宠物食品适口性测试:试验对象及评价方法分析

2023-06-15 12:53 综合百科 0阅读 投稿:小七

适口性是评判食物的重要感官指标,被用于肉制品、茶叶和谷物类等多种食品品类品质评价中。这一概念在动物行为学中应用更为广泛,指动物对待食物和饲料的采食积极性和采食频率,是动物在觅食、定位和采食过程中感觉器官对饲料或饲粮的综合反映。宠物食品自身的许多因素都会影响食物的适口性从而引导动物做出摄食选择,其中,主要影响宠物食品适口性的是饲料因素和动物因素。

前期大量研究表明,食品的形态、水分含量和成分等因素都会对适口性造成影响。而动物个体本身也会因物种差异和体重差异的影响而选择不同类型的食物及改变食物摄入量。

尽管影响宠物食品适口性的因素多种多样,但最终还是要依靠宠物自身对于食品的感知评判适口性。评估对象可以分为专家宠物小组和家庭宠物小组。而越来越多的宠物主视宠物为自己的孩子,他们希望通过加强与宠物间的情感联系来分享进食时的喜悦,这也影响了宠物食品感官的定义和适口性的测量方法,促成更多补充性适口性方法的衍生和应用。

宠物食品适口性评价方法可依据操作原理和实施难易程度划分为常规测试和辅助性测试两大类。传统的单盆和双盆测试属于常规测试,用于确定宠物对食物的接受或偏好程度,但实施时尚未充分发挥宠物的认知能力和关联能力以挖掘更深入的适口性信息。为了充分利用宠物的学习能力并从更多元的维度寻找合适的适口性指标,研究人员逐步开发出了诸如喜好测试、操作性条件反射和探究行为测试等辅助性测试,弥补了常规测试带来的诸如能量参考标准缺乏、饱腹感信息反馈不足和情感反映较少的局限性。

目前国内尚未系统全面地对评估宠物食品适口性方法及其实际应用进行整理汇总,故本文回顾了国内外近年来针对宠物食品适口性评价方法的相关研究,探讨了每种方法的特点,并对各方法的应用研究进展进行了总结,以期为未来的适口性研究提供参考。

01宠物食品适口性试验对象

宠物食品不同于人类食品,无法直接询问消费者对产品适口性的意见。因此,必须采用合适的对象和正确的方法科学客观地衡量宠物食品的适口性。适口性测试对象主要包括经过训练并拥有专业资格的专业宠物和居家环境中的家养宠物这两类特殊评价员,并由它们分别组成专家小组和家庭小组。

专家小组在成长过程中需要不断地接受食物的强化训练并每天进行适口性测试。它们可以摄食不同类型的食物或只摄食单一类型食物(千粮或湿粮)。在受控和标准化的测试条件下,采用专家小组进行适口性测试最少需要30只动物。此外,为检查受测动物的准确性、重复性和潜在的偏差,会定期评估它们的专业资格,针对相同的食物,它们的测试结果不应存在显著性差异。

家庭小组的成员是经过不同年龄、性别和饮食史等标准筛选出来的。但由于家养宠物饲养史较为模糊且缺乏多样性,在实际执行中也难以确保测试协议得到遵守。因此,对家庭小组进行适口性测试时,理想情况下需要约100只宠物甚至更多。虽然家养宠物具有测试频率更低、测试条件更难控制等缺点,但其主要优势在于能反馈出现实生活的真实情况并提供具有代表性的市场数据。Griffin等指出,专家小组尽管能更好地辨别微小的差异,但家庭小组的偏好结果可能更稳定。

02宠物食品适口性测试方法

总体来看,宠物食品适口性测试可分为常规测试辅助性测试

传统的常规测试是一种“静态”方法,它主要用于评估一段时间内宠物对食物的摄入量,其应用最为广泛、成熟。常规测试中最常用方法主要包含单盆(也称单碗、单一刺激或一元)测试和双盆(也称双碗、成对刺激或对比)测试。然而这类方法较少关注到宠物在进食过程中的情绪反应或行为特征、宠物主对于自家宠物进食感受的了解及宠物主对产品适口性的感知。宠物具有极强的学习能力,可以充分利用其认知能力挖掘更多宠物无法表达的感知信息。为加以利用宠物学习能力和寻求多维度考察指标以丰富传统适口性方法的信息来源、完善其不足之处,涌现出一系列可单独使用或用于辅助单、双盆测试的其他适口性方法,主要有喜好测试、消耗动力学测试和操作性条件反射等。除此之外,宠物的生理状态和探究行为研究也可纳入辅助性评估适口性的范畴以全面详细地获取理想的研究结果。

