Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Måling Oral Fatty Acid Terskler, Fat Perception, fet mat smak, og papiller Tetthet i Humans

doi: 10.3791/51236 Published: June 4, 2014

Summary

Oral chemoreception av fettsyrer og foreningen med diett og fet mat preferanser kan muliggjøre identifisering av mekanismene som er involvert med utviklingen av fedme og hvorfor endringer i kostholdet kan være vanskelig for mange enkeltpersoner.

Abstract

Nye bevis fra en rekke laboratorier viser at mennesker har evnen til å identifisere fettsyrer i munnhulen, antagelig via fettsyre reseptorer plassert på smakscellene. Tidligere forskning har vist at et individs følsomhet for oral fettsyre, spesielt oljesyre (C18: 1) er forbundet med kroppsmasseindeks (BMI), fett forbruk, og evnen til å identifisere fett i næringsmidler. Vi har utviklet en pålitelig og reproduserbar metode for å vurdere oral chemoreception av fettsyrer, ved hjelp av en melk-og C18: en emulsjon sammen med en stigende tvunget valg trekant prosedyre. Parallelt har en mat matrise er utviklet for å vurdere en persons evne til å oppfatte fett, i tillegg til en enkel metode for å vurdere fet mat smak. Som en større grad tunge fotografi er brukt for å vurdere papiller tetthet, med høyere tetthet ofte å være assosiert med økt smak følsomhet.

Introduction

Overdreven fett forbruk er en potensiell bidragsyter til vektøkning 1-3 og fedme har blitt et moderne global epidemi. Forskning tyder på høyere nivåer av fett inntak, særlig som en del av en ad libitum kosthold, kan være forbundet med en høyere BMI 2,3, men de faktorer som påvirker fett forbruk og preferanser er langt fra klart. Søker etter de mekanismene som ligger til grunn for fettinntak er derfor et opplagt mål, og av spesiell interesse er en muntlig mekanisme ansvarlig for fett deteksjon, ofte kalt 'fettsyre smak' to.

Fra et evolusjonært synspunkt, smaken systemet antagelig fungerte som en gatekeeper i fordøyelsessystemet, guiding forbruket av energi tett næringsstoffer og utvisning av potensielt giftige forbindelser fire. Smakssansen er fremkalte gjennom spesialiserte smak reseptor celler som er distribuert i løpet av tre typer tungepapiller; fungiform, foliate, og circumvallate papiller, som hver kan inneholde opptil flere hundre smaksløkene fem. I tillegg til de allment aksepterte fem prototypiske smak (søtt, salt, surt, bittert og umami), er det ikke helt overraskende at det har vært antydning av en oral mekanisme for å påvise fett, eller mer sannsynlig deres nedbrytningsprodukter fettsyrer seks.

Tidligere forskning har konsekvent vist fettsyrer kan påvises i munnhulen over et område av konsentrasjoner 7-11, til tross for det faktum at det ikke er en "smak" i tradisjonell forstand, da det ikke har noen enkelt merkbar perseptuelle kvaliteten assosiert med det (ie. søt) 12. Arbeid fra vårt laboratorium har uthevet funksjonelle konsekvenser av svekket fettsyre chemoreception, nemlig på kroppsvekt og fett inntak. De som er mindre i stand til å oppdage fettsyrer (hyposensitive) ser ut til å ha en høyere kroppsmasseindeks (BMI) og forbruker mer energi 9, mens et forhold mellom oral fettsyre følsomhet og fett forbruket har også blitt observert; det vil si, har fettsyre hyposensitive individene er vist å forbruke mer animalske fettstoffer, herunder, kjøtt, meieriprodukter, med høyt fettinnhold og fett sprer som alle er blitt antydet som bidragsytere til vektøkning 13.. I tillegg, personer som er mer følsomme for fettsyrer synes å være bedre rustet til å differensiere mellom prøver med varierende fettinnhold ni. Mens andre forskningsmiljøer har ikke klart å finne lignende foreninger 10,14,15, dette voksende forskningsfelt er fortsatt spennende.

Disse individuelle forskjeller i fettsyre chemoreception synes å være noe modulert av miljøfaktorer, inkludert diett. Sedvanlig fett inntak har vært forbundet med nedsatt oral fettsyre chemoreception og dermed en økt preferanse for, og økt forbruk avfett 16. I tillegg til gustatory tilpasning, vises mage-tarmkanalen (GI) også reagerer på slike endringer i fettinntaket 17 og nedsatt GI fettsyre følsomhet kan bli innblandet i den manglende evne til å generere passende metthet signale responser som fraråder overflødig energiforbruk 18..

I tillegg til miljøfaktorer, kan fettsyren chemoreception også bli diktert av genetiske eller fysiologiske forskjeller mellom individer, inkludert konsentrasjonen av fungiform papiller tetthet (og antagelig smak reseptorer) på en persons tunge 19.. Høyere tetthet av fungiform tungen papiller har vært knyttet til økt oral følsomhet for en rekke oralt oppdagede forbindelser med 6 - n-propylthiouracil (PROP) 20, sukker 21, og salt 22, mens andre har også registrert en forbindelse med kremaktig persepsjon 23.. PROP supersmakere (som presumaBly har et høyere antall fungiform papiller) er i stand til å skille høy fett fra lav fett salat dressinger 24 og er i stand til å skjelne mellom fettinnhold og creaminess av meieriprodukter mer nøyaktig enn ikke-smakere 23,25. På dette tidspunkt er imidlertid forholdet mellom fungiform papiller tetthet og oral fettsyre "smak" deteksjon ukjent.

På basis av human oral fettsyre chemoreception undersøkelser er anvendelse av forskjellige sensoriske teknikker. Identifisering individuelle variasjon i oral fettsyre påvisning er et stort fokus og i stor grad avhenger av bestemmelsen av fettsyredeteksjonsterskler, det vil si, er det laveste punktet hvor fettsyre i stand til å bli detektert i oppløsning 9. Mens den spesifikke testmetode og stimulus kjøretøy som brukes varierer mellom litteraturen og mellom miljøer, involverer den typiske prosedyre presentere en deltaker med et sett av emulgerte fettsyren og kontroll (ingen fatty syre) løsninger og identifisere hvilke er "merkelig" prøven. Her presenterer vi et etablert, pålitelig og reproduserbar metode for terskel bestemmelse 10 bruker emulgert melkeløsninger og en stigende tvunget valg trekant prosedyre.

