NEW PERSPECTIVE ON TASTE: EXPLORING ASSOCIATION AMONG ORAL PERCEPTION, TONGUE PHYSIOLOGY AND ORAL MICROBIOTA COMPOSITION

Background: Food choices and eating habits are a complex behavior mediated by a number of biological and environmental factors. Taste is considered one of the main predictor of individual food selection and varies greatly among individuals. Thus, there is a considerable interest in understanding how, and to what extent, individual variability can determinately contribute to explain food preferences and behaviors. Moreover, with increasing prevalence of diseases related to over nutrition, there is considerable interest in identifying the factors that could predispose individuals to such disease by influencing dietary decisions. Given that it has been recently proposed that the microbiota could affect individuals’ eating behaviors and food preferences, and the composition of such microbiota appears to have an important but still unclear role in obesity development, a novel approach to inquiry into the relationship between obesity, taste sensitivity and oral microbiota composition seems required. Aim: The general aim of this thesis is to explore taste perception in relation to different variables, using a multidisciplinary approach. Specifically, the activities were devoted to: i) explore inter individual differences in taste perception and their relationship with the composition of oral bacteria and food intake; iii) investigate cross-cultural preferences in oral processing behaviors in Asian and Caucasian consumers and how these may be related to lingual tactile acuity and the density of fungiform papillae on the anterior part of the tongue; iii) investigate among host related factors (such as taste perception and oral microbiota composition) that are proposed as potential causes affecting childhood weight gain. Results: The findings of the present thesis confirmed that 6-n-propylithiuracil (PROP) responsiveness could be used as an reliable index for general taste sensitivity. Moreover, interindividual differences in taste perception were found to influence habitual food consumption and intake. No direct correlations between tactile acuity and PROP responsiveness or Fungiform Papillae Density (FPD) were found. Moreover, cross-cultural differences in preferred oral processing behaviors and taste sensitivity have been found in the two population cohorts considered, with Asian subjects predominantly preferred to manipulate foods between the tongue and roof of the mouth and showed a greater FPD and PROP responsiveness. Regarding the factors that could predispose individuals to obesity disease, the present results showed that taste sensitivity occurred differently accordingly to subjects’ nutritional status. In particular, obese children and adolescents presented a lower ability in correctly identifying taste qualities compared to the group of normal-weight. Moreover, the oral microbiota composition seems to have a role in influencing and modulating taste perception, as well as some taxa are found to be positively associated with vegetable-rich (Prevotella) or protein/fat-rich diets (Clostridia). Conclusions: The present thesis could help shed light on the complexities of human eating behavior, understanding how and which host-related factors could affect people food choices and habits. Moreover, these outcomes could be used as a starting point to: i) help food industries in developing food products that match different consumers’ needs and ii) aid to develop further strategies for obesity prevention and therapy. Lastly, the potentiality of this multidisciplinary approach opens new avenues of research by highlighting associations between sensory and consumer science, food technology and nutrition.

Introduzione: Le scelte e le abitudini alimentari sono un comportamento complesso mediato da una serie di fattori biologici e ambientali. Tra questi, il gusto è considerato uno dei principali fattori coinvolti nelle scelte alimentari e varia notevolmente da individuo a individuo. Pertanto, vi è un notevole interesse nel comprendere come, e in che misura, la variabilità individuale possa contribuire in modo determinante a spiegare le preferenze e i comportamenti alimentari. Con la crescente prevalenza di malattie legate all'eccessiva alimentazione si è sviluppato, inoltre, un notevole interesse nell'individuare i fattori che potrebbero predisporre gli individui a tali patologie, influenzando le loro scelte. Recentemente, è stato proposto che anche il microbiota potrebbe influenzare i comportamenti e le preferenze alimentari degli individui e che la sua composizione possa avere un ruolo importante, tuttavia ancora poco chiaro, nello sviluppo dell'obesità. Pertanto, ci è apparso necessario e innovativo approfondire l’ancora inesplorata relazione tra la sensibilità gustativa, l’obesità e la composizione batterica orale. Obiettivo: l'obiettivo generale di questa tesi di dottorato è quello di esplorare la percezione sensoriale in relazione a differenti variabili, applicando un approccio multidisciplinare. In particolare, le attività svolte sono state indirizzate a: i) esplorare le differenze inter-individuali nella percezione gustativa e studiare la loro relazione con la composizione batterica orale e l'assunzione di cibo; ii) studiare le differenze interculturali tra consumatori asiatici e caucasici nelle preferenze di consistenza e sensibilità gustativa e tattile; iii) indagare in che misura la percezione gustativa e la composizione del microbiota orale possano essere considerate potenziali cause nell'aumento del peso corporeo in età scolare. Risultati: I risultati hanno confermato come la sensibilità al 6-n-propiltiuracile (PROP) risulti un indice affidabile per valutare la sensibilità gustativa generale. Inoltre, è stato evidenziato come le differenze interindividuali nella percezione gustativa influenzino il consumo e l'assunzione di cibo. Non sono state trovate correlazioni dirette tra sensibilità tattile, sensibilità al PROP o la densità di Papille Fungiformi (FPD). Sono state riscontrate, inoltre, differenze legate alle preferenze di consistenza e sensibilità gustativa tra le due popolazioni considerate, evidenziando come i soggetti asiatici preferiscano manipolare prevalentemente gli alimenti tra la lingua e il palato e presentino una maggiore sensibilità al PROP e una maggiore densità di PF. Per quanto riguarda i fattori che potrebbero predisporre gli individui all’obesità, i risultati attuali hanno mostrato come i soggetti obesi presentino una distorta sensibilità gustativa rispetto ai soggetti normopeso. In particolare, i bambini e gli adolescenti obesi sembrano essere caratterizzati da una minore capacità di identificare correttamente i gusti rispetto al gruppo di normopeso. Inoltre, la composizione del microbiota orale sembra avere un ruolo nell'influenzare e modulare la percezione gustativa e, inoltre, alcuni taxa sono risultati positivamente associati a diete ricche di verdure (Prevotella) o ricche di proteine/grassi (Clostridia). Conclusioni: La presente tesi potrebbe aiutare a comprendendo come e quali fattori abbiano un’influenza sulle scelte e sulle abitudini alimentari delle persone. Questi risultati, inoltre, potrebbero i) essere un punto partenza per le industrie alimentari nello sviluppo di prodotti che soddisfino le diverse esigenze dei consumatori e ii) aiutare a sviluppare ulteriori strategie per la prevenzione e la terapia dell'obesità. Infine, le potenzialità di questo approccio multidisciplinare potrebbero aprire nuove possibilità di ricerca mettendo in luce associazioni ancora non indagate tra le scienze sensoriali, le tecnologie alimentari e la nutrizione.