2.1常规测试

2.1.1单盆测试

单盆测试的测试对象既可以是专家小组也可以是家养小组,但单盆测试更常借助未曾经过训练的家庭小组来测量宠物对测试产品的可接受程度,故又常被称为产品留置测试(HUT)。单盆测试需要在正常喂养条件下至少连续5d投放同种单一食物,动物可以在确定的时间内自由获取单一食物。期间测量的指标主要包括食用量、食用速度和对食用食物的情绪。5d后可以更换另一种食物。根据不同食物间的采食差异即可反映出食物间的适口性好坏。

单盆测试具有真实性、成本低和易操作等特点,并且十分适用于鉴别适口性差、接受度低的产品。Aldrich等选用4只试验犬进行为期10d的单盆测试,测试前5d,分别向犬A和犬B喂食食物1,分别向犬C和犬D喂食食物2,测试后5d进行食物互换,每次所提供的食物量都会根据每只犬的热量需求做适当调整。当食物摄入率(IR),即所消耗的某食物占两种食物总消耗量的比例[食物1/(食物1+食物2)]超过0.5则表明该食物的消耗量更大、适口性更佳。单盆测试的不足之处在于,不能产生关于偏好程度的信息以及无法提供足够的试验信息,因此,难以为风味改进和产品创新提供指导。后期衍生出的双盆测试则弥补了这一局限性。

2.1.2双盆测试

双盆测试通常借助专家小组来测量产品间的差异和偏好。测试中,将两个装有不同测试食物(X和Y)且外形完全一致的盆子同时提供给宠物让其自由选择。此阶段监测的指标为“先接近”和“第一选择率”,两者的不同之处在于,“先接近”反映的是测试对象先靠近哪种食物,第一选择率反映的是测试对象先摄食哪种食物。最终,宠物对于两种测试食物的消耗量会有所差异,此阶段监测的指标为IR和消耗率( CR)。IR的计算方式与单盆测试一致,CR则指消耗的食物X与消耗的食物Y之比(X/Y),两个指标都能反映出测试食物的差异程度和测试对象对于测试食物的偏好程度。与单盆测试不同的是,由于同时进行了两种食物测试,整个试验所需时长大幅减少,监测指标也可一次性计算得出。

为了进一步理解影响宠物偏好的驱动因素,研究者们对双盆测试进行了改良。例如,为了明确气味在影响宠物偏好中的重要性,Pétel 等开发了假碗底方法,通过在钻孔的隔板下(即碗底)放置不同的气味化合物以诱导摄食,发现在碗底放置不同的气味化合物会影响上层食物的消耗量,进而明确了气味是宠物摄食选择的重要影响因素。双盆测试虽用时较短,但不适宜被连续地重复使用,否则会导致宠物过量进食出现肥胖问题。此外,同时提供的饲料间会发生相互影响也是双盆测试中需要注意的因素。

2.2辅助性测试

2.2.1喜好测试

喜好测试主要分为两类,第一类喜好测试是一种弥补了单盆测试灵敏度低和双盆测试缺少宠物主感知信息缺点的创新方法,该方法的特殊之处在于其监测指标与宠物主对自家宠物摄食状态的了解有关,如光盆和完全拒绝食用的百分比及与个体参考消耗率(RCR)的差距。其中,RCR 指测试时的个体消耗水平与基于其食物摄入史和自然变化的个体参考消耗之间的比率。该值可以反映出宠物对某种食物的消耗量与其个体参考量之间的差异。若差异显著且为负,则该小组的个体不喜欢该食物。

相反,若差异显著且为正,则个体喜欢该食物。第一类喜好测试由于监测指标的完善性和符合程度可以得出更多能准确反映测试对象偏好程度和实际消耗需求的信息。第二类喜好测试称为偏好排序法,偏好排序法根据试验对象选取玩具的顺序得出对应食物的偏好顺序。因该法可以同时测试几种食物样本,故具有高效得出喜好排序的优点。Becques等为寻求一款适口性好、有利于体重管理的干粮,选用38只猫对日常食物、低脂肪食物和高纤维食物进行喜好测试,发现在具有强烈偏好的日常食物和低脂肪食物中,日常食物的摄入量显然高于参考摄入量,而低脂肪食物与参考消耗量无显著性差异,这表明低脂肪食物是一款适口性好又可控制体重的优质干粮。

