商鞅变法内容:Gustatory responses of pigs to various natural and arti?cial compounds known to be sweet in man

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/05/02 01:37:10

Food Chemistry 68 (2000) 375±385

Rapid communication

www.elsevier.com/locate/foodchem

Gustatory responses of pigs to various natural and  articial compounds known to be sweet in man

D. Glaser a,*, M. Wanner b, J.M.  Tinti c, C. Nofre c

aAnthropological Institute and Museum, University of Zuèrich-Irchel, Winterthurerstrasse 190, 8057 Zuèrich, Switzerland

bInstitute of Animal Nutrition, University of Zuèrich, Switzerland

cFaculte de Medecine R.T.H.  Laennec, Universite Claude Bernard, Lyon, France

Received 4 June  1999; received  in revised  form;  accepted 16 September 1999

Abstract

The  gustatory preferences in pigs towards 33 compounds known to be sweet in humans were evaluated through a specic two- choice  preference method. All the 14 carbohydrates tested  are preferred over water,  sucrose  being  the most  e€ective. Sucrose  and fructose response intensities are  identical in pigs and  humans but  lactose, maltose, d-glucose and  d-galactose are  two  times  less ecient in pigs. The molar order of e€ectiveness is sucrose  > d-fructose > maltose=lactose > d-glucose > d-galactose, roughly similar  to humans. As in humans, d-glucose, l-glucose and methyl  a-d-glucopyranoside display  equal  potency, while methyl  b-d- glucopyranoside is ine€ective. The 7 polyols tested  are attractive; xylitol is the preferred one, being as e€ective as sucrose. Out of 12 intense  sweeteners tested, 7  are  ine€ective (aspartame, cyclamate, monellin, NHDC, P-4000,  perillartine, thaumatin), and  5 are attractive (acesulfame-K, saccharin, alitame, dulcin,  sucralose), but  with a much  weaker  eciency (acesulfame, 18   less; saccharin,

65   less) than  with humans. # 2000 Elsevier  Science Ltd.  All rights  reserved.

1.  Introduction

The  aim  of the  present study  was to  investigate how the   pig  (Sus  scrofa  domesticus)  responds to  various compounds known to  be  sweet  in  man  via  a  method derived from  the well-known `two-bottle preference' test originated by Richter (see Richter, 1942). By means  of this  behavioural method, with  some  modications to adapt the  test  to  the  pig,  we were  able  to  determine, semi-quantitatively,  the  preference of  this  animal   for various compounds, and,  at  least  for  the  compounds described  as sweet  by man,  and  to  infer  that  the  com- pounds which  are  clearly  attractive to  the  pig  should also  be perceived  as `sweet'  to this  animal.  Thanks to the   Richter-type  drinking  test,   it  is  in  fact   already known that  pigs exhibit, over water,  a strong preference for aqueous solutions of sucrose  (the most  strongly pre- ferred sugar by pigs), glucose (Baldwin, 1976; Kare,  Pond

& Campbell,  1965; Kennedy  & Baldwin, 1972),  lactose (Kare  et al., 1965), and sodium saccharin (Baldwin, 1976; Kennedy & Baldwin, 1972), but not for aqueous solutions

*  Corresponding author.

of sodium cyclamate (Baldwin, 1976; Kennedy & Baldwin,

1972).  Further,  through  electrophysiological measure-

ments, it has been  shown  that  several other  compounds

tasting sweet  to  humans, such  as  monellin, thaumatin

(Hellekant, 1976), aspartame or superaspartame (Helle-

kant   &  Danilova, 1996),  do  not  elicit  any  signicant

neural responses in the  chorda tympani nerve  of pigs.

From  these data,  it was concluded  that these compounds

do not taste sweet to pigs (Hellekant & Danilova, 1996).

The  purpose of the current work  was to go deeper  into

our  understanding of  the  responses of  pigs  to  various

compounds sweet to humans, by analysing the gustatory

behaviour  of  pigs   towards  15  carbohydrates,  seven

polyols,  and 12 various natural or articial compounds

and  some  commercially used  as  sweetening  agents  for

humans.

2.  Animals, method and materials

2.1.  Animals

Seventy-ve   pigs   (39   males   and   36  females,   2±4 months old) were used for this study.  Experiments were

0308-8146/00/$ - see front  matter # 2000 Elsevier  Science Ltd.  All rights reserved. PII :  S0 308 -8 146 (9 9)00 212 -5 

376  D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385

carried out  over a period of 2 years  with  eight  di€erent groups. During the  test  periods, pigs  were  housed in individual cages (2 m   3 m), each  of them  being  equip- ped with an automatic water  supply  freely accessible.

2.2.  Method

The   method  employed is  an  adapted Richter-type drinking test,  derived   from   the  two-bottle preference test previously used  by Kare  et al. (1965) and  Kennedy and   Baldwin   (1972)  in  pigs.  Two  containers D  one containing plain  water,  the  other  the  compound to  be tested  dissolved in water  D are supplied to the animal. The  consumption of  the  tested  solution  is  then  mea- sured   relative   to  that   of  water.   In  order to  test  the greatest number  of  compounds, the  problem encoun- tered  with  pigs  is the  volume  of the  solutions ingested (several  litres  per  diem  for  a  strongly preferred solu- tion),  these compounds often  being very expensive.

To  overcome these  technical and  nancial  obstacles, the original Richter procedure was modied by carrying out   a  preliminary training  session  before   the  testing session  proper, so that  the pigs would  acquire the habit of sampling before  drinking. Every  naive  pig was  thus trained  to   make   a   choice   between  two   containers (buckets), one  with  tap  water,  the  other  with  a 100 g/l sucrose  solution  which  is highly  attractive to pigs. This training is easily  performed thanks to the  innate pre- ference of pigs for sugar  and to their  aptitude for being easily conditioned. In fact,  pigs are very quick  to locate the sweet-tasting solution  (by using  a few licks, without drinking, to evaluate the  taste  quality) and  to drink its total  volume  (250  ml)  (in  less  than  1 min),  while  the volume  of the  water  control remains practically unchanged. To  avoid  any  forced  choice  and  favour a real  preference, the  animals  always  had  free  access  to their   usual   automatic water   supply,   even  during   the testing  sessions.  As  previously observed with  primates (Steiner   &  Glaser,  1984,  1995),  various  other   beha- vioural  clues  (postural  positions,  movements  of  the head,  frequency of licking,  etc.)  were  also  observed in association with consumption of the sweet solution. The main taste-induced hedonic behaviour  expressions eli- cited  in pigs by the  sweet-tasting solution  are  the  head oriented towards the  stimulus, eager  drinking, a quick swallow   and   sucking-smacking,  as  illustrated  in  an available video  tape  (Glaser, Tinti,  Nofre & Wanner,

1997);  with  a  bitter-tasting solution  (a  quinine hydro- chloride  solution at  a  concentration of  49 mg/l),  pigs show  a typical  behaviour of rejection: no  consumption of the solution and  several behavioural clues associated with the  bitter taste,  such as the  head  withdrawn from the  stimulus  and  head  shake,  as illustrated in the  same video tape  (Glaser  et al., 1997).

