Summary
Psykofysiska verktyg mäter smaksystemets funktionalitet för både forsknings- och hälsobedömningsändamål. Detta dokument beskriver en metod för att mäta smakdetekteringströsklar som kan bestämma den lägsta koncentrationen av sackaros, natriumklorid eller mononatriumglutamat som kan smakas av individer så unga som 6 år.
Abstract
Detta dokument beskriver ett två-alternativ, påtvingat val, trappa, spårningsprocedur, kallad Smakdetekteringströskeln (TDT), som ger ett tillförlitligt mått på söta, salta och umami smakdetekteringströsklar från barndom till vuxen ålder. Fördelarna med metoden inkluderar förfaranden som är identiska för barn och vuxna, vilket möjliggör bestämning av åldersrelaterade och individuella skillnader i smakuppfattning, om någon, och uppgifter som kan slutföras på relativt kort tid, förlitar sig inte på kontinuerlig uppmärksamhet eller kräver memorering, kontroll för subjektiva svarsbiaser och minimerar effekten av språkutveckling. Efter en 1 timmes fasta presenteras deltagarna med par av lösningar; i varje par är en lösning vatten, och den andra lösningen innehåller olika koncentrationer av tastant.
Med hjälp av en helmunprovningsmetod smakar deltagarna varje lösning (utan att svälja och skölja mellan provningarna) och pekar sedan på lösningen med smak eller som smakar annorlunda än vatten. Koncentrationen av stimulansen i det efterföljande paret ökar efter ett enda felaktigt svar och minskar efter två på varandra följande korrekta svar. En återföring inträffar när koncentrationssekvensen ändrar riktning. Uppgiften anses vara slutförd efter det att fyra återföringar har inträffat, förutsatt att det finns högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar inte bildar ett stigande mönster. Dessa ytterligare kriterier säkerställer större tillförlitlighet i resultaten. TDT beräknas sedan som det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av de fyra återföringarna. Denna metod har verklig relevans eftersom den ger information om en dimension av smakuppfattning som är oberoende av hedonik, och som kan förändras med åldrande och vissa sjukdomstillstånd, vilket gör det till ett värdefullt psykofysiskt test.
Introduction
Smaksinnet fungerar som en grindvakt, vilket delvis avgör om en individ avvisar en mat eller vätska eller accepterar den i munhålan. Smaka psykofysik- studien av relationer mellan distinkta kemiska stimuli och de känslor och uppfattningar de producerar-ger viktig information om smaksystemets funktion1. Det finns inte bara flera grundläggande smaker (söt, salt, bitter, sur, umami), men varje smakkvalitet kan karakteriseras av distinkta perceptuella dimensioner, inklusive hur känsliga individer är i att upptäcka den kemiska stimulansen eller känna igen dess smak och hur mycket de gillar eller ogillar smaksensationen.
Denna artikel beskriver en psykofysisk metod som kan användas för att tillförlitligt mäta smakdetekteringströsklar (dvs den lägsta koncentrationen av en tastant som kan detekteras) hos individer så unga som 6 år. Från barndom till vuxen ålder har detektionströsklar använts i kliniska bedömningar av effekterna av trauma- eller sjukdomstillstånd2,3 och i grundläggande forskningsapplikationer, för att studera effekterna av kost, åldrande, utveckling, fetma och rökning på smaksystemet, liksom genotyp-smak fenotyprelationer4,5,6,7,8,9,10, 11.
Detta smakdetekteringströskeltest (TDT), som vanligtvis tar i genomsnitt 15 min per stimulans (intervall: 4-35 min; median: 13 min) att slutföra, består av en två alternativ, påtvingad val, trappa, spårningsförfarande som har använts för att mäta den lägsta koncentrationen av sackaros, natriumklorid (NaCl) eller mononatriumglutamat (MSG) i lösning som kan detekteras som smak. Som beskrivs häri presenteras deltagarna med par av lösningar; i varje par är en lösning vatten, och den andra lösningen innehåller olika koncentrationer av tastant. Med hjälp av en helmunprovningsmetod smakar deltagarna varje lösning (utan att svälja) och pekar sedan på lösningen med smak eller som smakar annorlunda än vatten. Koncentrationen av stimulansen i det efterföljande paret ökar efter ett enda felaktigt svar och minskar efter två på varandra följande korrekta svar. En återföring inträffar när koncentrationssekvensen ändrar riktning.
