Psychofizyczna metoda śledzenia do pomiaru preferencji smakowych u dzieci i dorosłych

Podsumowanie

Słodki smak ma potężny hedonistyczny urok wśród ludzi w każdym wieku, szczególnie dzieci. Opisana w niniejszym dokumencie jest wiarygodną i ważną metodą, którą można wykorzystać do określenia najbardziej preferowanego poziomu słodyczy, co czyni ją cennym narzędziem psychofizycznym dla naukowców.

Streszczenie

Metoda śledzenia par Monell z dwoma seriami, wymuszonym wyborem, parami dostarcza wiarygodnego pomiaru preferencji smakowych słodyczy od dzieciństwa do dorosłości. Metoda, która jest identyczna dla dzieci, młodzieży i dorosłych, jest krótkotrwała (< 15 minut), nie opiera się na długotrwałej uwadze ani nie obciąża pamięci (co spowodowałoby fałszywe różnice wieku) i minimalizuje wpływ rozwoju języka, dzięki czemu metoda ta jest podatna na ograniczenia poznawcze populacji pediatrycznych. W tej metodzie degustacji w całych ustach badani są proszeni o spróbowanie (bez połykania) par roztworów o różnych stężeniach sacharozy i wskazanie preferowanego roztworu. Każda kolejna para zawiera poprzednią preferowaną przez uczestnika koncentrację i sąsiednią koncentrację bodźca. Procedura trwa do momentu, gdy badany wybierze albo dane stężenie sacharozy w połączeniu zarówno z wyższym, jak i niższym stężeniem, lub najwyższe lub najniższe stężenie dwa razy z rzędu. Badani nie mogą osiągnąć kryteriów odpowiedzi na podstawie odchylenia pierwszej lub drugiej pozycji przez dwuseryjną konstrukcję metody, która równoważy kolejność prezentacji roztworu w każdej parze między seriami (słabsze stężenie jest prezentowane jako pierwsze w serii 1, drugie w serii 2). Średnia geometryczna dwóch stężeń sacharozy wybranych w seriach 1 i 2 jest oszacowaniem najbardziej preferowanego przez uczestnika poziomu sacharozy. Wykazano, że preferencja sacharozy określona za pomocą tego pomiaru laboratoryjnego jest związana z preferencją cukrów w żywności i napojach oraz z genotypem receptora smaku, historią alkoholizmu w rodzinie i rasą/pochodzeniem etnicznym, a także symptomatologią depresji w populacjach pediatrycznych. Metoda ta ma znaczenie w świecie rzeczywistym i została zastosowana do określenia najbardziej preferowanego poziomu innych smaków (np. soli), co czyni ją cennym narzędziem psychofizycznym.

Wprowadzenie

Zmysł smaku decyduje o jednej z najważniejszych decyzji, które podejmujemy: czy coś zjeść, czy nie. Od urodzenia ludzie wykazują silne upodobanie do słodkiego^smaku1 – przyciąga on noworodka do mleka matki i sygnalizuje obecność kalorii z pokarmów bogatych w składniki odżywcze (np. owoców)². Chociaż ta wrodzona cecha daje przewagę w przetrwaniu w środowisku niedoboru, indywidualne upodobanie do słodyczy w połączeniu ze środowiskiem żywieniowym, które dostarcza cukru w obfitości, spowodowało nadmierną konsumpcję słodzonej żywności³. Obecne szacunki sugerują, że 13,1-17,5% całkowitego spożycia energii przez dzieci i 11,2-14,5% całkowitego spożycia energii przez dorosłych pochodzi z dodanych cukrów⁴; W obu przypadkach poziomy są znacznie wyższe od krajowych i międzynarodowych zaleceń żywieniowych^5,6.