Thus,  after  the  training session,  each  pig knows  that one of the two buckets may contain an attractive `sweet'

substance.  It  was  observed  that   a  time  generally of about 10±20 s is sucient for  a trained pig to  make  a rapid  choice,  through two  or  three  licks,  between the two options, and to drink the preferred ˉuid greedily,  or to move away denitively (with no further interest  in the experiment)  if  an   appealing  solution  has   not   been detected.   The   standard  duration   for   each   tasting experience was thus  xed at only  1 min.  Moreover, this brief-exposure procedure, which minimizes  the ˉuid consumption, also  has  the  advantage of  avoiding any possible  postingestional factor, such  as  caloric  regula- tion  or physiological aversion. The  consumption di€er- ences between  the water  control and  the preferred sapid solution are always important: generally  a few millilitres for  the  water  control versus  the  total  volume  (250 ml) for the preferred ˉuid. The  responses to ascending con- centrations of the tested  substances (the  concentrations usually   progressed such  that   each  level  was  twice  as great   as  the  one  before)   are  denoted by  a  `+'  sign (strong  preference) if the  tested  solution  represents  at least  80%   of  the  `percentage intake'  (volume  of  test solution consumed/volume of total  ˉuid consumed from both  test  solution  and  water  control  100), or by a `' sign  in the  other  cases,  which  can  then  denote  a weak preference for,  an  indi€erence to,  or  a rejection of the test solution (see Fig. 1).

To validate the results,  each experiment was generally duplicated with  two  di€erent groups  out  of  the  eight groups   of  pigs  used  during   the  2-year  period   of  this study, except for some expensive and/or weakly e€ective compounds which,  to avoid  excessive costs,  were tested on  only  one  group of pigs and/or on  a limited  number of animals.

Fig.  1.  Data analysis: a summarized diagrammatic presentation of the relationships  between taste  stimulant  concentrations and  gustatory responses (adapted from  Goatcher & Church, 1970). Note  that `per- centage intake' means:

Test solution intake

Total fluid intake     100:

The  gustatory responses are considered as positive  (+) for a percen-  tage intake of 80±100% (in the zone  of strong preference), and  nega- tive () below  80%  (in the zones  of weak  preference, indi€erence or rejection).

D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385 377

2.3.  Materials

Special stainless steel containers, with a conical shape,

Table  1

Gustatory  responses of  pigs  to  seven  monosaccharides  known to  be

sweet in humans

were  designed  to allow  the  pig full access  to  the  water

control and  to  the  tested  solution. This  specic shape

makes  it possible  to reduce  the quantity of the ingested

solutions to an acceptable volume  (250 ml), which limits

Carbohydratesa Concentrations Number of pigs

mmol/l  g/l

Pentoses

Gustatory responsesb

the  pig's  insatiability towards `sweet' solutions and  the

cost  of trials  with  expensive  compounds. The  two  con-

tainers are attached with  brackets to a wall of the cage,

in a random left±right position to  prevent choices  that

could  be based  on the place  of containers. Experiments

started in the  morning (at  about  9.00 a.m.)  and  lasted

about half-an-hour. During this  period, no  more  than

two  or  three  trials  were  carried out  with  each  animal.

All  the  chemicals   tested  were  of  commercial origin (see footnotes `a' in Tables  1, 2, 3 and 5 below),  except for  alitame and  P-4000  which  were  synthesized as  by Brennan and  Hendrick (1981)  and  Verkade, Van  Dijk and  Meerburg (1946), respectively.

3.  Results

Pigs have  a gustatory preference for all the 15 carbo- hydrates tested  over  water  (Tables  1 and  2); sucrose  is the  most  preferred carbohydrate  (Table   2).  Pigs  also have   a  marked  preference for  all  the  seven  polyols examined   versus   water;   xylitol   is  the  most  preferred polyol, being  approximately as e€ective as sucrose  on a molar basis (Table  3).

A  comparison  (on   a  molar  basis   with   regard to sucrose)  between  the  sweetness  potencies of these  com- pounds in humans  and  their  preferences in pigs  shows that  their  relative  e€ectiveness order in pigs closely par- allels their  relative  potencies in humans, except  for xyli- tol  which  shares  the  rst place  with  sucrose,  and  for sorbitol,  d-galactose,  d-xylose    and   d-ribose  which appear to  be  in  a  higher   rank   in  pigs  (Table   4).  In humans as in pigs, d-fructose is, on a molar basis,  half as potent as sucrose  (Table  4). Further, the  d- and  l- enantiomeric forms  of  glucose  display  an  equal  e€ec- tiveness,  both  in humans and in pigs (Table  4).

However,  the  results   obtained  with 12  articial  or natural compounds known to  be sweet  in humans are more  disparate (Table 5). Only  ve compounds D i.e. acesulfame-K,  alitame,  dulcin,  saccharin and sucralose D are  able  to  elicit  a preference in pigs;  the seven  others D  i.e.  aspartame,  cyclamate, monellin, NHDC, P-4000,  perillartine and  thaumatin D do  not elicit any  appeal in pigs, even for solutions several  tens of times  more  concentrated than  needed to  induce  an explicit  sweet  perception in humans (except  for  P-4000 which is too poorly soluble to test concentrated solutions).

d-Ribose  233.79  35.10  4  4+

150.00  22.52  2  2

d-Xylose  116.89  17.55  2  2+

58.44  8.77  2  2

Hexoses

d-Fructose  29.14  5.25  10  10+

15.54  2.62  12  8,4+

7.27  1.31  16 7,9+

3.60  0.65  4  4

87.42  15.75  10  3,7+

58.28  10.50  4  4

d-Glucose  116.56  21.00  12  12+

87.42  15.75  10  4,6+

58.28  10.50  13  10,3+

29.14  5.25  15  12, 3+

14.57  2.62  2  2

l-Glucose 116.56  21.00  5  5+

87.42  15.75  2  2

58.28  10.50  6  6

d-Mannose  116.56  21.00  2  2+

58.28  10.50  2  2

from  Fluka; d-fructose, d-galactose and d-glucose, from  Merck.

b   + Indicates a preference when the tested  solution represents 80%

or more of total  ˉuid intake from both  test solution and water  control;

, an indi€erence or a rejection in the other  cases.

Note   that   the   acesulfame  and   saccharin  molecules, which  share  common molecular structural features, are both  preferred in pigs,  but  that  alitame and  aspartame induce  opposite taste  responses in  pigs,  alitame being undoubtedly attractive, aspartame not  being  so. For  all the   compounds  attractive  to  pigs,   the   comparison (always  on  a molar basis  relative  to  sucrose),  between their  preferences in pigs and  their  sweetness  potencies in man,  shows  that  their  e€ectiveness in pigs  is markedly lower  (from    25 times for  sucralose to    120 times for dulcin)  than  that  necessary  in humans for matching the sweetness  level of a 2% (58.4 mmol/l) sucrose  solution (Table  6).

4.  Discussion

The  present data highlight several  basic  similarities between  the gustatory responses of pigs and of humans to various carbohydrates and  polyols.

Thus,  the lowest concentration of sucrose  clearly  pre- ferred in all the animals tested (   14 mmol/l) (Table 2) is

378  D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385

very close to the detection and recognition thresholds of sucrose  in humans, which  are about 10 and  17 mmol/l, respectively (Amerine, Pangborn & Roessler, 1965a).

