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用于评估儿童、青少年和成人味觉检测阈值的心理物理学追踪方法:味觉检测阈值(TDT)测试

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DOI:

10.3791/62384

2021年4月21日

本文内容

摘要

心理物理学工具可用于评估味觉系统的功能,适用于科研和健康评估。本文介绍了一种测定味觉检测阈值的方法,可确定个体(低至6岁儿童)能够尝出的蔗糖、氯化钠或谷氨酸钠的最低浓度。

摘要

本文介绍了一种称为味觉检测阈值(Taste Detection Threshold, TDT)测试的双选强制选择阶梯追踪程序,该方法可从儿童期到成年期可靠地测量甜味、咸味和鲜味的味觉检测阈值。该方法的优点包括适用于儿童和成人的相同实验流程,从而能够确定味觉感知中与年龄相关或个体间的差异(如果存在);任务可在相对较短的时间内完成,不依赖持续注意力,也无需记忆,可控制主观反应偏差,并最大限度减少语言发育水平的影响。在禁食1小时后,向受试者呈现成对的溶液;每对溶液中,一种为水,另一种则含有不同浓度的呈味物质。

采用全口品尝法,受试者依次品尝每种溶液(不吞咽,且每次品尝之间用水漱口),然后指出与水的味道不同或具有味道的溶液。在出现一次错误反应后,下一组刺激溶液的浓度增加;在连续两次正确反应后,浓度则降低。当浓度变化方向发生改变时,即出现一次反转。当完成四次反转,且任意两次连续反转之间最多仅有两次稀释步骤,同时反转序列不呈现持续上升模式时,任务被视为结束。这些附加标准可提高结果的可靠性。味觉检测阈值(TDT)通过计算四次反转时对应浓度的几何平均值来确定。该方法具有实际应用价值,因其提供了一种独立于喜好度的味觉感知维度信息,且该维度会随年龄增长及某些疾病状态而变化,因此是一种有价值的心理物理学检测方法。

引言

味觉起到一种“守门人”的作用,部分决定了个体是拒绝还是接受某种食物或液体进入口腔。味觉心理物理学——研究特定化学刺激与其引发的感觉和知觉之间关系的学科——为了解味觉系统的功能提供了重要信息1。不仅存在多种基本味觉(甜、咸、苦、酸、鲜),而且每种味觉品质均可通过不同的感知维度加以描述,包括个体对化学刺激的察觉敏感度或对其味道的识别能力,以及对味觉感受的喜爱或厌恶程度。

本文介绍了一种心理物理学方法,可用于可靠地测量低至6岁个体的味觉检测阈值 (即能够被感知到的味物质的最低浓度)。从儿童期到成年期,检测阈值已被用于临床评估创伤或疾病状态的影响2,3,以及在基础研究中用于研究饮食、衰老、发育、肥胖和吸烟对味觉系统的影响,以及基因型与味觉表型之间的关系4,5,6,7,8,9,10,11

味觉检测阈值 (TDT)测试通常每种刺激物平均需要15分钟完成(范围:4–35分钟;中位数:13分钟),采用一种双选强制选择的阶梯追踪法,用于测定溶液中蔗糖、氯化钠(NaCl)或谷氨酸钠(MSG)能够被感知为味道的最低浓度。如本文所述,受试者将接受成对的溶液测试;每对溶液中,一种为水,另一种则含有不同浓度的呈味物质。采用全口品尝法,受试者品尝每种溶液(不吞咽),然后指出具有味道或与水味道不同的溶液。当受试者出现一次错误反应后,下一对溶液的刺激物浓度将升高;当连续两次正确反应后,浓度则降低。当浓度变化方向发生改变时,即出现一次反转。