Pomimo znaczenia smaku w określaniu wyboru i spożycia jedzenia oraz związku między dietą a zdrowiem, metodologie do dokładnej oceny hedonicznej smaku są ograniczone, szczególnie do stosowania w populacjach pediatrycznych^7-9. Jedną z metod najczęściej stosowanych w pracy z dziećmi jest hedoniczna skala^{kategorii 10-12}, która polega na wyborze odpowiedzi z szeregu dyskretnych alternatyw, które oznaczają rosnące preferencje. Te alternatywy są często przedstawiane z uśmiechniętymi^buźkami10 lub z deskryptorami słownymi od "super zły" do "super dobry"¹³ i są przydatne do określenia, czy dziecko lubi smak bodźca, czy nie. Często stosowane są również procedury rankingowe, w których badany musi uporządkować kilka wyborów według tego, jak bardzo są lubiane (np. od najbardziej do najmniej lubianych), które mają na celu przekazanie informacji o względnym upodobaniu do bodźców^13,14. Chociaż obie metody dostarczają cennych informacji na temat dwóch odrębnych wymiarów odpowiedzi hedonicznej, żadna z nich nie ocenia bezpośrednio preferencji smakowych, a w szczególności stężenia bodźca postrzeganego jako optymalna smakowitość. Opisana w niniejszym dokumencie metoda została specjalnie opracowana w celu określenia najbardziej preferowanego przez daną osobę poziomu degustacji poprzez bezpośrednie porównania par bodźców o różnych stężeniach, z pominięciem konieczności wnioskowania o preferencjach na podstawie ocen bodźców ocenianych indywidualnie w sekwencyjny sposób monadyczny, jak to jest często praktykowane w testach psychofizycznych.

Tutaj szczegółowo opisujemy protokół dla techniki śledzenia dwóch serii Monell, wymuszonego wyboru, par porównawczych w celu określenia preferencji smaku słodkiego^15,16. Metoda ta została po raz pierwszy opracowana do pomiaru preferencji soli^17,18. Później zmodyfikowano ją w celu pomiaru preferencji sacharozy^19,20, przetestowano pod kątem miar zarówno wiarygodności, jak i trafności¹⁵ i wybrano do National Institutes of Health Toolbox Assessment for Neurological and Behavioral Function jako metodę z wyboru do oceny preferencji smaku słodkiego u dzieci w badaniach klinicznych, epidemiologicznych i podłużnych¹⁶. Metoda, która zwykle zajmuje nie więcej niż 15 minut, została wykorzystana do zmierzenia najbardziej preferowanego poziomu sacharozy wśród setek dzieci, młodzieży i dorosłych^15,19-25. W badaniu z udziałem 949 osób tylko 5% z 356 badanych dzieci nie było w stanie ukończyć obu serii testu preferencji słodkich z powodu nieukierunkowanego zachowania lub niezrozumienia zadania¹⁵, co podkreśla adekwatność metody dla populacji pediatrycznych.

W skrócie, po 1-godzinnym poście, osobom wyrażającym zgodę prezentowane są pary roztworów sacharozy o różnych stężeniach (3-36%) w teście dwuseryjnym, przy czym niższe stężenie prezentowane jest na pierwszej pozycji w każdej parze w pierwszej serii. Badani próbują pary roztworów i są instruowani, aby wskazać rozwiązanie, które preferują. Kolejne pary roztworów są prezentowane w oparciu o preferowane stężenie badanego w poprzedniej parze. Test jest kontynuowany do momentu, gdy badany wybierze to samo stężenie sacharozy dwa razy w stosunku do zarówno niższego, jak i wyższego stężenia, lub do momentu, gdy badany wybierze najniższe (3%) lub najwyższe (36%) stężenie dwa razy z rzędu. Protokół jest następnie powtarzany w odwrotnej kolejności, przy czym wyższe stężenia znajdują się na pierwszej pozycji w każdej parze. Średnio metoda wymaga 7 prezentacji par roztworów¹⁶.

Opisana metoda jest szczególnie skuteczna w pracy z dziećmi, ponieważ uwzględnia kilka problemów metodologicznych, często pomijanych w innych testach psychofizycznych: (1) metoda jest krótkotrwała i nie wymaga stałego czasu koncentracji; (2) protokół dwuseryjny, w którym stężenia roztworu są równoważone między seriami kontrolnymi pod kątem odchylenia pozycji; 3) procedura przymusowego wyboru stanowi obejście skłonności dzieci do udzielania odpowiedzi twierdzącej^{na pytania 26}; (4) stosowanie całej jamy ustnej zamiast regionalnego protokołu degustacji odpowiada za związane z wiekiem różnice we wzroście i wielkości języka²⁷; oraz (5) instruowanie dzieci, aby wskazywały na najbardziej preferowane stężenie sacharozy, rozwiązuje potencjalne ograniczenia poznawcze poprzez wyeliminowanie potrzeby odpowiedzi werbalnej¹⁹.

