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Información tecnológica

versión On-line ISSN 0718-0764

Inf. tecnol. v.16 n.5 La Serena  2005

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642005000500005 

 

Información Tecnológica-Vol. 16 N°5-2005, págs.: 21-26

QUIMICA Y APLICACIONES

Metodología para la Tipificación Fenotípica del Gusto Amargo de 6-N-Propil Tiouracilo (Prop)

Methodology for the Phenotypic Typification of the Bitter Taste of 6-N-Propyl Thiouracil (Prop)

F. M. Drunday, M. Pascual y A. M. Calviño
Cátedra de Fisiología, Facultad de Farmacia y Bioquímica e IQUIMEFA, CONICET-UBA,
Junín 956, 7°P, (1113) Buenos Aires-Argentina (e-mail: acalvino@ffyb.uba.ar)

* autor a quien debe ser dirigida la correspondencia


Resumen

El objetivo de este trabajo consistió en tipificar a un grupo de voluntarios mediante metodología sensorial cuantitativa. Se evaluaron dos propiedades: 1) el amargor de papel de filtro embebido en 6-N-Propil Tiouracilo, (PROP) 10mM, asignándole puntajes en una escala de categorías de nueve puntos y 2) la intensidad gustativa de soluciones de cloruro de sodio (0.01, 0.032, 0.1, 0.32 y 1.0 M) y de PROP (0.32, 0.1, 0.32, 1.0 y 3.2 mM). Cuatro criterios aplicados en forma conjunta permitieron elaborar una tabla de decisiones para clasificar al panel según su fenotipo. Los criterios consideraron el puntaje asignado al papel de filtro, la intensidad del gusto en función de la concentración de PROP y cloruro de sodio, un punto de corte enunciado en la literatura para demostrar carácter supergustador y la suma de los puntajes asignados a las soluciones de PROP. Aplicando estos criterios, el 61% del grupo obtuvo una tipificación sensorial certera. Estos hallazgos evidencian la necesidad de diseñar pruebas objetivas para evaluar las características genotípicas subyacentes a la tipificación fenotípica.


Abstract

The objective of this work was to typify a group of volunteers by means of quantitative sensory methodology. Two properties were evaluated: 1) the bitterness of filter paper impregnated with 10 mM 6-N-Propyl Thiouracil PROP, rating on a 9-point category scale and 2) the taste intensity of sodium chloride solutions (0.01, 0.032, 0.1, 0.32 and 1.0 M) and PROP solutions (0.032, 0.1, 0.32, 1.0 and 3.2 mM). By combination of four criteria, a decision table was made in order to classify the panel by their phenotype. The criteria considered the rating given to the PROP-containing filter paper, the taste intensity as a function of sodium chloride and PROP concentrations, a cut-off point stated in the literature, and the sum of ratings given to PROP solutions. Applying these criteria, 61% of the panel received a reliable sensory typification. These findings show the need to design objective tests to evaluate the genotypic characteristics underlying the phenotypic typification.

Keywords: sensory methodology, taste testing, phenotypic type, bitterness, 6-N-Propyl Thiouracil


INTRODUCCION     

Hay diferencias individuales de gusto debido al rasgo fenotípico supergustador (SG), gustador (G), o no gustador (NG) del amargo de   6 - n - propil - tiouracilo (PROP) (Bartoshuk, 2000).  Existe una ceguera gustativa, descubierta  por Fox, un químico que al sintetizar feniltiocarbamida notó que era insípida para él y muy amarga para sus colegas (Duffy y Bartoshuk, 2000).  El gusto de PROP resulta extremadamente amargo para un 25 % de la población (SG), medianamente amargo para el 50 % (G) y es insípido o sólo ligeramente amargo para el restante 25 % (NG) (Ditschun y Guinard, 2004).

Los individuos SG de PROP, con mayor densidad de receptores gustativos perciben más intensamente: los dulces, los irritantes como alcohol y capsaicina (Bartoshuk, 1993),  las propiedades táctiles de las grasas como cremosidad y aceitosidad (Tepper y Nurse, 1997), el amargor, acidez y astringencia de los vinos tintos (Pickering et al., 2004) y tanto el gusto amargo como dulce de la sacarina en la concentración habitual en bebidas dietéticas (0,001-0,0015M) (Bartoshuk, 1979). Esta elevada sensibilidad en la percepción gustativa hace que los SG rechacen este tipo de alimentos (Drewnovski et al., 1997).

Por otra parte individuos NG de PROP, con baja densidad de receptores gustativos muestran hábitos alimenticios que incrementan los riesgos de enfermedad cardiovascular tales como alta ingesta de alcohol, aumento del consumo de alimentos dulces y de alto tenor graso.

La principal estrategia preventiva para disminuir la incidencia de estas patologías es incrementar el consumo de fitoquímicos dietarios. Estos fitoquímicos, presentes generalmente en frutos y vegetales, son amargos.  El carácter gustador tiene valor predictivo de la ingesta de amargos, de allí que tipificar este rasgo en la población reviste suma importancia tecnológica.

Para tipificar a los individuos por su fenotipo se emplearon diversos procedimientos sensoriales. Con papel de filtro embebido en una solución saturada de PROP se cuantificó el amargor aplicando una  escala de nueve categorías (Bartoshuk et al., 1994; Drewnowski et al., 2001).  Inicialmente diseñado para clasificar a G y NG, se lo utiliza en la actualidad para una clasificación rápida de potenciales G, NG y SG en amplias muestras poblacionales (DiCarlo y Powers, 1998).

Otra manera de diferenciar G y NG se basó en la determinación de los umbrales de detección de PROP que se ajustan a una distribución bimodal (Bartoshuk, 1993).  Sin embargo, los umbrales no permiten distinguir G de SG.

En la última década se difundió la cuantificación supraumbral de amargor de PROP (Bartoshuk et al., 1994).  Los evaluadores cuantificaron mediante estimación de la magnitud la intensidad de amargo de cinco concentraciones de PROP y la intensidad de salado de cinco concentraciones de cloruro de sodio (NaCl) actuando esta última modalidad gustativa como control. 

Para clasificar a los evaluadores se calcularon las proporciones de las estimaciones de PROP versus las de NaCl para las dos concentraciones superiores. Relaciones menores de 0,4 indicaron carácter NG y relaciones superiores a 1,2 carácter SG. Drewnowski et al. (1997) aplicando una escala de categorías de nueve puntos, propusieron extender el cálculo de la relación a las cinco concentraciones de cada compuesto y establecer en 1,6 el punto de corte entre G y SG.  El procedimiento fue ulteriormente aplicado con escalas no estructuradas, por ejemplo líneas de quince centímetros (Tepper y Nurse, 1997) y una escala semántica de magnitud (Tepper et al., 2001) propuesta por Green et al. (1993) y denominada “labeled magnitude scale” (LMS). Es una escala gráfica híbrida entre categorías y proporciones que evita la limitación de respuestas perceptivas de las típicas escalas de categorías, por ejemplo la de nueve puntos.

El objetivo de este trabajo consistió en tipificar a un grupo de voluntarios según la capacidad de percepción del gusto amargo del 6-n-propil tiouracilo (PROP).  Se analizan los fenotipos resultantes aplicando diferentes metodologías y criterios de tipificación.

MATERIALES Y METODOS

Realizaron la tipificación 26 participantes (15 mujeres y 11 varones) alumnos del curso de Fisiología y miembros del grupo de investigación de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires. A los voluntarios con una edad promedio + desvío estándar = 25 + 6,7 años se les informó los criterios de exclusión de la prueba (embarazo, hipotiroidismo, cualquier otra patología o uso de medicación) y todos ellos firmaron un consentimiento informado.

Los evaluadores participaron de dos experimentos. En el primero debieron realizar la elección forzada (EF) de la muestra amarga al presentárseles dos trozos de papel de filtro, uno embebido en PROP 10mM y otro papel embebido  en agua destilada.  Luego de colocar en la punta de la lengua cada uno de ellos debieron elegir el que presentaba gusto amargo y asignarle un puntaje en una escala de 1 a 9 (donde 1 = “para nada amargo” y 9 = “extremadamente amargo”).

En segundo término realizaron la estimación de la intensidad de gusto de una serie de soluciones de NaCl (N1=0,01, N2=0,032, N3=0,1, N4=0,32 y N5=1,0 M) y de PROP (P7=0,032, P9=0,1, P11=0,32, P13=1,0 y P15=3,2 mM) disueltos en agua destilada.

Para la evaluación de la intensidad percibida los voluntarios utilizaron cuatro escalas diferentes: a) una escala de nueve puntos (E9P) donde 1 es apenas amargo y 9 significa extremadamente amargo, b) estimación de la magnitud (EM) donde el evaluador asigna un número libremente al patrón (cualquiera de las tres concentraciones intermedias) y sobre la base de dicha estimación asigna  números a las siguientes muestras de acuerdo a la intensidad percibida, c) escala no estructurada (ENE) cuyos límites fueron nada y extremo y d) una escala semántica de magnitud (LMS) cuyos extremos se indicaron como nada amargo y el amargo más intenso imaginable.  El orden de presentación de las escalas fue balanceado entre los participantes y el orden de presentación de las soluciones fue aleatorio para cada compuesto, pero las muestras de PROP siempre se evaluaron luego de las de NaCl. 

