Taste responses of carp fishes (Cyprinidae) to carboxylic acids. 1. Taste preferences

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The palatability of carboxylic and some other organic acids (10− 1 M) for dace Leuciscus leuciscus, roach Rutilus rutilus, and common carp Cyprinus carpio was assessed. The conclusion about species specificity of taste preferences in fishes was confirmed. Four out of 17 carboxylic acids stimulate consumption of pellets in dace, of which formic acid has the strongest effect. A significant decrease in consumption is caused by ten acids. For roach, no palatable carboxylic acids were found; most of them (13 out of 15) have a repulsive taste. For common carp, four acids have attractive taste, one (malonic acid) has repulsive taste, and the remaining 11 acids have no effect on pellet consumption. The stimulating effect of the acids persists up to concentrations of 10−4 and 10−3 M. Among the carboxylic acids, there is not one with the same taste properties for the studied fish. No significant similarity was found between dace, roach, common carp, and other fish species in terms of palatability of carboxylic acids. A direct dependence of pellet consumption on pH of carboxylic acid solutions was observed in roach and dace, while it was absent in common carp. The dependence of the palatability of carboxylic acids on the size of their molecule is weakly expressed. Structural transformations of the acid molecule do not always lead to shifts in taste properties, and in different species, they may not coincide or be opposite. Ascorbic acid (vitamin C) has a repulsive taste for roach, indifferent for dace, and attractive for common carp, which confirms the lack of relationship between physiological needs in essential micronutrients and their palatability, shown earlier on the example of amino acids.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Kasumyan

Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: alex_kasumyan@mail.ru
Rússia, Moscow