I hvilken grad muntlig fettsyre følsomhet påvirker kostholdet, nemlig inntak av fet mat, og evnen til å oppfatte fett i matvarer er også av interesse, og her er vi også rapportere om ytterligere to etablerte teknikker for å ytterligere utvide vår forståelse av fettsyre chemoreception. Fet mat smak kan identifiseres ved å gi personer med prøver av kommersielt tilgjengelige matvarer, med både en vanlig og en lav-fett alternativ som blir bedt om å indikere smak av hver 16. I forhold til fett oppfatning, har et fett ranking oppgave er utviklet av vårt laboratorium, utviklet for å vurdere en persons evne til å oppdage fett i vaniljesaus, en typisk mat matrise 16. For å evaluere genetiskc eller fysiologiske forskjeller mellom individer, innebærer et vanlig tungen fotografering metode farging, fotografere og kvantifisere fungiform papiller 26. Mens du bruker denne teknikken i fettsyre forskning er i sin spede begynnelse, økende anvendelse, spesielt i både mager og overvekt / fedme befolkningsgrupper kan bidra til å identifisere iboende årsaker til overflødig fett forbruk.

Protocol

Følgende teknikker har blitt godkjent for bruk ved Deakin universitetet Menneskelig forskningsetiske komité.

En. Demografi og Antropometri

  1. Post demografisk informasjon fra deltakerne, inkludert fødselsdato og kjønn.
  2. Ved baseline (og andre studiepoeng hvis timestudiedesign) ta høyde og vekt målinger. Sikre at deltakerne har tatt av skoene, tunge jakker eller andre klær, og har fjernet noen tunge elementer fra sine lommer.
    1. Mål deltaker høyde ved hjelp av et stadio. Rekord målinger til nærmeste cm.
    2. Vei deltakerne ved hjelp av dedikerte skalaer. Spill vekt til nærmeste g.
    3. Beregn BMI ved hjelp av ligningen: vekt (kg) / høyde 2 (m 2). Fra dette, er deltakerne kategorisert i henhold til standard BMI definisjonsverdiene; sunn 18,5 til 25 kg / m 2, overvekt 25-30 kg / m 2 eller obese & #62, 30 kg / m 2 27.

2. Produserer Prøver for Oral Fatty Acid Threshold Assessment

  1. Bruk ikke-fett UHT melk som base for fettsyre smak terskel vurdering. Produktet kan kjøpes og lagres i bulk hvis nødvendig, og vil holde uåpnet i opptil seks måneder eller inntil produktet har nådd sitt utløp. Forbered to typer kjøretøy: kjøretøy med ekstra fettsyre og en kontroll kjøretøy. Volumet av løsningene fremstilt for testing, vil avhenge av deltakernummer. Følgende protokoll gir typiske beløp for to deltakere.
  2. Tilbered en base melk-løsning som skal brukes for både kontroll-og fettsyre kjøretøyet ved å lage en 5% w: v food grade gummi arabicum (f.eks, 100 g per 2 liter melk) i en 3 L glassbeger. Hvis det er nødvendig, hydrat gum før bruk (dette vil variere avhengig av gum produsent).
  3. Til 0,01% v: v EDTA til tyggegummien for å forebygge oksidering (for eksempel 200 mg per 2 l melk).
  4. Bevilge ca 1 L av fettfri melk per deltaker (f.eks., For to deltakere, bruke 2 L melk) og hell i begeret.
  5. Ved hjelp av en laboratorieblander med grade emulsor skjerm, homogenisere løsningen ved 12.000 rpm i 2 min. Sett løsning til side.
  6. Forbered fettsyre løsninger ved hjelp av mat grade C18: 1. Oksidasjon kan vurderes gjennom gasskromatografi om nødvendig.
  7. Tilbered en serie av 13 varianter av fettsyre kjøretøyet (UHT skummetmelk) med økende konsentrasjoner av C18: 1 (0,02, 0,06, 1, 1,4, 2, 2.8, 3.8, 5, 6.4, 8, 9.8, 12, og 20 mM / L). For å gjøre dette, merk 250 ml begerglass med hver konsentrasjon.
  8. Tilsett 5% flytende parafin til hvert begerglass (for eksempel, 5 ml parafin per 100 ml melk oppløsning).
  9. Basert på C18: 1 konsentrasjon, legge til riktig mengde C18: 1 til hvert begerglass (se tabell 1).
C18: 1 konsentrasjon (mM) xl / 100 ml
0,02 0,56
0,06 1.9
1 31.5
1.4 44,1
2 63.1
2,8 88.4
3,8 119.9
5 157.8
6.4 202
8 250
9.8 309
12 380
20 631,2

. Tabell 1 Eksempel C18: en konsentrasjon per 100 ml oppløsning Økende konsentrasjoner (mL / L) av C18:. Ett brukes til å fremstille serier av 13 emulsjoner for oral fettsyre threshold testing.

  1. Etter bruk, fylle C18: 1 container med N 2 å redusere oksidasjon og lagre under 4 ° C.
  2. Tilsett basismelkeløsning til hver fettsyre begerglass til et totalt volum på 100 ml. Sett til side.
  3. Ved hjelp av den gjenværende baseløsning, forberede styrings kjøretøyet. I en 2 liters begerglass, tilsett 5% av det gjenværende volum i flytende parafin (f.eks, 35 ml flytende parafin i et sluttvolum på 750 ml) sammen med det gjenværende baseløsning, og homogenisere i 30 sekunder per 100 ml væske.
  4. Homogenstyre kjøretøyet i 30 sekunder per 100 ml. Dette trinnet blir gjennomført forut for fettsyre løsninger for å unngå forurensning med C18: 1..
  5. Homogen hver fettsyre kjøretøy, som begynner med den laveste konsentrasjon for 30 sek per 100 ml.
  6. Sanitize homogenisatoren både før og etter testing.
  7. Som homogenisering prosessen kan heve temperaturen av den solutions, sjekk temperaturen på kontroll og C18: 1 prøver med et termometer. Serve alle prøvene ved RT (20 ° C).
  8. Melkeprøver må tilberedes på samme dag som testing. Smak hver løsning før testing for å vurdere ferskhet og egnethet.
    Merk: Avhengig av volumet som kreves, vil løsningen forberedelse ta minimum 60 min.