Se analizó la respuesta de los voluntarios de acuerdo a los siguientes criterios:

1) Según los puntajes asignados por EF se categorizó cada evaluador como NG (1-2), G (3-7) y SG (8-9). 

2) Los juicios de intensidad de salado y amargo se representaron en función de los cinco niveles de concentración  para todos los evaluadores y las cuatro escalas utilizadas.  Cada evaluador se clasificó teniendo en cuenta que en los NG los juicios de PROP son menores que los de NaCl, en los G no hay diferencias entre ambos, y finalmente los SG deben mostrar juicios de mayor magnitud para PROP. La clasificación final por este criterio incluye las relaciones obtenidas mediante las cuatro escalas.

3) Se calculó la relación ((P7/N1 + P9/N2 + P11/N3 + P13/N4 + P15/N5)/5)  donde valores superiores a 1,6 indican que el individuo es SG (Drewnowsky et al, 1997).  Este procedimiento se adoptó con las respuestas obtenidas mediante E9P.

4) Se sumaron los puntajes asignados a las soluciones de PROP obtenidas aplicando E9P.  Se ordenaron las respectivas sumas de los valores asignados a PROP por los voluntarios.  Se seleccionó el primer cuartil de la distribución que equivale al 25% de NG y se establece dicho límite como punto de corte.

Para la clasificación final, una vez examinadas las respuestas de los evaluadores con los cuatro criterios, se diseñó la tabla 1 de triple entrada donde se consideró a los criterios 1 y 2 por separado y a los criterios 3 y 4 en conjunto porque proveen información complementaria. Las combinaciones posibles se muestran en la Tabla 1.

Tabla1: Fenotipos posibles.

Criterio 2

Criterio 1

Criterios
3 - 4

SG

G

NG

SG

SG

SG

SG?

SG

SG

SG

G?

?

G?*

SG

SG?

?

NG?

NG

G

SG

G

?

SG

G

G?

G

G?

G?*

G

?

G

NG

NG

NG

SG?

?

NG?

SG

NG

?

G?

NG

G?*

NG

NG?

NG

NG

NG

A partir de las 7 categorías resultantes SG, SG?, G, G?, NG, NG? y (?) en la Tabla 1 se tipifica fenotípicamente a todos los voluntarios. Así por ejemplo, si el voluntario es SG según los criterios 1, 2 y 3 la tipificación final es SG.  En cambio si es SG según los criterios 1 y 2 y NG por el criterio 4 la tipificación final corresponde a una categoría dudosa (SG?).  Finalmente si el voluntario es SG (criterio1), G (criterio 2) y NG (criterio 4) queda indefinida (?) su tipificación.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 2 se presenta la tipificación de los voluntarios según los cuatro criterios expuestos y la clasificación final.  Además, para esta decisión final se consideraron las combinaciones indicadas en la Tabla 1 de fenotipos posibles. Al evaluar de esta manera conjunta pudo tipificarse al 96% de los voluntarios.  Con certeza se tipificó al 61% resultando en 5 NG (19%), 6 G (23%) y 5 SG (19%).  Para el 35% restante se obtienen tipificaciones dudosas que se distribuyen en 8 G? (31%) y 1 SG? (4%).

Tabla 2: Tipificación según criterios y clasificación final
(CF) de los voluntarios

Ev.N°

CRITERIOS

CF

1

2

3

4

1

G

NG

G?

2

SG

NG

?

3

NG

SG

SG

SG?

4

NG

NG

NG

NG

5

SG

SG

SG

SG

6

G

G

G

7

G

SG

SG

SG

8

G

?

G?

9

G

NG

G?

10

NG

NG

NG

NG

11

G

G

G

12

G

NG

G?

13

G

G

NG

G

14

G

?

SG

G?

15

G

?

G?

16

G

SG

SG

SG

17

G

G

G

18

NG

?

NG

NG

19

G

G

G

20

NG

NG

NG

21

G

G

G

22

SG

SG

SG

SG

23

NG

G

G?

24

NG

NG

NG

NG

25

SG

G

G?