The  relative   molar order  of  the  carbohydrate  e€ec- tiveness   in  pigs   roughly   mirrors  the   relative   molar

Table 2

Gustatory responses of pigs to seven oilgosaccharides and to one het- eroside  known to be sweet in humans

a

sweetness  potency  order in humans (Table  4), except for d-galactose, d-xylose  and  d-ribose. Thus,  if we consider the main nutritive carbohydrate sweeteners, the order of e€ectiveness, on a molar basis, is for humans: sucrose > d- fructose > maltose=lactose > d-glucose  > d-galactose (Table 4), while this order for pigs is: sucrose > d-fructose

> maltose=lactose > d-glucose=d-galactose (Table  4). Note that in rats, this order is somewhat di€erent: maltose

> d-fructose=lactose > sucrose   > d-glucose > d- galactose (Richter & Campbell, 1940; Tonosaki & Beid-

Disaccharides

mmol/l  g/l

of pigs

responsesb

Amazingly, d-glucose (in  fact,  d-glucopyranose) has the  same  e€ectiveness as its  enantiomeric form,  l-glu- cose  (l-glucopyranose),  both   in  pigs  and   in  humans

Lactose.H2O  100.00  36.03  2 2+

58.42  21.05  10 2,8+

43.71  15.75  10 8,2+

29.14  10.50  4  4

Maltose.H2O  100.00  36.03  24 24+

58.42  21.05  24 10,14+

43.71  15.75  12 9,3+

29.14  10.50  12 12

Melibiose 116.85  40.00  4 4+

58.42  20.00  4 2,2+

43.82  15.00  4 2,2+

29.21  10.00  4 3,1+

14.60  5.00  4  4

Sucrose  14.60c  5.00  12 12+

7.30c  2.50  18 8,10+

5.84  2.00  12 12

(Table  4),  which  is in  favour of  a similar  symmetrical

arrangement of  the  recognition sites  which  bind  both

these  chiral  (dissymmetrical) mirror-image molecules  in

the  porcine receptor as well as in the  human  receptor.

As  a  result,   as  postulated  for  the  human   sweetness

receptor by two of us (Nofre & Tinti,  1996), the porcine

receptor interaction  sites  of  these  two  molecules  with

opposite handedness are possibly a lysine residue  NH+

group associated with two aspartate or glutamate residue

Table  3

Gustatory  responses of  pigs  to  seven  polyols  known to  be  sweet  in

humans

Trehalose 116.85  40.00  4 4+

87.64  30.00  6 4,2+

43.82  15.00  4  4

Trisaccharides

Polyolsa Concentrations Number

of pigs mmol/l g/l

Tetrols

Gustatory

responsesb

Melezitose.H2O Ranose.5H2O

dl-Threitol  116.27  14.20  6  6+

87.20  10.65  2  2

Erythritol 234.19  28.60  4  4+

175.64  21.45  2  2

Pentols

Heterosided

Methyl a-d-gluco-

pyranoside

a     Lactose, maltose, sucrose, trehalose, ranose and  methyl   a-d- glucopyranoside are  compounds from  Fluka; melibiose and  melezi- tose, from  Sigma.

b   + Indicates a preference when the tested  solution represents 80% or more of total  ˉuid intake from both test solution and water  control; , an indi€erence or a rejection in the other  cases.

c      Note   that   these  values  in  pigs  are  close  to  the  detection and recognition thresholds of  sucrose  as  obtained in  humans, which  are about 10  and  17  mmol/l respectively (Amerine et  al.,  1965a).  This

observation argues  in  favour of  a roughly similar  mechanism in the

interaction of sucrose  with the pig and the human sweetness receptors, and  substantiates our  choice  of  adopting sucrose   as  the  sweetness

standard preference in pigs.

d    Note    that   methyl   b-d-glucopyranoside,  which   is   unsweet   in

humans (unlike  its a  anomer), does  not  elicit any preference in pigs,

these   animals being  indi€erent  towards concentrations  of  58.39  to

116.78 mmol/l of this compound.

a     dl-Threitol, d-arabitol, ribitol, xylitol   and  sorbitol  are  com- pounds from  Sigma;  erythritol, from Fluka; mannitol, from  Merck.

b   + Indicates a preference when the tested  solution represents 80%

or more of total  ˉuid intake from both  test solution and water  control;

, an indi€erence or a rejection in the other  cases.

D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385 379

Table  4

Comparison (on a molar basis  relative  to sucrose) between the sweet-

ness  potencies in humans and  the  preferences in pigs  for  23 various polyhydroxy compounds (carbohydrates and  polyols)

Table  5

Gustatory responses of pigs to 12 compounds described as sweeteners

in humans

Carbohydrates and  polyols Potencies

in humansa

Preferences in pigsc

Compoundsa Concentrations Number

of pigs mmol/l g/l

Custatory

responsesb

Sucrose  1.00  1.00

d-Fructose  0.50  0.50

Melezitose 0.35  0.25

Lactose 0.33 0.146

Maltose 0.33 0.146

Xylitol  0.30  1.00

d-Glucose  0.25 0.125

l-Glucose 0.25 0.125

d-Mannose  0.25b 0.125

Melibiose 0.25 0.125

Trehalose  0.25 0.125

Ranose 0.25 0.125

Methyl a-d-glucopyranoside 0.25 0.125

dl-Threitol  0.25 0.125

Erythritol 0.25 0.062

d-Arabitol  0.25b 0.062

Ribitol 0.25 0.062

Mannitol 0.25 0.062

Acesulfame-K  1.73  0.35  4  4+

0.24  0.05  4  2,2+

0.04  0.01  4  4

Alitame 0.30  0.10  4  4+

0.15  0.05  4  4

Aspartame 16.98  5.00  5  5

10.19  3.00  4  4

5.09  1.50  4  4

Cyclamate  99.39  20.00  4  4

(sodium salt)  49.69  10.00  4  4

24.84  5.00  4  4

Dulcin 13.31  2.40  4  4+

6.65  1.20  4  3,1+

3.32  0.60  4  4

Monellin 0.018  0.20  4  4

Sorbitol 0.25  0.25

d-Galactose  0.20b 0.125

d-Xylose  0.20 0.125

Neohesperidin dihydrochalcone

(NHDC)

0.097  0.60  4  4

relative  to a 2% sucrose  solution) were evaluated (or re-evaluated) by

c      The  approximate relative  preferences in pigs were estimated from

the animals of the same experimental group (14.60 mmol/l) divided  by the  lowest  concentration of  the  tested  compound which  is  able  to induce  a preference  in all  the  animals of  the  same  group (e.g.  29.14 mmol/l for d-fructose).

CO2  groups  symmetrically arranged in space  relatively to the lysine ammonium group (Fig.  2).

Another interesting analogy  between  the porcine  and the human responses towards carbohydrates is that  pigs have an equal preference for d-glucose (Table 1) and for methyl a-d-glucopyranoside (Table  2), a heterosidic carbohydrate (Fig.  3a ); likewise,  both  these  molecules have  similar  sweetness  potencies in humans (Table  4). Moreover, pigs are indi€erent towards methyl b-d-gluco- pyranoside (Fig.  3b), the anomeric form  of methyl  a-d- glucopyranoside; similarly,  methyl  b-d-glucopyranoside is  unsweet  to  humans (see  Table  2,  footnote `d',  and Table  4). The  unsweetness  of methyl  b-d-glucopyrano- side can  be explained, both  in man  and  in pigs,  as the result  of a `steric clash'  between the methyl  group of its b-methoxy  substituent  and   the   methyl   group  of   a threonine residue  (denoted Thr-6)  of the receptor, lead- ing  to  a  mistted  adaptation of  the  molecule  to  the

a    All the compounds cited  are described in The Merck Index (12th ed.)   as   sweeteners. Aspartame,   monellin,  neohesperidin  dihydro- chalcone,  perillartine  and  thaumatin, are  compounds from  Sigma; acesulfame-K, from  Supelco;   cyclamate, from  Merck; dulcin,   from Interchim, France; Saccharin, from  Fluka; sucralose from  Redpath, Canada; alitame and P-400 were synthesized after  Brennan and  Hen- drick (1981) and  Verkade et al. (1946), respectively.

b   + Indicates a preference when the tested  solution represents 80% or more of total  ˉuid intake from both test solution and water  control; , an indi€erence or a rejection in the other  cases.