当出现四次反转,且连续两次反转之间最多包含两个稀释步骤,同时反转序列不呈现上升模式时,该任务被视为完成。这些附加标准由蒙奈尔-杰斐逊化学感觉临床研究中心的 Cowart 博士及其同事在临床实践中确立2,可提高结果的可靠性,并增强对个体味觉功能测量有效性的信心。已有研究采用该方法测定数百名健康儿童(低至6岁)、青少年和成人对蔗糖、食盐或谷氨酸钠(MSG)的味觉检测阈值4,5,6,7,8,9,10,11,结果表明大多数(>~80%)儿童能够完成该心理物理学任务4,6,7,8,凸显了该方法在儿科人群中的适用性。

方案

1. 一般注意事项

注意:本味觉检测阈值(TDT)测试方案描述了制备味觉溶液以及测定蔗糖、氯化钠或谷氨酸钠味觉检测阈值的步骤,其中以蔗糖为例进行说明。该方法已获得宾夕法尼亚大学监管事务办公室的批准。对于本方案中所述的研究,已从每位成年受试者或儿童受试者的父母/法定监护人处获得知情同意。每位七岁及以上的儿童在参与前也已签署知情同意书。

  1. 表1所示,配制17种浓度在1 M至0.00010 M之间、以四分之一对数间隔递减的溶液。理想情况下,应使用超纯水(如蒸馏水,dH2O)作为稀释剂,而非自来水,以免因味道问题干扰实验结果12。若严格遵循下述实验流程,则溶液可在冰箱中冷藏保存最多2周。
  2. 在获得成年受试者或其父母/法定监护人的知情同意后,如适用,还需获得儿童受试者的同意,随后在舒适且私密的房间内进行测试,房间最好配备用于吐液的水槽。确保受试者不吞咽溶液,而是将其在口腔内漱洗后吐出。若无水槽,应提供一个大杯子用于吐液。
  3. 确保测试人员不使用气味浓烈的个人护理产品,并将交谈内容仅限于操作指导或方法说明。告知成年受试者及儿童受试者的父母/法定监护人:受试者在测试前1小时内应避免进食、饮水(仅可饮用清水)或使用烟草制品(仅适用于成人)。

2. 制备味觉刺激溶液的材料与配方

注意:此处提供了配制蔗糖、NaCl 或 MSG 的储备液(1000 mmol/L;下文简称储备液)以及该储备液的 16 个连续稀释浓度(以四分之一对数为间隔)的详细步骤。表 1 列出了每个稀释步骤的浓度。图 1 展示了从储备液配制至稀释步骤 1–16 的操作流程。所配制溶液的体积足以用于测定至少四名受试者的感知阈值。

步骤摩尔浓度蔗糖 (g/L)氯化钠 (g/L)谷氨酸钠 (g/L)
(每步相差 1/4 对数单位)
01 M342.358.44187.13
10.562 M192.3732.84105.17
20.316 M108.1718.4759.13
30.178 M60.9310.433.31
40.100 M34.235.8418.71
50.056 M19.173.2710.48
60.032 M10.951.875.99
70.018 M6.161.053.37
80.010 M3.420.581.87
90.0056 M1.920.331.05
100.0032 M1.090.190.6
110.0018 M0.620.110.337
120.0010 M0.340.0580.187
130.00056 M0.190.0330.105
140.00032 M0.110.0190.059
150.00018 M0.060.01050.034
160.00010 M0.030.00580.019