Uppgiften anses vara slutförd efter det att fyra återföringar har inträffat, förutsatt att det finns högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar inte bildar ett stigande mönster. Dessa ytterligare kriterier, som fastställdes i klinisk praxis av Dr. Cowart och kollegor vid Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, säkerställer större tillförlitlighet i resultaten och ökar förtroendet för giltigheten av individuella mått på smakfunktion. Forskningsstudier har använt denna metod för att bestämma smakdetekteringströsklar för sackaros, salt eller MSG hos hundratals friska barn så unga som 6 år, ungdomar och vuxna4,5,6,7,8,9,10,11 och har visat att majoriteten (> ~ 80%) av barnen kan slutföra den psykofysiska uppgiften4,6, 7,8, som belyser lämpligheten av metoden för pediatriska populationer.
Protocol
1. Allmänna överväganden
OBS: Detta protokoll för TDT-testet beskriver förfarandena för att förbereda smaklösningarna och för att bestämma smakdetekteringströsklar för sackaros, NaCl eller MSG, med sackaros som exempel. Denna metod har godkänts av Office of Regulatory Affairs vid University of Pennsylvania. För de forskningsstudier som beskrivs häri erhölls informerat samtycke från varje vuxen deltagare eller förälder/vårdnadshavare till pediatriska deltagare. Informerat samtycke erhölls från varje barn som var sju år eller äldre före deltagandet.
- Som visas i tabell 1, förbered 17 lösningar, från 1 M till 0,00010 M, som är kvartsloggsteg ifrån varandra. Använd helst ultrapurvatten som destillerat vatten (dH2O) som spädning och inte kranvatten på grund av smakproblem12. Kyl lösningarna i högst 2 veckor, men endast om protokollet som beskrivs nedan följs.
- Efter informerat samtycke erhålls från vuxna deltagare eller förälder / vårdnadshavare och, i förekommande fall, samtycke från pediatriska deltagare, genomföra testerna i ett bekvämt, privat rum som helst har en diskbänk för expectoration. Se till att lösningarna inte sväljs utan snarare swishas i munhålan och spottas ut. Om en diskbänk inte är tillgänglig, ge en stor kopp för spottning.
- Se till att testpersonalen inte bär kraftigt doftande produkter och begränsa konversationen till instruktioner eller förklaring av metoder. Instruera de vuxna deltagarna och föräldrarna/vårdnadshavare till barndeltagarna att deltagaren bör avstå från att äta eller dricka något annat än vatten eller använda tobaksprodukter (endast vuxna) i 1 timme före testning.
2. Material och recept för att göra smakstimulanslösningar
OBS: Detaljerade instruktioner för tillverkning av lagerlösningen (1000 mmol/L, nedan kallat lager)och de 16 seriella utspädningarna av lagerlösningen (i kvartsloggsteg) för sackaros, NaCl eller MSG finns här. I tabell 1 anges koncentrationerna för varje utspädningssteg. Figur 1 illustrerar stegen för att göra lagerlösning genom utspädningssteg 1-16. Den lösningsvolym som görs kommer att vara tillräcklig för att fastställa tröskelvärden för minst fyra deltagare.
| Steg | Kindtand | Sackaros (g/L) | NaCl (g/L) | MSG (g/L) |
| (1/4 loggenheter isär) | ||||
| 0 | 1 M | 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 |
Tabell 1: Koncentrationssteg och motsvarande molaritet hos sackaros, natriumklorid (NaCl) och mononatriumglutamat (MSG) som behövs för provning av smakdetekteringströskeln (TDT).
- Förbered testmaterial.
- Skaffa en källa av livsmedelskvalitet av sackaros, NaCl eller MSG.
- Rengör och sterilisera allt nödvändigt glas (se Materialförteckning).
Bild 1: Steg-för-steg-instruktioner för att göra lagerlösningar genom utspädningssteg #1-16. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
- Gör lagerlösning enligt figur 1A-C.
- Märk alla glas med datum, typ av tastant och Lager.
- Väg tastantet i en engångsvägningsbåt på en skala som är exakt till 0,01 g och överför till 2000 ml bägare.
OBS: De belopp som behövs för att förbereda lagren är 684,60 g för sackaros, 374,26 g för MSG och 116,88 g för NaCl. - Skölj med dH2O eventuellt tastant kvar i vägbåten och häll i bägaren. Tillsätt 1500 ml dH2O för att lösa upp provet.
- Överför innehållet i bägaren till 2000 ml volymetriskkolv med en tratt och skölj bägaren och tratten med mer dH2O och häll sköljvattnet i kolven. Fyll kolven med dH2O till 2000 ml-märket och fäst proppen på kolven. Vänd för att blanda tills tastantet är upplöst.