Tre. Oral Fatty Acid Threshold Testing

  1. Sikre at deltakerne har avstått fra å spise eller drikke (inkludert kaffe, tyggegummi, munnvann, etc.) i minst en time før testing.
  2. Minimer ikke-smaks signaler ved å gjennomføre testing under rød belysning med deltakere iført nese klipp.
  3. Bruk stigende tvunget valg trekant prosedyre for å avgjøre muntlige fettsyre terskler. Etiketten 30-ml plast porsjonskopper med en tre-sifret identifikasjonsnummer. Gi hver deltaker med et sett av tre 20-ml-løsninger i tilfeldig rekkefølge; to kontroll kjøretøy og en fet acid kjøretøy med lavest konsentrasjon av C18: 1 (0,02 mM).
  4. Å avgjøre en deltakers oral fettsyre terskel, instruere deltakeren å smake hver løsning fra venstre til høyre og hoste i en vask. Be deltakerne om å ikke svelge prøvene.
  5. Be deltakeren å identifisere hvilke av de tre prøvene er "rart" eller "annerledes", og hvis de er usikre, må de gjette (tvunget valg).
  6. Har deltakerne skylle munnen med avionisert vann etter hvert sett av prøver.
  7. Ved korrekt identifisert, gi deltakeren med et andre sett av tre løsninger (2 kontroll-og en fettsyre-løsning i tilfeldig rekkefølge) med samme fettsyre-konsentrasjon. Hvis feilaktig identifisert, gi deltakeren med et andre sett av tre løsninger, men med den nest høyeste konsentrasjonen av C18: 1 (0,06 mM).
  8. Fortsett med dette inntil deltakeren er i stand til å korrekt identifisere de "rare" Sample 3x ien rad på den samme konsentrasjon. Konsentrasjonen hvor de er i stand til å korrekt identifisere 'odde' prøven er registrert som deltakere C18: 1 deteksjonsgrensen. Se figur 1 for en grafisk representasjon av denne prosessen.
  9. Basert på deteksjonsgrensen, karakteriserer deltakerne som overfølsom, eller hyposensitive til C18: 1. I tråd med tidligere litteratur, kan hypersensitive individer oppdage C18: 1 ved konsentrasjoner <3,8 mm, mens hyposensitive individer krever konsentrasjoner> 3,8 mm.
    Merk: Avhengig av antall feil svar, kan testprosedyren tar mellom 10-30 min å fullføre.

Figur 1
Figur 1. Stigende tvunget valg trekant prosedyre som brukes for å bestemme fettsyre deteksjon t. hresholds Deltakerne er utstyrt med tre løsninger (to kontrolløsninger og en C18: 1 løsning på en gitt konsentrasjon) og bedt om å identifisere den "odde prøve». Ved riktig, blir deltakerne et andre sett av prøver med den samme C18: 1 konsentrasjon. Ved uriktig, blir deltakeren forsynt med et annet sett av prøver med en høyere konsentrasjon av C18: 1. Denne prosedyren fortsetter inntil tre "rare" løsninger er korrekt identifisert ved en gitt konsentrasjon. Dette punktet anses den enkeltes fettsyre deteksjonsgrensen '.

4. Fat Ranking Task

Denne oppgaven innebærer deltakerne smaker fire prøver av instant vaniljesaus, hver med ulike fettinnhold (0, 2, 6, og 10%) og rangering dem i rekkefølge av opplevd stigende fett konsentrasjon.

  1. Forbered en gruppe med vaniljesaus ved hjelp av ikke-fett instant vaniljekrem pulver i henhold til anvisningene på pakken. Bland 2 ss vaniljesaus powder, 1 ss sukker, og to kopper skummetmelk i en mikrobølgeovn bolle. Hvis den foreslåtte produktet er utilgjengelig, kan denne byttes ut med en tilsvarende ikke-fett instant produkt (f.eks, lage mat og servere vaniljesaus).
  2. Bruk av høy effekt, varme opp blandingen ved hjelp av en 1400 W mikrobølgeovn i 30 sek intervaller for en total på omtrent 5 minutter, eller inntil tykk. Dette kan variere avhengig av merke av vaniljesaus og effekten av mikrobølgeovn brukes. Tillat vaniljesaus avkjøles.
  3. Etiketten fire 500-ml kjøkken boller (eller lignende) med fett prosenter.
  4. Fordel kremen inn i fire separate 100-g batcher.
  5. Til 0, 2, 6, og 10% vegetabilsk olje til hver skål for å oppnå ønsket fettinnhold (for eksempel i en 100 g batch, tilsett 0 ml, 2 ml, 6 ml, og 10 ml vegetabilsk olje å oppnå respektive fett prosenter ) og kombinere. Rør hver prøve vel å sikre at alle ingrediensene er helt slått sammen.
  6. Etiketten fire 30-ml plast del kopper med randomisert three-sifrede nummer. Fyll del kopper med 20 g av hver vaniljesaus (en type vaniljesaus per kopp).
  7. Kjøle prøvene før testing og tjener kald (4 ° C).
  8. Gjennomføre testing under røde lys for å redusere visuelle signaler.
  9. Har deltakerne smake, svelge og rangere de 4 sauser fra oppfattet lavest til høyest fettinnhold og motta en poengsum ut av 5 avhengig av deres svar.
  10. Scoring for denne oppgaven er vist i tabell 2.
    Merk: Omtrentlig tid til forberedelser for vaniljesaus prøvene er 30 min. Fettet ranking oppgave bør ikke ta lenger enn 10 minutter å fullføre.
Rangering rekkefølge Resultat
0, 2, 6, 10 5
2, 0, 6, 10 4
0, 2, 10, 6 3
0, 6, 2, 10 2
1, 6, 10, 2 1
6, 0, 2, 10 1
2, 10, 6, 0 1
2, 6, 0, 10 0
6, 2, 10, 0 0
0, 10, 2, 6 0

Tabell 2. Fat ranking oppgave å score. Deltakerne får fire prøver av vaniljesaus med 0, 2, 6, eller 10% fett tilsatt. Deltakerne blir bedt om å rangere prøvene fra lavest til høyest fettinnhold og score 0 til 5 poeng (5 er det høyeste).