表1:味觉检测阈值(TDT)测试所需蔗糖、氯化钠(NaCl)和谷氨酸钠(MSG)溶液的浓度梯度及相应摩尔浓度。

  1. 准备测试材料。
    1. 获取食品级的蔗糖、氯化钠或谷氨酸钠。
    2. 清洗并灭菌所有所需玻璃器皿(参见材料表)。

储备液制备;容量瓶、天平使用;溶液稀释过程示意图。
图1:通过稀释步骤#1-16制备储备液的分步说明。 请点击此处查看该图的放大版本。

  1. 配制储备液,如图所示 图1A-C.
    1. 用日期、呈味物质种类以及 储备液.
    2. 将味剂称量至精确到0.01 g的天平上的一次性称量舟中,然后转移至2000 mL烧杯中。
      注意:配制储备液所需的蔗糖、谷氨酸钠(MSG)和氯化钠(NaCl)的量分别为 684.60 g、374.26 g 和 116.88 g。
    3. 用 dH₂O 冲洗2将称量舟中残留的任何味剂转移至烧杯中,并加入1500 mL去离子水2O 以溶解样品。
    4. 使用漏斗将烧杯中的内容物转移至2000 mL容量瓶中,并用更多dH₂O冲洗烧杯和漏斗2O,将洗涤水倒入烧瓶中。用 dH₂O 充满烧瓶2加水至2000 mL刻度线,盖紧瓶塞。倒置混匀,直至呈味物质完全溶解。
  2. 配制溶液 #1-4,如图所示 图1D- F.
    1. 用数字1至4标记1000 mL容量瓶,并在相应的1000 mL玻璃瓶上标注日期、呈味物质种类及 储备液 步骤 4.
    2. 转移 560 mL、320 mL、180 mL 和 100 mL 的 储备液 进入 烧瓶 1、2、3,以及 4,分别。填充烧瓶 1-4 用 dH₂O2加水至1000 mL刻度线,塞上瓶塞,混匀直至呈味物质完全溶解。将每个烧瓶中的溶液倒入相应标记的1000 mL玻璃瓶中(已贴标签) 步骤 1步骤 4必要时使用漏斗。
    3. 将剩余的储备液倒入标记的瓶子中 储备液;盖紧盖子,置于冰箱中冷藏 4 °C.
  3. 配制溶液 #5-16,如图所示 图1G- I.
    1. 标记十二个1000 mL的瓶子,注明日期、呈味物质种类及 步骤 5 步骤16.
    2. 将瓶子排列成 4 × 4 的方阵,第一行放置含有步骤 1 至步骤 4 溶液的瓶子(如图所示) 图1G- I).
      注意:此位置设置可实现简单的梯度稀释,使稀释系列从该行中稀释度最高的步骤开始(例如, 步骤 4)并以浓度最高的步骤结束(例如., 步骤1).
    3. 移液50 mL的 步骤 1、2、3,以及 4 装入瓶中 5, 6, 7,以及 8,分别加入450 mL的dH₂O2O至5-8号瓶,塞紧瓶塞,倒置混匀(图1 H).
    4. 从第二行开始重复该过程。移液50 mL 步骤 5、6、7,以及 8 装入瓶中 9, 10, 11,以及 12,分别加入450 mL的dH2O至瓶子 9-12,塞上塞子,倒置混匀。
    5. 从第三行开始重复该过程图1 I)。用移液管移取50 mL的 步骤 9、10、11,以及 12 装入瓶中 13, 14, 15,以及 16,分别加入450 mL的dH₂O2O至瓶子 13 - 16,盖上塞子,倒置混匀。将瓶盖盖在瓶子上 1 - 16,盖紧盖子,置于冰箱中保存于 4 °C.
    6. 将去离子水加入多个已灭菌并标记的120 mL玻璃瓶中2O,紧密关闭盖子,并于冰箱中冷藏保存 4 °C.

3. 心理物理学方法:TDT

  1. 向参与者提供装有成对溶液的药杯,其中一个为特定浓度的呈味物质溶液,另一个为去离子水2O.
    注意:对于第一对刺激物,与去离子水配对的味觉物质2O 是浓度 第10步 在测定蔗糖阈值时 步骤 12 在测定 NaCl 或 MSG 阈值时,第一步中所选用的呈味物质浓度均略低于该特定呈味物质的平均检测阈值。尽管如此,味觉检测阈值测试(TDT)仍是一种可靠的阈值测量工具,无论所测阈值高于或低于平均水平。
  2. 让参与者品尝两种溶液,但不要吞咽,并用去离子水漱口2在品尝间隔期间,指导受试者指出他们认为有味道或与水的味道不同的药杯。
    注意:后续成对呈现的味觉刺激物浓度取决于参与者反应是否正确(,参与者指向呈味物质)。该方法是一种 强迫选择 程序,这意味着参与者不能通过回答“两者都不”或“我不知道”来作答;相反,他们必须从两个解决方案中选择一个。该方法是一种 楼梯 因为味觉刺激的呈现顺序取决于受试者的反应,可能按升序(味剂浓度由低到高)或降序(味剂浓度由高到低)进行13为便于描述,本文提供了蔗糖系列溶液的配制方法及蔗糖检测阈值的测定步骤。谷氨酸钠(MSG)和氯化钠(NaCl)的实验方法与此相同,仅以下两点例外:(a)配制储备液所需的呈味物质浓度不同(表1),以及(b)如上所述,NaCl 或 MSG 的测试起始浓度为第 12 步,而非 第10步 蔗糖
  3. 在评估儿童人群的检测阈值时,每次实验应仅限测试一种味觉刺激物。
    注意:成人可在单次实验中完成全部三个阈值测试。