Od czasu swojego rozwoju, technika śledzenia dwuseryjnego, wymuszonego wyboru, porównywania parami Monell ujawniła stałe różnice w preferencjach smaku słodkiego w funkcji wieku^15,28 , rasy/pochodzenia etnicznego^15,23, genotypu receptora smaku^19,24, historii alkoholizmu w rodzinie^20,25 i symptomatologii depresji wśród populacji pediatrycznych²⁰. Ponadto preferencje smakowe słodyczy mierzone tą metodą są związane z preferencją dla cukru w żywności i napojach^15,19,21,22, co dostarcza dowodów na trafność związaną z kryteriami i miarę wglądu w związek między preferencjami słodkimi danej osoby a spożyciem cukru w diecie.

Protokół

Metoda ta została zatwierdzona przez Biuro Spraw Regulacyjnych (Office of Regulatory Affairs) Uniwersytetu Pensylwanii. W przypadku opisanych tutaj badań naukowych uzyskano świadomą zgodę od każdego osoby dorosłej oraz świadomą zgodę od każdego dziecka w wieku siedmiu lat lub więcej.

1. Uwagi ogólne

1. Przeprowadź test preferencji w komfortowym, prywatnym pomieszczeniu, w którym najlepiej znajduje się zlewozmywak, umożliwiający badanym wyplucie roztworów podczas testu. Jeśli zlewozmywak nie jest dostępny, dostarcz badanym kubek, do którego będą mogli wypluć próbki.

2. Materiały do testów

1. Przygotować kolby miarowe o pojemności 1 L, bursztynowe butelki szklane o pojemności 1 L oraz bursztynowe butelki szklane o pojemności 100 ml do przygotowania, przechowywania i dozowania roztworów. Do przeprowadzenia testów przygotować następujące materiały: jednorazowe kubeczki pomiarowe o pojemności 30 ml do roztworów; kubki z wodą do płukania ust pomiędzy próbami; stoper do monitorowania odstępów między parami i seriami; wodę destylowaną do przygotowania roztworów i płukania; kubek do wypluwania (jeśli w pomieszczeniu testowym nie ma zlewu); kartkę papieru z numerami 1 i 2 określającymi kolejność degustacji oraz tabelę rejestracyjną (Rysunek 1) do zapisywania danych.

Rysunek 1. Siatki śledzące do rejestracji preferencji wobec sacharozy. Rozwiązanie przedstawione jako pierwsze jest podkreślone w każdej siatce. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

2. Wyczyścić i wysterylizować wszystkie butelki w autoklawie, a następnie opisać każdą z nich datą oraz etykietą bodźca: A, B, C, D, E. Odważyć odpowiednią ilość sacharozy do przygotowania roztworów od A do E (Tabela 1).
3. Przygotowując roztwory pojedynczo, odważyć odpowiednią liczbę gramów sacharozy (Tabela 1), umieścić w kolbie miarowej o pojemności 1 L i dopełnić do kreski wodą destylowaną. Mieszać do czasu rozpuszczenia sacharozy. Po rozpuszczeniu sacharozy przelać roztwór do odpowiednio oznakowanej bursztynowej butelki szklanej o pojemności 1 L.
4. Przechowywać butelki z roztworami w lodówce (4 °C) maksymalnie przez jeden tydzień. Powtórzyć krok 2.3, aby przygotować pozostałe cztery roztwory. Ilość roztworów będzie wystarczająca do przebadania około 25-30 obiektów.
5. Stworzyć siatkę śledzenia do rejestrowania danych obiektów, korzystając z szablonu przedstawionego na Rysunku 1. Opisać każdą siatkę numerem serii (1 lub 2) oraz stężeniami roztworów sacharozy, pozostawiając miejsce na zapisanie czasu rozpoczęcia i zakończenia każdej serii. W każdej siatce uwzględnić kolumnę na notatki, jeśli będą one wymagane w trakcie testu.

3. Przygotowanie badanego i testów

1. Poinstruuj osoby dorosłe, aby powstrzymały się od jedzenia i picia, a rodziców dzieci biorących udział w badaniu, aby nie podawali im żadnych pokarmów ani napojów przez co najmniej 1 hr przed testem.
2. Na 2 hr przed testem wyjmij roztwory z lodówki, przelej około 10 ml każdego z nich do odpowiednio oznakowanych 10 ml bursztynowych butelek szklanych i pozwól roztworom wyrównać temperaturę do RT.
3. Posadź badanego przy stole przed arkuszem papieru z numerami 1 i 2 i pozwól badanemu na aklimatyzację w pomieszczeniu testowym oraz zapoznanie się z osobą przeprowadzającą test przez co najmniej 10 min.