5. Fatty Mat Forkjærlighet

  1. Forbered små prøver (5-20 g) av både vanlige og magre alternativer av kommersielt tilgjengelige matvarer. Foods inkludere regelmessige og lav-fett versjoner av: kremost (serveres på en cracker), sjokolademousse, ost, tørre kjeks, peanøttsmør dukkert servert på et stykke gulrot, majones, salat drEssing (serveres på en skive agurk), og yoghurt.
  2. Merke hver prøve med en tilfeldig tresifret nummer for identifikasjon.
  3. Present prøver i en tilfeldig rekkefølge for å forhindre ordens effekter.
  4. Instruere deltakerne til å smake hver prøve individuelt. Matvarer er inntatt, men deltakerne kan spise så mye eller så lite av hver prøve som de ønsker.
  5. Har deltakerne rangere hvor mye de liker eller misliker hver prøve. Mål smak ved hjelp av en 100-mm hedonic generalisert magnitude skalaen (gLMS, se Figur 2) som strekker seg fra den sterkeste tenke misliker sterkest tenkelig lignende. Record like ved å plassere en vertikal linje på det punktet som representerer deltakerne liker eller misliker av maten.

Fig. 2
Figur 2. Hedonic gLMS.De hedonic gLMS 30,31 brukes til å vurdere smak av både vanlige og lite fett kommersielt tilgjengelig mat. Deltakerne smake og vurdere hver prøve og plassere en vertikal linje på det punktet som best representerer deres liker, eller misliker av prøven.

  1. Ikke-smaks innganger er ikke minimert for denne oppgaven, så bære denne oppgaven under normale lys og ikke har deltakerne bære nese klipp.

6. Tongue Photography

  1. Sett opp et kamera og stativ for fotografering. Vanlig innendørs belysning er tilstrekkelig.
  2. Sett kameraet til makro-modus (eller lignende) for nærbildefotografering.
  3. Bruk en hullmaskin for å lage en 6-mm diameter sirkel på en 1,5 cm x 1,5 cm (eller lignende) kvadratet av filterpapir. Etikett papir med deltakerens identifikasjonsnummer.
  4. I et 50-ml begerglass, kombinere blå konditorfarge med avionisert vann ved et 01:20-forhold. En liten mengde er nødvendig per deltaker.
  5. Hell 30 ml food grade etanol i et 50-ml begerglass for pinsetten sterilisering.
  6. Ved hjelp av maskeringstape, markere en 20 cm x 30 cm rektangel på den side av testbord (dette bør være vanlig skrivebord høyde), slik som vist i figur 3a.

Figur 3
Figur 3. A) Tongue fotografering oppsett. Demonstrasjon av tabellen oppsett er nødvendig før tungen fotografering. B) Tongue fotografering. Demonstrasjon av tungen fotografering metoden

  1. Har deltakerne plassere albuene på de markerte hjørnene av rektangelet, hvile haken i håndflatene og å komfortabelt stikke tungen sin, bruker leppene til å stabil denne posisjonen (Figur 3b). Deltakeren må forbli i denne posisjonen for varigheten av testing.
  2. Ved hjelp av en rektangulær (1,5 cm x 3 cm) strimmel av filterpapir, kort tørke den nederste delen av tungen.
  3. Dypp en bomullspinne inn i konditorfarge / vann løsning og overføre en liten mengde fargestoff på den fremre dorsale overflaten av tungen, umiddelbart til høyre for midtlinjen punkt og nær spissen (se figur 4). Tørk tungen for en andre gang med filterpapir.
  4. Tørr etanol steriliserte pinsett med papirhåndkle og bruke pinsett, plasserer pre-merket 1,5 cm 2 filterpapir på deltakerens tungen, med 6-mm hull over det blå konditorfarge (se figur 4).
  5. Ved hjelp av flash, ta tre-digitale fotografier av deltakerens tungen. For konfidensialitet, sikre at bare deltakerens munnen og tungen er synlige.
  6. Fjern 1,5 cm 2 filterpapir fra deltakerens tungen med pinsett som igjen har blitt sterilisert i mat grade etanol. Last opp bildes til et bildebehandlingsprogram og med zoom-funksjonen, telle alle synlige fungiform papiller.
  7. Skille fungiform papiller fra andre papiller som større soppformet, forhøyede strukturer. De tar ikke på fargeløsning som sterkt, og som sådan vises mye lysere i fargen.
    Merk: Tongue fotografering bør ikke ta lenger enn 10 minutter å fullføre.

Figur 4
Figur 4 Kvantifisering fungiform papiller tetthet.. Plassering av 6-mm-området for fungiform papiller vurdering. Ved hjelp av fotografering redigering programvare, numeriske tall tyder hver fungiform papilla.