味觉测试实验的阈值追踪网格;包含蔗糖、NaCl 和 MSG;所示为实验设置。
图 2:阈值追踪网格。A)记录味觉检测阈值。(B)一个托盘的设置。请点击此处查看该图的放大版本。

4. 测试前材料的准备

  1. 为每对刺激的呈现顺序生成一个随机化序列,并填写追踪网格的顶行图2A在每一对中,若水先出现,则在方框中填写 W;若刺激物先出现,则填写 T。
  2. 移除装有溶液的瓶子(步骤 0 - 16) 和 dH2从冰箱中取出,于测试前2小时将每步所需的溶液各约120 mL转移至已做好相应标记的120 mL无菌玻璃瓶中。
  3. 返回 步骤 0 - 16 将瓶子放入冰箱,并使转移后的溶液平衡至室温。
  4. 标记两个12孔玛芬烤盘的配对编号,并标出将盛放去离子水的位置2O型药杯与一个 W (图2B).
    注意:尽管尚不清楚需要多少对,但请将药杯中的药杯填满 W 用10 mL去离子水冲洗各位置2前6对中的O。

5. 受试者测试前准备

  1. 指导成人受试者在测试前至少1小时内禁食、禁饮及禁止使用烟草制品,并指导家长在测试前至少1小时内不要给儿童受试者任何食物或饮料。
  2. 让一位受试者坐在一张桌子前,桌面上放置一张标有数字12的纸张(图3)。
    注意:在将味觉刺激物放置于受试者面前之前,受试者不应看到这些刺激物;可通过设置不透明隔板将受试者与实验人员分隔开来实现此目的。
  3. 让受试者在测试房间内适应环境及测试人员,时间至少10分钟。
  4. 使用秒表计时刺激间间隔10秒(从吐出第一种刺激物到啜饮第二种刺激物的时间)。

两名受试者进行味觉测试实验;参与者在受控环境中评估感官差异。
图3:儿童参与味觉阈值检测测试。 两份溶液按应品尝的顺序放置在参与者前方的桌面上。要求参与者将位置1的溶液含于口中5秒,吐出后用dH2O漱口,然后对位置2的溶液重复相同步骤。品尝完两份溶液后,要求参与者指出与水相比有味道或味道不同的溶液。请点击此处查看该图的放大版本。

6. 对参与者的口头指导

  1. 儿童参与者
    1. 向参与者展示两个杯子,并说:“我们要玩一个品尝的游戏。这里有两个杯子。你会先尝第一个杯子里的东西,把它在嘴里漱一漱,但不要咽下去,我会告诉你什么时候吐到水槽(或杯子里)。然后你会用水漱口,再尝第二个杯子里的东西。我会告诉你什么时候吐出来。接着,请指出你觉得味道与水不同的那一个。如果不确定,随便猜一个也可以。之后你会再用水漱口两次,然后我们重复这个过程。没有对或错的答案,我们只是想知道你觉得哪一个有味道。”
    2. 每次参与者做出反应后,给予鼓励:“谢谢你,你做得很好!”
  2. 青少年和成人参与者
    1. 向参与者展示两个杯子,并说:“我们要给你一些溶液来品尝。这里有两个杯子。你会先尝第一个杯子里的溶液,把它在嘴里漱一漱,但不要咽下去,我会告诉你什么时候吐到水槽(或杯子里)。然后你会用水漱口,再尝第二个杯子里的东西。我会告诉你什么时候吐出来。接着,请指出你觉得味道与水不同的那一个。如果不确定,随便猜一个也可以。之后你会再用水漱口两次,然后我们重复这个过程。没有对或错的答案,我们只是想知道你觉得哪一个有味道。”
    2. 每次参与者做出反应后,给予鼓励:“谢谢你,你做得很好!”

