillende chemische stimuli en de sensaties en percepties die ze produceren – biedt belangrijke informatie over de werking van het smaaksysteem1. Niet alleen zijn er verschillende basissmaken (zoet, zout, bitter, zuur, umami), maar elke smaakkwaliteit kan worden gekenmerkt door verschillende perceptuele dimensies, waaronder hoe gevoelig individuen zijn bij het detecteren van de chemische stimulus of het herkennen van de smaak ervan, en hoeveel ze de smaaksensatie leuk of niet leuk vinden.

Dit artikel beschrijft een psychofysische methode die kan worden gebruikt om op betrouwbare wijze smaakdetectiedrempels te meten (d.w.z. de laagste concentratie van een smaakstof die kan worden gedetecteerd) bij personen vanaf 6 jaar. Van kindertijd tot volwassenheid zijn detectiedrempels gebruikt in klinische beoordelingen van de effecten van trauma- of ziektetoestanden2,3 en in fundamentele onderzoekstoepassingen, om de effecten van voeding, veroudering, ontwikkeling, obesitas en roken op het smaaksysteem te bestuderen, evenals genotype-smaak fenotype relaties4,5,6,7,8,9,10, 11.

Deze smaakdetectiedrempel (TDT) -test, die meestal gemiddeld 15 minuten per stimulus (bereik: 4-35 min; mediaan: 13 min) in beslag neemt, bestaat uit een twee-alternatieve, geforceerde keuze, trap, trackingprocedure die is gebruikt om de laagste concentratie sucrose, natriumchloride (NaCl) of mononatriumglutamaat (MSG) te meten in oplossing die als smaak kan worden gedetecteerd. Zoals hierin beschreven, krijgen deelnemers paren van oplossingen voorgeschoteld; in elk paar is één oplossing water en de andere oplossing bevat verschillende concentraties van het smaakstof. Met behulp van een hele-mond-proeverij methode proeven deelnemers elke oplossing (zonder te slikken) en wijzen vervolgens naar de oplossing met een smaak of die anders smaakt dan water. De concentratie van de stimulus in het volgende paar neemt toe na een enkele onjuiste respons en neemt af na twee opeenvolgende correcte reacties. Een omkering treedt op wanneer de concentratievolgorde van richting verandert.

De taak wordt geacht te zijn voltooid na het optreden van vier omkeringen, op voorwaarde dat er maximaal twee verdunningsstappen zijn tussen twee opeenvolgende omkeringen en de reeks omkeringen geen oplopend patroon vormen. Deze aanvullende criteria, die in de klinische praktijk zijn vastgesteld door Dr. Cowart en collega’s van het Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2,zorgen voor een grotere betrouwbaarheid van de resultaten en vergroten het vertrouwen in de validiteit van individuele metingen van smaakwerking. Onderzoeken hebben deze methode gebruikt om smaakdetectiedrempels voor sucrose, zout of MSG te bepalen bij honderden gezonde kinderen vanaf 6 jaar, adolescenten en volwassenen4,5,6,7,8,9,10,11 en hebben aangetoond dat de meerderheid (> ~ 80%) van de kinderen de psychofysische taak4,6, 6, 7,8, waarbij de geschiktheid van de methode voor pediatrische populaties wordt benadrukt.