Representative Results

Metodene som er beskrevet ovenfor, er viktige som noen nye bevis har antydet at svekket fettsyre chemoreception i munnhulen og mage-tarmkanalen kan være forbundet med en økning i BMI og utvikling av fedme 17. Flere studier har brukt de beskrevne protokoller for å undersøke oral fettsyre deteksjon og vår nylig publikasjon har vist at metoden er både pålitelig og reproduserbar 10. Undersøkelser ved hjelp av denne metoden har vært i stand til på en pålitelig måte å bestemme individets orale fettsyredeteksjonsterskler ved å identifisere det punkt hvor deltakerne er i stand til å detektere en forskjell mellom melkeprøver 9. . Etter tre testøkter utnytte denne protokollen, Stewart et al ni fant at den gjennomsnittlige deteksjonsgrensen for C18: 1 var 2,2 ± 0,1, med deteksjonsterskler som spenner 1 til 6,4 mm (se figur 5). Mer nylig er det etablert en C18: 1 deteksjonsterskelområde fra 00,26 til 12 mM, (middelverdi: 2,64 ± 0,7 mM) 10. Disse resultatene støtter ideen om at fettsyrene kan påvises i munnhulen, og som er merket individuelle forskjeller i følsomhet for C18: 1 eksisterer. Basert på disse resultatene, er vi i stand til å klassifisere individer som overfølsom eller hyposensitive til C18: 1. Allergiske individer er i stand til å korrekt identifisere C18: 1 <3,8 mM, mens hyposensitive fagene krever konsentrasjoner> 3,8 mM. Forskning fra vårt laboratorium har funnet oral følsomhet for C18: 1 er forbundet med fett-forbruk og BMI (figur 6), hvor C18: 1 hyposensitive individer forbruke mer mettede og animalsk fett og har en høyere BMI 13.. Interessant, i en studie utført av Stewart og Keast 16, ble det funnet at inntak av et fettfattig diett førte til økt følsomhet for C18: 1 for både magre og overvektige deltakere (figur 7). Men denne studien fant også at når deltakerne consu Med et fettrikt kosthold, magre individer hadde redusert følsomhet for C18: 1, mens overvektige personer hadde ingen endring i smak følsomhet (Figur 8). Dette tyder på at fast forbruker en høy fett diett, som er mer sannsynlig for overvektige personer, kan resultere i svekket fettsyre chemoreception 28. Men, så var det ingen forskjeller i baseline følsomhet mellom magre og overvektige deltakere, kan disse resultatene tyde på at magre individer er rett og slett mer utsatt for endringer i kostholdet om fettinntaket. Dette kan også tyde på at det var tilstedeværelsen av den bestemte intervensjon (high-vs lav-fett) som kan ha påvirket resultater, fremfor faste dietter, som kan eller ikke kan ha vært forskjellig fra inngrep diett. Til tross for dette, viser denne studien at det er noen grunnleggende forskjeller mellom magre og overvektige personer om fettsyre smak følsomhet, noe som krever videre undersøkelser.

ontent "fo: keep-together.within-page =" always "> Figur 5
Figur 5 C18:. Ett smaksdeteksjonstersklene Markert variasjon er vist i følsomheten for C18:. Ett med deltakere i stand til å detektere C18: 1 over et område av konsentrasjoner (1 mM, 6,4 mM).

Figur 6
Figur 6 C18:. En smaksdeteksjonsgrenser og samarbeid med BMI en sammenheng mellom evnen til å oppdage C18:. En og kroppssammensetning er blitt vist, der de med høyere deteksjonsterskler (hyposensitive personer) har betydelig høyere BMI-verdier (P = 0,002 , r 2 = 0.467).


Figur 7 C18:. En deteksjonsterskler etter et fettfattig kosthold Etter 4 ukers forbruk av en fettfattig diett, C18:. En deteksjonsterskler økt for både magre og overvektige personer.

Figur 8
Figur 8 C18:. En deteksjonsterskler etter et fettrikt kosthold Etter 4 ukers forbruk av et fettrikt kosthold, magre individer som vises redusert følsomhet for C18:. 1 (P = 0,006), mens overvektige individer viste ingen endring (P = 0,609) .

I likhet med virkningen av kosthold på deteksjonsterskler for fettsyrer, er det forskning til suggest at maten smak kan være av plast og endret av eksponering. For eksempel ser det ut til at et fettrikt kosthold øker preferanse for en høyere fett produkt, med det motsatte oppstår etter inntak av et fettfattig kosthold 16. Imidlertid har disse endringene ikke har vært konsekvent i litteraturen. Det ser ut til at endringer i preferanser er mediert av hvor lenge den enkelte har vært å følge en høy eller lav-fett diett. Spesielt Mattes 29 funnet signifikante endringer i deltaker mat preferanser etter 12 uker på en redusert fett diett, mens Stewart og Keast 16 fant bare sporadiske og marginale endringer etter fire uker på en lignende diett. Forbruker en fettrik diett endret deltaker preferanser for yoghurt, med preferanser for lav-fett yoghurt øker, converse til forventede resultater (Baseline (BL): 19.44 ± 5.73, Uke 4 (WK4): 21.94 ± 5.21, P = 0.046). Videre, etter fire uker på en lav-fett diett, preferanser for lav-fett smør økte i alle participants (BL: 6.23 ± 4.26, WK4: 7.32 ± 3.04, P = 0.046). Preferanser for lav-fett yoghurt økt for magre deltakerne bare (BL: 2.51 ± 3.26, WK4: 3.68 ± 4.94, P = 0,07), mens preferanser for lav-fett mousse redusert for alle deltakerne (p = 0,01).

Evnen til å oppdage fett i matvarer er vurdert ved å spørre deltakerne om å smake og rangere en rekke sauser med ulik fettinnhold. Fat oppfatning er identifisert basert på hvor godt deltakerne var i stand til å rangere prøvene. Fat oppfatningen har vært kjent for å endre med kostholdet, for eksempel etter et fettfattig kosthold har resultert i forbedringer i deltakernes prestasjoner i riktig identifisering og rangering graden av fett i hvert vaniljesaus prøve 11. Videre ser det ut til at det er en sammenheng mellom følsomheten til C18: 1 og identifisering og vurdering av fettinnhold 4.. Faktisk, personer som var overfølsom til C18: 1 utført betydelig bedre on fettet ranking oppgave (4,3 ± 0,6) sammenlignet med hyposensitive individer (2,3 ± 0,1, P = 0,02) (score er ute av maksimalt fem) 9. Dette tyder på at personer som er mer følsomme for fettsyrer var også flinkere til å skille mellom de fire varierende fettkonsentrasjonen i vaniljesaus. Mens det var en trend for ytelse for å bedre etter inntak av lav-fett diett i fire uker, dette var ikke en vesentlig endring (BL: 1,3 ± 0,3, WK4: 2 ± 0,3, P = 0.077) 16.