7. 研究人员操作说明:味觉检测阈值

  1. 如追踪网格所示,从 第10步 蔗糖(或 步骤 12 用于 NaCl 或 MSG)。放置两个药杯,其中一个装有 10 mL 的 第10步 以及另一个含有 dH₂O 的2O 在纸张上 12 在参与者前方图3).
    注意:水溶液或味觉溶液所放置的位置编号由随机生成的刺激呈现顺序决定。例如,在 图2,第1组配对的随机顺序为 W (先加水),因此装有水的杯子已就位 1,以及含有 步骤10 处于正确位置 2.
  2. 指导受试者品尝该溶液 1 通过漱口;5秒后,指导受试者将液体吐出,用水漱口,并再次吐出。
  3. 指导受试者品尝该溶液 2 通过漱口并在5秒后吐出。
  4. 让参与者指出哪种溶液的味道与水不同。如果参与者表示两种都没有区别,则要求其任选一种。
    注意:参与者不得返回重新品尝任一溶液,且必须从中选择其一。
  5. 在他们做出选择后,指导其用水漱口,并在相应位置标记一个加号(+)+) 放在网格上,如果参与者选择了装有呈味物质的杯子(正确反应),或一个减号(-)如果他们选择了装有水的杯子(错误反应).
  6. 继续进行第二组测试,注意第二组味剂的浓度取决于参与者对第一组的反应。如果参与者在第一组判断错误(即参与者选择了错误的一侧) W),然后在网格中向上移动,注意第二对中的刺激物将是下一个更高浓度(步骤 9)。如果参与者回答正确(选择了 T),然后注意第二对中的呈味物质将保持相同 步骤10。请参照网格以确定展示顺序(WT 首先)。
  7. 重复步骤 7.2–7.5 中描述的过程。如果参与者连续两次回答正确,则 步骤10 (选取) T 两次),然后记住下一对将包含下一个较低的浓度(步骤11)。如果参与者在第2对中选择错误(选中 W),在网格中向上移动至下一个更高浓度(步骤 9).
  8. 继续此过程,每次回答错误后,向网格中的下一个更高浓度移动;连续两次回答正确后,向网格中的下一个更低浓度移动。
  9. 在网格中标出存在以下情况的步骤: 逆转- 参与者反应准确性的方向发生变化,即当参与者在品尝阶梯式递进的下一步时,识别呈味物质的成功率变得更高或更低。
    注意:具体而言,参与者从无法识别 T 一步法(-成功鉴定 T 在下一个更高浓度的步骤中连续进行两次(++),或参与者从成功识别转为未能识别 T 同一步骤重复两次(++未能识别 T 当下一梯度浓度较低的步骤给予时;这种失败可能发生在较低浓度步骤的第一次或第二次呈现期间(-+-).
  10. 继续进行味觉测试,直至达到四次反转,并列出这四次反转的步骤编号。
  11. 确定四个逆转均达到预期标准; ,连续的反转之间相距不超过两个步骤,且存在两组配对,参与者在其中均正确识别了 T 同一步骤重复两次。 停止 前往 7.13 节计算检测阈值。
  12. 或者,确定四次反转未达到标准; ,连续的反转之间相隔超过2步,或至少有两组配对未出现参与者正确识别的情况 T 同一步骤重复两次。 继续 经过四次反转达到标准,或参与者达到方格顶端(阈值为1 M)储备液)或持续提供正确答案并到达网格底部,在底部连续两次给出正确响应 步骤 16 (阈值为 0.00010 M(步骤16)).
  13. 通过计算这四个转折点摩尔浓度对数值的算术平均值,确定受试者的检测阈值:
    算术平均值 = (逆转1的对数浓度步长 + 逆转2的对数浓度步长 + 逆转3的对数浓度步长 + 逆转4的对数浓度步长) / 4
    注意:这相当于计算最后四次逆转浓度的几何平均值:
    反转产物方程,符号,数学分析,平方根,研究公式
  14. 丢弃在测试材料准备过程中转移至120 mL瓶中未使用的味觉溶液。