- Gör lösningar #1-4, som visas i figur 1D-F.
- Etikett 1000 ml volymetriska kolvar med nummer 1 till 4 och motsvarande 1000 ml glasflaskor med datum, typ av tastant och Lager till steg 4.
- Överför 560 ml, 320 ml, 180 ml och 100 ml lager till flaskorna 1, 2, 3respektive 4. Fyll flaskorna 1-4 med dH2O till 1000 ml-märket, fäst med propp och blanda tills tastantet är upplöst. Häll innehållet i varje kolv i motsvarande 1000 ml glasflaska (märkt steg 1 till steg 4)med hjälp av en tratt om det behövs.
- Häll den återstående buljonglösningen i flaskan märkt Stock; stäng locket ordentligt och placera i kylskåpet vid 4 °C.
- Gör lösningar #5-16, som visas i figur 1G-I.
- Märk tolv 1000 ml-flaskor med datum, typ av tastant och steg 5 till steg 16.
- Rada upp flaskorna i ett 4 x 4 rutnät med flaskorna som innehåller steg 1 - 4 lösningar på första raden (som visas i figur 1G-I).
OBS: Denna positionering möjliggör en enkel utspädningsserie, så att den börjar med det mest utspädda steget i raden(t.ex. steg 4) och slutar med det mest koncentrerade steget(t.ex. steg 1). - Pipet 50 ml steg 1, 2, 3och 4 i flaskorna 5, 6, 7respektive 8. Tillsätt 450 ml dH2O på flaskorna 5-8, fäst propparna och vänd för att blanda (figur 1 H).
- Upprepa processen som börjar med den andra raden. Pipet 50 ml steg 5, 6, 7och 8 i flaskorna 9, 10, 11respektive 12. Tillsätt 450 ml dH2O på flaskorna 9-12,fäst propparna och vänd för att blanda.
- Upprepa processen som börjar med den tredje raden (bild 1 I). Pipet 50 ml steg 9, 10, 11och 12 i flaskorna 13, 14, 15respektive 16. Tillsätt 450 ml dH2O på flaskorna 13 - 16, fäst propparna och vänd för att blanda. Placera lock på flaskorna 1 - 16, stäng locken tätt och förvara i kylskåpet vid 4 °C.
- Fyll flera steriliserade 120 ml märkta glasflaskor med dH2O, stäng locken tätt och förvara i kylskåp vid 4 °C.
3. Den psykofysiska metoden: TDT
- Presentera deltagarna med medicinkoppar som innehåller par av lösningar, varav en är en given koncentration av en tastant och den andra dH2O.
OBS: För det första paret är tastantet parat med dH2O koncentrationssteg 10 vid bestämning av sackaroströsklar och steg 12 vid bestämning av trösklarna NaCl eller MSG. Koncentrationerna av tastant i det första steget valdes eftersom var och en är några steg under den genomsnittliga detektionströskeln för just den tastanten. TDT är dock ett tillförlitligt verktyg för att mäta tröskelvärden, oavsett om dessa ligger över eller under genomsnittet. - Be deltagarna att smaka på båda lösningarna utan att svälja och skölj munnen med dH2O mellan provningarna. Instruera dem att peka på medicinkoppen som de tror har en smak i den eller som smakar annorlunda än vatten.
OBS: Koncentrationen av tastant som presenteras under de efterföljande paren beror på om deltagarens svar var korrekt (dvs.deltagaren pekade på tastant). Metoden är ett förfarande för påtvingat val, vilket innebär att deltagarna inte kan svara genom att säga "varken" eller "jag vet inte"; Snarare måste de välja en av de två lösningarna. Metoden är en trappa förfarande eftersom smak stimuli presenteras i stigande (högre koncentrationer av tastant) eller fallande (lägre koncentrationer av tastant) ordning, beroende på deltagarens svar13. För att underlätta beskrivningen har instruktioner tillhandahållits för att göra sackarosserien och bestämma sackarosdetekteringströsklar. Metoderna för MSG och NaCl är identiska med två undantag: a) koncentrationen av tastant som behövs för att göra stamlösningen skiljer sig åt (tabell 1), och b) som nämnts ovan är den koncentration som testningen börjar med steg 12 för NaCl eller MSG, i stället för steg 10 för sackaros. - När du bedömer detektionströsklar i pediatrisk population, begränsa testningen till en enda tastant per session.
Vuxna kan slutföra alla tre tröskelvärdena i en enda session.