Papiller tetthet dvs. antall papiller (og dermed smaksløker) tilstede på tungen varierer fra person til person, og er en indikasjon på smak funksjon. Høyere fungiform papiller tetthet har vært knyttet til økt smak følsomhet, for forbindelsene inkludert sukrose 21 og den bitre stoffer PROP 20.. Tongue papiller tetthet, som bestemmes av tungen fotografering, varierer betydelig mellom fagene. For eksempel, Zhang <em> m.fl. 21. fant at det var betydelige individuelle forskjeller mellom deltakere, alt fra en konsentrasjon på 7,07 ± 0.35/cm 2 til 233,43 ± 0.00/cm 2 (data var for en enkelt deltaker), mens andre 26 har funnet en gjennomsnittlig fungiform papiller konsentrasjon å være 156,00 ± 5.86/cm to. Videre har det blitt funnet at papiller kan synes betydelig forskjellig i struktur mellom individer, med variasjon i høyde, bredde og form, 21 om begrenset dokumentasjon om mulige konsekvenser av disse forskjellene. Gitt tidligere funn knytter papiller nummer med smak følsomhet, er det sannsynlig at et lignende forhold, kan også foreligge for oral fettsyre følsomhet, hvorved de som er oralt mer følsomme for fettsyrer kan ha en høyere tetthet av smak papiller og dermed et høyere antall muntlige fettsyre reseptorer. Mens denne foreningen er ennå ikke etablert, det presents en roman område av forskning kan bidra til å implisere de underliggende mekanismene guiding over forbruk av fett.

Discussion

Teknikkene er beskrevet for bestemmelse av muntlige fettsyre terskler, fet mat smak, og tungen papiller tetthet har blitt validert og brukt i en rekke publiserte arbeider de siste årene og vi foreslår oral fettsyre terskel vurdering, fettet ranking oppgave og fet mat smak bli utført i to eksemplarer i hvert relevant tidspunkt i en studie. Det har vært noe diskusjon om den optimale metoden for å vurdere påvisning terskler 32. Spesielt varierer sammensetningen av løsninger som brukes mellom laboratorier, som gjør metoden i seg selv. Nærmere bestemt fettsyren anvendes i denne protokollen, C18: 1, mener vi et generelt representative og lett å bruke fettsyre, i motsetning til andre fettsyrer, inkludert linolsyre (C18: 2) og laurinsyre (C12: 0) , som har vært brukt tidligere ni. C18: 1 er ofte funnet i næringstilførsel og i motsetning til C12: 0 er væske ved romtemperatur, og er mer motstandsdyktig mot oksydasjon enn C18: 2 9.C18: 1 har også vist seg å gi pålitelige data på tvers av flere testøkter, og er sterkt korrelert med C18: 2 og C12: 0 10. Videre C18: 1 har blitt undersøkt grundig gjennom relevant litteratur, og er dermed mer nyttig for sammenligninger.

Et viktig punkt i forskjell mellom protokollen skissert innenfor dagens papir og andre prosedyrer som brukes i andre laboratorier er kjøretøy som brukes for å presentere fettsyre stimuli og den systematikk som gjør deteksjonsterskler bestemmes. To store fettsyre kjøretøyer som brukes innenfor litteraturen er skummetmelk 10,17 og vann emulsjoner seks. Mens begge har vist effekt for fettsyre terskelbestemmelse kan deltakerne være mer sannsynlig å identifisere smaken av fett i melk, det vil si, er det uvanlig å smak fettsyrer i vann, noe som kan resultere i lavere nivåer av ytre gyldighet for studier som benytter en vannbase. Skummetmelkgir et redskap for fettsyre chemoreception, uten at det går gyldighet. Selv om disse to fremgangsmåter er ennå ikke sammenlignes direkte i litteraturen, er det kjent at fettsyrer er dårlig oppløselig i vann 33. Som et resultat av fettsyre oppløselighet i melkebaserte løsninger kan denne emulsjon begge holdes lengre og bli mer homogent enn vannbaserte løsninger, men dette er ennå ikke bekreftet. Ved gjennomføringen av denne metode, er det viktig å være oppmerksom på frie fettsyrer kan være naturlig tilstede i melk 34, og følgelig bør produktet anvendes også innen sitt utløp for å hindre økning av frie fettsyrer (som utvikler seg med alderen), og eventuelle forstyrrelser smake terskel ytelse. Vellykket utarbeidelse av løsningene avhenger av en rekke faktorer. For det første, er i hvilken rekkefølge de "ingrediensene" er lagt avgjørende. Kjøretøy forberedelse trinn bør nøye følge de som er beskrevet tidligere for å sikre riktig kjøretøy sammensetning ennd en stabil emulsjon. For det andre må reguleres temperaturen for. Hver prøve må bli presentert for deltakerne på RT for å sikre deltakerne ikke oppdage den "odde sample" på grunn av andre enn "smak" faktorer. Endelig må alle prøvene fullstendig homogenisert for det foreslåtte tidsperiode. Mens emulsjon av fettsyrer og ikke-fettmelk er mer effektivt enn hvis vann skulle brukes, er det fremdeles en mulighet for emulsjon separasjon i prøven.

Den spesifikke testmetode som brukes i oral fettsyre terskelbestemmelse må også tas i betraktning. To sensoriske baserte metoder er ofte beskrevet i litteraturen; ett er den stigende tvunget valg trekant prosedyre og det alternative, trappen metode 35. Den stigende tvunget valg trekant metodikken er en etablert metode for smak terskelbestemmelse og kan betraktes som nyttig av flere grunner, inkludert det faktum at, i motsetning til trappen metoden,oppstigende fremgangsmåte begynner med den laveste konsentrasjon av C18: 1 (0,02 mM), og øker til deltageren er i stand til å påvise nærvær av fettsyre i oppløsning 9. Omvendt innebærer trappemetode å øke eller redusere fettsyrekonsentrasjonen fra en forutbestemt midtpunktet 11.. Men å starte en terskel besluttsomhet på et punkt over terskel kan forårsake en desensitivisering av respons svekker de smaker evne. Videre har den stigende metoden lavere sannsynlighet for tilfeldig sjanse å påvirke resultater (3,7%) sammenlignet med trapp metoden (11,1%) 11. Som sådan, foreslår vi at stigende tvunget valg trekant metode, kombinert med ikke-fett melk som et redskap for smak testing ser ut til å være et effektivt middel for nøyaktig bestemme muntlige terskler.