结果

图4展示了四位代表性参与者(A-D)的追踪网格结果。反转(即参与者反应方向的改变)用圆圈标出,并按出现顺序编号,以说明何时达到判定标准。反转采用颜色编码,以表明方向变化是从错误转为正确(绿色)还是从正确转为错误(红色)。

图4A展示了某位参与者在前四次反转内达到标准的追踪网格。按发生顺序,该参与者的反转分别出现在第8步第9步第8步第10步。此序列符合标准,原因如下:(a)任意两次连续反转之间的步数不超过两步(第8步第9步第9步第8步第8步第10步);(b)存在两组成对情况,即参与者在相同步数(第8步)两次正确识别了T。该参与者的检测阈值由这四次反转对应浓度的几何平均值确定:

几何平均数公式,化学中用于浓度计算的数学方程。

几何平均数 = 0.0065 M

图4B 显示了一位蔗糖检测阈值相对较高(敏感性较低)的受试者的追踪网格,其在前四次反转中的反应未达到标准。按发生顺序,前四次反转分别出现在第9步第10步第8步第9步。尽管这些反转之间的步数差异均在两步以内(第9步 第10步第10步 第8步第8步 第9步),但并未出现两组连续两次在相同步数上正确识别出目标刺激(T)的情况(第8步 第9步)。这些反转呈现出上升趋势;因此,未满足标准,测试继续进行。反转69 满足了标准,因为:(a)任意两次连续反转之间的步数差不超过两步(第8步 第6步第6步 第7步第7步 第6步);(b)在同一测试步数上获得了两组连续两次正确回答(第6步)。该受试者的检测阈值由这四次反转对应浓度的几何平均值确定:

几何平均数方程,带有以摩尔浓度表示的浓度值的示意图,用于数学分析。

几何平均数 = 0.021 M

图4C展示了某位蔗糖检测阈值相对较低(敏感性高)的参与者的追踪网格,该参与者在前四次反转中的反应未达到标准。反转发生在第9步第10步第9步第13步。尽管在两对测试中(第3-4对和第7-8对),参与者在同一浓度步骤(第9步)两次正确识别出味觉刺激物,但反转3与反转4之间相差超过两步(第9步 对比 第13步),因此测试继续进行。最后四次反转(第13步第12步第13步第12步)满足标准,原因如下:(a)任意两次连续反转之间的浓度步骤差不超过两步(第13步 对比 第12步);(b)在第17-18对和第20-21对测试中,参与者均正确识别了同一浓度(第12步)。该参与者的检测阈值由这四次反转对应浓度的几何平均值确定:

摩尔浓度值的几何平均数公式,浓度分析的数学方程。

几何平均数 = 0.00075 M

图 4D 显示了一位蔗糖检测阈值相对较高(敏感性较低)的受试者的追踪网格,其反应在前四次反转内即达到判定标准步骤 6, 7, 5, 8)。任意两次连续反转之间不超过两个步骤(与 7, 与 5, 与 8),且参与者正确识别出相同浓度(步骤6)在提供配对时 7-813-14该受试者的检测阈值由这四次反转时的浓度几何平均数确定。