Bild 2: Tröskelvärdesspårningsrutnät. (A) Registrering av smakdetekteringströsklar. (B)Installation av ett fack. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
4. Beredning av material före provning
- Generera en randomiseringssekvens för ordningen för presentation av stimuli inom par och fyll i den översta raden i spårningsrutnätet (bild 2A) för varje par genom att placera W i rutan om vatten kommer först, eller T om tastant kommer först.
- Ta bort flaskorna som innehåller lösningar(steg 0 - 16) och dH2O från kylskåpet och överför ~ 120 ml av lösningen för varje steg till lämpligt märkta 120 ml steriliserade glasflaskor 2 h innan du testar.
- Returnera steg 0 - 16 flaskor till kylskåpet och låt de överförda lösningarna balansera till rumstemperatur.
- Märk två, 12-kopps muffinspannor med parnumret och markera positioner som håller dH2O medicinkopparna med en W (Figur 2B).
OBS: Även om det inte är känt hur många par som kommer att krävas, fyll de medicinkoppar som finns i W-positionerna med 10 ml dH2O för de första 6 paren.
5. Förberedelse av deltagare för testning
- Instruera vuxna att avstå från att äta, dricka eller använda tobaksprodukter och instruera föräldrar att inte ge sin barndeltagare något att äta eller dricka i minst 1 timme innan de testas.
- Placera en deltagare vid ett bord framför ett pappersark, märkt med siffrorna 1 och 2 (figur 3).
OBS: Deltagarna bör inte se smakstimulanserna förrän de placeras framför dem; Detta kan uppnås genom att en ogenomskinlig partition separerar deltagaren från prövaren. - Låt deltagarna acklimatisera sig till testrummet och testaren i minst 10 minuter.
- Använd ett stoppur för att tajta de 10 s interstimulus intervall (tid från förväntan av den första stimulansen till att smutta på den andra stimulansen).
Figur 3: Barn som deltar i ett test för upptäckt av smaktröskel. Ett par lösningar placeras på bordet framför deltagaren i den ordning det ska smakas. Deltagaren ombeds att smaka på lösningen i position 1 i 5 s, att expectorate, att skölja munnen med dH2O och att upprepa för lösningen i position 2. Efter att ha smakat båda lösningarna ombeds deltagaren att peka på lösningen som har en smak eller smakar annorlunda än vatten. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
6. Muntliga instruktioner till deltagarna
- Pediatriska deltagare
- Visa kopparna för deltagaren och säg: "Vi ska spela ett spel med saker att smaka. Här är två koppar. Du kommer att smaka vad som finns i den första koppen, swisha den runt munnen, men svälj inte, och jag kommer att berätta när du ska spotta ut den i diskbänken (eller koppen). Du sköljer sedan med vatten och smakar vad som finns inuti den andra koppen. Jag säger till när du ska spotta ut den. Då vill jag att du pekar på den som smakar annorlunda än vatten. Om du inte är säker, gissa bara. Du sköljer sedan munnen två gånger med vatten, och vi kommer att göra detta igen. Det finns inget rätt eller fel svar; vi vill veta vilken du tror har en smak."
- Efter varje svar belönar du deltagaren genom att säga "Tack. Du gör ett bra jobb!"
- Ungdomar och vuxna
- Visa kopparna för deltagaren och säg: "Vi kommer att ge dig lösningar på smak. Här är två koppar. Du kommer att smaka vad som finns i den första koppen, swisha den runt munnen, men svälj inte, och jag kommer att berätta när du ska spotta ut den i diskbänken (eller koppen). Du sköljer sedan med vatten och smakar vad som finns inuti den andra koppen. Jag säger till när du ska spotta ut den. Då vill jag att du pekar på den som smakar annorlunda än vatten. Om du inte är säker, gissa bara. Du sköljer sedan munnen två gånger med vatten, och vi kommer att göra detta igen. Det finns inga rätt eller fel svar; vi vill veta vilken du tror har en smak."
- Efter varje svar belönar du deltagaren genom att säga "Tack. Du gör ett bra jobb!"
7. Undersökningsinstruktioner: Tröskelvärden för smakdetektering
- Som anges på spårningsrutnätet, börja i steg 10 för sackaros (eller steg 12 för NaCl eller MSG). Placera två medicinkoppar, den ena innehållande 10 ml steg 10 och den andra innehållande dH2O på pappersarket med 1 och 2 framför deltagaren (figur 3).