E. Mikhailova

Lomonosov Moscow State University

Email: alex_kasumyan@mail.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Касумян A.O. 1997. Вкусовая рецепция и пищевое поведение рыб // Вопр. ихтиологии. Т. 37. № 1. С. 78–93.
  2. Касумян A.O. 2016. Вкусовая привлекательность и физико-химические и биологические свойства свободных аминокислот (на примере рыб) // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. Т. 52. № 4. С. 245–254.
  3. Касумян А.О., Исаева О.М. 2023. Вкусовые предпочтения карповых рыб (Cyprinidae). Сравнительное исследование // Вопр. ихтиологии. Т. 63. № 1. С. 81–109. https://doi.org/10.31857/S0042875223010071
  4. Касумян А.О., Морси А.М.Х. 1996. Вкусовая чувствительность карпа к свободным аминокислотам и классическим вкусовым веществам // Там же. Т. 36. Вып. 3. С. 386–399.
  5. Касумян А.О., Прокопова О.М. 2001. Вкусовые предпочтения и динамика вкусового поведенческого ответа у линя Tinca tinca (Cyprinidae) // Там же. Т. 41. № 5. С. 670–685.
  6. Левина А.Д., Касумян А.О. 2024. Вкусовая привлекательность изомеров аминокислот для цихлидовых рыб (Cichlidae) // Там же. Т. 64. № 1. С. 94–106. https://doi.org/10.31857/S0042875224010095
  7. Михайлова Е.С., Касумян А.О. 2018. Вкусовые свойства карбоновых кислот для девятииглой колюшки Pungitius pungitius // Там же. Т. 58. № 4. С. 496–502. https://doi.org/10.1134/S0042875218040124
  8. Adams M.A., Johnsen P.B., Zhou H.-Q. 1988. Chemical enhancement of feeding for the herbivorous fish Tilapia zillii // Aquaculture. V. 72. № 1–2. P. 95–107. https://doi.org/10.1016/0044-8486(88)90150-0
  9. Breslin P.A.S. 2013. An evolutionary perspective on food and human taste // Curr. Biol. V. 23. № 9. P. R409–R418. https://doi.org/10.1016/j.cub.2013.04.010
  10. Caprio J. 1975. High sensitivity of catfish taste receptors to amino acids // Comp. Biochem. Physiol. Pt. A. Physiol. V. 52. № 1. P. 247–251. https://doi.org/10.1016/s0300-9629(75)80160-5
  11. CoSeteng M.Y., McLellan M.R., Downing D.L. 1989. Influence of titratable acidity and pH on intensity of sourness of citric, malic, tartaric, lactic and acetic acid solutions on the overall acceptability of imitation apple juice // Can. Inst. Food Sci. Technol. J. V. 22. № 1. P. 46–51. https://doi.org/10.1016/S0315-5463(89)70300-X
  12. Da Conceicao Neta E.R., Johanningsmeier S.D., Drake M.A., McFeeters R.F. 2007. A chemical basis for sour taste perception of acid solutions and fresh-pack dill pickles // J. Food. Sci. V. 72. № 6. P. S352–S359. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2007.00400.x
  13. Dabrowski K. 2000. Ascorbic acid in aquatic organisms: status and perspectives. Boca Raton: CRC Press, 280 p. https://doi.org/10.1201/9781420036312
  14. Dabrowski K., Hinterleitner S., Sturmbauer C. et al. 1988. Do carp larvae require vitamin C? // Aquaculture. V. 72. № 3–4. P. 295–306. https://doi.org/10.1016/0044-8486(88)90218-9
  15. Dabrowski K., Segner H., Dallinger R. et al. 1989. Rearing of cyprinid fish larvae: the vitamin C–minerals interrelationship and nutrition-related histology of the liver and intestine of roach (Rutilus rutilus L.) // J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. № 62. № 1–5. P. 188–202. https://doi.org/10.1111/j.1439-0396.1989.tb00834.x
  16. Daldorph P.W.G., Thomas J.D. 1991. Snail cadavers as sources of short-chain carboxylic acids to scavenging freshwater invertebrates // Hydrobiologia. V. 209. № 2. P. 133–140. https://doi.org/10.1007/bf00006925
  17. Drouin G., Godin J.-R., Pagé B. 2011. The genetics of vitamin C loss in vertebrates // Curr. Genomics. V. 12. № 5. P. 371–378. https://doi.org/10.2174/138920211796429736
  18. Frank H.E.R., Amato K., Trautwein M. et al. 2022. The evolution of sour taste // Proc. R. Soc. B. V. 289. № 1968. Article 20211918. https://doi.org/10.1098/rspb.2021.1918
  19. Froese R., Pauly D. (eds.). 2025. FishBase. World Wide Web electronic publication (www.fishbase.org. Version 02/2025).
  20. Ganzevles P.G.J., Kroeze J.H.A. 1987. The sour taste of acids. The hydrogen ion and the undissociated acid as sour agents // Chem. Senses. V. 12. № 4. P. 563–576. https://doi.org/10.1093/CHEMSE/12.4.563
  21. Giles N., Street M., Wright R.M. 1990. Diet composition and prey preference of tench, Tinca tinca (L.), common bream, Abramis brama (L.), perch, Perca fluviatilis L. and roach, Rutilus rutilus (L.), in two contrasting gravel pit lakes: potential trophic overlap with wildfowl // J. Fish Biol. V. 37. № 6. P. 945–957. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1990.tb03598.x
  22. Hara T.J. 2006. Gustation // Fish physiology: Sensory systems neuroscience. San Diego; London: Acad. Press. P. 45–96. https://doi.org/10.1016/S1546-5098(06)25002-7
  23. Jiang P., Josue J., Li X. et al. 2012. Major taste loss in carnivorous mammals // PNAS. V. 109. № 13. P. 4956–4961. https://doi.org/10.1073/pnas.1118360109
  24. Kasumyan A. 2024. The taste system in fish // Encyclopedia of fish physiology (Second edition). Amsterdam et al.: Acad. Press. P. 106–123. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90801-6.00118-X
  25. Kasumyan A., Døving K.B. 2003. Taste preferences in fish // Fish Fish. V. 4. № 4. Р. 289–347. https://doi.org/10.1046/j.1467-2979.2003.00121.x