receptor. With  methyl  a-d-glucopyranoside, this  steric hindrance does not  occur  owing  to the  di€erent spatial orientation of its a-methoxy  group, which  allows a sui- table  docking  of the  molecule  into  the  receptor, in the same  way  as  d-glucopyranose (Fig.  2a).  Although the relative  sequence  of the  responses in pigs  towards car- bohydrates mirrors the  sequence  of  their  potencies in humans, their  relative  response intensities (by compar- ison  with  sucrose,  our  standard reference)  are  very dif- ferent  (between the  porcine and  the  human responses) for  all  the  carbohydrates tested  (except  for  d-fructose and sucrose) (see Table 4 and Fig. 4). For example, lactose

380  D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385

Table  6

Comparison (on a molar basis  relative  to sucrose) between the sweet-

ness potencies in humans and  the preferences in pigs for various com- pounds described as sweeteners  in humans

Compounds Potencies

in humansa

Preferences in pigsb,c

Ratio potency in humans/ preference

in pigsd

Monellin 100 000  ± Thaumatin  100 000  ±

Neohesperidin

dihydrochalcone (NHDC)

5-Nitro-2-propoxyaniline

(P-4000)

3600  ±

2300  ±

Alitame 1900  48.66  40

Sucralose  1160  47.09  25

Perillartine 370  ±

Saccharin  215  3.34  65

Aspartame 155  ±

Acesulfame-K  150  8.43  18

Dulcin 130  1.09  120

Cyclamate (Na)  17.6  ±

a    The approximate sweetness  potencies in humans (on a molar basis relative to a 2% sucrose  solution) were evaluated (or re-evaluted) by six trained panellists of our laboratory through the paired-comparison (two-sample) test (see Amerine et al., 1965b).

b    The  approximate relative  preferences in pigs were estimated from the lowest  concentration of sucrose  able to induce  a preference in all the animals of the same experimental group (14.60 mmol/l) divided  by the  lowest  concentration of  the  tested  compound which  is  able  to induce  a  preference in  all  the  animals of  the  same  group (e.g.  4.36 mmol/l for saccharin).

c      - Indicates an indi€erence or a rejection.

d    The value of the ratio  indicates how many times, on a molar basis, the  studied compound is approximately  less  `sweet'  in  pigs  than  in humans.

Fig.  2.  The  six dominant electrostatic interactions  (through six ioni- cally-assisted hydrogen bonds, indicated by dotted lines) between  the human sweetness  receptor and  the  molecules  of (a)  d-glucopyranose and  (b)  l-glucopyranose,  as  postulated by  Nofre and  Tinti  (1996). Note  that  the functional groups of the three ionic recognition sites (the so-called  `ionic  triad',  denoted Asp-1  or  Glu-1,  Lys-2,  and  Asp-3  or Glu-3), which  are assumed to be implicated in these interactions, are symmetrically arranged in space; this enables  us to understand why the d-  and   l-enantiomers  of  glucopyranose  elicit  similar   responses in humans (Nofre & Tinti,  1996), and,  by inference, in pigs.

and   maltose are  approximately  six  times  less  appre- ciated by pigs than sucrose, while in man both these compounds  display    a   sweetness    potency  which   is about one  third  that   of  sucrose;   likewise,   d-  and  l- glucose,  d-mannose,  d-galactose, melibiose, trehalose, ranose  and  methyl  a-d-glucopyranoside are  approxi- mately  eight  times  less preferred by pigs  than  sucrose, while  in man  all these  compounds exhibit  a sweetness potency which is about a quarter that  of sucrose.

Concerning the polyols  (Tables  3 and  4), xylitol  is the most  potent of these compounds in pigs and in humans; but,  while  xylitol  is,  in  humans,  about one  third   less sweet than  sucrose  on a molar basis  (   0.30   sucrose  on a  molar basis,     0.70   on  a  weight  basis  according to our   own   assessment),  it  is  roughly  as  preferred  as sucrose  on a molar basis in pigs (see Fig. 4). Sorbitol is, just  after  xylitol,  the  most  favoured polyol  in pigs; it is approximately four   times  less  preferred in  pigs  than sucrose  or  xylitol,  but  about twice  as  preferred as  d- glucose,  while  in  man  sorbitol is isosweet  with  d-glu- cose.  Note  that  sorbitol is common in many  fruits  (see Wang  & van  Eys,  1981),  often  at  a  concentration of about 10±30 g/l of fresh  fruit juice (see Dwivedi,  1986).

Although slowly  absorbed by the  intestine, this  polyol may be  considered as  an  e€ective energetic  sweetener, being   metabolically  converted  into   d-fructose  at  the hepatic  level (see, e.g. Dwivedi,  1986; Sicard, 1982). dl- Threitol, a tetrol, is isosweet  with  d-glucose in pigs and in humans. For  the other  polyols  D namely, erythritol, d-arabitol, ribitol  and mannitol D these compounds are about 16 times less preferred than  sucrose  or xylitol and twice less than  d-glucose in pigs, while they are approximately four  times  less  sweet  than  sucrose  and are isosweet  with d-glucose in man.

Among these  results  on  the  carbohydrates and  poly-

ols,  we  particularly  highlight the  amplication of  the

human response to  d-glucose  by  comparison with  the

porcine response, and,  conversely, the  reduction of the

human response to  xylitol  compared with  the  porcine

response (Fig.  4). From  a phylogenetic point  of  view,

the di€erence between  the responses of pigs and humans

towards d-glucose and  xylitol  is possibly  a consequence

of an evolutionary adaptation of the human (and,  more

generally,  of  the  catarrhine)  sweetness  receptor   to  a

keener detection of d-glucose, a highly-energetic free car-

bohydrate which is common, with sucrose and d-fructose,

D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385 381

in  various foods  of  plant origin   (see,  e.g.  Astrup  & Raben, 1996; Frostell, 1980; Guesry & Secretin,  1991). Concerning  xylitol,   which  is  also  rather  common in various fruits  and  vegetables   (see  Wang   &  van  Eys,

1981)  at  concentrations of  about 0.1±0.4  g per  kg  of

fresh weight  (see Makinen & Soderling, 1980), note  that

this  compound possesses  a weak  physiological interest

as a result  of a slow  and  incomplete intestinal absorp-

tion  (approximately one-third of the ingested portion  of

xylitol  is absorbed, the  rest  being  actively  metabolized

by intestinal ˉora) and  of a dual  metabolic pathway in

Fig.  3.  (a) Methyl a-glucopyranoside, which  matches d-glucose both  in  humans and  in  pigs,  and  (b)  methyl  b-glucopyranoside, which  is ine€ective both  in humans and  in pigs. Note  that  the unsweetness of methyl b-d-glucopyranoside in humans is assigned to  a `steric  clash'  between the  methyl  substituent of the  equatorially-oriented methoxy group of this  heteroside and  the  side chain  of a threonine residue  of the  receptor, Thr-6  (see  Fig.  6 hereafter for  further  details), which induces   a  mist of  the  ligand   into  the  receptor; by  inference,   we assume  that  the pig disinterest in this compound could  be due to the same steric hindrance between this molecule  and  the porcine receptor, and that  Thr-6  is consequently retained in the porcine receptor. On the other   hand, the  methyl  substituent of  the  axially-oriented methoxy group of  methyl  a-glucopyranoside does  not  collide  with  the  Thr-6  residue  according to a simulated molecular interaction of this molecule  with  the  Nofre/Tinti model  of  the  sweetness  receptor, which  should explain  why this molecule  is isosweet  with  d-glucose in humans as in pigs,  since  it  is able  to  interact with  the  receptor  through the  same dominant electrostatic interactions  as  those  postulated for  d-glucose (see Fig. 2a).

the  liver  through relatively  secondary routes (see,  e.g. Bar,   1986;  Levine,   1986;  Schi€man  &  Gatlin,  1993; Sicard, 1982). The minor interest of xylitol in mammals might   explain   why  the  free  access   to  the  sweetness receptor of this  molecule  D which,  through its  sweet- ness, should normally interfere with the food selection  D is partly hindered in the most  `advanced' receptors,  such as in the catarrhine ones.