OBS: Numret som vattnet eller smaklösningen placeras på bestäms av den genererade, randomiserade ordningen av stimulipresentation. I figur 2är till exempel den randomiserade ordningen för par 1 W (vatten först), så koppen som innehåller vatten är i position 1och den som innehåller steg 10 är i position 2. - Instruera deltagaren att smaka på lösningen i position 1 genom att swisha; efter 5 s, instruera deltagaren att förvänta sig, att skölja munnen med vatten och att förvänta sig igen.
- Instruera deltagaren att smaka på lösningen i position 2 genom att swisha och förvänta sig efter 5 s.
- Be deltagaren peka på lösningen som har en smak eller smakar annorlunda än vatten. Om deltagaren inte säger någotdera, instruera deltagaren att välja en.
OBS: Deltagarna kan inte gå tillbaka och omsmaka någon av de två lösningerna och måste välja en av de två. - När de har gjort sitt val, instruera dem att skölja munnen med vatten och placera ett plustecken (+) på gallret om deltagaren valde koppen med tastant(korrekt svar), eller ett minustecken (-) om de plockade koppen med vatten(felaktigt svar).
- Fortsätt till det andra paret och notera att koncentrationen av tastant beror på deltagarens svar för första paret. Om deltagaren var felaktig för första paret (deltagaren valde W), fortsätt sedan upp på rutnätet och notera att tastant i det andra paret kommer att vara nästa högre koncentration(steg 9). Om deltagaren hade rätt (valde T), observera att tastantet i det andra paret kommer att vara samma steg 10. Se rutnätet för presentationsordningen(W eller T först).
- Upprepa den här processen som beskrivs i steg 7.2-7.5. Om deltagaren har rätt två gånger i följd i steg 10 (väljer T båda gångerna), kom ihåg att nästa par kommer att innehålla nästa lägre koncentration(steg 11). Om deltagaren har fel för par 2 (val W), fortsätt upp på rutnätet till nästa högre koncentration(steg 9).
- Fortsätt den här processen, flytta upp rutnätet till nästa högre koncentration med varje felaktigt svar, eller ned i rutnätet till nästa lägre koncentration efter två korrekta svar i rad.
- Cirkla stegen på rutnätet där det finns en omsvängning- en förändring i riktning i noggrannheten i deltagarens svar, det vill säga när deltagaren blir antingen mer eller mindre framgångsrik när det gäller att identifiera tastant när man provar nästa steg på trappan.
Obs: Specifikt går deltagaren från att misslyckas med att identifiera T i ett steg (-) till att framgångsrikt identifiera T vid nästa mer koncentrerade steg två gånger i rad (++), eller deltagaren går från att framgångsrikt identifiera T två gånger i samma steg (++) till att inte identifiera T när nästa mindre koncentrerade steg; Detta fel kan inträffa under antingen den första eller andra presentationen av det mindre koncentrerade steget (- eller +-). - Fortsätt med smaktestningen tills fyra återföringar har uppnåtts och lista stegnumren för dessa fyra återföringar.
- Bestäm att de fyra återföringarna uppfyllde de önskade kriterierna. Dvs.successiva återföringar är inte mer än två steg från varandra, och det finns två uppsättningar par där deltagaren korrekt identifierade T två gånger i samma steg. STOP och gå till 7.13 för att beräkna detektionströskeln.
- Alternativt fastställa att de fyra återföringarna inte uppfyllde kriterierna. Dvs.successiva återföringar är mer än två steg från varandra, eller minst 2 uppsättningar par finns inte där deltagaren korrekt identifierade T två gånger i samma steg. FORTSÄTT med testning tills fyra återföringar uppfyller kriterierna, eller deltagaren når toppen av rutnätet (tröskelvärdet är 1 M(lager))eller fortsätter att ge korrekta svar och når botten av rutnätet, vilket ger korrekta svar två gånger i steg 16 (tröskelvärdet är 0,00010 M(steg 16)).
- Bestäm deltagarens detektionströskel genom att beräkna det aritmetiska medelvärdet för loggvärdena för molariteten hos dessa fyra återföringar:
aritmetiskt medelvärde = (logkoncentrationssteg av reversering 1 + logkoncentrationssteg av reversering 2 + logkoncentrationssteg av reversering 3 + logkoncentrationssteg av reversering 4) / 4.
OBS: Detta motsvarar beräkningen av det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av de senaste fyra återföringarna:
- Kassera de oanvända smaklösningarna som överfördes till 120 ml flaskor under beredningen av material för testning.