4. Metoda psychofizyczna

Uwaga: Test preferencji to dwuseryjna technika śledzenia oparta na wymuszonym wyborze i porównaniu par, w której badani są proszeni o skosztowanie (bez połykania) par roztworów o różnych stężeniach i wskazanie roztworu, który bardziej im odpowiada. Poniżej znajdują się wstępne instrukcje słowne przekazane pacjentom pediatrycznym i dorosłym w czasie badania, a następnie instrukcje dla badacza dotyczące sposobu przeprowadzenia testu preferencji.

1. Instrukcje słowne przekazane badanym
   1. Uczestnicy badania w wieku pediatrycznym
      1. Pokaż kubki badanemu i powiedz: „Zagramy w grę polegającą na próbowaniu różnych smaków. Oto dwa kubki. Spróbujesz zawartości pierwszego kubka, przepłuczesz nim jamę ustną, ale nie połykaj; powiem Ci, kiedy masz wypluć zawartość do zlewu (lub kubka). Następnie przepłuczesz usta wodą i spróbujesz zawartości drugiego kubka. Powiem Ci, kiedy masz ją wypluć. Potem proszę, abyś wskazał, który z tych dwóch smaków bardziej Ci odpowiada – pierwszy czy drugi. Następnie dwa razy przepłuczesz usta wodą i powtórzymy tę procedurę. Nie ma dobrych ani złych odpowiedzi; chcemy po prostu wiedzieć, który z nich bardziej Ci się podoba”.
   2. Nastolatkowie i dorośli
      1. Pokaż kubki badanemu i powiedz: „Podamy Ci do spróbowania kilka roztworów. Oto dwa kubki. Spróbujesz zawartości pierwszego kubka, przepłuczesz nim jamę ustną, ale nie połykaj; powiem Ci, kiedy masz wypluć płyn do zlewu (lub kubka). Następnie przepłuczesz usta wodą, a potem spróbujesz zawartości drugiego kubka. Poinformuję Cię, kiedy masz go wypluć. Następnie proszę, abyś wskazał, który z roztworów bardziej Ci smakował – pierwszy czy drugi. Potem dwukrotnie przepłuczesz usta wodą i powtórzymy całą procedurę. Nie ma błędnych odpowiedzi; chcemy po prostu wiedzieć, który z nich wolisz”.
2. Instrukcje dla badacza
   1. W serii 1 należy rozpocząć od ustawienia przed badanym dwóch kubków, zawierających odpowiednio 5 ml roztworu B oraz 5 ml roztworu D, na kartce papieru z numerami 1 i 2: roztwór B należy umieścić przy numerze 1, aby został on skosztowany jako pierwszy. Roztwór D należy umieścić przy numerze 2, aby uczestnik skosztował go jako drugi. W serii 1 roztwór o słabszym (niższym) stężeniu z danej pary należy zawsze umieszczać na pozycji numer 1. Korzystając z siatki w Rycina 1podkreśl stężenie podane jako pierwsze (roztwór B).
   2. Poproś badanego o skosztowanie roztworu w pozycji 1 poprzez płukanie w ustach; po 5 sekundach poleć badanemu wyplucie roztworu, wypłukanie jamy ustnej wodą i ponowne wyplucie.
   3. Poleć badanemu spróbowanie roztworu znajdującego się w pozycji 2 poprzez płukanie w jamie ustnej, a następnie wyplucie po 5 sekundach.
   4. Poproś badanego o wskazanie roztworu, który bardziej mu odpowiada. Jeśli badany stwierdzi, że oba mu odpowiadają, poleć mu ponowne wskazanie tego, który woli. Zakreśl znak X na siatce (Rysunek 1), która odpowiada preferowanemu stężeniu badanego.
   5. Poleć badanemu dwukrotne przepłukanie jamy ustnej wodą i wyplucie jej. Użyj stopera, aby odczekać 1 minutę przed podaniem kolejnej pary roztworów.
   6. W przypadku drugiego porównania roztworów w serii 1, zestaw preferowane stężenie z pierwszego porównania z niższy sąsiadująca koncentracja. Na przykład, jeśli badany preferuje roztwór D nad roztworem B w pierwszej parze, należy wówczas przedstawić drugą parę składającą się z roztworów C i D. Umieść roztwór C (o niższej koncentracji) w pozycji 1, a roztwór D w pozycji 2. Wskaż, które roztwory są prezentowane, zaznaczając znaki X w siatce, i podkreśl znak X odpowiadający roztworowi zaprezentowanemu w pozycji 1 (w tym przypadku roztworowi C).
   7. Powtarzaj ten proces do momentu, aż badany wybierze to samo stężenie, będąc konfrontowanym zarówno z niższym, jak i wyższym stężeniem sąsiednim (np.., jeżeli badany wybierze wariant C, gdy jest on zestawiony zarówno z B, jak i z D), lub gdy badany dwukrotnie z rzędu wybierze najniższe (A) lub najwyższe (E) stężenie.
   8. Zapisz preferowane stężenie każdego badanego z serii 1 w tabeli i odczekaj 3 min przed rozpoczęciem serii 2.
   9. W serii 2 należy wlać po 5 ml roztworów B i D do jednorazowych kubeczków, a następnie ustawić roztwór D pod numerem 1 i roztwór B pod numerem 2 przed badanym. W serii 2 roztwór o silniejszym (wyższym) stężeniu z danej pary jest zawsze umieszczany na pozycji numer 1. W tabeli należy podkreślić stężenie zaprezentowane jako pierwsze (D).
   10. Poleć badanemu posmakowanie i wyplucie roztworów zgodnie z protokołem zastosowanym dla serii 1, zgodnie z opisem w krokach 4.2.2-4.2.8.
   11. W przypadku drugiego porównania roztworów w Serii 2, zestaw preferowane stężenie z pierwszego porównania z wyższy sąsiednie stężenie. Na przykład, jeśli badany preferuje roztwór D względem roztworu B w pierwszej parze, w drugiej parze należy przedstawić roztwory E i D, umieszczając roztwór E (wyższe stężenie) w pozycji 1.
   12. Powtarzać ten proces do momentu, aż badany wybierze to samo stężenie, gdy zostanie mu przedstawione zarówno stężenie niższe, jak i wyższe stężenie sąsiednie, lub gdy badany dwukrotnie z rzędu wybierze stężenie najniższe lub najwyższe.
   13. Zapisz preferowane stężenie badanego z serii 2, zakreślając je kółkiem na siatce.
   14. Wyznaczyć preferowany poziom sacharozy u badanego, obliczając średnią geometryczną stężeń wybranych w dwóch seriach (pierwiastek kwadratowy z iloczynu dwóch stężeń):
       Średnia geometryczna = √ (preferencja serii 1) x (preferencja serii 2)