Mat aksept eller like testing er en av de mer enkle vurderingene utført innen sensorisk forskning og som sådan er det få problemer that en tendens til å oppstå. Imidlertid er den type smak skala anvendes en viktig fokus. I dette tilfellet, er en hedonisk gLMS den mest effektive, som det har gode diskriminerende effekt og er lett for deltakerne å bruke 36. Endepunktene til de hedonic gLMS er merket med beskrivelsene 'sterkeste tenke misliker' og 'sterkeste tenkelige som' og deltakerne evaluere forkjærlighet mot alle hedonic opplevelser, ikke bare matvarer 30,31. Dette er effektiv i å kontrollere for tak effekter produsert av standard 9-punkts skalaer, som alle erfaringer er vurdert og sammenlignet. Videre er de hedonic gLMS mer i stand til å vise større individuell variasjon, som skalaen er bredere 36. Mat aksept testing i seg selv kan være begrenset av de matvarer som presenteres, i at vi bare presentere to alternativer per type mat. Videre forskning kan omfatte flere flere merker eller typer av hver mat, hver med ulik fettinnhold, eller kanskje spesielt laget produkter hvor fettInnholdet kan styres, og er den eneste variable. Det er viktig å merke seg at tolkningen av data må utføres med forsiktighet. Mens en mulig kobling mellom smak, preferanser og inntak er troverdig og spennende, er resultatene som genereres i et laboratoriemiljø, og det kan være grenser for anvendelsen av disse funnene til virkelige situasjoner.

Vurdere papiller tetthet gjennom tungen fotografering er en mer vanskelig prosess, med konkrete tiltak som må settes i verk for å produsere relevante og gjeldende resultater. Spesielt er det viktig å identifisere den korrekte papiller type. Tre typer smak papiller er synlige på den menneskelige tungen; fungiform, foliate og circumvallate fire. Fungiform papiller kan imidlertid lett kan skilles som soppformede strukturer 26, og er generelt papiller som er registrert i løpet av sensitivitetsvurderinger. Fungiform papiller har en tendens til å variere i konsentrasjon 5-60per 6-mm område 37 (avhengig av sensitivitet), men det har vært studier som indikerer at noen individer kan ha i overkant av 230 papiller samme område 21. Den type kamera som brukes er grunnleggende for å oppnå relevante resultater og kan forklare denne variasjonen. Før bruk av digital fotografering på dette området, videomicroscopy var gullstandarden for identifisering og registrering av papiller tetthet. Imidlertid har det blitt fastslått at den samme grad av identifikasjon er mulig ved hjelp av en passende kamera 26.. Videre tar digital fotografering bare flere minutter, hvor videomicroscopy kan ta opptil en time 26.. Ikke bare dette, men digital fotografering har potensial til å være langt mindre kostnadskrevende, og mer portable, noe som kan være nyttig for bruk med ulike deltakergrupper 26. Til slutt, mens vi tar sikte på å måle fungiform papiller tetthet for foreninger med oral fettsyre deteksjon, vi også foreslå smaks terskler for than fem prototypiske smaker også utføres parallelt. Gitt forrige leddet med papiller tetthet og smak funksjon, kan dette fungere som en ekstra 'sjekker tiltak "som kan legge integriteten til data, spesielt på grunn av dette er et nytt forskningsområde.

Arealet av munn chemoreception forskning, særlig når det gjelder fettsyrer, er en ny en, og som sådan er det viktig at alle undersøkelser som skal utføres til en høy standard, fortrinnsvis med bruk av ensartede protokoller for å tillate direkte sammenligning.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å takke støtte fra Australian National Health and Medical Research Council og Deakin University. Den utføres ved Deakin universitetet Sensorisk laboratorium arbeidet ble støttet av National Health and Medical Research Council Grant (1043780) (RSJK) og Hagebruk Australia Limited (BS12006) (RSJK).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gum Arabic TIC Pretested PRE-HYDRATED FT Powder Alchemy Agencies Ltd. NZ CFR# 21 CFR 184.1330 Food grade agrigum
EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid) Merck 1.08418 0250 Disodium salt dehydrate
L4RT Homogenizer Silverson Longmedow, MA L4RT
Liquid Paraffin Fauldings No catalog number as liquid paraffin is a regular consumable product
Nikon AF-S VR Micro Nikkor 105-mm f/2.8G IF-ED camera lens Nikon 2160
SLIK Sprint Pro II tripod Slik Corporation 611-849
Nikon D90 Digital Camera with LCD Protector Nikon BM-10
Nitrogen
Tanita Body Scan Composition Monitor Scales Tanita, Cloverdale, WA, Australia BC-551
Seca Stadiometer Medshop Australia, Fairfield, VIC, Australia MED435

