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中国科学院植物研究所罗毅波研究员、浙江大学张辉教授等 | 果蝇对不同甜味物质的选择偏好及其感知机制
2024-10-18 新闻来源:《中国食品学报》 浏览人次:0

本期介绍中国科学院植物研究所罗毅波研究员、浙江大学张辉教授等发表在《中国食品学报》第24卷第8期特约专栏(食品感知技术)上的文章《果蝇对不同甜味物质的选择偏好及其感知机制》。

1. 研究背景

人类对甜味物质有天生的偏好,甜味可以提高食物摄入的愉悦感。体重正常成年人每天的糖摄入量建议约为25 g或96 kcal,而全球每人每天的平均糖摄入量估计约为500 kcal。与过量摄入糖相关的一系列健康问题,促使相当多的消费者积极寻求低糖替代品。山梨醇、木糖醇等代糖因低热量或无热量且具备甜味特性,而成为替代传统糖类的重要选择。然而,与传统的蔗糖、果糖和葡萄糖等能量糖相比,代糖在感官特性、代谢影响及消费者行为反应等方面与传统糖类存在显著差异,这使得研究代糖与能量糖在味觉感知及行为反应上的异同变得尤为重要。

2. 方法

本研究以黑腹果蝇为模式动物,通过评估能量糖(蔗糖、果糖、葡萄糖)和非能量代糖(山梨醇)对果蝇产卵能力和产卵位置偏好的影响,探究糖类偏好的特异性甜味感知受体机制。

3. 结果

结果表明,甜味物质可以刺激增加雌性果蝇(mel)产卵数量,而代糖效果远不及蔗糖。

雌性黑腹果蝇(mel)在不含任何糖类的0.5%琼脂糖基质中几乎不产卵,而在分别添加蔗糖、葡萄糖和果糖的基质上显著增加产卵。

在蔗糖和葡萄糖处理组中,几乎所有物种雌性果蝇的产卵数量均显著增加,显示出对这两种糖类的强烈偏好,而果糖处理组在大多数物种中仅表现出较弱的产卵响应,仅在mer、hyp、par和wil物种中观察到产卵数量显著增加。

雌性果蝇mer、hyp、mel和bia在含山梨醇基质上产更多的卵。

雌性黑腹果蝇对含能量糖基质表现出产卵位置偏好,其将更多的卵产在含糖的基质中,并对含蔗糖基质的偏好最显著,对果糖基质偏好最弱。

大多数雌性果蝇物种在蔗糖和葡萄糖处理组中,倾向于选择靠近糖源的位置产卵,而在果糖处理组中,部分物种(mer、vir、hyp、alb和wil)表现出一定的产卵位置偏好。

大部分果蝇物种在山梨醇存在的条件下的产卵位置分布相对分散,缺乏明确的集中趋势。

Gr5a突变的黑腹雌性果蝇(Gr5aLexA)在蔗糖和山梨醇基质上的产卵表现出明显缺陷。

当Gr5a感受神经元失去活性时,雌性果蝇在蔗糖基质上的产卵行为显著丧失。

4. 结论

对比不同能量糖和代糖对果蝇产卵行为的影响,研究果蝇甜味感知机制,结果发现能量糖,如蔗糖、果糖和葡萄糖,显著影响雌性果蝇的产卵行为和产卵位置偏好,显示这些糖类在调节果蝇行为中的关键作用。与其相比,代糖山梨醇虽能诱导产卵行为,但其效果远不及蔗糖,表明果蝇对不同甜味物质的感知存在差异。甜味受体Gr5a在低浓度甜味基质的感知和行为调节中起至关重要的作用,其他感知机制不容忽视。本研究揭示了果蝇在复杂糖环境中的多样化感知机制,这不仅有助于理解果蝇的食物选择和营养优化策略,还为代糖在食品中的应用提供了科学依据。


原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=sZ39k5Pv5ztHBCf97FEw123_sUdBWdWL-p_AdqB9Qna1MJsNTcBhYSCW6yfDa6ggHUj3vj-QYNebCsi3fPDSyV1rwze44OoqfW_ykww84EjRPqhZh4-awG8izcbgAM23YiKvOakwZxjVKVlX-o189NWcCUjz_Pi3O07QRBzEYUx4Blttl0Yklu9t4gbbAvIt&uniplatform=NZKPT&language=CHS


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