摩尔浓度的几何平均公式;计算方法;数学方程。

几何平均数 = 0.024 M

静态平衡阈值追踪网格图;感觉实验结果的数据图;浓度分析。
图 4:追踪网格图。AD)四位受试者的代表性数据。请点击此处查看该图的放大版本。

讨论

TDT 测试是一种双选强制选择的阶梯式程序,采用严格规则以满足比先前方法更高的标准12,从而确保更稳定的结果测量。根据莫内尔-杰斐逊化学感官临床研究中心建立的标准2,TDT 是一种可靠的漱口吐液方法,可测量个体(低至6岁)能够通过味觉感知的蔗糖、氯化钠或谷氨酸钠溶液的最低浓度。若按照所述方法完成测试,包括要求受试者在每次品尝前后漱口,所得结果可靠且快速,能够提供有关独立于享乐评价的重要味觉维度的深入信息8

尽管在味觉这一维度的测量中应用心理物理学工具在该领域已有成熟基础,但许多方法尚未在儿童群体中得到验证14。本实验方案包含若干关键步骤,其中部分步骤尤其适用于儿童 [另见参考文献15]。首先,确定阈值的标准不应仅仅依赖于出现任意四次转折点,也不应因受试者年龄不同而有所变化。相反,两次连续转折点之间的稀释步骤最多不得超过两步,且转折点序列不应呈现上升趋势,因为后者可能表明受试者仅在随机猜测或未专注执行任务。这些额外标准基于临床经验建立2,有助于部分评估个体味觉系统的功能,原因在于它们能够控制假阳性结果,尤其是在受试者仅凭猜测作答的情况下16

第二,该程序为强制选择模式,如果参与者回答"两者都无"或"两者都有"味道,则该答案不被接受,而是要求他们"猜测"。在进行TDT测试时,参与者常常感觉自己是在猜测,但这不应被视为其完全无法感知味觉刺激的证据17。此外,个体对于何种感觉构成味觉体验的内在判断标准可能存在差异,因此他们在声称某溶液有或无味道时的意愿程度也可能不同。第三,由于最近的进食行为会影响味觉感知18,因此标准化参与者在测试前最后一次进食或饮水(除水以外)的时间,对于减少因感觉适应或增强所导致的个体间差异至关重要。第四,本研究中使用的呈味物质具有良好的适口性,并以溶液形式呈现,而非食物基质。当使用食物基质时,可能需要更长的刺激间间隔,以确保食物完全从口中清除。尽管该方法已被用于测量成人对酸味或苦味呈味物质的检测阈值2,11,但在某些年幼儿童中用于测量不适口呈味物质的检测阈值时可能存在困难,原因在于这些儿童对某些苦味物质更为敏感,且可能不愿意继续参与实验19

通过呈现最多四对浓度递增的苦味溶液与去离子水(dH2O)进行强迫选择的方法,已在儿童群体中取得成功19,20。第五,该方法嵌入于游戏情境中,能够适应儿童在认知和语言方面的局限性,仅要求受试者指出含有味道的杯子。在最近的一项研究中,80%的儿童平均持续注意力达15分钟并达到了判定标准8。此类关于任务完成情况的信息应当予以报告,尤其是在研究儿童群体时。

该方法具有实际应用价值,已被用于评估其他基本味觉(如酸味(柠檬酸)和苦味(奎宁))的检测阈值2,并在不同年龄的成人中得到应用8。由于该方法无需受试者进行语言回应,其操作说明可轻松翻译为其他语言21,使其成为全球科研人员有价值的心理物理学工具。然而,与其他心理物理学方法一样,该方法的应用可能存在一定局限性,尤其是在年幼儿童中。儿童达到实验标准的难度可能高于成人。在一项研究中,有20%的儿童未能达到标准,而成人中仅有5%8。未能完成实验的原因包括注意力不集中、无法理解任务要求,或因疲劳而无法继续进行。

