Genetic and Environmental Influences on Chemosensory Perception and Preferences

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9264-0
Title: Genetic and Environmental Influences on Chemosensory Perception and Preferences
Author: Törnwall, Outi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
Hjelt Instituutti, HY Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL)
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2013-09-27
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-9264-0
http://hdl.handle.net/10138/40697
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Chemosensory perceptions have biological relevance in aiding the recognition of nutrients and toxins, and initiating physiological processes that affect the digestion system. Food is first and foremost a source of nutrition affecting our well-being, but it is also characterized by one s culture and is a great source of pleasure and satisfaction. Affective responses to sensory characteristics of foods are the best predictor of human food choice in the absence of economic and availability constraints. The aim of this work was to elucidate the impact of genes and environment on responses and preference for astringent, pungent (sensory burn caused by spicy foods) and sour perceptions. Furthermore, a coherent picture of the chemosensory preferences and their underlying causes in young adulthood was achieved. Extensive data from 331 Finnish twins (21-25 years, 146 men, 185 women) were collected as part of FinnTwin12-study including pleasantness and intensity responses to samples spiked with sour, pungent, umami, and astringent stimuli (subgroup for astringency n=194, 96 men, 98 women). Liking and use-frequency responses for variety of food and beverage names representing these chemosensory qualities were collected. In addition, eating behavior related traits (e.g. food neophobia) were measured with validated scales. The heritabilities of chemosensory traits and food preferences were estimated. Furthermore, subgroups of respondents were identified based on preferences to sour, pungent and umami foods. Differences in food behavior and sensory responses, and the impact of genes were explored in the obtained subgroups. Sensory pleasantness and intensity responses to sourness and pungency showed modest heritabilities (12-31%) whereas astringency perception showed no inheritance. However, suggestive evidence that salivary secretion related to astringent stimulation is under genetic control was observed (heritability 43-51%). The preference for foods with sour and spicy flavor qualities showed a clearer and higher impact of genes (heritability 45-50%). Two subgroups of respondents were identified. The basic group was less dramatic in their flavor preferences, whereas the adventurous favored foods with sour and pungent qualities. The adventurous, were also less food neophobic and exhibited more tolerance for the sensory burn caused by capsaicin compared to the basic subgroup. The influence of genes underlying the subgrouping was discovered (heritability 66%). Being adventurous was suggestively found to be in linkage with umami and sour coding taste receptor genes: TAS1R1 and PKD1L3, respectively. This is the first work to demonstrate the role of genetics and environment in perceptions and preference for astringent and pungent flavor qualities, and one of the few to study the heritability of sour taste. It was demonstrated that preference for sour and pungent flavors was partially inherited. Furthermore, two subgroups of individuals were found differing in their flavor preferences. Genetic variability together with food neophobic tendency partially explained these differences. Food neophobia and genetic differences may form a barrier through which individual flavor preferences are generated.Kemiallisilla aistimuksilla on biologinen merkitys syötäväksi kelpaavan ravinnon tunnistamisessa sekä ruoansulatusjärjestelmän fysiologisten prosessien alkuun saattamisessa. Ruoka on kulttuurin ilmentymä, joka ravinnon ja terveysvaikutusten lisäksi on myös mielihyvän lähde. Makumieltymykset selittävätkin pitkälti ruokavalintoja. Tässä tutkimuksessa selvitettiin geenien ja ympäristön osuutta astringoivan, polttavan (mausteiden aiheuttama) ja happaman maun mieltymyksissä. Työssä selvitettiin myös nuorten makumieltymysten kokonaiskuvaa ja mieltymysten taustaa. Aineisto kerättiin suomalaisilla kaksosilla (21-25 v., 146 miestä, 185 naista) osana Kaksosten kehitys- ja terveystutkimusta (FinnTwin12). Mieltymystä ja aistimuksen voimakkuutta (makumittaus) mitattiin maistamalla erilaisia näytteitä, joihin oli lisätty hapanta, polttavaa, umamia tai astringoivaa yhdistettä (alaryhmä astringoivuusmittauksissa n=194, 96 miestä, 98 naista). Ruokakyselyllä kartoitettiin mieltymyksiä ja käyttöuseutta happamien, polttavien, umami- ja astringoivien ruokien suhteen. Ruokakäyttäytymistä (esim. uusien ruokien pelkoa) mitattiin useilla validoiduilla mittareilla. Aistimusten miellyttävyydelle, voimakkuudelle sekä ruokakyselyn perusteella muodostetuille makumuuttujille määritettiin periytyvyysaste. Lisäksi vastaajat jaettiin alaryhmiin mieltymysten suhteen (happamat, polttavat ja umamia sis. ruoat). Ala-ryhmien välisiä eroja ruokakäyttäytymisen ja aistimusten suhteen sekä geenien vaikutusta tutkittiin. Makumittauksen happaman ja polttavan maun miellyttävyydestä sekä voimakkuudesta vain pieni osa selittyi perinnöllisillä tekijöillä (12-31%). Astringoivuuden aistiminen ei tämän tutkimuksen mukaan ollut periytyvä ominaisuus, mutta viitteitä saatiin aistimusta osittain selittävän syljentuotannon perinnöllisistä ominaisuuksista (perityvyysaste 43-51%). Ruokakyselyssä lähes puolet mieltymyksistä happamiin ja polttaviin ruokiin selittyi perinnöllisillä tekijöillä (periytyvyysaste 45-50%). Vastaajat voitiin jakaa kahteen ala-ryhmään. Perusryhmä oli flavorimieltymysten suhteen maltillisempi verrattuna seikkailijat -ryhmään, joka suosi ruokien happamia ja polttavia ominaisuuksia. Seikkailijoiden keskuudessa uusien ruokien pelko oli vähäisempää ja he osoittivat suurempaa sietokykyä makumittauksissa polttavalle näytteelle. Ryhmittelyn taustalla todettiin geneettinen vaikutus (periytyvyysaste 66%). Viitteitä saatiin umamin ja happaman aistimuksia säätelevien geenien (TAS1R1 ja PKD1L3) ja seikkalijat-ryhmän välisestä kytkennästä. Tämä työ on ensimmäinen, jolla havainnollistettiin geenien ja ympäristön osuutta astringoivuuden ja polttavuuden aistimuksissa sekä mieltymyksissä. Työ on myös yksi harvoista, jossa on tutkittu happaman maun periytyvyyttä. Voitiin osoittaa, että mieltymys happamiin ja polttaviin ruokiin on osittain periytyvä ominaisuus. Vastaajat voitiin jakaa kahteen ala-ryhmään flavorimieltymysten suhteen. Eroja selittivät osittain uusien ruokien pelko ja periytyvät ominaisuudet. Yksilölliset flavorimieltymykset voivatkin ilmentyä uusien ruokien pelon ja geneettisten erojen kautta.
Subject: elintarviketeknologia
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
tornwall_dissertation.pdf 694.3Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record