Representative Results
Figur 4 illustrerar resultaten av spårningsrutnätet från fyra representativa deltagare (A-D). Återföringar, som är ändringar i riktningen för deltagarens svar, betecknas med cirklar och numreras i ordning för förekomst för att illustrera när kriterierna är uppfyllda. Återföringar färgkodas för att illustrera när riktningsändringen går från felaktig till korrekt (grön) eller från korrekt till felaktig (röd).
Figur 4A visar spårningsrutnätet från en deltagare vars svar uppfyllde kriterierna inom de fyra första återföringarna. I händelseförekomsten inträffade återföringar för den här deltagaren vid steg 8, 9, 8och 10. Denna sekvens uppfyllde kriterierna eftersom a) det inte fanns mer än två steg mellan två på varandra följande återföringar(steg 8 mot 9, 9 mot 8, 8 mot 10)och (b) det fanns två paruppsättningar där deltagaren korrekt identifierade T två gånger i samma steg (8 ). Detektionströskeln för denna deltagare bestäms med det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av dessa fyra återföringar:
Geometriskt medelvärde = 0,0065 M
Figur 4B visar spårningsrutnätet från en deltagare med en relativt hög sackarosdetekteringströskel (låg känslighet) vars svar under de fyra första återföringarna inte uppfyllde kriterierna. I händelseföredrag inträffade de första fyra återföringarna vid steg 9, 10, 8och 9. Även om dessa återföringar var inom två steg från varandra (9 vs 10, 10 vs 8, 8 vs 9), fanns det inte två paruppsättningar där deltagaren korrekt identifierade T två gånger i samma steg (8 mot 9). Dessa återföringar bildade ett stigande mönster; Kriterierna uppfylldes därför inte och testningen fortsatte. Återföringarna 6-9 uppfyllde kriterierna eftersom det inte fanns (a) mer än två steg mellan två på varandra följande återföringar(steg 8 vs 6, 6 mot 7, 7 mot 6)och (b) två uppsättningar med två korrekta svar i rad erhölls i samma steg(steg 6 ). Detektionströskeln för denna deltagare bestäms med det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av dessa fyra återföringar:
Geometriskt medelvärde = 0,021 M
Figur 4C visar spårningsrutnätet från en deltagare med en relativt låg tröskel för sackarosdetektering (hög känslighet) vars svar under de fyra första återföringarna inte uppfyllde kriterierna. Återföringar inträffade vid steg 9, 10, 9och 13. Även om deltagaren i två par (par 3-4 och 7-8) korrekt identifierade tastanten två gånger i samma steg(steg 9), fanns det mer än två steg mellan reversering 3 och 4 (steg 9 vs 13). Således fortsatte testningen. De fyra senaste återföringarna(steg 13, 12, 13, 12) uppfyllde kriterierna eftersom a) det inte fanns mer än två steg mellan två på varandra följande återföringar (13 mot 12)och (b) deltagaren korrekt identifierade samma koncentration(steg 12) när de gavs par 17-18 och 20-21 . Detektionströskeln för denna deltagare bestäms med det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av dessa fyra återföringar:
Geometriskt medelvärde = 0,00075 M
Figur 4D visar spårningsrutnätet från en deltagare med ett relativt högt tröskelvärde för sackarosdetektering (låg känslighet) vars svar uppfyllde kriterierna inom de fyra första återföringarna(steg 6, 7, 5, 8). Det fanns inte mer än två steg mellan två på varandra följande återföringar (6 vs 7, 7 vs 5, 5 mot 8), och deltagaren identifierade korrekt samma koncentration(steg 6) när de gavs par 7-8 och 13-14. Detektionströskeln för denna deltagare bestäms med det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av dessa fyra återföringar:
Geometriskt medelvärde = 0,024 M
Bild 4: Spårningsrutnät. (A-D) Representativa data från fyra försökspersoner. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Discussion
TDT-testet är ett tvåalternativ, påtvingat, trappförfarande som använder strikta regler för att uppfylla kriterier än tidigare metoder12, vilket säkerställer en stabilare utfallsåtgärd. Med hjälp av kriterier som fastställts vid Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2är TDT en pålitlig swish-and-spit-metod som mäter den lägsta koncentrationen av sackaros, NaCl eller MSG i lösning som kan detekteras genom smak bland individer så unga som 6 år. Om resultaten slutförs enligt beskrivningen, inklusive att tvinga deltagarna att skölja munnen före och efter varje provsmakning, är resultaten tillförlitliga och snabba och ger insikt i en viktig smakdimension som är oberoende av hedonik8.