Protocol

1. Algemene overwegingen OPMERKING: Dit protocol voor de TDT-test beschrijft de procedures voor het bereiden van de smaakoplossingen en voor het bepalen van smaakdetectiedrempels voor sucrose, NaCl of MSG, met sucrose als voorbeeld. Deze methode is goedgekeurd door het Office of Regulatory Affairs van de Universiteit van Pennsylvania. Voor de hierin beschreven onderzoeken werd geïnformeerde toestemming verkregen van elke volwassen deelnemer of ouder / wettelijke voogd van pediatrische deelnemers. Voorafgaand aan de deelname werd geïnformeerde instemming verkregen van elk kind van zeven jaar of ouder. Zoals weergegeven in tabel 1,bereidt u 17 oplossingen, variërend van 1 M tot 0,00010 M, die een kwartlog stappen uit elkaar liggen. Gebruik idealiter ultrapuur water zoals gedestilleerd water (dH2O) als verdunningsmiddel en geen kraanwater vanwege smaakproblemen12. Koel de oplossingen maximaal 2 weken, maar alleen als het hieronder beschreven protocol wordt nageleefd. Nadat geïnformeerde toestemming is verkregen van de volwassen deelnemers of ouder / wettelijke voogden en, indien van toepassing, instemming van de pediatrische deelnemers, voert u de tests uit in een comfortabele, privékamer die idealiter een gootsteen heeft voor slijm. Zorg ervoor dat de oplossingen niet worden ingeslikt, maar eerder in de mondholte worden gezwommen en uitgespuugd. Als er geen gootsteen beschikbaar is, zorg dan voor een grote beker om te spugen. Zorg ervoor dat het testpersoneel geen sterk geurende producten draagt en beperk het gesprek tot instructie of uitleg van methoden. Instrueer de volwassen deelnemers en de ouders/wettelijke voogden van kinddeelnemers dat de deelnemer zich gedurende 1 uur voorafgaand aan het testen moet onthouden van het eten of drinken van iets anders dan water of het gebruik van tabaksproducten (alleen voor volwassenen). 2. Materialen en recepten om smaakprikkeloplossingen te maken OPMERKING: Gedetailleerde instructies voor het maken van de stamoplossing (1000 mmol/l; hierna voorraadgenoemd) en de 16 seriële verdunningen van de stamoplossing (in stappen van het kwartaallogboek) voor sucrose, NaCl of MSG worden hier gegeven. Tabel 1 geeft een overzicht van de concentraties van elke verdunningsstap. Figuur 1 illustreert de stappen om voorraadoplossing te maken door verdunningsstappen 1-16. Het volume van de gemaakte oplossing zal voldoende zijn om drempels voor ten minste vier deelnemers te bepalen. Stap Kies Sucrose (g/L) NaCl (g/L) MSG (g/L) (1/4 log units uit elkaar) 0 1 miljoen 342.3 58.44 187.13 1 0,562 M 192.37 32.84 105.17 2 0,316 M 108.17 18.47 59.13 3 0,178 M 60.93 10.4 33.31 4 0,100 m 34.23 5.84 18.71 5 0,056 M 19.17 3.27 10.48 6 0,032 M 10.95 1.87 5.99 7 0,018 M 6.16 1.05 3.37 8 0,010 m 3.42 0.58 1.87 9 0,0056 M 1.92 0.33 1.05 10 0,0032 M 1.09 0.19 0.6 11 0,0018 M 0.62 0.11 0.337 12 0,0010 m 0.34 0.058 0.187 13 0,00056 M 0.19 0.033 0.105 14 0,00032 M 0.11 0.019 0.059 15 0,00018 M 0.06 0.0105 0.034 16 0,00010 m 0.03 0.0058 0.019 Tabel 1: Concentratiestappen en bijbehorende molariteit van sucrose, natriumchloride (NaCl) en mononatriumglutamaat (MSG) oplossingen die nodig zijn voor smaakdetectiedrempel (TDT) testen. Bereid testmateriaal voor. Verkrijg een voedselveilige bron van sucrose, NaCl of MSG. Reinig en steriliseer al het benodigde glaswerk (zie Tabel met materialen). Figuur 1: Stapsgewijze instructies om voorraadoplossingen te maken door middel van verdunningsstappen #1-16. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Stockoplossing maken, zoals weergegeven in figuur 1A-C. Label al het glaswerk met de datum, het type smaakstof en de voorraad. Weeg het lekker in een wegwerpweegboot op een weegschaal tot op 0,01 g nauwkeurig en breng het over op het bekerglas van 2000 ml.OPMERKING: De hoeveelheden die nodig zijn om de voorraden voor te bereiden zijn 684,60 g voor sucrose, 374,26 g voor MSG en 116,88 g voor NaCl. Spoel met dH2O alle smaakstoffen die in de weegboot achterblijven en giet in het bekerglas. Voeg 1500 ml dH2O toe om het monster op te lossen. Breng de inhoud van het bekerglas met behulp van een trechter over in de maatkolf van 2000 ml en spoel het bekerglas en de trechter af met meer dH2O, waarbij u het spoelwater in de kolf giet. Vul de kolf met dH2O tot de streep van 2000 ml en breng de stop op de kolf aan. Keer om om te mengen totdat het smaakmiddel is opgelost. Maak oplossingen #1-4, zoals afgebeeld in Figuur 1D-F. Etiketteer 1000 ml volumetrische kolven met nummers 1 tot en met 4 en overeenkomstige glazen flessen van 1000 ml met de datum, het type smaakstof en de voorraad tot stap 4. Breng 560 ml, 320 ml, 180 ml en 100 ml bouillon over in kolven 1, 2, 3en 4. Vul kolven 1-4 met dH2O tot de 1000 ml, breng aan met een stop en meng tot het lekkers is opgelost. Giet de inhoud van elke kolf in de bijbehorende glazen fles van 1000 ml (gelabeld stap 1 tot stap 4)indien nodig met behulp van een trechter. Giet de resterende voorraadoplossing in de fles met het etiket Bouillon; sluit de deksel goed en zet in de koelkast bij 4 °C. Maak oplossingen #5-16, zoals afgebeeld in Figuur 1G-I. Etiketteer twaalf flessen van 1000 ml met de datum, het type smaakstof en stap 5 tot stap 16. Lijn de flessen in een raster van 4 x 4 uit met de flessen met stap 1 – 4-oplossingen op de eerste rij (zoals weergegeven in figuur 1G-I).OPMERKING: Deze positionering maakt een eenvoudige verdunningsreeks mogelijk, zodat deze begint met de meest verdunde stap in de rij (bijv. Stap 4) en eindigt met de meest geconcentreerde stap (bijv. Stap 1). Pipetteer 50 ml van stap 1, 2, 3en 4 in flessen 5, 6, 7en 8. Voeg 450 ml dH2O toe aan flessen 5-8, bevestig de stoppers en keer om naar mix(figuur 1 H). Herhaal het proces vanaf de tweede rij. Pipetteer 50 ml van stap 5, 6, 7en 8 in flessen 9, 10, 11en 12. Voeg 450 ml dH2O toe aan flessen 9-12,bevestig de