Out  of  the  12 additionally-tested compounds which are  also  well known to  taste  sweet  to  man  (Table  5), pigs  show  no  preference  for  seven  of  them,   namely aspartame, sodium  cyclamate, monellin, NHDC, P-4000, perillartine and thaumatin (see Fig. 5).

The  indi€erence  of  pigs  towards aspartame  is  not surprising as all the  mammals tested  so far  D with  the only exception of Catarrhini (Old World primates, including  man)  (Glaser, Tinti  & Nofre, 1995) D do not give  any  explicit  `sweet' gustatory responses to  aspar- tame,  as  observed  in  hamsters (Danilova,  Hellekant, Roberts, Tinti  & Nofre, 1998; Nowlis,  Frank, Pfa€man,

1980),  gerbils  (Jakinovich, 1981),  rats  (Nowlis   et al.,

1980,   Hellekant  &  Walters,  1992),   dogs,   cows   and

horses   (Glaser,  Tinti   &  Nofre,  unpublished results),

Prosimii   (prosimians)  and   Platyrrhini  (New   World

monkeys) (Glaser et  al.,  1995;  Glaser, Tinti  & Nofre,

1996).  According  to  the  multipoint attachment (MPA)

theory  as  proposed  by  Nofre   and   Tinti   (1996),  the

human sweetness  receptor appears to  be  formed of  at

least eight  recognition (`binding') sites arranged around

the central  cavity of the receptor;  these sites are assumed

to  be made  up  of: an  aspartate or  a glutamate  residue

(termed  Asp-1   or   Glu-1),   a  lysine   residue   (Lys-2),

another aspartate or  glutamate residue  (Asp-3  or  Glu-

3), four  threonine residues  (Thr-4,  Thr-5,  Thr-6,  Thr-7),

and  a serine residue  (Ser-8) (Fig.  6). As no di€erence in

the gustatory responses of diverse nonhuman catarrhine

primates towards various articial sweeteners has  been

detected so far,  it has  been  inferred that  these  primates

hold  the  same  key  recognition sites  in  their  sweetness

receptors as those  of humans (Glaser et al., 1996; Nofre,

Fig.  4.  The relative  e€ectiveness in pigs (on a molar basis) of the main carbohydrates and  polyols  found in  foods  compared to  the  relative  sweetness   potencies  (on  a  molar basis)  of  the  same  compounds in humans.

Fig.  5.  The relative  e€ectiveness in pigs (on a molar basis) of the main articial sweeteners  compared to the relative  sweetness  potencies (on a molar basis) of the same compounds in humans.

382  D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385

Tinti  & Glaser, 1996).  For  prosimian and  platyrrhine primates, which  do  not  taste  aspartame, unlike  catar- rhine  primates (Glaser   et  al.,  1995),  it  has  been  pro- posed,   from   structure±activity  relationships, that   this distinctive  character  between these  primates could  be due to the presence, in the noncatarrhine sweetness receptors, of a serine or alanine residue  (Ser-5 or Ala-5) in  place  of  the  Thr-5  site  of  the  catarrhine receptors (Glaser et al., 1996; Nofre  et al., 1996). This substitution of  Ser-5   (or   Ala-5)   for   Thr-5   makes   impossible  an e€ective steric t of the phenyl ring of aspartame between Thr-5  and Thr-7, this  steric  t being  apparently crucial for the activation of the receptor by aspartame (Nofre & Tinti,   1996;  Nofre et  al.).  By  analogy   with  the  non- catarrhine  primates, we  infer  that   the  indi€erence to aspartame of pigs (and,  more  generally, of all the  non- catarrhine mammals) is the result of the replacement  of Thr-5  by  Ser-5  (or  Ala-5)  (Fig.  7),  which  makes  this sweetener ine€ective.

Just  as aspartame, sodium  cyclamate, which  is sweet to all the catarrhine primates tested  until  now (Nofre  et al., 1996),  is  `unsweet' to  pigs  (Kennedy &  Baldwin,

1972; Baldwin,  1976; Glaser  et al. in the present work), and  to all the mammals studied so far, such as hamsters (Danilova, Hellekant, Roberts et  al.,  1998;  Danilova, Hellekant, Tinti  & Nofre, 1998; MacKinnon, Frank & Rehnberg, 1996; Rehnberg, Hettinger & Frank, 1990), gerbils (Jakinovich, 1981), rats (Murray, Wells, Kohn & Miller,  1953), cats  (Bartoshuk, Jacobs, Nichols, Ho€ &

Fig.  6.  Model of the human sweetness  receptor according to the mul- tipoint attachment (MPA) theory (Nofre & Tinti,  1996). The  spheres  of the model represent the approximate spatial positions of the di€er- ent functional groups that  may  be involved in the interactions of the human receptor with various natural or articial sweeteners. Note  that the   MPA   model   has  recently   been   re-examined (Nofre  &  Tinti, unpublished work);  particularly, it has been inferred, from a compre- hensive  structure±activity relationship  study,  that  an  additional Thr

Ryckman, 1975,  Beauchamp, Maller & Rogers, 1977), tree  shrews,  and  noncatarrhine primates (Nofre et al.,

1996). According to a recent  improvement of the MPA theory (Nofre  & Tinti,  unpublished work),  it appears that  the  sweet  stimulus induced by  cyclamate in  man may  be  partly due  (in  addition to  several  electrostatic interactions between  the  NHSO3   group  of  cyclamate and  some recognition sites of the receptor) to a steric t of the cyclamate cyclohexyl  group between  Thr-6  and  a valine residue  (provisionally termed Val-10, as indicated in  the  caption of  Fig.  6)  located behind Thr-4  (and under  Thr-5)  in the MPA model  (see Fig. 6). From this re-examined version  of the  model,  it is argued that, in the  porcine receptor (and  possibly  in all the  noncatar- rhine  mammalian sweetness  receptors), Val-10 could  be replaced by an  Ala  residue,  which  should suppress  any possibility of activation of the receptor through a steric

t of the cyclamate cyclohexyl  group (Fig.  8).

For  the  ve other  compounds sweet  to  humans but

`unsweet' to pigs (monellin, NHDC, P-4000,  perillartine

and  thaumatin), we believe that  the indi€erence of pigs

towards  these  various compounds is also  the  result  of

the  absence   of  one  (or  more)  steric  interaction(s) or

steric  t(s) between   these  molecules   and  the  porcine

receptor,  as  has   been   postulated  for   aspartame or

cyclamate.