2.2.2消耗动力学测试

消耗动力学测试是一种可以提供个体进食方式(如快速或慢速进食)、食物分配方式和新饮食所致的初始影响等信息的动态测试方法,能精细测量并记录每时每刻宠物的积累食用量和动态演变过程2]。在消耗动力学测试整个过程中,自动系统允许宠物打开挡板进入单独的喂食点,测试盆在相连的秤上称重。主要测量指标有:首次访问前的平均时间,每次进食的平均消耗,经过但没有消耗的次数等。

有研究表明,与狗相比,猫的进食规律较为随意,研究发现猫每天大约吃16顿,且每顿摄入干粮约4.6g。传统上测量餐后食物摄取量的静态方法所获得的数据有限,而消耗动力学测试则能借助时刻称重的测试盆所记录的数据,能够连续检测猫的动态摄食行为并捕捉到更多反映细节特征的适口性指标。消耗动力学被专门用于评估不同饮食的饱腹感。Rogues等评估了不同水平(3.7%、5.5%、7.3%)甘蔗纤维日粮对猫自主采食行为的影响,在消耗动力学测试中,选取79只健康成年猫分成8组置于不同房间喂养,每个房间配备两个喂食点,在20 h的喂食时间里,每个喂食点只允许一只猫进食,以防止出现进食竞争和干扰。结果表明,5.5%和7.3%甘蔗纤维日粮的自主采食量和单次进食最大消耗量明显低于对照组,可有效提高体重控制计划的成功率。

2.2.3认知适口性评估测试(CPAP)

认知适口性评估测试是Araujo等开发出来的一种基于物体辨别任务的联想学习方法,适用于动物在没有任何食物摄入的情况下表达偏好。该方法分为选择偏好和关联、辨别训练、稳定辨别能力和反转四个阶段。在具体过程中,首先让测试对象与三种不同的物品进行互动,其中两种物品与不同类型的食物配对,剩下的一种物品则无奖励配对,它只能对一种物品做出反应以表达对相应食物的偏好。

一旦动物对特定的物体及其相关的食物产生了表达偏好后,配对就会被交换以促使动物学习新的关联。如果它想继续接受其偏好的食物,就必须学习新的关联。由于CPAP需要被测试对象具备高度专注力,故猫并不合适作为该法的测试对象。与常规的双盆测试相比,该方法的优势在于使用动物少、基本不被先前喂食和饱食所影响,适用于比较不同类型的产品(干燥和潮湿),易于发现明显的适口性差异。

2.2.4操作性条件反射(CSP)

操作性条件反射(或并行调度模式)是一种用于评估动物进食动机强度的方法。这种方法需要借助专门的装置以便让测试对象完成特定的动作,如用鼻子触碰试验者的手、用爪子触碰指定物品或杠杆按压操作。完成这些动作需要宠物将学习行为与奖励联系在一起,如杠杆按压测试中,动物被训练用鼻子转动杠杆或者按压杠杆以获得更多它们想吃的食物。虽然有研究者指出通过CSP测试获得的结果与双盆测试较为相似,但需要对宠物进行漫长的训练。

2.2.5探究行为测试

在宠物日常进食中,它的肢体语言也可以反映其对食物的适口性,这需要宠物主人对他有较好的了解,并按照日常喂食方式的同时观察它对新食物的肢体反馈。有研究表明,猫在进食期间,舔、嗅食物碗和舔嘴唇等行为表示食物可口,而嗅食物或舔鼻子则反映了对食物的厌恶。此外,从宠物对食物的探索行为和探索时长也能看出端倪。当提供高级食物时,大多数猫都冲到碗里直接开吃,在进食过程中一直集中在碗里。相反,若食物适口性较差,猫会在闻到食物时绕道走开,如果它们决定尝试,会在进食中不时地坐下来,并时不时抬头叫。在探索用时方面,猫与狗显然不同,猫倾向于在不太喜欢的产品上花费更长的时间,相反,狗会在更喜欢的食物上花费更长的时间探索。

2.2.6生理状态检测

人类研究表明,宠物进食过程中会激发出与视觉、味觉等相互联系的特定生理反应。在宠物进食中,可以采用热红外成像技术测量宠物面部温度的变化来反应食物适口性。初步研究表明,狗在进食喜欢的食物时,其眼睛温度会升高;此外,心率监测也能够反映出宠物对食物适口性的感受和情绪变化,如宠物在面对最喜欢的食物时心率最高。

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