stoppers en keer om om te mengen. Herhaal het proces dat begint met de derde rij(figuur 1 I). Pipetteer 50 ml van stap 9, 10, 11en 12 in flessen 13, 14, 15en 16. Voeg 450 ml dH2O toe aan flessen 13 – 16,bevestig de stoppen en keer om om te mengen. Plaats deksels op flessen 1 – 16,sluit de deksels goed en bewaar in de koelkast bij 4 °C. Vul verschillende gesteriliseerde glazen flessen van 120 ml met dH2O, sluit de deksels goed en bewaar in de koelkast bij 4 °C. 3. De psychofysische methode: TDT Presenteer de deelnemers met medicijnbekers met paren oplossingen, waarvan er één een bepaalde concentratie van een smaakstof is en de andere dH2O.OPMERKING: Voor het eerste paar is het smaakmiddel in combinatie met dH2O concentratiestap 10 bij het bepalen van sucrosedrempels en stap 12 bij het bepalen van NaCl- of MSG-drempels. De concentraties van smaakstof in de eerste stap werden gekozen omdat elk een paar stappen onder de gemiddelde detectiedrempel voor dat specifieke smaakstof ligt. Toch is de TDT een betrouwbaar instrument om drempels te meten, ongeacht of deze boven of onder het gemiddelde liggen. Vraag de deelnemers om beide oplossingen te proeven zonder te slikken en spoel hun mond met dH2O tussen de proeverijen door. Instrueer ze om te wijzen naar de medicijnbeker waarvan ze denken dat er een smaak in zit of die anders smaakt dan water.OPMERKING: De concentratie van het smakelijke middel dat tijdens de volgende paren wordt gepresenteerd, hangt af van de vraag of de reactie van de deelnemer correct was(d.w.z.de deelnemer wees naar de smaakstof). De methode is een gedwongen keuzeprocedure, wat betekent dat deelnemers niet kunnen reageren door “geen van beide” of “ik weet het niet” te zeggen; in plaats daarvan moeten ze een van de twee oplossingen kiezen. De methode is een trapprocedure omdat de smaakprikkels worden gepresenteerd in stijgende (hogere concentraties smaakstof) of dalende (lagere concentraties smaakstof), afhankelijk van de respons van de deelnemer13. Voor het gemak van de beschrijving zijn instructies gegeven voor het maken van de sucrosereeks en het bepalen van sucrosedetectiedrempels. De methoden voor MSG en NaCl zijn identiek, met twee uitzonderingen: (a) de concentratie van smaakstof die nodig is om stamoplossing te maken verschilt (tabel 1), en (b) zoals hierboven vermeld, is de concentratie waarmee het testen begint stap 12 voor NaCl of MSG, in plaats van stap 10 voor sucrose. Bij het beoordelen van detectiedrempels in pediatrische populatie, beperk het testen tot een enkele smaakstof per sessie.OPMERKING: Volwassenen kunnen alle drie de drempels in één sessie voltooien. Figuur 2: Threshold tracking grid. (A) Registratie van smaakdetectiedrempels. (B) Opstelling van één lade. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 4. Voorbereiding van materialen voorafgaand aan het testen Genereer een randomisatievolgorde voor de volgorde van presentatie van stimuli binnen paren en vul de bovenste rij van het volgraster (Figuur 2A) voor elk paar in door W in de doos te plaatsen als water het eerst komt, of T als tastant het eerst komt. Verwijder de flessen met oplossingen(stappen 0 – 16)en dH2O uit de koelkast en breng 2 uur voor het testen ~ 120 ml van de oplossing over in de juiste geëtiketteerde 120 ml gesteriliseerde glazen flessen. Breng stap 0 – 16 flessen terug naar de koelkast en laat de overgebrachte oplossingen op kamertemperatuur balanceren. Label twee, 12-cup muffinpannen met het paarnummer en markeer posities die de dH2O-medicijnbekers met een W zullen vasthouden(figuur 2B).OPMERKING: Hoewel het niet bekend is hoeveel paren nodig zijn, vult u de medicijnbekers die zich in de W-posities bevinden met 10 ml dH2O voor de eerste 6 paar. 5. Voorbereiding van de deelnemers op het testen Instrueer volwassenen om zich te onthouden van eten, drinken of het gebruik van tabaksproducten en instrueer ouders om hun kinddeelnemer niets te geven om te eten of te drinken gedurende ten minste 1 uur voordat ze worden getest. Plaats één deelnemer aan een tafel voor een vel papier, gelabeld met de nummers 1 en 2 (figuur 3).OPMERKING: Deelnemers mogen de smaakprikkels niet zien totdat ze voor hen worden geplaatst; dit kan worden bereikt door een ondoorzichtige scheidingswand te hebben tussen de deelnemer en de onderzoeker. Laat de deelnemers minimaal 10 minuten wennen aan de testruimte en de tester. Gebruik een stopwatch om de interstimulusintervallen van 10 s te timen (tijd vanaf de slijmoplossendheid van de eerste stimulus tot het nippen van de tweede stimulus). Figuur 3: Kind dat deelneemt aan een smaakdrempeldetectietest. Een paar oplossingen wordt op de tafel voor de deelnemer geplaatst in de volgorde dat het moet worden geproefd. De deelnemer wordt gevraagd de oplossing in positie 1 voor 5 s te proeven, te slijmoplossen, haar mond te spoelen met dH2O en te herhalen voor de oplossing in positie 2. Na het proeven van beide oplossingen wordt de deelnemer gevraagd om te wijzen op de oplossing die een andere smaak heeft of smaakt dan water. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 6. Mondelinge instructies aan deelnemers Pediatrische deelnemers Laat de bekers aan de deelnemer zien en zeg: “We gaan een spelletje spelen met dingen om van te proeven. Hier zijn twee kopjes. Je proeft wat er in het eerste kopje zit, zwiept het rond je mond, maar slik het niet door, en ik zal je vertellen wanneer je het in de gootsteen (of beker) moet uitspugen. Je spoelt dan af met water en proeft wat er in het tweede kopje zit. Ik zal je vertellen wanneer je het moet uitspugen. Dan wil ik dat je wijst naar degene die anders smaakt dan water. Als je het niet zeker weet, raad het gewoon. Je spoelt dan twee keer je mond met water, en wij doen dit opnieuw. Er is geen goed of fout antwoord; we willen weten welke volgens jou de smaak te pakken heeft.” Beloon de deelnemer na elke reactie door te zeggen: “Dank u. Je bent goed bezig!” Adolescenten en volwassenen Laat de bekers aan de deelnemer zien en zeg: “We gaan je oplossingen geven om te proeven. Hier zijn twee kopjes. Je proeft wat er in het eerste kopje zit, zwiept het rond je mond, maar slik het niet door, en ik zal je vertellen wanneer je het in de gootsteen (of beker) moet uitspugen. Je spoelt dan af met water en proeft wat er in het tweede kopje zit. Ik zal je vertellen wanneer je het moet uitspugen. Dan wil ik dat je wijst naar degene die anders smaakt dan water. Als je het niet zeker weet, raad het gewoon. Je spoelt dan twee keer je mond met water, en wij doen dit opnieuw. Er zijn geen goede of foute antwoorden; we willen weten welke volgens jou de smaak te pakken heeft.” Beloon de deelnemer na elke reactie door te zeggen: “Dank u. Je bent goed bezig!” 7. Instructies voor onderzoekers: Smaakdetectiedrempels Zoals aangegeven op het volgraster, begint u bij stap 10 voor sucrose (of stap 12 voor NaCl of MSG). Plaats twee medicijnbekers, één met 10 ml stap 10 en één met dH2O op het vel papier met 1 en 2 voor de deelnemer(figuur 3).OPMERKING: Het getal waarop het water of de smaakoplossing wordt geplaatst, wordt bepaald door de gegenereerde, gerandomiseerde volgorde van stimuli. In figuur 2is de gerandomiseerde volgorde voor paar 1 bijvoorbeeld W (eerst water), dus de beker met water bevindt zich in positie 1en die met stap 10 bevindt zich in positie 2. Instrueer de deelnemer om de oplossing in positie 1 te proeven door te zwiepen; na 5 s, instrueer de deelnemer om te slijmen, zijn of haar mond te spoelen met water en opnieuw te slijmen. Instrueer de deelnemer om de oplossing in positie 2 te proeven door te zwaaien en na 5 slijm te slijmen. Vraag de deelnemer om te wijzen op de oplossing die een andere smaak of smaak heeft dan water. Als de deelnemer geen van beide zegt, instrueer de deelnemer dan om er een te kiezen.OPMERKING: Deelnemers kunnen niet teruggaan en een van beide oplossingen opnieuw gebruiken en moeten een van de twee kiezen. Nadat ze hun keuze hebben gemaakt, instrueer ze om hun mond te spoelen met water en plaats een plusteken (+) op het rooster als de deelnemer de beker met de smaakstof heeft gekozen (juiste reactie), of een minteken (-) als ze de beker met water hebben gekozen (onjuiste reactie). Ga verder naar het tweede paar en merk op dat de concentratie van de smaakstof afhankelijk is van de reactie van de deelnemer voor het eerste paar. Als de deelnemer onjuist was voor het eerste paar (de deelnemer koos W),ga dan verder op het rooster en merk op dat de smaakstof in het tweede paar de volgende hogere concentratie zal zijn(stap 9). Als de deelnemer correct was (koos T), merk dan op dat de smaakmaker in het tweede paar dezelfde stap 10zal zijn . Raadpleeg het raster voor de volgorde van presentatie(eerst W of T). Herhaal dit proces dat wordt beschreven in de stappen 7.2-7.5. Als de deelnemer twee keer achter elkaar correct is bij stap 10 (kiest T beide keren), onthoud dan dat het volgende paar de volgende lagere concentratie zal bevatten(stap 11). Als de deelnemer onjuist is voor paar 2 (pakt W),ga dan op het rooster naar de volgende hogere concentratie(stap 9). Ga door met dit proces en ga het raster op naar de volgende hogere concentratie met elk onjuist antwoord, of verlaag het raster naar de volgende lagere concentratie na twee juiste antwoorden op een rij. Omcirkel de stappen op het raster waar er een omkeringis – een verandering in richting in de nauwkeurigheid in de reactie van de deelnemer, dat wil zeggen, wanneer de deelnemer meer of minder succesvol wordt in het identificeren van de smaakmaker bij het proeven van de volgende stappen op de trap.OPMERKING: In het bijzonder gaat de deelnemer van het niet identificeren van T in één stap (-) naar het succesvol identificeren van T bij de volgende meer geconcentreerde stap twee keer achter elkaar (++), of de deelnemer gaat van het succesvol identificeren van T twee keer bij dezelfde stap (++) naar het niet identificeren van T wanneer hij de volgende minder geconcentreerde stap krijgt; deze storing kan optreden tijdens de eerste of tweede presentatie van de minder geconcentreerde stap (- of +-). Ga door met de smaaktest totdat vier omkeringen zijn bereikt en vermeld de stapnummers van deze vier omkeringen. Bepaal of de vier omkeringen aan de gewenste criteria voldeden; d.w.z.opeenvolgende omkeringen zijn niet meer dan twee stappen van elkaar verwijderd en er zijn twee sets paren waarin de deelnemer de T twee keer correct identificeerde in dezelfde stap. STOP en ga naar 7.13 om de detectiedrempel te berekenen. U kunt ook vaststellen dat de vier omkeringen niet aan de criteria voldeden; d.w.z.opeenvolgende omkeringen zijn meer dan 2 stappen van elkaar verwijderd, of er zijn niet ten minste 2 sets paren aanwezig waarin de deelnemer de T tweemaal correct identificeerde bij dezelfde stap. GA DOOR met testen totdat vier omkeringen aan de criteria voldoen, of de deelnemer de bovenkant van het raster bereikt (drempel is 1 M (voorraad)) of de juiste antwoorden blijft geven en de onderkant van het raster bereikt, waarbij hij twee keer de juiste antwoorden geeft bij stap 16 (drempel is 0,00010 M (stap 16)). Bepaal de detectiedrempel van de deelnemer door het rekenkundig gemiddelde te berekenen van de logwaarden van de molariteit van die vier omkeringen:rekenkundig gemiddelde = (logconcentratiestap van omkering 1 + logconcentratiestap van omkering 2 + logconcentratiestap van omkering 3 + logconcentratiestap van omkering 4) / 4.OPMERKING: Dit komt overeen met het berekenen van het geometrisch gemiddelde van de concentraties van de laatste vier omkeringen: Gooi de ongebruikte smaakoplossingen weg die tijdens de voorbereiding van materialen voor het testen in flessen van 120 ml zijn overgebracht.