The  ve other  articial  sweeteners tested  in the  pre-

sent  study   (acesulfame-K, saccharin, alitame, dulcin,

and   sucralose)  elicit  clear   `sweet'   responses  in  pigs

Fig.   7.  Aspartame (150   sucrose  in  man  on  a  molar  basis,  but  not

`sweet'  to pigs) and its putative main steric interactions (indicated with double-headed  arrows) with the human sweetness  receptor, according to the MPA  theory (Nofre & Tinti,  1996), or with the porcine receptor,

as inferred from detailed structure±activity studies  on primates (Glaser

et  al.,  1996;  Nofre et  al.,  1996);  from  these  studies,  we suggest,  by analogy, that   the  presumed Thr-5  recognition site  of  the  human receptor could  be replaced by a Ser-5 or an Ala-5  residue  in the por-

cine  receptor. For  clarity, the putative electrostatic   interactions

between aspartame and  the  receptor have  not  been  indicated in this diagram; from  the  MPA  theory, it is assumed that  these  interactions

+

recognition site (denoted Thr-9  in the diagram) must  exist above  Asp-

mainly  occur  between, on the one hand, the CO2, NH3

and COOCH3

1/Glu-1 and  before  Thr-7,  and  a  valine  site  (denoted  Val-10  in  the

diagram) behind Thr-4  and  under Thr-5.

groups of aspartame, and,  on the other  hand, the ionic triad and Thr-4

of the receptor.

D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385 383

Fig.   8.  Cyclamate (17.6   sucrose  in  man  on  a  molar  basis,  but  not

`sweet'   to  pigs)  and  the  putative steric  t (indicated  with  double-

headed arrows) of its cyclohexyl  moiety  between  Thr-6 and Val-10 (see the caption of Fig.  6) of the human receptor. As Thr-6  appears to be retained in  pigs  (see  the  caption of  Fig.  3),  only  Val-10  should be changed, possibly into  an  alanine (Ala-10)  residue.  For clarity, the

electrostatic interactions between cyclamate and  the receptor have not

been   represented; from   the  MPA   theory, it  is  assumed  that   these

interactions take  place between the NHSO3  part  of cyclamate and  the ionic triad  of the receptor.

(Table  5), but  much  weaker  than  in humans (from     18 to    120  times  less intense  according to  the  sweetener employed) (Table  6). The weakness  of the pig responses is attributed to  the  lack  of  some  steric  interaction (or steric  t) aptitudes of the  porcine receptor with  regard to the  steric  interaction (or steric t) capabilities of the human receptor. To  illustrate this  view,  we shall  take two examples, acesulfame-K and  saccharin, on account of their  importance as commercial sweeteners. For  con- venience,   the  other   less-known sweeteners   will  be  the subject  of separate publications.

The  sweetness  potency of  acesulfame (Fig.  9a)  is in humans   150 times  that  of sucrose  and  its e€ectiveness in pigs is    10 times that  of sucrose on a molar basis (see Fig.  5 and  Table  6). According  to data from  structure- activity  relationship studies (Nofre  & Tinti, unpublished work), it  is  assumed   that   acesulfame should  interact with  the human receptor, in addition to several  electro- static  interactions, through one  steric  interaction which occurs  between  the  6-methyl group of acesulfame and the  assumed  Thr-9  recognition site  (see the  caption of Fig. 6). Furthermore, it is known that  the unsubstituted oxathiazinone dioxide  ring  (Fig.  9b)  is only    10 times sweeter   than   sucrose   on   a  molar  basis   in  humans (Clauss  & Jensen,  1973);  the  low  potency of this  com- pound is  interpreted,  through the  views  of  the  MPA theory, by the  impossibility, for  this  molecule,  of con- tracting a steric  interaction with  the  Thr-9  recognition site.  As  acesulfame has  a relative  e€ectiveness of    10 times  sucrose  in pigs (just as the unsubstituted oxathia- zinone  dioxide  ring in humans), it is inferred that  Thr-9 is not retained in pigs (see Fig. 9a), and  that  this residue could be, for example, an alanine (Ala)  or a serine (Ser) residue  in the porcine receptor.

Concerning saccharin (Fig.  10), which  is justly  regar- ded as a very close structural analogue of acesulfame, its sweetness  potency is in humans  of    215 times that  of

Fig.  9.  (a) Acesulfame (6-methyloxathiazinone dioxide): the sweetness  potency of this compound is in humans  150   sucrose, and  its e€ec- tiveness  in pigs    10   sucrose on a molar basis; (b) unsubstituted oxa- thiazinone   dioxide:    its   sweetness    potency  in   humans  is   about

10   sucrose  on  a  molar basis  (Clauss  & Jensen,  1973).  These  values indicate that  the  steric  interaction of  acesulfame, as  assumed in  the human sweetness receptor (indicated by a double-headed arrow) and assigned to a putative Thr-9  residue  (see the caption of Fig.  6), does not   exist  in  the  porcine receptor.  As  a  consequence, the  porcine receptor must  behave  with acesulfame just as the human receptor with the  unsubstituted oxathiazinone dioxide, i.e.  without  formation of  a steric  interaction  between the  receptor  and  the  acesulfame methyl  group. For  clarity, the electrostatic interactions have  not  been  repre-  sented in  the  diagram; these  interactions involve  (i)  the  acesulfame CONHSO2    moiety  and  (ii) the receptor ionic triad  and  the Thr-6  resi- due according to the MPA theory.

Fig.   10.  Saccharin: the  sweetness   potency of  this  compound is  in humans   215   sucrose, and its e€ectiveness in pigs    3.3   sucrose  on a molar basis.  It  is assumed that  saccharin interacts with  the  human receptor through two  steric  interactions (represented by two  double- headed arrows in the diagram): one between the Thr-6  site and  the 4- position of the  benzo ring  of saccharin, the  other  between  the  Thr-9  site  and  the  6-position of  the  benzo  ring.  This  generates an  ecient steric t of the molecule  of saccharin onto  the receptor. In the porcine receptor, while Thr-6  looks retained (see the caption of Fig.  3), Thr-9  appears to be missing,  as inferred from the pig responses to acesulfame (see Fig.  9), which  prevents any  steric  t possibility of the  saccharin molecule. For   clarity, the  electrostatic  interactions  have  not   been represented.

sucrose,  and  its e€ectiveness in pigs of    3.3 times  that of  sucrose  on  a molar basis  (see Fig.  5 and  Table  6). From  structure±activity relationship studies  (Nofre  & Tinti,  unpublished work),  it is now  assumed  that  sac- charin should interact with the human sweetness receptor, in addition to several electrostatic interactions, through the  steric  t of  its  benzo  aromatic ring  between  the methyl  groups  of  (i) Thr-6  (via  the  4-CH  of  the  sac- charin benzo  ring)  and  (ii) Thr-9  (via  the  6-CH  of the

384  D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385

saccharin benzo  ring) (Fig. 10). Through the concepts of the  MPA  theory, since it appears that  Thr-6  should be maintained in pigs  (see the  caption of Fig.  3) but  not Thr-9  (see  the  caption of  Fig.  9),  the  steric  t of  the saccharin  molecule,   which   is  highly   ecient   in  the human  receptor,  should  be   missing  in  the   porcine receptor.  This could  explain  why saccharin is about 65 times less e€ective in pigs than  in humans.

If  the  presence or  absence  of  Thr-9  in  receptors  is really  the  source  of  the  disparities between  species  in their gustatory responses to saccharin (or acesulfame), it may   be  supposed  that   its  presence  or  absence   in  a receptor could  also  be  at  the  origin  of  the  substantial individual variations often  encountered with  these sweeteners within species (e.g. through erratic results  in the  gustatory responses, through  tendencies towards bimodal distributions of the  sweetened ˉuid intake, or, in rodents, via animals  selectively  bred  for  high  versus low saccharin consumption). Such  individual variations have  been  observed, e.g. in rats  (Badia-Elder,  Kiefer  & Dess,  1996;  Dess,  1993;  Giza,   McCaughey, Zhang  & Scott,   1996;   Nachman,  1974),   guinea   pigs   (Jacobs,

1978), Virginia  opossums (Pressman & Doolittle, 1966), hedgehogs (Ganchrow,  1976),  squirrel  monkeys (Dua- Sharma & Smutz, 1977;  Fisher, Pfa€mann  & Brown,

1965), or even in pigs (Kare et al., 1965).