Wyniki

Rysunek 2 przedstawia wyniki siatki śledzenia dla jednego reprezentatywnego osobnika. Najbardziej preferowany poziom sacharozy dla tego osobnika, wynoszący 4.2% w/v, został wyznaczony poprzez obliczenie średniej geometrycznej stężeń sacharozy wybranych w serii 1 (6% w/v) oraz serii 2 (3% w/v). W przypadkach, gdy osobnik ukończy tylko jedną z serii, obliczenie średniej geometrycznej jest oczywiście niemożliwe. Dalsza analiza może skupić się na danych uzyskanych z serii 1 o...

Dyskusja

Opisana tutaj technika śledzenia dwuseryjnego Monell z wymuszonym wyborem i porównaniem par była konsekwentnie stosowana do określenia preferencji smaku słodyczy wśród prawie 2000 zróżnicowanych rasowo i etnicznie osób w wieku zaledwie 5 lat. Test preferencji, który w przypadku dzieci jest osadzony w kontekście gry, jest wrażliwy na ograniczenia poznawcze dzieci i jest bardzo potrzebną metodą wypełnienia luki w odpowiednich do wieku metodach badań psychofizycznych dla populacji pediatrycznych. Jeśli zostanie wykonana zgo...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Sacharoza	Spectrum Chemical Mfg Corp	SU103
			destylowana
Corning Pyrex 1000 ml Kolba miarowa klasy A	Spectrum Chemical Mfg Corp	988-24433
Boston Round 1000 ml Bursztynowa szklana butelka	Spectrum Chemical Mfg Corp	842-17040
Boston Round 125 ml Bursztynowa szklana butelka	Spectrum Chemical Mfg Corp	842-17031
Wielofunkcyjny stoper Heathrow Scientific	Spectrum Chemical Mfg Corp	140-75046
Kubki na leki McKesson Medi-Pack	Amazon	46941200
Kubki do picia Solo	Amazon	SCCP16RLR

Woda