Representative Results

Figuur 4 illustreert de tracking grid resultaten van vier representatieve deelnemers (A-D). Omkeringen, die veranderingen zijn in de richting van de antwoorden van de deelnemer, worden aangegeven door cirkels en genummerd in volgorde van voorkomen om te illustreren wanneer aan de criteria wordt voldaan. Omkeringen zijn kleurgecodeerd om te illustreren wanneer de richtingsverandering van onjuist naar correct (groen) of van correct naar onjuist (rood) gaat. Figuur 4A toont het volgraster van een deelnemer wiens antwoorden voldeden aan de criteria binnen de eerste vier omkeringen. In volgorde van voorkomen vonden omkeringen voor deze deelnemer plaats bij stap 8, 9, 8en 10. Deze reeks voldeed aan de criteria omdat (a) er niet meer dan twee stappen waren tussen twee opeenvolgende omkeringen(stap 8 vs 9, 9 vs 8, 8 vs 10),en (b) er twee sets paren waren waarin de deelnemer de T twee keer correct identificeerde bij dezelfde stap (8 ). De detectiedrempel voor deze deelnemer wordt bepaald door het geometrisch gemiddelde van de concentraties van die vier omkeringen: Geometrisch gemiddelde = 0,0065 M Figuur 4B toont het volgraster van een deelnemer met een relatief hoge sucrosedetectiedrempel (lage gevoeligheid) wiens reacties in de eerste vier omkeringen niet aan de criteria voldeden. In volgorde van voorkomen vonden de eerste vier omkeringen plaats bij stap 9, 10, 8en 9. Hoewel deze omkeringen binnen twee stappen van elkaar waren(9 vs 10, 10 vs 8, 8 vs 9),waren er geen twee sets paren waarin de deelnemer de T twee keer correct identificeerde bij dezelfde stap(8 vs 9). Deze omkeringen vormden een opstijgend patroon; daarom werd niet aan de criteria voldaan en werd het testen voortgezet. Omkeringen 6-9 voldeden aan de criteria omdat er (a) niet meer dan twee stappen tussen twee opeenvolgende omkeringen waren(stap 8 vs 6, 6 vs 7, 7 vs 6),en (b) twee sets van twee juiste antwoorden op een rij werden verkregen bij dezelfde stap(stap 6 ). De detectiedrempel voor deze deelnemer wordt bepaald door het geometrisch gemiddelde van de concentraties van die vier omkeringen: Meetkundig gemiddelde = 0,021 M Figuur 4C toont het volgraster van een deelnemer met een relatief lage sucrosedetectiedrempel (hoge gevoeligheid) wiens reacties in de eerste vier omkeringen niet aan de criteria voldeden. Omkeringen vonden plaats bij stap 9, 10, 9en 13. Hoewel in twee paren (paren 3-4 en 7-8), de deelnemer de smaakstof twee keer correct identificeerde bij dezelfde stap(stap 9), waren er meer dan twee stappen tussen omkeringen 3 en 4 (stap 9 versus 13). Het testen ging dus door. De laatste vier omkeringen (stappen 13, 12, 13, 12) voldeden aan de criteria omdat (a) er niet meer dan twee stappen tussen twee opeenvolgende omkeringen waren (13 vs 12), en (b) de deelnemer dezelfde concentratie correct identificeerde (stap 12) bij het geven van paren 17-18 en 20-21 . De detectiedrempel voor deze deelnemer wordt bepaald door het geometrisch gemiddelde van de concentraties van die vier omkeringen: Geometrisch gemiddelde = 0,00075 M Figuur 4D toont het volgraster van een deelnemer met een relatief hoge sucrosedetectiedrempel (lage gevoeligheid) wiens reacties voldeden aan de criteria binnen de eerste vier omkeringen(stappen 6, 7, 5, 8). Er waren niet meer dan twee stappen tussen twee opeenvolgende omkeringen(6 vs 7, 7 vs 5, 5 vs 8),en de deelnemer identificeerde correct dezelfde concentratie(stap 6)bij het geven van paren 7-8 en 13-14. De detectiedrempel voor deze deelnemer wordt bepaald door het geometrisch gemiddelde van de concentraties van die vier omkeringen: Meetkundig gemiddelde   = 0,024 M Figuur 4: Volgrasters. (A-D) Representatieve gegevens van vier proefpersonen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussion

De TDT-test is een twee-alternatieve, gedwongen keuze, trapprocedure die strikte regels gebruikt om te voldoen aan criteria dan eerdere methoden12, waardoor een stabielere uitkomstmaat wordt gegarandeerd. Met behulp van criteria die zijn vastgesteld in het Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2,is de TDT een betrouwbare swish-and-spit-methode die de laagste concentratie sucrose, NaCl of MSG in oplossing meet die kan worden gedetecteerd door smaak bij personen zo jong als 6 jaar. Indien voltooid zoals beschreven, inclusief het dwingen van deelnemers om hun mond te spoelen voor en na elke proeverij, zijn de resultaten betrouwbaar en snel en geven ze inzicht in een belangrijke dimensie van smaak die onafhankelijk is van hedonics8.

Hoewel de toepassing van psychofysische hulpmiddelen om deze dimensie van smaak te meten goed ingeburgerd is in het veld, zijn veel methoden niet gevalideerd voor gebruik bij kinderenvan 14jaar . Er zijn verschillende kritieke stappen in het protocol, waarvan sommige met name van toepassing zijn op kinderen [zie ook referentie15]. Ten eerste mogen de criteria voor het bereiken van de drempel niet uitsluitend gebaseerd zijn op het optreden van vier omkeringen of variëren als gevolg van de leeftijd van de deelnemer. In plaats daarvan moeten er maximaal twee verdunningsstappen zijn tussen twee opeenvolgende omkeringen, en de reeks omkeringen mag geen opstijgend patroon vormen, wat het geval kan zijn wanneer de deelnemer gewoon gokt of de taak niet uitvoert. Deze aanvullende criteria, die zijn vastgesteld op basis van klinische ervaring2, maken de evaluatie van de werking van het smaaksysteem van het individu mogelijk, deels omdat ze controleren op valse positieven, vooral wanneer de deelnemer gewoon16gokt .

Ten tweede is de procedure een gedwongen keuze, dus als deelnemers antwoorden dat “geen van beide” of “beide” oplossingen een smaak hebben, wordt dat antwoord niet geaccepteerd. In plaats daarvan wordt hen verteld om te ‘raden’. Tijdens TDT hebben deelnemers vaak het gevoel dat ze aan het raden zijn, maar dat moet niet worden geaccepteerd als bewijs dat ze zich helemaal niet bewust zijn van de smaakprikkels17. Bovendien kunnen individuen variëren in hun interne criteria voor wat een smaaksensatie is en dus hun bereidheid om te zeggen dat een oplossing wel of geen smaak heeft. Ten derde, omdat de recentheid van het eten de smaakperceptie beïnvloedt18, is het standaardiseren van de tijd sinds de deelnemer voor het laatst iets anders dan water heeft gegeten of gedronken belangrijk om de intersubjecte variabiliteit veroorzaakt door sensorische aanpassing of verbetering te verminderen. Ten vierde zijn de smaakstoffen die hierin worden gebruikt smakelijk en gepresenteerd in oplossing, niet in een voedselmatrix. Wanneer een voedselmatrix wordt gebruikt, kunnen langere interstimulusintervallen nodig zijn voor voedingsmiddelen om het gehemelte te zuiveren. Hoewel deze methode is gebruikt om detectiedrempels voor zure of bittere smaakstoffen bij volwassenen2,11temeten,kan het gebruik ervan om detectiedrempels voor onsmakelijke smaakstoffen bij sommige jonge kinderen te meten problematisch zijn vanwege hun verhoogde gevoeligheid voor sommige bittere smaakmakers en hun potentiële onwil om deel te blijven nemen19.

Een gedwongen keuzeprocedure van het presenteren van maximaal vier paren oplopende concentraties van bitter smakende oplossingen en dH2O is succesvol geweest voor pediatrische populaties19,20. Ten vijfde, ingebed in de context van een spel, is de methode gevoelig voor de cognitieve en taalbeperkingen van kinderen en vereist alleen dat de deelnemer wijst naar de beker die de smaak bevat. In een recente studie gaf 80% van de kinderen aanhoudende aandacht voor, gemiddeld, 15 minuten en bereikte criteria8. Dergelijke informatie na voltooiing van de taken moet worden gerapporteerd, vooral wanneer pediatrische populaties worden bestudeerd.