采用该味觉TDT的研究结果已广泛应用于临床味觉无觉(ageusia)的诊断,并加深了人们对味觉敏感度随年龄和健康状况变化的理解。对患者的临床评估显示,当两性蔗糖检测阈值≥ 0.025 M,或男性氯化钠检测阈值≥ 0.012 M、女性≥ 0.010 M时,被视为异常2。在成年人中,对甜、咸、酸、苦味的味觉敏感度呈逐渐下降趋势,并持续至第八个十年22。通常,年轻成年人的味觉检测阈值较低(即更敏感),而年长成年人的阈值较高22,23,24,25。然而,儿童和青少年对蔗糖的味觉阈值较高(即敏感性较低)8,但对丙硫氧嘧啶(propylthiouracil)苦味的阈值则低于成人(即更敏感),成人模式在青春期逐渐形成19,26

味觉检测阈值已被证明与健康指标相关。例如,盐味检测阈值与正常体重儿童的收缩压呈正相关7,而中心性肥胖儿童对蔗糖的检测阈值较低(即更敏感),相比无中心性肥胖的儿童表现出类似结果4,青少年中也发现了相似的现象27。然而,在成年女性中并未观察到肥胖与蔗糖检测阈值之间的关联,且患有肥胖的成年女性对谷氨酸钠(MSG)鲜味的检测阈值更高(即敏感性更低)9

尽管关于儿童与成人检测阈值差异的研究较为有限,但已知蔗糖味觉检测阈值无法预测从童年到成年期间对甜味的偏好或高于阈值的强度评分8,28,29,这进一步表明味觉敏感性代表了味觉的一个独立维度,与味觉偏好无关,因而提示其背后存在不同的生理机制。深入理解年龄、饮食习惯、健康状况与味觉系统敏感性之间的复杂相互作用,以及这些相互作用在基本味质之间是否存在差异,是未来研究的重要方向。

披露

作者声明不存在任何竞争性财务利益。

致谢

Joseph 博士的研究得到了美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所(Z01AA000135)、美国国家护理研究所(NINR)(1ZNR0000035-01)以及美国国立卫生研究院杰出学者基金的资助;Mennella 博士的研究得到了国家耳聋及其他交流障碍研究所(NIDCD)基金 DC016616 和 DC011287 的支持;Cowart 博士在优化 TDT 测试方面的研究工作得到了 NIDCD 基金 P50 DC000214 的资助;Pepino 博士的研究得到了美国糖尿病协会(ADA)基金 1-19-ICTS-092 以及美国农业部国家食品与农业研究所(NIFA)哈奇项目 698-921 的支持。本内容完全由作者负责,不代表 NIH、NINR、NIDCD、ADA 或 USDA NIFA 的官方观点。上述资助机构在研究设计与实施、数据的收集、分析与解释,以及论文的撰写和内容方面均未发挥任何作用。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
电子秒表Fisherbrand14-649-7
漏斗Thermo Scientific10-348D
玻璃烧杯,2000 mLCole-ParmerNC0821737
带盖玻璃瓶,120 mL(25个)FisherbrandFB02911904
带盖玻璃瓶,950 mL(17个)FisherbrandFB02911903
量筒,100 mL,玻璃材质PYREX08-552E
量筒,1000 mL,玻璃材质PYREX08-566G
量筒,50 mL,玻璃材质PYREX08-566C
量筒,500 mL,玻璃材质PYREX08-566F
药杯Medline22-666-470
迷你纸杯蛋糕模具,48孔玛芬烤盘(2个)Wilton NA
谷氨酸钠(MSG)AjinomotoNA
移液管吸头Thermo Scientific14-387-163
50 mL 移液管Fisherbrand13-676-10Q
氯化钠(NaCl)MortonNA
蔗糖,晶体,符合国家处方集标准(NF)Spectrum Chemical MFG Corp57-50-1
容量瓶,2000 mL,带塞PYREX10-210H
容量瓶,1000 mL,带塞(4个)PYREX10-210G
称量舟Sartorius13-735-744

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强迫选择法味觉敏感性甜味感知阈值咸味感知阈值鲜味感知阈值全口品尝法年龄相关性味觉差异味觉感知