  26. Kasumyan A.O., Mouromtsev G.E. 2020. The teleost fish, blue gourami Trichopodus trichopterus, distinguishes the taste of chemically similar substances // Sci. Rep. V. 10. Article 7487. https://doi.org/10.1038/s41598-020-64556-6
  27. Lammens E.H.R.R., Hoogenboezem W. 1991. Diets and feeding behavior // Cyprinid fishes. Dordrecht: Springer. P. 353–376. https://doi.org/10.1007/978-94-011-3092-9_12
  28. Laska M., Persson Suorra J., Rivas Bautista R.M., Hernandez Salazar L.T. 2008. Taste difference thresholds for monosodium glutamate and sodium chloride in pigtail macaques (Macaca nemestrina) and spider monkeys (Ateles geoffroyi) // Am. J. Primatol. V. 70. № 9. P. 839–847. https://doi.org/10.1002/ajp.20558
  29. Laska M., Rivas Bautista R.M., Hernandez Salazar L.T. 2009. Gustatory responsiveness to six bitter tastants in three species of nonhuman primates // J. Chem. Ecol. V. 35. № 5. P. 560–571. https://doi.org/10.1007/s10886-009-9630-8
  30. Levina A.D., Mikhailova E.S., Kasumyan A.O. 2021. Taste preferences and feeding behavior in the facultative herbivore fish, Nile tilapia Oreochromis niloticus // J. Fish Biol. V. 98. № 1. P. 1385–1400. https://doi.org/10.1111/jfb.14675
  31. Li X., Li W., Wang H. et al. 2005. Pseudogenization of a sweet-receptor gene accounts for cats’ indifference toward sugar // PLoS Genet. V. 1. № 1. Article e3. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.0010003
  32. Lim L.-S., Lai S.-K.J., Yong A.S.-K. et al. 2017. Feeding response of marble goby (Oxyeleotris marmorata) to organic acids, amino acids, sugars and some classical taste substances // Appl. Anim. Behav. Sci. V. 196. P. 113–118. https://doi.org/10.1016/j.applanim.2017.06.014
  33. Liu C., Meng F., Tang X. et al. 2018. Comparison of nonvolatile taste active compounds of wild and cultured mud crab Scylla paramamosain // Fish. Sci. V. 84. № 5. P. 897–907. https://doi.org/10.1007/s12562-018-1227-0
  34. Mai K., Waagbø R., Zhou X.Q. et al. 2022. Vitamins // Fish nutrition (Four edition). London: Acad. Press. P. 57–179. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819587-1.00014-8
  35. Marui T., Caprio J. 1992. Teleost gustation // Fish chemoreception. Dordrecht: Springer. P. 171–198. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2332-7_9
  36. Marui T., Harada S., Kasahara Y. 1983. Gustatory specificity for amino acids in the facial taste system of the carp, Cyprinus carpio L // J. Comp. Physiol. V. 153. № 3. P. 299–308. https://doi.org/10.1007/BF00612584
  37. Morais S. 2017. The physiology of taste in fish: potential implications for feeding stimulation and gut chemical sensing // Rev. Fish. Sci. Aquac. V. 25. № 2. P. 133–149. https://doi.org/10.1080/23308249.2016.1249279
  38. Nelson D.L., Cox M.M. 2021. Lehninger Principles of biochemistry. N.Y.: W.H. Freeman and Сo., 4381 p.
  39. Nutrient requirements of fish and shrimp. 2011. Washington: Natl. Acad. Press, 376 p. https://doi.org/10.17226/13039
  40. Roper S.D. 2014. TRPs in taste and chemesthesis // Mammalian transient receptor potential (TRP) cation channels. Cham: Springer. P. 827–871. https://doi.org/10.1007/978-3-319-05161-1_5
  41. Sterry P.R., Thomas J.D., Patience R.L. 1985. Changes in the concentrations of short-chain carboxylic acids and gases during decomposition of the aquatic macrophytes Lemna paucicostata and Ceratophyllum demersum // Freshw. Biol. V. 15. № 2. P. 139–153. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.1985.tb00188.x
  42. Sutterlin A.M., Sutterlin N. 1970. Taste responses in Atlantic salmon (Salmo salar) parr // J. Fish. Res. Board Can. V. 27. № 11. P. 1927–1942. https://doi.org/10.1139/f70-218
  43. Tan M., Armbruster J.W. 2018. Phylogenetic classification of extant genera of fishes of the order Cypriniformes (Teleostei: Ostariophysi) // Zootaxa. V. 4476. № 1. P. 6–39. https://doi.org/10.11646/zootaxa.4476.1.4
  44. Tu Y.-H., Cooper A.J., Teng B. et al. 2018. An evolutionarily conserved gene family encodes proton-selective ion channels // Science. V. 359. № 6379. P. 1047– 1050. https://doi.org/10.1126/science.aao3264
  45. Whitear M. 1992. Solitary chemosensory cells // Fish chemoreception. Dordrecht: Springer. P. 103–125. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2332-7_6
  46. Xie S., Zhang L., Wang D. 2003. Effects of several organic acids on the feeding behavior of Tilapia nilotica // J. Appl. Ichthyol. V. 19. № 4. P. 255–257. https://doi.org/10.1046/j.1439-0426.2003.00451.x
  47. Yoshii K., Kamo N., Kurihara K., Kobatake Y. 1979. Gustatory responses of eel palatine receptors to amino acids and carboxylic acids // J. Gen. Physiol. V. 74. № 3. P. 301–317. https://doi.org/10.1085/jgp.74.3.301
  48. Zhao H., Yang J.-R., Xu H., Zhang J. 2010. Pseudogenization of the umami taste receptor gene Tas1r1 in the giant panda coincided with its dietary switch to bamboo // Mol. Biol. Evol. V. 27. № 12. P. 2669–2673. https://doi.org/10.1093/molbev/msq153
  49. Zhu K., Zhou X., Xu S. et al. 2014. The loss of taste genes in cetaceans // BMC Evol. Biol. V. 14. Article 218. https://doi.org/10.1186/s12862-014-0218-8