De huidige methode is relevant voor de praktijk en is gebruikt voor het beoordelen van detectiedrempels voor de andere basissmaken van zuur (citroenzuur) en bitter (kinine)2 en bij volwassenen van verschillende leeftijden8. Omdat de methode geen verbale antwoorden vereist, moeten de instructies gemakkelijk worden vertaald naar andere talen21, waardoor het een waardevol psychofysisch hulpmiddel is voor wetenschappers over de hele wereld. Echter, net als elke andere psychofysische methode, zullen er waarschijnlijk beperkingen zijn in het gebruik ervan, vooral bij jongere kinderen. De procedure kan moeilijker zijn om criteria voor kinderen te bereiken dan voor volwassenen. In één onderzoek voldeed 20% van de kinderen niet aan de criteria, vergeleken met 5% van de volwassenen8. Redenen voor niet-voltooiing waren ongericht gedrag, het niet begrijpen van de taak of vermoeid raken en niet in staat zijn om door te gaan.

Bevindingen uit studies die deze smaak TDT gebruikten, hebben uitgebreid bijgedragen aan de diagnose van smaak ageusie in de kliniek en hebben het begrip bevorderd van hoe smaakgevoeligheid verandert met leeftijd en gezondheidsstatus. Klinische evaluatie van patiënten toonde aan dat sucrosedetectiedrempels ≥ 0,025 M voor beide geslachten en NaCl-detectiedrempels ≥ 0,012 M voor mannen of ≥ 0,010 M voor vrouwen als abnormaal worden beschouwd2. Onder volwassenen is er een geleidelijke afname van de smaakgevoeligheid voor zoete, zoute, zure en bittere smaken die doorgaat in het achtste decennium22. Jongere volwassenen hebben meestal lagere smaakdetectiedrempels (zijn gevoeliger) dan oudere volwassenenvan 22,23,24,25. Kinderen en adolescenten hebben echter smaakdrempels voor sucrose die hoger (minder gevoelig) zijn8 en die lager (gevoeliger) zijn dan die van volwassenen voor de bittere smaak van propylthiouracil, waarbij het volwassen patroon opkomt tijdens de adolescentie19,26.

Van smaakdetectiedrempels is aangetoond dat ze verband houden met indicatoren van gezondheid. Zoutsmaakdetectiedrempels correleerden bijvoorbeeld positief met systolische bloeddruk bij kinderen met een normaal gewicht7, terwijl kinderen met centrale obesitas lagere detectiedrempels voor sucrose (gevoeliger) hadden dan die zonder centrale obesitas4, met vergelijkbare bevindingen bij adolescenten27. De relatie tussen obesitas en sucrosedetectiedrempels werd echter niet waargenomen bij volwassen vrouwen en volwassen vrouwen met obesitas hadden hogere detectiedrempels (waren minder gevoelig) voor de hartige smaak van MSG9.

Hoewel onderzoek naar de verschillen in detectiedrempels tussen kinderen en volwassenen beperkt is, is het bekend dat sucrose smaakdetectiedrempels geen zoete smaakvoorkeuren of suprathreshold-intensiteitsbeoordelingen van kindertijd tot volwassenheid voorspellen8,28,29, wat verder bewijs levert dat smaakgevoeligheid een duidelijke dimensie van smaak vertegenwoordigt die onafhankelijk is van voorkeuren en dus verschillende onderliggende mechanismen suggereert. Meer inzicht in het complexe samenspel tussen leeftijd, voedingsgewoonten, gezondheidstoestand en de gevoeligheid van het smaaksysteem, en of dergelijke interacties verschillen tussen de primaire smaakmakers, is een belangrijk gebied voor toekomstig onderzoek.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dr. Joseph wordt ondersteund door het National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) en het National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) en NIH Distinguished Scholar-fondsen; Dr. Mennella wordt ondersteund door de National Institutes of Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) subsidies DC016616 en DC011287; Dr. Cowart’s inspanningen om de TDT-test te verfijnen, werden ondersteund door NIDCD-subsidie P50 DC000214; en Dr. Pepino wordt ondersteund door american diabetes association (ADA) subsidie 1-19-ICTS-092 en door het USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van NIH, NINR, NIDCD, ADA of USDA NIFA. De subsidieverstrekkers hadden geen rol in de opzet en uitvoering van het onderzoek; bij het verzamelen, analyseren en interpreteren van de gegevens; of in de voorbereiding of inhoud van het manuscript.