The genetic origin  of these within-species variations in

the  responses  to  saccharin  (or  acesulfame)  has  been

particularly well documented in mice, in which clear-cut

dichotomous  di€erences have  been  demonstrated

between various inbred mouse  strains  (Beauchamp et

al.,  1998;  Capretta,   1970;  Fuller,   1974;  Lush,   1989;

Lush,   Hormigold,  King   &  Stoye,   1995;   Ninomiya,

Higashi, Katsukawa,  Mizukoshi  &  Funakoshi, 1984;

Pelz, Whitney & Smith,  1973; Ramirez & Fuller,  1976).

For   example,  it   is  recognized  that    C57BL/6  mice

strongly prefer  saccharin solution to water,  while DBA/

2 mice show  a much  lower preference for this sweetener

(Capretta; Fuller; Lush); this e€ect is even more  marked

with  acesulfame (Lush;  Lush  et al.).  This  strain  di€er-

ence appeared to be due to a single gene called  Sac, the

C57BL/6 allele having been designated Sacb, the DBA/2

allele,  Sacd    (Fuller); these  ndings  were  conrmed  by

Lush,  who  localized  this gene on mouse  chromosome 4

(Chr  4), mapping it near  the telomeric  end  of the chro-

mosome,  between the  D4Smh6b and  Tel4q  regions, at

8.13.4 cM distal  to Nppa (Lush; see Mock & Hirano,

1998, for the latest report on mouse  chromosome 4).

From these  ndings,  it is tempting to  speculate that

the  molecular di€erence  among  the  animals having   a

strong preference for saccharin or acesulfame and  those

having  a weak  preference for  these  sweeteners lies only

in the presence  or in the absence  of a threonine residue

in their  sweetness  receptors.

Acknowledgements

The  authors are  grateful for kind  assistance in carry- ing out  the experiments to Roland Liechti, Helena  Cio- larro,  Dr. med. vet. Urs Huwyler, Dr. med. vet. Annette Liesegang, Dr.  med.  vet. Claudia Lutolf,  Dr.  med.  vet. Andrea Zabka and  med.  vet.  Ingo  Zehne,  and  thank Edith Le Bredonchel for her contribution to this  work. The  present  research was supported by the NutraSweet Company and  is a contribution to the EU-project: `The Mechanistic Understanding of the Sweetness  Response' AIR3-CT94-2107) and  was  nancially  supported from the  `Bundesamt fur  Bildung  und  Wissenschaft'  (BBW Nr.  94.0156) Bern, Switzerland.

References

Amerine, M. A., Pangborn, R. M.,  & Roessler, E. B. (1965a).  Princi- ples of sensory evaluation of food.  New York: Academic Press  (p.

88).

Amerine, M. A., Pangborn, R. M.,  & Roessler, E. B. (1965b).  Princi-

ples of sensory evaluation of food. New  York: Academic Press  (pp.

328±331).

Astrup, A., & Raben, A. (1996). Mono- and disaccharides:  nutritional

aspects.  In  A.-C.  Eliasson, Carbohydrates  in foods (pp.  159±189).

New  York: Marcel Dekker.

Badia-Elder, N.,  Kiefer,  S. W., & Dess,  N. (1996). Taste reactivity in

rats  selectively  bred  for  high  vs. low  saccharin consumption.  Phy-

siology & Behavior, 59, 749±755.

Baldwin,  B.  A.  (1976).  Quantitative studies   on  taste  preferences in

pigs. Proceedings of the Nutrition Society, 35, 69±73.

Bar, A. (1986). Xylitol. In L. O. Nabors, & R. C. Gelardi, Alternative

sweeteners (pp. 185±216). New York: Marcel Dekker.

Bartoshuk,  L.  M.,  Jacobs, H.  L.,  Nichols, T.  L.,  Ho€,  L.  A.,  &

Ryckman, J. J. (1975). Taste  rejection of nonnutritive sweeteners in

cats.  Journal of Comparative and Physiological Psychology, 89, 971±

975.

Beauchamp, G.  K.,  Bachmanov, A.  A.,  Reed,   D.  R.,  Inoue, M.,

Ninomiya, Y., Tordo€, M. G., & Price, R. A. (1998). Marker-assisted selection  of a high saccharin-preferring 129.B6-Sac  congenic mouse

strain. Chemical Senses, 23, 644 (Abstr.).

Beauchamp, G.  K.,  Maller, O.,  & Rogers, J.  G.  Jr.  (1977).  Flavor

preferences in cats  (Felix catus and  Panthera  sp.). Journal of Com-

parative and Physiological Psychology, 91, 1118±1127.

Brennan, T.  M.,  & Hendrick, M.  E.  (1981).  Branched  amides  of  l-

aspartyl-d-amino acid  dipeptides and  compositions  thereof. Eur-

opean Patent Application 0034876 (Sep. 2, 1981).

Capretta, P.  J.  (1970).  Saccharin and  saccharin-glucose  ingestion in

two  inbred strains of Mus musculus. Psychonomic Science, 21, 133±

135.

Clauss,  K.,  & Jensen,   H.  (1973).  Oxathiazinone  dioxides  D a  new

group of sweetening agents. Angewandte Chemie, International  Edi-

tion in English, 12, 869±876.

Danilova, V.,  Hellekant, G.,  Roberts, T.,  Tinti,  J.  M.,  &  Nofre, C. (1998). Behavioral and  single chorda tympani taste  ber responses

in the common marmoset, Callithrix  jacchus jacchus. Annals of the

New York Academy of Sciences, 855, 160±164.

Danilova, V., Hellekant, G.,  Tinti,  J. M.,  & Nofre, C. (1998). Gusta-

tory  responses of the hamster Mesocricetus auratus to various com-

pounds  considered sweet  by  humans. Journal  of  Neurophysiology,

80, 2102±2112.

D. Glaser et al. / Food Chemistry 68 (2000) 375±385 385

Dess,  N.  K.  (1993).  Saccharin's aversive  taste  in rats:   evidence  and implications. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 17, 359±372. Dua-Sharma, S., & Smutz, E. R. (1977). Taste  acceptance in squirrel monkeys (Saimiri sciureus). Chemical Senses and Flavor, 2, 341±352. Dwivedi, B. K. (1986). Polyalcohols:  sorbitol, mannitol, maltitol, and hydrogenated starch hydrolysates. In L. O. Nabors, & R. C. Gelardi,

Alternative sweeteners (pp. 165±183). New York: Marcel Dekker. Fisher, G.  L.,  Pfa€mann,  C.,  & Brown, E.  (1965).  Dulcin and  sac-

charin taste  in squirrel monkeys, rats  and  men. Science, 150, 506±

507.

Frostell, G. (1980). Natural and  added sweet carbohydrates in foods

and  diets.  In P. Koivistoinen, & L. Hyvonen, Carbohydrate  sweet-

eners in foods and nutrition (pp. 1±14). London: Academic Press.

Fuller,  J.  L.  (1974).  Single-locus control  of  saccharin  preference in

mice.  Journal of Heredity, 65, 33±36.

Ganchrow, J. R. (1977). Consummatory responses to taste stimuli  in

the   hedgehog (Erinaceus  europaeus).  Physiology  &  Behavior,  18,

447±453.

Giza,   B.  K.,  McCaughey, S.  A.,  Zhang, L.,  & Scott,  T. R.  (1996). Taste  responses in the nucleus  of the solitary tract  in saccharin-pre-

ferring  and  saccharin-averse rats.  Chemical Senses, 21, 147±157.