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Consumption of agar-agar granules containing low concentrations of citric and ascorbic acids by carp Cyprinus carpio; the difference from the control is significant at p: * < 0.05, *** < 0.001. (⏉) — error of the mean.

Baixar (98KB)
Metadados
3. Rice. 2. Dependence of agar-agar granule consumption by fish on the pH value of the carboxylic acids contained in them (10−1 M): a – roach Rutilus rutilus (y = 11.31x − 0.23, R2 = 0.41), b – dace Leuciscus leuciscus (y = 21.08x − 5.86, R2 = 0.51), c – bitterling Rhodeus sericeus (y = 24.67x − 50.26, R2 = 0.68), d – carp Cyprinus carpio (y = −1.59x + 40.00, R2 = 0.01), d – tench Tinca tinca (y = −54.46x + 193.87, R2 = 0.79), e – nine-spined stickleback Pungitius pungitius (y = −0.57x + 2.79, R2 = 0.04). Sources of information on bitterling, tench and nine-spined stickleback here and in Figs. 3–6, respectively: Kasumyan, Isaeva, 2023; Kasumyan, Prokopova, 2001; Mikhailova, Kasumyan, 2018.

Baixar (140KB)
Metadados
4. Fig. 3. Consumption by fish of agar-agar granules containing carboxylic acids (10−1 M) differing in molecular structure: a – acetic (◼) and glycolic (◼); b – glutaric (◼) and α-ketoglutaric (◼); c – succinic (◼), malic (▧) and tartaric (◼); d – succinic (◼), maleic (▨) and fumaric (◼). Differences are significant at p: * < 0.05, ** < 0.01, *** < 0.001.

Baixar (370KB)
Metadados
5. Fig. 4. Consumption of agar-agar granules containing mono-, di-, and tricarboxylic acids (10−1 M) with different numbers of carbon atoms (C) in the carbon chain by fish: a – dace Leuciscus leuciscus, b – roach Rutilus rutilus, c – carp Cyprinus carpio, d – bitterling Rhodeus sericeus, d – tench Tinca tinca, e – nine-spined stickleback Pungitius pungitius. Acids: monocarboxylic: 1 — acetic (C2), 3 — propionic (C3), 5 — butyric (C4), 7 — valerianic (C5); dicarboxylic: 2 — oxalic (C2), 4 — malonic (C3), 6 — succinic (C4); tricarboxylic: 8 — citric (C5); K – control; differences are significant at p: * < 0.05, ** < 0.01, *** < 0.001.

Baixar (275KB)
Metadados
6. Fig. 5. Dependence of agar-agar granule consumption by fish on the molecular weight of the carboxylic acids they contain (10−1 M): a – dace Leuciscus leuciscus (y = −0.32x + 85.37, R2 = 0.52), b – roach Rutilus rutilus (y = −0.09x + 39.11, R2 = 0.12), c – carp Cyprinus carpio (y = 0.21x + 11.48, R2 = 0.47), d – bitterling Rhodeus sericeus (y = −0.31x + 49.75, R2 = 0.49), d – tench Tinca tinca (y = 0.50x − 7.63, R2 = 0.31), e – nine-spined stickleback Pungitius pungitius (y = 0.004x + 0.80, R2 = 0.01).

Baixar (170KB)
Metadados
7. Fig. 6. Consumption of agar-agar granules containing ascorbic acid (10−1 M) (◼) and control granules (◼) by dace Leuciscus leuciscus, roach Rutilus rutilus, carp Cyprinus carpio, bitterling Rhodeus sericeus, tench Tinca tinca and nine-spined stickleback Pungitius pungitius; ***the difference from the control is significant at p < 0.001.

Baixar (75KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».