Materials

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bartoshuk, L. M. The psychophysics of taste. The American Journal of Clinical Nutrition. 31 (6), 1068-1077 (1978).
  2. Pribitkin, E., Rosenthal, M. D., Cowart, B. J. Prevalence and causes of severe taste loss in a chemosensory clinic population. Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 112 (11), 971-978 (2003).
  3. Kouzuki, M., et al. Detection and recognition thresholds for five basic tastes in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease dementia. BMC Neurology. 20 (1), 110 (2020).
  4. Joseph, P. V., Reed, D. R., Mennella, J. A. Individual differences among children in sucrose detection thresholds: Relationship with age, gender, and bitter taste genotype. Nursing Research. 65 (1), 3-12 (2016).
  5. Nance, K., Acevedo, M. B., Pepino, M. Y. Changes in taste function and ingestive behavior following bariatric surgery. Appetite. 146, 104423 (2020).
  6. Bobowski, N., Mennella, J. A. Repeated exposure to low-sodium cereal affects acceptance but does not shift taste preferences or detection thresholds of children in a randomized clinical trial. Journal of Nutrition. 149 (5), 870-876 (2019).
  7. Bobowski, N. K., Mennella, J. A. Disruption in the relationship between blood pressure and salty taste thresholds among overweight and obese children. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics. 115 (8), 1272-1282 (2015).
  8. Petty, S., Salame, C., Mennella, J. A., Pepino, M. Y. Relationship between sucrose taste detection thresholds and preferences in children, adolescents, and adults. Nutrients. 12 (7), 1918 (2020).
  9. Pepino, M. Y., Finkbeiner, S., Beauchamp, G. K., Mennella, J. A. Obese women have lower monosodium glutamate taste sensitivity and prefer higher concentrations than do normal-weight women. Obesity (Silver Spring). 18 (5), 959-965 (2010).
  10. Pepino, M. Y., Mennella, J. A. Effects of cigarette smoking and family history of alcoholism on sweet taste perception and food cravings in women. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 31 (11), 1891-1899 (2007).
  11. Cowart, B. J., Yokomukai, Y., Beauchamp, G. K. Bitter taste in aging: compound-specific decline in sensitivity. Physiology & Behavior. 56 (6), 1237-1241 (1994).
  12. Hoehl, K., Schoenberger, G. U., Busch-Stockfisch, M. Water quality and taste sensitivity for basic tastes and metallic sensation. Food Quality and Preference. 21, 243-249 (2010).
  13. Wetherill, G. B., Levitt, H. Sequential estimation of points on a psychometric function. British Journal of Mathematical and Statistical Psychology. 18, 1-10 (1965).
  14. Chambers, E. Commentary: conducting sensory research in children. Journal of Sensory Studies. 20 (1), 90-92 (2005).
  15. Mennella, J. A., Bobowski, N. K. Psychophysical tracking method to measure taste preferences in children and adults. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e35416 (2016).
  16. Running, C. A. High false positive rates in common sensory threshold tests. Attention, Perception, & Psychophysics. 77 (2), 692-700 (2015).
  17. Kunimoto, C., Miller, J., Pashler, H. Confidence and accuracy of near-threshold discrimination responses. Consciousness and Cognition. 10 (3), 294-340 (2001).
  18. Puputti, S., Hoppu, U., Sandell, M. Taste sensitivity Is associated with food consumption behavior but not with recalled pleasantness. Foods. 8 (10), 444 (2019).
  19. Mennella, J. A., Pepino, M. Y., Reed, D. R. Genetic and environmental determinants of bitter perception and sweet preferences. Pediatrics. 115 (2), 216-222 (2005).
  20. Anliker, J. A., Bartoshuk, L., Ferris, A. M., Hooks, L. D. Children’s food preferences and genetic sensitivity to the bitter taste of 6-n-propylthiouracil (PROP). American Journal of Nutrition. 54 (2), 316-320 (1991).
  21. Okronipa, H., et al. Exposure to a slightly sweet lipid-based nutrient supplement during early life does not increase the level of sweet taste most preferred among 4- to 6-year-old Ghanaian children: follow-up of a randomized controlled trial. The American Journal of Clinical Nutrition. 109 (4), 1224-1232 (2019).
  22. Murphy, C., Han, S. S., Coons, D. H. The effect of age on taste sensitivity. Special senses in aging: A current biological assessment. , 21-33 (1979).
  23. Moore, L. M., Nielsen, C. R., Mistretta, C. M. Sucrose taste thresholds: age-related differences. Journal of Gerontology. 37 (1), 64-69 (1982).
  24. Richter, C. P., Campbell, K. H. Sucrose taste thresholds of rats and humans. American Journal of Physiology. 128, 291-297 (1940).
  25. Schiffman, S. S., Sattely-Miller, E. A., Zimmerman, I. A., Graham, B. G., Erickson, R. P. Taste perception of monosodium glutamate (MSG) in foods in young and elderly subjects. Physiology & Behavior. 56 (2), 265-275 (1994).
  26. Mennella, J. A., Pepino, M. Y., Duke, F. F., Reed, D. R. Age modifies the genotype-phenotype relationship for the bitter receptor TAS2R38. BMC Genetics. 11, 60 (2010).
  27. Pasquet, P., Frelut, M. L., Simmen, B., Hladik, C. M., Monneuse, M. O. Taste perception in massively obese and in non-obese adolescents. International Journal of Pediatric Obesity. 2 (4), 242-248 (2007).
  28. Snyder, D. J., Prescott, J., Bartoshuk, L. M. Modern psychophysics and the assessment of human oral sensation. Advances in Otorhinolaryngology. 63, 221-241 (2006).
  29. Webb, J., Bolhuis, D. P., Cicerale, S., Hayes, J. E., Keast, R. The relationships between common measurements of taste function. Chemosensory Perception. 8 (1), 11-18 (2015).

Tags

Taste Detection ThresholdTDT TestTaste SensitivityTaste AssessmentPsychophysical TrackingChildrenAdolescentsAdultsSucroseTastant SolutionDilutionStock SolutionIntermediate SolutionWorking SolutionProtocolSensory Evaluation

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Joseph, P. V., Mennella, J. A., Cowart, B. J., Pepino, M. Y. Psychophysical Tracking Method to Assess Taste Detection Thresholds in Children, Adolescents, and Adults: The Taste Detection Threshold (TDT) Test. J. Vis. Exp. (170), e62384, doi:10.3791/62384 (2021).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image