Glaser, D., Tinti,  J. M., & Nofre, C. (1995). Evolution of the sweetness  receptor in primates. I.  Why  does  alitame taste  sweet  in all prosi-  mians  and  simians,  and  aspartame only  in  Old  World  simians?

Chemical Senses, 20, 573±584.

Glaser, D.,  Tinti,  J. M.,  & Nofre, C. (1996).  Gustatory responses of non-human primates to dipeptide derivatives or analogues, sweet in

man.  Food Chemistry, 56, 313±321.

Glaser,  D.,  Tinti,  J.  M.,  Nofre,   C.  & Wanner, M.  (1997).  Gustatory

responses in pigs to compounds sweet in man. Video tape, SVHS, 5.5 min.

Goatcher, W. D.,  & Church, D.  C.  (1970).  Taste responses in rumi- nants. I. Reactions of sheep to sugars, saccharin, ethanol and  salts.

Journal  of Animal Science, 30, 773±783.

Guesry,  P.  R.,  &  Secretin,   M.-C. (1991).  Sugars   and  nonnutritive

sweeteners. In  N.  Kretchmer, & E.  Rossi,  Sugars  in  nutrition  (pp.

33±51). New York: Raven Press.

Hellekant, G.  (1976). On the  gustatory e€ects of monellin and  thau-

matin in dog,  hamster, pig and  rabbit. Chemical Senses and Flavor,

2, 97±105.

Hellekant,  G.,   &  Danilova, V.  (1996).  Species  di€erences toward

sweeteners. Food Chemistry, 56, 323±328.

Hellekant, G.,  & Walters, D.  E. (1992). An  example of phylogenetic di€erences in sweet taste:  sweetness  of ve high-potency sweeteners

in rats.  In M. Mathlouthi, J. A. Kanters, & G. G. Birch, Sweet-taste

chemoreception (pp. 373±386). London: Elsevier.

Jacobs, W.  W.  (1978).  Taste  responses in  wild  and  domestic guinea

pigs.  Physiology & Behavior, 20, 579±588.

Jakinovich Jr., W. (1981). Stimulation of the gerbil's gustatory recep-

tors  by articial sweeteners. Brain Research, 210, 69±81.

Kare, M. R., Pond, W. C., & Campbell, J. (1965). Observations on the

taste  reactions in pigs. Animal Behaviour, 13, 265±269.

Kennedy, J. M., & Baldwin, B. A. (1972). Taste  preference in pigs for

nutritive and  non-nutritive sweet  solutions. Animal  Behaviour, 20,

706±718.

Levine,   R.  (1986).  Monosaccharides in  health and  disease.   Annual

Review of Nutrition, 6, 211±224.

Lush,  I. E. (1989). The genetics  of tasting in mice. VI. Saccharin, ace-

sulfame, dulcin  and  sucrose. Genetical Research, 53, 95±99.

Lush,  I. E., Hornigold, N., King,  P., & Stoye, J. P. (1995). The genetics of tasting in mice. VII. Glycine  revisited, and the chromosomal loca-

tion  of Sac and Soa. Genetical Research, 66, 167±174.

MacKinnon, B. I., Frank, M. E., & Rehnberg, B. G. (1996). Sweetener similarity in  hamsters as  determined by  generalization of  condi-  tioned taste aversions. Chemical Senses, 21, 637±638.

Makinen, K.  K.,  &  Soderling, E.  (1980).  A  quantitative study   of mannitol, sorbitol, xylitol and xylose in wild berries  and commercial

fruits.  Journal of Food Science, 45, 367±371, 374.

Mock, B. A., & Hirano, M. C. (1998). Mouse chromosome 4. Mam-

malian Genome, 8, S68±S90.

Murray, E. J., Wells, H.,  Kohn, M.,  & Miller,  N. E. (1953). Sodium sucaryl:    a substance which  tastes  sweet  to  human subjects  but  is

avoided by rats.  Journal of Comparative and Physiological Psychol-

ogy, 46, 134±137.

Nachman, M. (1974). The inheritance of saccharin preference. Journal

of Comparative and Physiological Psychology, 52, 451±457.

Ninomiya, Y.,  Higashi, T., Katsukawa, H.,  Mizukoshi, T., & Funa- koshi,  M. (1984). Qualitative discrimination of gustatory stimuli  in

three  di€erent strains of mice. Brain Research, 322, 83±92.

Nofre, C.,  & Tinti,  J.  M.  (1996).  Sweetness reception  in  man:    the

multipoint attachment theory. Food Chemistry, 56, 263±274.

Nofre, C., Tinti,  J. M., & Glaser, D. (1996). Evolution of the sweetness receptor in  primates. II.  Gustatory  responses of  non-human pri-

mates   to  nine  compounds known to  be  sweet  in  man.  Chemical

Senses, 21, 747±762.

Nowlis, G.  H.,  Frank, M.  E., & Pfa€mann,  C. (1980). Specicity of

acquired aversions to taste  qualities in hamsters and  rats. Journal of

Comparative and Physiological Psychology, 94, 932±942.

Pelz,  W.  E.,  Whitney, G.,  & Smith,  J.  C.  (1973).  Genetic inˉuences

on  saccharin preference of  mice.  Physiology &  Behavior, 10, 263±

265.

Pressman, T.  G.,  & Doolittle, J.  H.  (1966).  Taste  preferences in the

Virginia opossum. Psychological Reports, 18, 875±878.

Ramirez, I.,  & Fuller, J.  L.  (1976).  Genetic inˉuence on  water  and

sweetened water  consumption in mice.  Physiology &  Behavior, 16,

163±168.

Rehnberg, B. G., Hettinger, T. P., & Frank, M. E. (1990). The role of sucrose-sensitive neurons in ingestion of sweet stimuli  by hamsters.

Physiology & Behavior, 48, 459±466.

Richter, C.  P.  (1942).  Total self-regulatory functions in  animals and

human beings.  Harvey Lectures, 38, 63±103.

Richter, C. P., & Campbell, K. H. (1940). Taste thresholds and  taste

preferences of rats for ve common sugars. Journal of Nutrition, 20,

31±46.

Schi€man,   S.  S.,   &  Gatlin,  C.   A.   (1993).   Sweeteners:   state   of

knowledge   review.   Neuroscience  and  Biobehavioral   Reviews,  17,

313±345.

Sicard, P. J. (1982). Hydrogenated glucose  syrups, sorbitol, mannitol

and  xylitol. In G. G. Birch, & K. J. Parker, Nutritive Sweeteners (pp.

145±170). London: Applied Science Publishers.

Steiner, J. E., & Glaser, D. (1984). Di€erential behavioral responses to

taste  stimuli  in non-human primates. Journal  of Human  Evolution,

13, 709±723.

Steiner, J. E., & Glaser, D. (1995). Taste-induced facial expressions in

apes  and  humans. Human Evolution, 10, 97±105.

Tonosaki, K.,  & Beidler,  L. M. (1989). Sugar  best single chorda tym-

pani  nerve  ber responses to various sugar  stimuli  in rat and  ham-

ster.  Comparative Biochemistry and Physiology, 94A, 603±605.

Verkade, P. E., Van Dijk,  C. P., & Meerburg, W. (1946). Researches

on  the alkoxy-amino-nitrobenzenes. Recueil des Travaux Chimiques

des Pays-Bas, 65, 346±360.

Wang, Y.-M., & van Eys, J. (1981). Nutritional signicance of fructose

and  sugar  alcohols. Annual Review of Nutrition, 1, 437±475.