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bray, G. A., Paeratakul, S., Popkin, B. M. Dietary fat and obesity: a review of animal, clinical and epidemiological studies. Physiol Behav. 83, 549-555 (2004).
  2. Shikany, J. M., et al. Is Dietary Fat “Fattening”? A Comprehensive Research Synthesis. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 50, 699-715 (2010).
  3. Maskarinec, G., et al. Trends and Dietary Determinants of Overweight and Obesity in a Multiethnic Population. Obesity. 14, 717-726 (2006).
  4. Bachmanov, A. A., Beauchamp, G. K. Taste receptor genes. Annu Rev Nutr. 27, (2007).
  5. Chandrashekar, J., Hoon, M. A., Ryba, N. J., Zuker, C. S. The receptors and cells for mammalian taste. Nature. 444, 288-294 (2006).
  6. Chale-Rush, A., Burgess, J. R., Mattes, R. D. Evidence for human orosensory (taste?) sensitivity to free fatty acids. Chem Senses. 32, 423-431 (2007).
  7. Mattes, R. D. Oral detection of short-, medium-, and long-chain free fatty acids in humans. Chem Senses. 34, 145-150 (2009).
  8. Mattes, R. D. Accumulating evidence supports a taste component for free fatty acids in humans. Physiol Behav. 104, 624-631 (2011).
  9. Stewart, J. E., et al. Oral sensitivity to fatty acids, food consumption and BMI in human subjects. B J Nutr. 104, 145 (2010).
  10. Newman, L. P., Keast, R. S. J. The test-retest reliability of fatty acid taste thresholds. Chemosens Percept. (2013).
  11. Tucker, R. M., Mattes, R. D. Influences of repeated testing on nonesterified Fatty Acid taste. Chem Senses. 38, 325-332 (2013).
  12. Mattes, R. D. Is there a fatty acid taste. Annu Rev Nutr. 29, 305-327 (2009).
  13. Stewart, J. E., Newman, L. P., Keast, R. S. J. Oral sensitivity to oleic acid is associated with fat intake and body mass index. Clin Nutr. 30, 838-844 (2011).
  14. Mattes, R. D. Oral thresholds and suprathreshold intensity ratings for free fatty acids on 3 tongue sites in humans: implications for transduction mechanisms. Chem Senses. 34, 415-423 (2009).
  15. Kamphuis, M. M., Saris, W. H., Westerterp-Plantenga, M. S. The effect of addition of linoleic acid on food intake regulation in linoleic acid tasters and linoleic acid non-tasters. Br J Nutr. 90, 199-206 (2003).
  16. Stewart, J. E., Keast, R. S. Recent fat intake modulates fat taste sensitivity in lean and overweight subjects. Int J Obes. (2011).
  17. Stewart, J. E., et al. Marked differences in gustatory and gastrointestinal sensitivity to oleic acid between lean and obese men. Am J Clin Nutr. 93, 703-711 (2011).
  18. Stewart, J. E., Feinle-Bisset, C., Keast, R. S. J. Fatty acid detection during food consumption and digestion: Associations with ingestive behavior and obesity. Prog Lipid Res. 50, 225-233 (2011).
  19. Miller, I. J., Reedy, F. E. Variations in human taste bud density and taste intensity perception. Physiol Behav. 47, 1213-1219 (1990).
  20. Delwiche, J. F., Buletic, Z., Breslin, P. A. Relationship of papillae number to bitter intensity of quinine and PROP within and between individuals. Physiol Behav. 74, 329-337 (2001).
  21. Zhang, G. H., et al. The relationship between fungiform papillae density and detection threshold for sucrose in the young males. Chem Senses. 34, 93-99 (2009).
  22. Doty, R. L., Bagla, R., Morgenson, M., Mirza, N. NaCl thresholds: relationship to anterior tongue locus, area of stimulation, and number of fungiform papillae. Physiol Behav. 72, 373-378 (2001).
  23. Hayes, J. E., Duffy, V. B. Revisiting sugar-fat mixtures: sweetness and creaminess vary with phenotypic markers of oral sensation. Chem Senses. 32, 225-236 (2007).
  24. Tepper, B. J., Nurse, R. J. Fat perception is related to PROP taster status. Physiol Behav. 61, 949-954 (1997).
  25. Tepper, B. J., Nurse, R. J. PROP taster status is related to fat perception and preference. Ann N Y Acad Sci. 855, 802-804 (1998).
  26. Shahbake, M., Hutchinson, I., Laing, D. G., Jinks, A. L. Rapid quantitative assessment of fungiform papillae density in the human tongue. Brain Res. 1052, 196-201 (2005).
  27. Global Database on Body Mass Index. BMI classification. World Health Organisation. (2006).
  28. Astrup, A., et al. Obesity as an adaptation to a high fat diet: Evidence from a cross sectional study. Am J Clin Nutr. 59, 350-355 (1994).
  29. Mattes, R. D. Fat preference and adherence to a reduced-fat diet. Am J Clin Nutr. 57, 373-381 (1993).
  30. Duffy, V. B., et al. Food preference questionnaire as a screening tool for assessing dietary risk of cardiovascular disease within health risk appraisals. J Am Diet Assoc. 107, 237-245 (2007).
  31. Duffy, V. B. Surveying food/beverage liking: A tool for epidemiological studies to connect chemosensation with health outcomes. Ann NY Acad Sci. 1170, 558-568 (2009).
  32. Running, C. A., Mattes, R. D., Tucker, R. M. Fat taste in humans: Sources of within- and between-subject variability. Prog Lipid Res. 52, 438-445 (2013).
  33. Ralston, A. W., Hoerr, C. W. The solubilities of the normal saturated fatty acids. J Org Chem. 7, 546-555 (1942).
  34. Parodi, P. Milk fat in human nutrition. Australian Journal of Dairy Technology. 59, 3-59 (2004).
  35. Pepino, M. Y., Love-Gregory, L., Klein, S., Abumrad, N. A. The fatty acid translocase gene CD36 and lingual lipase influence oral sensitivity to fat in obese subjects. J Lipid Res. 53, 561-566 (2012).
  36. Lawless, H. T., Popper, R., Kroll, B. J. A comparison of the labeled magnitude (LAM) scale, an 11-point category scale and the traditional 9-point hedonic scale. Food Qual Prefer. 21, 4-12 (2010).
  37. Bartoshuk, L. M. Hedonic gLMS: a new scale that permits valid hedonic comparisons. Florida, USA. (2010).
Måling Oral Fatty Acid Terskler, Fat Perception, fet mat smak, og papiller Tetthet i Humans
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Haryono, R. Y., Sprajcer, M. A., Keast, R. S. J. Measuring Oral Fatty Acid Thresholds, Fat Perception, Fatty Food Liking, and Papillae Density in Humans. J. Vis. Exp. (88), e51236, doi:10.3791/51236 (2014).More

Haryono, R. Y., Sprajcer, M. A., Keast, R. S. J. Measuring Oral Fatty Acid Thresholds, Fat Perception, Fatty Food Liking, and Papillae Density in Humans. J. Vis. Exp. (88), e51236, doi:10.3791/51236 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter