奇迹果剂量对改变溶液和食物味道的影响：一项初步研究

《Food Frontiers》：Effects of Miracle Fruit Doses on Modifying the Tastes of Solutions and Foods: A Pilot Study

　　**摘要**

奇迹果（Synsepalum dulcificum）含有奇迹酚（miraculin），这是一种糖蛋白，在酸性条件下能够与甜味受体结合，从而暂时改变味觉感知。然而，奇迹果对不同味道的剂量依赖性效应尚未得到充分研究。本初步研究调查了三种剂量的奇迹果片（175毫克、350毫克和700毫克）对代表不同味道的溶液和食物的味觉调节效果。这是一项前后对照的准实验研究，共有45名健康的澳大利亚成年人参与，他们的BMI中位数（IQR）为22.5（21.5–23.9）kg/m2。使用Wilcoxon符号秩检验和广义线性混合模型分析了测试前后的味觉强度变化。最低剂量（175毫克）有效掩盖了柠檬酸溶液和酸橙的酸味，以及酸化西兰花的苦味，并增强了酸化蔗糖溶液和酸化枫糖浆的甜味。中等剂量（350毫克）则掩盖了酒石酸溶液和格兰尼史密斯苹果的涩味。总之，奇迹果的味觉调节效果取决于剂量和食物基质。这项研究展示了在进食前食用奇迹果作为一种自然增强甜味和掩盖不良味道的新方法的潜力，而无需添加糖分。

**1 引言**

人类天生喜欢甜味，而对酸味和苦味有厌恶感，这影响了人们对含糖食物而非酸果或苦味蔬菜的消费（Liem和Russell 2019）。2020年，含糖饮料与全球220万例2型糖尿病病例和120万例心血管疾病病例有关（Lara-Castor等人2025）。为了降低健康风险，世界卫生组织（WHO）建议将自由糖的摄入量限制在每日能量的10%以下，低于5%的摄入量有更大的益处（World Health Organization 2015）。尽管人工甜味剂是常见的糖替代品，但由于其与肥胖、心血管疾病和糖尿病的关联，其安全性仍存在争议（Rios-Leyvraz和Montez 2022）。作为天然替代品，科学家们发现了具有甜味和调节味觉功能的蛋白质（Zhao等人2021）。其中，奇迹酚是一种存在于奇迹果（Synsepalum dulcificum）果肉中的糖蛋白，引起了广泛关注。当在酸性食物（pH < 6.5）之前食用时，奇迹酚会暂时与人类甜味受体结合，在酸性环境下增加甜味（Diyapaththugama等人2024）。关于奇迹酚对味觉的影响已在单独溶液和单独食物上进行了研究，这些研究已由作者总结（Diyapaththugama等人2024）。在服用奇迹酚后，单独的酸性溶液（柠檬酸、柠檬水）被感知为甜的（Andrade等人2019；Capitanio等人2011）。然而，对于pH中性的苦味（咖啡因）、咸味（NaCl）或甜味（蔗糖）溶液，奇迹酚没有影响（Capitanio等人2011）。当这些中性溶液与柠檬酸混合时，奇迹酚会带来甜味，掩盖了咖啡因+柠檬酸混合物的苦味，降低了NaCl+柠檬酸混合物的咸味，并增强了蔗糖+柠檬酸混合物的甜味。柠檬酸为奇迹酚的活性创造了低pH环境（Capitanio等人2011）。对于单独的食物，食用奇迹果后，酸味食物（柠檬、酸橙）被感知为甜的（Choi和Garza 2020；Lipatova和Campolattaro 2016）。然而，苦味（西兰花）、咸味（盐）和甜味（巧克力、枫糖浆）食物的味道没有变化（Hudson等人2018；Lipatova和Campolattaro 2016），这可能是由于它们的pH中性。根据对溶液的研究方法，将这些食物与酸混合是很重要的。然而，尚未有研究探讨酸化这些食物是否能够促进奇迹酚的活性。本研究首次将酸性成分与非酸性食物（代表苦味和甜味）混合，以在口腔中创建奇迹酚所需的低pH环境，填补了这一空白。确定最合适的奇迹果剂量对于最大化增甜效果和有效应用于饮食干预至关重要。据我们所知，有两项研究考察了剂量效应（Andrade等人2019；Choi和Garza 2020）。第一项研究测试了150毫克、300毫克和600毫克的片剂（品牌：Frooties），发现300毫克可以有效增甜柠檬水，但任何剂量对绿茶均无效（Andrade等人2019）。作者没有对绿茶进行酸化处理，这可能阻碍了奇迹酚的作用。第二项研究调查了不同剂量和形式的奇迹果产品（片剂、粉末）对酸味食物（pH 3–6）的影响。由于制造商和成分的不同，直接比较剂量较为困难（Choi和Garza 2020）。据我们所知，没有研究系统地比较了奇迹果剂量对酸味食物的影响，或探索了其对其他味道特性的溶液和食物的剂量效应。本研究通过比较三种剂量的奇迹果片对代表酸味、苦味、甜味和涩味的溶液和食物的影响，同时保持奇迹酚活性所需的酸性pH条件，填补了这些空白。我们假设奇迹果可以降低酸味和苦味的感知强度，减少涩味，并增强溶液和食物的甜味。

**2 材料与方法**

**2.1 实验概述**

该实验获得了Griffith大学人类研究伦理委员会的伦理批准（参考编号2024/052）。这是一项前后对照的准实验设计，分为三个组，旨在评估在给定剂量奇迹果片（自变量）前后溶液和食物的感知味觉强度（因变量）。

**2.2 参与者**

参与者（n = 45）来自Griffith大学。纳入标准包括：澳大利亚公民/在澳大利亚居住≥10年，年龄18–65岁，BMI在正常范围内（18.5–24.9 kg/m2）。排除标准包括怀孕/哺乳期、自报患有非传染性疾病以及过去3个月内感染过新冠病毒，因为这些因素会影响味觉敏感性（Aziz等人2020；Brennan等人2020；Choo和Dando 2017；Tan等人2023）。

**2.3 材料**

奇迹果片购自台湾Sen Yuh Farm Science Co. Ltd.。根据制造商的规定，每片350毫克的片剂含有55%的奇迹果果肉、45%的粘合剂玉米淀粉和约0.159毫克的奇迹酚。我们使用了三种剂量：175毫克（半片）、350毫克（1片）和700毫克（2片）。代表酸味、苦味和甜味的溶液以及涩味的溶液根据以往的文献制备，并分10毫升的份量提供（Capitanio等人2011）。我们在25°C下使用pH计测量了它们的pH值（表1）。

**表1. 溶液和食物的pH值**

| 溶液/食物 | pH值 |
|---------|-------|
| 酸性溶液 | 10毫升10毫米摩尔/升柠檬酸 | 2.60a |
| 油酸性溶液 | 10毫升7.5毫米摩尔/升酒石酸 | 3.78a |
| 苦味溶液 | 10毫升3.2毫米摩尔/升6-丙基硫脲（PROP） | 6.80 |
| 酸化PROP溶液 | 5毫升10毫米摩尔/升柠檬酸 + 5毫升3.2毫米摩尔/升6-丙基硫脲（混合物中PROP的最终浓度=1.6毫米摩尔/升，柠檬酸的最终浓度=5毫米摩尔/升） | 2.70a |
| 甜味溶液 | 10毫升96毫米摩尔/升蔗糖 | 7.00 |
| 酸化蔗糖溶液 | 5毫升10毫米摩尔/升柠檬酸 + 5毫升96毫米摩尔/升蔗糖（混合物中蔗糖的最终浓度=48毫米摩尔/升，柠檬酸的最终浓度=5毫米摩尔/升） | 3.02a |
| 酸味食物 | 一块酸橙（八分之一个酸橙或约12克） | 2.50a |
| 油涩食物 | 一块无籽的格兰尼史密斯苹果（八分之一个苹果或约18克） | 3.14a |
| 苦味食物 | 南瓜花（约20克） | 6.92 |
| 酸化西兰花 | 5毫升柠檬汁 + 南瓜花（约20克） | 4.00a |
| 甜味食物 | 5毫升枫糖浆 | 6.78 |
| 酸化枫糖浆 | 5毫升柠檬汁 + 5毫升枫糖浆 | 3.27a |

注：pH值是在Griffith大学实验室使用pH计（型号：CHEETAH PHS-3C）在25°C下测定的。为了测量pH值，固体食物被制成泥状（Vijayakumar和Adedeji，2024）。只有pH值<6.5的溶液和食物被视为酸性的，并被用于实验以促进奇迹酚的作用。PROP、蔗糖、西兰花和枫糖浆仅在酸化后进行测试。酸性溶液由10毫升10毫米摩尔/升柠檬酸组成，这是根据Capitanio等人（2011）之前的研究评估的。苦味溶液由5毫升3.2毫米摩尔/升6-丙基硫脲与5毫升10毫米摩尔/升柠檬酸混合制备。涩味溶液由10毫升7.5毫米摩尔/升酒石酸组成。在味觉敏感性领域，我们没有找到专门评估酒石酸溶液的涩味的研究。虽然Junge等人（2020）研究了酒石酸溶液的酸度，但我们采用了他们的酒石酸浓度作为参考。在制备甜味溶液时，我们最初尝试将5毫升48毫米摩尔/升蔗糖与5毫升10毫米摩尔/升柠檬酸混合，但在一项包含五名参与者的预实验中，这种混合物主要呈现酸味。为了在保持酸性的同时确保甜味占主导，我们增加了蔗糖的浓度，最终的甜味溶液是由5毫升96毫米摩尔/升蔗糖与5毫升10毫米摩尔/升柠檬酸混合而成。由于PROP和蔗糖本身是非酸性的，因此需要与柠檬酸混合以维持奇迹酚所需的酸性pH值。这种方法与Capitanio等人（2011）的研究一致，他们使用柠檬酸酸化非酸性（苦味和甜味）溶液后再进行奇迹酚测试。代表酸味、苦味和甜味的食品以及涩味的食品是根据之前的文献准备的。我们测量了pH值（表1）。在使用pH计之前，我们按照Vijayakumar和Adedeji（2024）的协议将固体食物制成泥状。酸味食物是一块八分之一的酸橙（约12克）（Lipatova和Campolattaro 2016）。苦味食物是西兰花花（约20克）（Lipatova和Campolattaro 2016）与5毫升柠檬汁混合。涩味食物是一块八分之一的格兰尼史密斯苹果（Choi和Garza 2020）。甜味食物是5毫升枫糖浆（Hudson等人2018）与5毫升柠檬汁混合。为了促进奇迹酚的作用，天然非酸性的食物（西兰花和枫糖浆）与酸混合。这是首次将食物与酸混合的研究。添加酸的方法与Capitanio等人（2011）类似，他们将酸（柠檬酸）加入到溶液中。由于柠檬汁是一种天然的柠檬酸来源（柠檬汁含有0.234毫米摩尔/升柠檬酸）（Penniston等人2008），我们将柠檬汁加入到食物中。对于西兰花，5毫升的柠檬汁量足以降低pH值同时保持其自然苦味。为了确定最佳的奇迹果剂量，以最大化增甜效果并有效应用于饮食干预，这是必要的。据我们所知，有两项研究考察了剂量效应（Andrade等人2019；Choi和Garza 2020）。第一项研究测试了150毫克、300毫克和600毫克的片剂（品牌：Frooties），发现300毫克能有效增甜柠檬水，但对绿茶无效（Andrade等人2019）。作者没有对绿茶进行酸化处理，这可能阻碍了奇迹酚的作用。第二项研究调查了不同剂量和形式的奇迹果产品（片剂、粉末）对酸味食物（pH 3–6）的影响。由于制造商和成分的不同，直接比较剂量较为困难（Choi和Garza 2020）。据我们所知，没有研究系统地比较了奇迹果剂量对酸味食物的影响，或探索了其对其他味道特性的溶液和食物的剂量效应。本研究通过比较三种剂量的奇迹果片对代表酸味、苦味、甜味和涩味的溶液和食物的影响，同时保持奇迹酚活性所需的酸性pH条件，填补了这些空白。我们假设奇迹果可以降低酸味和苦味的感知强度，减少涩味，同时增强溶液和食物的甜味。

**2.4 程序**

本研究采用了广义标签幅度量表（gLMS），这是一种经过验证的心理物理量表工具，范围从0到100（Green等人1996）。参与者根据自己的“最强烈的感觉”（例如噪音、疼痛）来评价感知的味觉强度，将这一最大值固定在100（Green等人1996）。gLMS是合适的，因为我们的研究重点在于量化个体内部的味觉感知变化，而不是生成描述性剖面。在预实验中，一部分参与者在7天间隔的两次会议上评估了相同的溶液和食物（Coulon等人2012）。平均gLMS得分在两次会议中保持一致，表明具有良好的可靠性。gLMS适用于受过训练或未受训练的参与者（Green等人，1996年），并且心理物理性的味觉强度判断非常直接，不需要专家的帮助（Capitanio等人，2011年）。尽管如此，我们还是进行了一次熟悉会话（第1周），所有参与者都收到了酸味、苦味、涩味和甜味的溶液及食物（与实验中使用的一致），并练习了评分。参与者观看了指导视频（支持信息S1），并参加了一个开放式问答环节以解决疑问。在第2周，参与者完成了实验（图1）。为了标准化条件，参与者被要求在过去的24小时内避免剧烈运动（Gauthier等人，2020年），过去1小时内不要吸烟（Cho等人，2017年），以及在过去1小时内不要进食/饮水或刷牙（Lim等人，2021年）。如果他们在过去24小时内遇到了异常的悲伤/快乐事件，也被要求不要参加实验。情绪（快乐/悲伤）是通过一个经过验证的10点图标工具——视觉模拟情绪量表来评估的（Karbownik和Hicks，2022年）。参与者收到了书面信息表、口头指导、gLMS评分示例，并有机会解决任何疑问。

**程序流程图**：参与者在问卷上记录了他们的社会人口统计信息，因为这些变量可能是协变量。使用pH试纸（Whatman指示纸）测量了唾液的pH值。一部分参与者（n = 21）将唾液收集到收集盒（Oragene DNA OG-500）中，然后送往澳大利亚基因组研究设施进行DNA提取和TAS2R38基因分型。TAS2R38基因是影响苦味敏感性的因素。由于资金限制，这项检测无法对所有参与者（n = 45）进行。被认为是具有代表性的样本子集（总样本的25%）已经足够（Daszykowski等人，2002年），在我们的案例中等同于n = 12。因此，n = 21是我们可以用可用资金管理的最大数量。参与者品尝了苯硫脲（PTC）试纸条，以确定他们的表型苦味敏感性。将PTC试纸条识别为苦味的参与者被归类为有味觉的人，而那些描述其味道不是苦味或中性的参与者则被视为没有味觉的人。研究人员使用身高计测量了参与者的身高，并使用生物电阻抗分析仪（TANITA 545N）测量了体重、体脂百分比和无脂质量。参与者被随机分为三组：A、B和C。在实验之前，他们用清水漱口，以确保他们的味觉完全中性。然后，参与者接受了溶液和食物，在gLMS上评估他们的味觉强度（Green等人，1996年）。每次品尝完溶液或食物后，参与者用清水漱口，直到之前的味觉刺激消失，确认没有余味。还提供了普通的饼干来清除任何残留的味道（Lim等人，2021年），但没有人要求使用。参与者服用了指定剂量的奇迹果实片剂。A组、B组和C组分别接受了175毫克、350毫克和700毫克的剂量。他们将片剂在口中溶解5分钟，而不咀嚼（Hudson等人，2018年）。之后，他们再次接受相同的溶液和食物，以评估味觉强度。

**2.5 样本大小**

样本大小是使用G*power 3.1软件计算的，α水平为0.05，功效为80%，效应量（Cohen's d）为0.7835（来自Wong和Kern，2011年）。计算出的样本大小为n = 45。之前的关于奇迹果实的心理物理测量研究中，有10-19名未受训练的参与者参与（Capitanio等人，2011年；Lipatova和Campolattaro，2016年）。

**2.6 数据分析**

数据被清理、检查完整性后录入Microsoft Excel。可识别的数据（姓名）被替换为受试者ID。统计分析是在IBM SPSS 29.0上进行的。分类变量以频率（n）报告。对于连续变量，使用Shapiro-Wilk检验评估正态性。由于结果变量不是正态分布的，数据以中位数和四分位间距（IQR）报告。由于结果变量的非正态性，使用Wilcoxon符号秩检验来比较服用奇迹果前后味觉强度的变化。使用广义线性混合模型（GLMM）和伽马回归来评估奇迹果实剂量与味觉强度之间的关联，同时控制潜在的协变量（性别、年龄、PTC状态）并考虑每个参与者的重复测量。尽管进行了对数或平方根转换，残差仍然不服从正态分布，这支持了选择GLMM的决定（Jiang和Nguyen，2007年）。在GLMM中，奇迹果实剂量的后测味觉强度与0毫克参考组进行了比较，后者包含了前测结果。由于每个参与者有两个味觉测量值（前测和后测），受试者ID被作为随机效应包括在内（Allison，2005年）。固定效应包括奇迹果实剂量、PTC味觉状态、年龄和性别。最初的GLMM使用了一个仅有截距的（空模型）：

其中β0是截距，(1|subject ID)是随机效应，ε是误差。固定效应按照以下方式添加到模型中：

其中β0是截距，β1、β2、β3和β4是固定效应系数，ε是误差。剂量是主要关注的独立变量。通过添加或移除协变量（性别、年龄、PTC味觉状态）来发展模型。基于最低的赤池信息量准则（AIC）和贝叶斯信息量准则（BIC）值选择了最佳拟合模型（Ten Eyck和Cavanaugh，2018年）。组内相关系数（ICC）表示可归因于组间差异的方差比例（Bliese等人，2018年；Nielsen等人，2021年）。

**3 结果**

**3.1 参与者特征**

分析使用了n = 45名参与者的数据（n = 34名女性和n = 11名男性）。参与者的中位（IQR）年龄为22岁（20.0–26.0岁），BMI为22.5 kg/m2。口腔pH值保持中性，中位（IQR）为7（6.5–7.0）。根据PTC试纸测试，有n = 29名有味觉的人和n = 16名没有味觉的人。按组别分配的参与者特征总结在表2中。

**表2. 参与者特征（n = 45）**

| 组别 | 性别 | 年龄 | BMI | 体脂百分比 | 肌肉质量 | 体水量 | 口腔pH | PTC味觉状态 |
|-------|-------|-------|---------|---------|--------|---------|-----------|
| A组 | 女性 | 12 | 22.6 | 26.5 | 41.5 | 7 | 10 |
| | 男性 | 3 | 22.9 | 27.9 | 42.4 | 6 | 9 |
| | | 21 | 22.8 | 26.6 | 26.6 | 10 |
| B组 | 女性 | 13 | 21.8 | 22.9 | 42.1 | 6 | 9 |
| | 男性 | 3 | 21.5 | 22.5 | 26.6 | 10 |
| | | 22 | 21.0 | 23.9 | 24.5 | 9 |
| C组 | 女性 | 15 | 23 | 22.6 | 24.1 | 6 | 10 |
| | 男性 | 15 | 21 | 21.5 | 23.8 | 10 |
| | | 13 | 20 | 22.8 | 22.2 | 10 |

**3.1.1 PTC味觉状态与TAS2R38基因单倍型**

本研究比较了n = 21名参与者的TAS2R38基因型与其PTC味觉状态（PTC有味觉者和无味觉者）。虽然PAV/AVI理想上代表中等的苦味敏感性，但有n = 4人认为自己是PTC无味觉者（图2）。

**3.2 前后测试中溶液和食物的味觉强度**

表3展示了每个奇迹果实剂量组中溶液和食物的前后gLMS评分：A组（175毫克），B组（350毫克）和C组（700毫克）。表3显示了奇迹果实服用前后溶液和食物的感官属性强度（gLMS评分）。

**3.2.1 柠檬酸（酸味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 15 (12–20) | 15 (10–20) | ?0.89 | < 0.001* |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 13 (10–30) | 13 (10–30) | ?0.69 | 0.007* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 20 (10–48) | 20 (10–48) | ?0.88 | < 0.001* |

**3.2.2 苛化-propylene glycol（苦味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 70 (56–85) | 70 (55–80) | ?0.19 | 0.458 |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 65 (40–70) | 60 (40–70) | ?0.28 | 0.271 |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 75 (30–96) | 80 (40–100) | 0.39 | 0.130 |

**3.2.3 酒石酸（涩味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 10 (8–15) | 8 (5–18) | ?0.14 | 0.592 |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 18 (10–30) | 5 (2–15) | ?0.85 | < 0.001* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 12 (5–35) | 15 (4–20) | ?0.39 | 0.125 |

**3.2.4 苛化蔗糖（甜味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 30 (20–45) | 50 (25–70) | 0.62 | 0.017* |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 30 (18–40) | 35 (20–47) | 0.46 | 0.073 |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 20 (12–28) | 40 (30–70) | 0.88 | < 0.001* |

**3.2.5 青柠（酸味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 80 (40–81) | 20 (10–30) | ?0.88 | < 0.001* |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 63 (35–85) | 20 (5–30) | ?0.82 | 0.001* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 75 (60–85) | 20 (4–35) | ?0.88 | < 0.001* |

**3.2.6 苛化西兰花（苦味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 25 (10–60) | 20 (5–10) | ?0.76 | 0.003* |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 25 (20–40) | 20 (10–25) | ?0.60 | 0.020* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 40 (30–50) | 10 (5–24) | ?0.84 | 0.001* |

**3.2.7 格兰尼史密斯苹果（涩味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 20 (10–25) | 10 (5–20) | ?0.30 | 0.238 |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 20 (10–35) | 10 (2–20) | ?0.73 | 0.005* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 28 (16–40) | 5 (0–12) | ?0.84 | 0.001* |

**3.2.8 苛化枫糖浆（甜味）**

| 剂量组 | 前测gLMS评分（中位数（IQR） | 后测gLMS评分（中位数（IQR） | 效应量（r） | p值 |
|--------|-----------------|------------------|---------|--------|
| A组（175毫克）| 55 (30–75) | 70 (55–85) | 0.52 | 0.043* |
| | | | | |
| B组（350毫克）| 70 (25–80) | 80 (53–90) | 0.75 | 0.004* |
| | | | | |
| C组（700毫克）| 70 (39–75) | 80 (50–90) | 0.40 | 0.132 |

**3.3 控制协变量后奇迹果实剂量对味觉强度的影响：GLMM分析**

总共为每个结果开发了n = 8个模型。每个感官属性结果的选定最佳模型模型
预测变量
水平
估计值
95%置信区间
p值

柠檬酸的酸度 = β0 + β1（剂量）+ β2（性别）+ β3（PTC）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.168，R2条件 = 0.831
AIC = 257.537，BIC = 264.530
总体调整后的ICC = 0.797
仅包含截距的模型的ICC = 0.569

剂量（mg）
175毫克
?1.331
?1.811, ?0.850
< 0.001

350毫克
?1.377
?1.860, ?0.894
< 0.001

700毫克
?1.809
?2.291, ?1.327
< 0.001

0
参考值（无显著差异）

性别
女性
0.539
?0.116, 1.195
0.106

男性
参考值（无显著差异）

PTC
非品尝者
0.273
?0.311, 0.858
0.355

酸化PROP的苦味
苦味 = β0 + β1（剂量）+ β2（PTC）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.208，R2条件 = 0.915
AIC = 144.891，BIC = 151.922
总体调整后的ICC = 0.893
仅包含截距的模型的ICC = 0.924

剂量（mg）
175毫克
?0.019
?0.212, 0.174
0.845

350毫克
?0.157
?0.350, 0.035
0.108

700毫克
?0.036
?0.228, 0.157
0.712

0
参考值（无显著差异）

PTCa
非品尝者
?0.893
?1.295, ?0.490
< 0.001

酒石酸的酸度
酸度 = β0 + β1（剂量）+ β2（性别）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.074，R2条件 = 0.892
AIC = 262.265，BIC = 269.296
总体调整后的ICC = 0.883
仅包含截距的模型的ICC = 0.862

剂量（mg）
175毫克
?0.279
?0.698, 0.140
0.189

350毫克
?1.063
?1.483, ?0.643
< 0.001

700毫克
?0.377
?0.797, 0.042
0.077

0
参考值（无显著差异）

性别
女性
0.808
?0.008, 1.625
0.052

男性
参考值（无显著差异）

酸化蔗糖的甜度
甜度 = β0 + β1（剂量）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.118，R2条件 = 0.756
AIC = 158.642，BIC = 165.712
总体调整后的ICC = 0.724
仅包含截距的模型的ICC = 0.566

剂量（mg）
175毫克
0.433
0.170, 0.695
0.002

350毫克
0.326
0.063, 0.589
0.016

700毫克
0.744
0.481, 1.006
< 0.001

酸橙的酸度
酸度 = β0 + β1（剂量）+ β2（PTC）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.173，R2条件 = 0.846
AIC = 179.987，BIC = 187.019
总体调整后的ICC = 0.814
仅包含截距的模型的ICC = 0.760

剂量（mg）
175毫克
?1.182
?1.524, ?0.840
< 0.001

350毫克
?1.256
?1.598, ?0.914
< 0.001

700毫克
?1.226
?1.568, ?0.884
< 0.001

PTC
非品尝者
?0.211
?0.517, 0.095
0.174

酸化西兰花的苦味
苦味 = β0 + β1（剂量）+ β2（性别）+ β3（PTC）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.075，R2条件 = 0.901
AIC = 270.592，BIC = 277.585
总体调整后的ICC = 0.893

剂量（mg）
175毫克
?0.674
?1.091, ?0.258
0.002

350毫克
?0.515
?0.933, ?0.098
0.016

700毫克
?1.204
?1.621, ?0.788
< 0.001

性别
女性
0.686
?0.243, 1.616
0.146

男性
参考值（无显著差异）

PTC
非品尝者
0.364
?0.468, 1.196
0.387

Granny Smith苹果的酸度
酸度 = β0 + β1（剂量）+ β2（性别）+ β3（PTC）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.055，R2条件 = 0.939
AIC = 319.175，BIC = 326.167
总体调整后的ICC = 0.936

剂量（mg）
175毫克
?0.325
?0.790, 0.140
0.168

350毫克
?0.661
?1.126, ?0.195
0.006

700毫克
?1.521
?1.986, ?0.056
< 0.001

性别
女性
1.012
?0.496, 2.521
0.186

男性
参考值（无显著差异）

PTC
非品尝者
0.069
?1.283, 1.422
0.919

枫糖浆的甜度
甜度 = β0 + β1（剂量）+ β2（性别）+ (1|受试者ID) + ε
R2边际 = 0.038，R2条件 = 0.798
AIC = 161.686，BIC = 168.718
总体调整后的ICC = 0.767

剂量（mg）
175毫克
0.414
0.152, 0.676
0.002

350毫克
0.356
0.093, 0.619
0.009

700毫克
0.197
?0.065, 0.459
0.139

性别
女性
0.012
?0.379, 0.402
0.953

男性
参考值（无显著差异）

注：固定效应系数；ε：误差。缩写：ICC，类内相关系数。
p值 < 0.05的变量为统计上显著的预测变量。

3.3.1 柠檬酸的酸度
在最初的仅包含截距的模型中，ICC为0.569，表明56.9%的酸度强度方差可以通过受试者间的差异（受试者ID）来解释。在所有8个模型中，剂量是唯一显著的预测变量，而其他协变量（年龄、性别和PTC品尝者状态）均不显著。最佳模型为：

在控制了性别和PTC品尝者状态作为协变量后，剂量对酸度的影响仍然显著（175毫克：β = ?1.331，95%置信区间 = ?1.811, ?0.850，p < 0.001；350毫克：β = ?1.377，95%置信区间 = ?1.860, ?0.894，p < 0.001；700毫克：β = ?1.809，95%置信区间 = ?2.291, ?1.327，p < 0.001）。然而，PTC品尝者状态（p = 0.355）和性别（p = 0.106）对酸度没有显著影响。该模型解释了83.1%的酸度方差。

3.3.2 其他溶液和食物的GLMM结果
对于其他溶液和食物（酒石酸的酸度、酸化蔗糖的甜度、酸橙的酸度、酸化西兰花的苦味、Granny Smith苹果的酸度以及酸化枫糖浆的甜度），GLMM模型同样显示剂量是味觉强度变化最一致且显著的预测变量（表4）。唯一的例外是酸化PROP，在该研究中剂量对苦味没有显著影响，而PTC品尝者状态仍然是一个显著预测变量。

4. 讨论
本初步研究调查了来自同一制造商的三种不同剂量的奇迹果片对溶液和食物感知风味强度的影响。研究发现了一种最适合掩盖酸度、苦味和涩味并增强甜度的剂量。

4.1 将参与者分类为品尝者和非品尝者
在探讨风味强度的变化之前，我们首先解决了参与者特征中出现的一个问题。根据表型（PTC；品尝者与非品尝者）和基因型（TAS2R38基因型）的品尝者状态，对苦味敏感性的分类存在不一致性。几乎四分之三的参与者是品尝者，他们携带PAV单倍型（这与现有文献一致，文献指出品尝者可能携带这种常见单倍型（Emerson 2012）。剩余的四分之一参与者是非品尝者，但他们携带PAV/AVI或AAV/AVI基因型，而理论上他们应该具有中等的苦味敏感性（Boxer和Garneau 2015）。Shen等人（2016）在其针对主要是高加索血统的健康成年人的横断面研究中也观察到了类似的不一致性。该研究共有136名参与者（105名品尝者和31名非品尝者；使用PROP进行测试）。作者发现16%的非品尝者携带PAV单倍型（Shen等人2016）。Kim等人（2003）提出，仅55%–85%的表型品尝者状态方差（使用PTC或PROP测量）可以由TAS2R38基因解释。除了TAS2R38基因外，还有其他因素影响表型品尝者状态，包括味蕾的数量和大小以及唾液的成分（例如蛋白质和游离氨基酸含量）（Melis等人2013；Shen等人2016）。另一种可能的解释是通过长期食用苦味食物（如芸苔属蔬菜）而获得的耐受性（Mura等人2018）。无论TAS2R38基因型如何，这样的个体可能会对苦味产生耐受性，并将自己视为非品尝者。在小鼠研究中也观察到了这种行为，长期暴露于苦味化合物会导致耐受性的产生，尽管其潜在机制尚不清楚（Mura等人2018）。此外，表型-基因型不一致性也可能由口腔感觉神经损伤引起。即使在健康成人中，常规牙科手术、局部麻醉、中耳感染或轻微的口腔创伤也可能导致味觉神经的轻微损伤，从而影响味觉敏感性（Snyder和Bartoshuk 2016）。然而，收集神经损伤数据超出了本初步研究的范围，未来的研究可以探讨这些额外的变量对味觉敏感性的影响。

4.2 奇迹果摄入后感知风味强度的变化
根据GLMM的结果（表4），下面讨论了感知风味强度的变化。Wilcoxon符号秩检验（表3）和GLMM（表4）在蔗糖甜度的显著剂量上存在差异。由于Wilcoxon检验是双变量分析，它没有考虑潜在的协变量，而GLMM使用最佳拟合模型对这些协变量进行了控制。因此，GLMM的结果更为可靠，观察到的差异可能反映了协变量的影响（Bolker 2015）。

4.2.1 溶液（柠檬酸）和食物（酸橙）的酸度
根据表4，三种剂量的奇迹果片（175、350和700毫克）显著降低了柠檬酸和酸橙的酸度。在三种测试剂量中，175毫克是最小剂量，能够有效掩盖柠檬酸和酸橙的酸味，可以推荐作为合适的剂量。现有研究广泛探讨了奇迹果/奇迹因子对酸溶液和食物的酸度影响（Diyapaththugama等人2024）。这些研究结果与当前研究一致，支持奇迹果/奇迹因子能够抑制柠檬酸溶液的感知酸度（0.010 mol/L）。由于酸橙主要含有柠檬酸（酸橙中的柠檬酸浓度为0.234 mol/L），奇迹果同样有效降低酸橙的酸度（Penniston等人2008）。

4.2.2 溶液（酸化PROP）和食物（酸化西兰花）的苦味
三种剂量的奇迹果片均未降低酸化PROP的苦味。相比之下，所有三种剂量均显著降低了酸化西兰花的苦味。在三种测试剂量中，175毫克是最小剂量，能够有效掩盖酸化西兰花的苦味，可以推荐作为合适的剂量。目前唯一一项显示奇迹果对苦味有显著影响的研究是由Capitanio等人（2011）进行的，该研究针对含有柠檬酸和咖啡因的苦味溶液。据我们所知，没有其他研究比较奇迹果与PROP或酸化西兰花的效果。

4.2.3 溶液（酒石酸）和食物（Granny Smith苹果）的酸度
最低剂量（175毫克）不足以降低酒石酸溶液或Granny Smith苹果的酸度，而中等剂量（350毫克）显著降低了二者的酸度。最高剂量（700毫克）虽然未能降低酒石酸溶液的酸度，但显著降低了Granny Smith苹果的酸度。在三种测试剂量中，35毫克是最小剂量，能够有效掩盖两种物质的酸度，可以推荐作为合适的剂量。虽然之前的研究使用酸度作为描述指标评估了奇迹果的效果，但这些研究关注的是酸度而非涩度（Bartoshuk等人1974；Choi和Garza 2020；Hudson等人2018）。尽管涩度未被视为基本味觉（Beauchamp 2019），且ASTM E253-25标准术语中未包含涩度（ASTM International 2025），但本研究中仍将其作为描述指标，以捕捉酸性食物感知的细微差异。尽管酸度和涩度都由有机酸引起，但它们在感知上有所不同。涩度通常被描述为一种尖锐的果味，与某些酸（如酒石酸）相关，其味道比柠檬酸更强烈（Bett-Garber等人2015；da Conceicao Neta等人2007；Gurtler和Mai 2014）。此外，某些水果（如青樱桃、蔓越莓和绿苹果）被认为具有涩味（Siddiq等人2011；Fong等人2020；Gurtler和Mai 2014）。健康饮食指南鼓励增加水果摄入量（澳大利亚统计局2023–2024）。如果奇迹果能增加这些水果的甜度，将有助于提高其消费。因此，在本研究中，我们将酒石酸和Granny Smith苹果的涩度作为评估指标。

4.2.4 溶液（蔗糖）和食物（枫糖浆）的甜度
三种剂量的奇迹果片（175、350和700毫克）均显著增加了酸化蔗糖的甜度。其中，175毫克和350毫克剂量显著增加了枫糖浆的甜度。在测试的三种剂量中，能够增强酸化蔗糖和酸化枫糖浆甜度的最低剂量为175毫克，这一剂量可以被认为是一个合适的剂量。Capitanio等人（2011年）使用蔗糖+柠檬酸的混合物研究了奇迹果汁对甜味的影响。他们的研究结果与本研究一致，支持了奇迹果汁能够增强酸化蔗糖溶液甜度的能力。然而，目前还没有关于奇迹果汁与酸化枫糖浆结合的研究来对比我们的实验结果。

4.3 奇迹果汁在溶液中及食物中对味道修饰的作用机制

4.3.1 在酸性pH条件下降甜度的机制
文献中已经清楚地描述了奇迹果汁掩盖酸味的机制。在酸性pH条件下，奇迹果汁与人类甜味受体结合，产生甜味神经信号，从而掩盖酸味的苦味（Diyapaththugama等人，2024年；Sanematsu等人，2016年）。奇迹果汁如何影响其他味道特性（如苦味、甜味和酸味）的机制尚未完全确定。然而，可以提出一个合理的解释：当像柠檬汁这样的酸性与西兰花结合时，pH值的降低可能促使奇迹果汁激活，产生的甜味足以掩盖苦味。同样，由于酒石酸和Granny Smith苹果本身具有酸性，奇迹果汁可能引发的甜味足以掩盖它们的酸味。在酸化的混合物中（例如柠檬酸与蔗糖或柠檬汁与枫糖浆），奇迹果汁带来的甜味可能会进一步提升原本就存在的甜度。此外，正如Capitanio等人（2011年）所提出的，这种由奇迹果汁引起的甜味可能与溶液中/食物本身的甜度相加，从而提升整体的感知甜度。然而，根据我们的研究结果，这种对苦味、甜味和酸味的机制并不是在整个实验中都始终适用的。除了在酸性pH条件下产生的甜味外，观察到的结果差异可能还受到其他因素的影响，包括食物基质和奇迹果汁的剂量。

4.3.2 掩盖苦味的机制
奇迹果汁无法掩盖酸化PROP溶液的苦味，而所有剂量的奇迹果汁对酸化西兰花都有效。这种差异可能归因于食物基质的不同。PROP是一种液态基质，含有硫脲基团（N–C = S），对其敏感度主要由遗传因素决定（TAS2R38基因）（Chang等人，2006年）。在本研究中，我们根据TAS2R38基因型将参与者分为能感知苦味的人和不能感知苦味的人。我们观察到，无论奇迹果汁的剂量如何，能感知苦味的人都觉得PROP更苦（见表4）。这证实了PROP的苦味主要受遗传因素影响，而外部味道调节剂奇迹果汁的影响有限。相比之下，西兰花是一种固态食物基质，其苦味来自多种化合物的复合效应，其中包括含有硫脲基团的异硫氰酸盐，这些化合物的苦味主要受TAS2R38基因调控（Tepper等人，2014年；Wieczorek等人，2018年；Zabaras等人，2013年）。此外，异硫氰酸盐还可能与其他受体（如TRPA1受体，引起刺激感或灼烧感）和嗅觉受体相互作用（Wieczorek等人，2018年；Zabaras等人，2013年）。西兰花苦味的这种复杂性可能是其对于奇迹果汁有响应的原因，而PROP则没有响应的原因。

4.3.3 掩盖酸味的机制
最高剂量（700毫克）未能掩盖酒石酸溶液的酸味，但对于Granny Smith苹果则有效。这种差异可能与食物基质有关。酒石酸溶液是简单的液态基质，而Granny Smith苹果是复杂的固态食物基质（Inoue等人，2022年）。我们可以推测奇迹果汁与固态食物基质的相互作用可能不同于与液态基质的相互作用。不过，奇迹果汁与食物基质之间的相互作用还需要进一步研究。不仅奇迹果汁本身，酒石酸也可能与苹果食物基质中的其他营养成分（尤其是果胶纤维）发生相互作用（Syarifuddin等人，2025年），这可能会影响液体和固态食物中酸味的感知。

4.3.4 增强甜味的机制
在甜味方面，最高剂量（700毫克）仅在酸化蔗糖上有效，而在酸化枫糖浆上无效。由于蔗糖和枫糖浆都是液态物质（具有相似的食物基质），因此在700毫克剂量下观察到的差异可能与可结合受体的甜味配体数量有关。枫糖浆中的蔗糖浓度（2.267摩尔/升）远高于蔗糖溶液（0.096摩尔/升）。浓度越高，可结合受体的甜味配体数量也就越多（Gesztelyi等人，2012年）。这表明枫糖浆提供了更多的甜味配体，可能导致受体饱和，从而降低受体的敏感性（Burke和Small，2015年；Jayasinghe等人，2017年；Murovets等人，2024年）。

5 强点和局限性
这是首次系统地比较奇迹果汁剂量对酸性食物以及代表苦味、甜味和酸味的溶液和食物的影响的研究。这也是首次将酸与非酸性食物（西兰花和枫糖浆）结合来评估奇迹果汁引起的味道变化的研究。该研究确定了有效改变味道所需的最低剂量，为未来的饮食干预提供了依据。虽然本研究中的味道强度是通过自我报告获得的，存在自我报告的偏差，但为了提高响应的可靠性和准确性，本研究采用了gLMS评分系统（Green等人，1996年），该系统比传统的李克特量表更具优势，因为它可以反映不同受试者之间的比较结果（Kalva等人，2014年）。本研究中的大多数参与者（76%）为女性，这可能影响了味道感知的结果，因为之前的研究已经报告了性别对味道敏感性和神经处理方式的差异（Lombardo等人，2023年；Martin和Sollars，2017年）。本研究没有控制与月经周期相关的激素波动，这可能会增加个体间的差异。未来的研究应包括平衡的性别比例，并考虑相关激素状态以进一步阐明这些影响。

6 对未来研究的启示
虽然奇迹果汁对酸味的作用已经明确，但由于在不同食物基质和剂量下的研究结果不一致，其对苦味、酸味和甜味的作用机制仍不清楚。未来的研究应详细探讨这些机制。奇迹果汁可以用来掩盖水果和蔬菜中的酸味、苦味和酸味，提高它们的口感；也可以用来过度增强已经甜的食品（如糖果、含糖饮料）的甜度，从而降低人们对它们的偏好。还需要定性研究来了解参与者的味道体验。根据我们的研究结果，较低的剂量就足以有效改变味道。考虑到奇迹果汁的价格较高（每10片约20美元），确定最小有效剂量有助于实现大规模的饮食应用。生物工程的进步，例如表达奇迹果汁的作物和合成类似物，可能会进一步提高其可用性，并扩展其在烹饪和营养方面的应用（Maia等人，2024年）。

7 结论
这项初步研究强调了奇迹果汁在酸性条件下调节溶液和食物味道的剂量依赖性效果。最低测试剂量（175毫克）能有效减少酸味和苦味，并增强甜味，而中等剂量（350毫克）适合减少酸味。在进食前食用奇迹果汁可能是一种自然的方法，可以产生甜味来掩盖不希望出现的酸味、苦味和酸味。还需要进一步研究其作用机制及其与食物基质的相互作用。

作者贡献
Shashya Diyapaththugama：撰写原始草稿、审稿和编辑、方法设计、研究实施、数据分析。
Getahun Fentaw Mulaw：撰写、审稿和编辑、研究实施、数据分析。
Indu Singh：撰写、审稿和编辑、方法设计、研究指导。
Natalie Shilton：撰写、审稿和编辑、方法设计、研究指导。
Madiha Ajaz：撰写、审稿和编辑、研究实施。
Rati Jani：撰写原始草稿、审稿和编辑、方法设计、数据分析、概念化、研究指导。

致谢
本研究是多中心“挑食项目”的一部分。该项目的“奇迹浆果”部分得到了Sen Yuh Farm Science Co. Ltd.和My M Fruit LLC（DBA mberry，位于亚利桑那州吉尔伯特市）的支持。开放获取出版由格里菲斯大学通过Wiley - 格里菲斯大学协议与澳大利亚大学图书馆委员会合作促成。

资金
作者没有需要声明的利益冲突。

数据可用性声明
支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获取。