26

G

SG

SG

SG

Estas proporciones concuerdan razonablemente con las expresadas en la bibliografía para la población caucásica (Ditschun y Guinard, 2004).  Del mismo modo, estos resultados apoyan los hallazgos de Ditschun y Guinard (2004) para quienes aproximadamente un 30% de los participantes no muestra una tipificación precisa.

En la Figura 1 se muestran ejemplos de los patrones de respuesta para evaluadores que resultaron clasificados finalmente como NG, G y SG. Con el sólo efecto de mejorar la visualización se eligió representar los resultados obtenidos con una de las escalas de categorías (E9P) y otra de proporciones (LMS).

Fig1. Relaciones estímulo-respuesta para amargor de PROP y salado de NaCl según fenotipo NG, G o SG. (--o--NaCl E9P; --∆-- NaCl LMS; −o− PROP E9P; −∆− PROP LMS).

Se observa que para ambas escalas los patrones de respuesta siguen la misma tendencia indicada según sea carácter NG, G o SG.

Los valores extremos para el evaluador 22 que es SG, muestran, sin embargo, diferencias apreciables entre ambas escalas. Al evaluar con la E9P se observa un efecto de tope en el extremo superior, anclando los juicios en 9. En cambio, con la escala LMS se reflejan mejor los cambios de magnitud percibidos para amargo y salado (Bartoshuk, 2000).

Es posible analizar los resultados de tipificación logrados al aplicar cada criterio en particular.

La prueba de selección de la tira de papel embebido en 10 mM PROP (criterio 1) ofrece resultados coincidentes con la clasificación final en un 50% de los casos.  Sin embargo, subestima la proporción de SG, sólo comprueba que hay un 15% de voluntarios en esta categoría.  Una posible explicación es que los evaluadores evitan la formulación de juicios extremos en esta condición experimental.

El criterio 2 que demuestra el crecimiento del amargor de PROP relativo al del salado de NaCl coincide en un 58% de los casos con la clasificación final y y en cerca de la mitad de los casos (46%) con la clasificación obtenida con el criterio 1. Para el resto de los voluntarios genera categorías vecinas (NG/G ó SG/G), categorías opuestas (NG/SG) o patrones indefinidos de respuesta (?).

La decisión centrada en los criterios 3 y 4 evaluados en conjunto ofrece un 65% de concordancia con la clasificación final de tipificación. Esta eficiencia se logra porque se obtiene una visión complementaria en la búsqueda de los fenotipos para PROP. Así el criterio 3 permite confirmar la presencia de SG y el criterio 4 la de NG. Específicamente para este último criterio se estableció experimentalmente el punto de corte para evidenciar a los NG.  Aquellos voluntarios cuyas estimaciones para las cinco soluciones de PROP sumadas quedaron incluidas dentro del primer cuartil de la distribución (valor límite 16) resultaron NG. Los voluntarios que no resultaron SG (criterio 3) ni NG (criterio 4) se califican como no NG y no SG.  Esta categorización es equivalente a un G? que puede ubicarse tanto en el límite entre G y NG como en el límite entre G y SG. En la Tabla 2 se observa que hay 14 G?, 12 de los cuales resultaron G aplicando los criterios 1, 2 o ambos.

Este análisis pormenorizado de los resultados pone en evidencia la dificultad para tipificar a los evaluadores desde el punto de vista fenotípico lo que refuerza la necesidad de emplear técnicas  objetivas en estudios de tipificación como técnicas de biología molecular para evaluar características genotípicas. Se sabe que existen polimorfismos en los receptores involucrados para la percepción del amargo (Ueda et al., 2001). Algunos de estos polimorfismos involucran cambios en la secuencia primaria de estos receptores, y estos cambios podrían manifestarse en variaciones individuales en la habilidad para percibir el amargor del PROP.  El estudio y la tipificación de estos polimorfismos, y cómo  alteran o no el carácter gustador, ayudaría a establecer una correlación  entre la tipificación fenotípica dudosa y la tipificación genotípica objetiva de los G, NG y SG al PROP.

CONCLUSIONES

La tipificación fenotípica según la percepción del gusto amargo del 6-n-propil-tiouracilo (PROP) utilizando las metodologías y criterios expuestos, posibilitó la clasificación del 61% del grupo de voluntarios con certeza. Estos hallazgos evidencian la necesidad de diseñar pruebas objetivas para evaluar las características genotípicas subyacentes a la tipificación fenotípica.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece el financiamiento recibido de la Secretaría de Ciencia y Técnica de la Universidad de Buenos Aires mediante el subsidio B- 039 de la Programación Científica 2004 – 2005. 

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