Även om tillämpningen av psykofysiska verktyg för att mäta denna smakdimension är väl etablerad inom området, har många metoder inte validerats för användning hos barn14. Det finns flera kritiska steg i protokollet, av vilka vissa gäller särskilt barn [se även referens15]. För det första bör kriterierna för att uppnå tröskelvärdet inte enbart förlita sig på förekomsten av fyra återföringar eller variera på grund av deltagarens ålder. Snarare bör det finnas högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar bör inte bilda ett stigande mönster, vilket kan vara fallet när deltagaren helt enkelt gissar eller inte tar hand om uppgiften. Dessa ytterligare kriterier, som fastställdes baserat på klinisk erfarenhet2, möjliggör utvärdering av funktionen hos individens smaksystem, delvis för att de kontrollerar för falska positiva, särskilt när deltagaren helt enkelt gissar16.
För det andra är förfarandet påtvingat val, så om deltagarna svarar att "varken" eller "båda" lösningarna har smak, accepteras inte det svaret. Snarare blir de tillsagda att "gissa". Under TDT känner deltagarna ofta att de gissar, men det bör inte accepteras som bevis på att de är helt omedvetna om smakstimuli17. Dessutom kan individer variera i sina interna kriterier för vad som utgör en smaksensation och därmed deras vilja att säga att en lösning har eller inte har smak. För det tredje, eftersom att ätandets recency påverkar smakuppfattningen18, standardiserar tiden sedan deltagaren senast åt eller drack något annat än vatten är viktigt för att minska intersubject variabilitet orsakad av sensorisk anpassning eller förbättring. För det fjärde är tastanterna som används häri välsmakande och presenteras i lösning, inte i en livsmedelsmatris. När en livsmedelsmatris används kan längre interstimulusintervall krävas för att livsmedel ska rensa gommen. Medan denna metod har använts för att mäta detektionströsklar för sura eller bittra tastanter bland vuxna2,11, kan dess användning för att mäta detektionströsklar för obehagliga tastanter bland vissa små barn vara problematisk på grund av deras ökade känslighet för vissa bittra tastanter och deras potentiella ovilja att fortsätta delta19.
Ett påtvingat valförfarande för att presentera upp till fyra par stigande koncentrationer av bittersmakande lösningar och dH2O har varit framgångsrikt för pediatriska populationer19,20. För det femte, inbäddat i ett spel, är metoden känslig för barns kognitiva och språkliga begränsningar och kräver bara att deltagaren pekar på koppen som innehåller smaken. I en nyligen genomförd studie gav 80% av barnen ihållande uppmärksamhet i genomsnitt 15 minuter och nådde kriterierna8. Sådan information om slutförandet av uppgifterna bör rapporteras, särskilt när pediatriska populationer studeras.
Den nuvarande metoden har verklig relevans och har använts för att bedöma detektionströsklar för andra grundläggande smaker av sur (citronsyra) och bitter (kinin)2 och hos vuxna i olikaåldrar 8. Eftersom metoden inte kräver verbala svar bör instruktionerna enkelt översättas till andra språk21, vilket gör det till ett värdefullt psykofysiskt verktyg för forskare över hela världen. Men som alla andra psykofysiska metoder kommer det sannolikt att finnas begränsningar i dess användning, särskilt med yngre barn. Förfarandet kan vara svårare att uppnå kriterier för barn än för vuxna. I en studie nådde 20% av barnen inte kriterier, jämfört med 5% av vuxna8. Orsaker till att inte slutföras inkluderade ofokuserat beteende, underlåtenhet att förstå uppgiften eller att bli trött och oförmögen att fortsätta.
Resultat från studier som använde denna smak TDT har bidragit i stor utsträckning till diagnosen smak ageusia i kliniken och har främjat förståelsen för hur smakkänslighet förändras med ålder och hälsostatus. Klinisk utvärdering av patienter visade att sackarosdetekteringströsklar ≥ 0,025 M för båda könen och NaCl-detektionströsklar ≥ 0,012 M för män eller ≥ 0,010 M för kvinnor anses onormala2. Bland vuxna finns det en gradvis nedgång i smakkänslighet för söta, salta, sura och bittra smaker som fortsätter in i det åttonde decenniet22. Yngre vuxna har vanligtvis lägre smakdetekteringströsklar (är känsligare) än äldre vuxna22,23,24,25. Barn och ungdomar har dock smaktrösklar för sackaros som är högre (mindre känsliga)8 och som är lägre (känsligare) än vuxna för den bittra smaken av propylthiouracil, med vuxenmönstret som uppstår under tonåren19,26.
Tröskelvärden för smakdetektering har visat sig vara relaterade till hälsoindikatorer. Till exempel korrelerade tröskelvärden för saltsmaksdetektering positivt med systoliskt blodtryck bland barn som varnormalviktiga 7, medan barn med central fetma hade lägre detektionströsklar för sackaros (känsligare) än de utan central fetma4, med liknande resultat bland ungdomar27. Förhållandet mellan fetma och sackarosdetekteringströsklar observerades dock inte hos vuxna kvinnor, och vuxna kvinnor med fetma hade högre upptäcktströsklar (var mindre känsliga) för den salta smaken av MSG9.
Medan forskning om skillnaderna i detektionströsklar mellan barn och vuxna är begränsad, är det känt att sackaros smakdetekteringströsklar inte förutsäger söta smakpreferenser eller suprathreshold intensitetsklassificeringar från barndom till vuxen ålder8,28,29, vilket ger ytterligare bevis för att smakkänslighet representerar en distinkt smakdimension som är oberoende av preferenser och därmed föreslår olika underliggande mekanismer. Större förståelse för det komplexa samspelet mellan ålder, kostvanor, hälsostatus och smaksystemets känslighet, och huruvida sådana interaktioner skiljer sig mellan de primära tastanterna, är ett viktigt område för framtida forskning.
Disclosures
Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Dr. Joseph stöds av National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) och National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) och NIH Distinguished Scholar fonder; Dr. Mennella stöds av National Institutes of Dövhet och andra kommunikationsstörningar (NIDCD) bidrag DC016616 och DC011287; Dr. Cowarts ansträngningar för att förfina TDT-testet stöddes av NIDCD-bidrag P50 DC000214; och Dr. Pepino stöds av American Diabetes Association (ADA) bidrag 1-19-ICTS-092 och av USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. Innehållet är endast författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis de officiella åsikterna hos NIH, NINR, NIDCD, ADA eller USDA NIFA. Finansiärerna hade ingen roll i utformningen och genomförandet av studien. vid insamling, analys och tolkning av uppgifterna. eller i utarbetandet eller innehållet i manuskriptet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Bartoshuk, L. M. The psychophysics of taste. The American Journal of Clinical Nutrition. 31 (6), 1068-1077 (1978).
- 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).
- 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).
- 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).
- Nance, K., Acevedo, M. B., Pepino, M. Y. Changes in taste function and ingestive behavior following bariatric surgery. Appetite. 146, 104423 (2020).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Cowart, B. J., Yokomukai, Y., Beauchamp, G. K. Bitter taste in aging: compound-specific decline in sensitivity. Physiology & Behavior. 56 (6), 1237-1241 (1994).
- 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).
- Wetherill, G. B., Levitt, H. Sequential estimation of points on a psychometric function. British Journal of Mathematical and Statistical Psychology. 18, 1-10 (1965).
- Chambers, E. Commentary: conducting sensory research in children. Journal of Sensory Studies. 20 (1), 90-92 (2005).
- Mennella, J. A., Bobowski, N. K. Psychophysical tracking method to measure taste preferences in children and adults. Journal of Visualized Experiments: JoVE. , e35416 (2016).
- Running, C. A. High false positive rates in common sensory threshold tests. Attention, Perception, & Psychophysics. 77 (2), 692-700 (2015).
- Kunimoto, C., Miller, J., Pashler, H. Confidence and accuracy of near-threshold discrimination responses. Consciousness and Cognition. 10 (3), 294-340 (2001).
- Puputti, S., Hoppu, U., Sandell, M. Taste sensitivity Is associated with food consumption behavior but not with recalled pleasantness. Foods. 8 (10), 444 (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- Murphy, C. The effect of age on taste sensitivity. Special senses in aging: A current biological assessment. Han, S. S., Coons, D. H. , Institute of Gerontology. Ann Arbor, MI. 21-33 (1979).
- Moore, L. M., Nielsen, C. R., Mistretta, C. M. Sucrose taste thresholds: age-related differences. Journal of Gerontology. 37 (1), 64-69 (1982).
- Richter, C. P., Campbell, K. H. Sucrose taste thresholds of rats and humans. American Journal of Physiology. 128, 291-297 (1940).
- 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).
- 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).
- 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).
- Snyder, D. J., Prescott, J., Bartoshuk, L. M. Modern psychophysics and the assessment of human oral sensation. Advances in Otorhinolaryngology. 63, 221-241 (2006).
- 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).
