為什麼貓喜歡吃魚｜貓咪吃不出甜味的原因 x 什麼是鮮味 (umami)？人類是如何感受到鮮味？
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貓咪與魚。
不論是在文學作品或是大眾文化中，貓咪喜歡吃魚，似乎是大家普遍都存在有的印象。
儘管跟人類一樣有著個體上的差異，但大致上來說，貓喜歡吃魚，這件事應該大部分的人都不會反對。但是，不曉得大家會不會好奇，為什麼，貓會對魚有如此的偏好呢？除了魚類富含蛋白質這個對貓咪生存來說絕對必須的物質以外，生理機制上來說，是不是有什麼其他特別的地方，讓貓咪對魚類有如此的著迷與喜好呢？
上個月，在牛津大學出版社所出版的期刊《Chemical Senses》裡，一篇關於貓咪味覺的研究論文，或許回答了上述的問題。該論文首次發現，貓的舌頭味蕾上具有鮮味 (umami) 的感受器，能夠去感受到魚類或肉類中的鮮味。
除此之外，該篇研究更進一步指出，貓咪舌頭上的鮮味感受器，似乎讓貓咪更偏好魚類（特別是鮪魚）這類富含氨基酸（amino acids）或核苷酸 (nucleotides) 的食物。
那麼，什麼是鮮味 (umami) 呢？貓是如何去感受到鮮味的？貓和人類中的哪些基因掌控了我們感知鮮味的能力呢？另外，也有一點很相關很有趣的是，為什麼貓咪沒有辦法感受到甜味呢？
今天想要跟你分享這一篇很有趣，且跟我們生活息息相關的研究 🤓
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什麼是鮮味？人類是如何感測到鮮味的？
鮮味 (umami) 是基本味覺的其中一種，是除了甜味、鹹味、苦味、酸味以外，最新發現並且受到科學界認可的第五種味覺。
鮮味這個詞彙 umami，不難推測出來，是源自日文旨味（うま味）。這個味道的發現與描述，最早是於 1908 年，由日本的化學家池田菊苗教授所提出的。在英文或中文中，我們可能比較難找到與鮮味完全直接相對應的詞彙，不過對於鮮味這個味覺的感受與表達，相信大家都不陌生——「肉味」、「垂涎」、「鮮甜」等等，都是常見的描述。
富含鮮味的食物，其實我們平日生活中可以發現許多，舉例來說像是肉類、魚類、貝類，發酵食品如起司、醬油、味增，蔬菜中如香菇、白菜、番茄⋯⋯等，都具有豐富的鮮味。
事實上，鮮味之所以能夠被科學界認為是第五種基本的味覺，最主要的原因就在於，在舌頭的味蕾（taste buds）上，具有專門感受鮮味的感受器（receptor）。
更詳細地說，這些鮮味感受器會針對以下這兩類的物質產生反應—— 氨基酸（特別是麩胺酸，glutamate）以及核苷酸（特別是肌苷酸，Inosine monophosphate，IMP；鳥苷酸，Guanosine monophosphate，GMP；或是鳥苷酸二鈉，Disodium guanylate）。
而且，科學家們更進一步發現，鮮味的感受器，其實是由兩種不同的蛋白質所組成的（即 heterodimer receptor），這兩種蛋白質分別是 TAS1R1 與 TAS1R3。講到這邊，訊息量可能有點多有點複雜，我們先簡單整理一下：
鮮味 (umami) 是五個基本味覺的其中一種。
鮮味具有其專門的感受器（receptor），可以感受氨基酸和核苷酸。
鮮味感受器是由 TAS1R1 和 TAS1R3 兩種蛋白質所組成的。
我們日常生活中，富含有鮮味的食物們。
貓咪可以感受到鮮味嗎？如果可以，是如何去感知鮮味的呢？
上面提到的是人類感受鮮味的機制，那麼，貓是否能夠感受到鮮味呢？
貓，通常指家貓 (Felis catus)，是屬於 obligate carnivore，意思是「強制的」、「義務的」肉食性動物。也就是說，他們的飲食是以肉類為主，不能不吃肉。因為這一類動物生存所需要的重要養份，只能在肉類中取得。
肉類除了富有高蛋白質以外，味覺上來說，肉類也通常具有豐富的鮮味。但是，身為肉食性動物的貓，他們是否能夠感受到鮮味呢？剛剛有跟你提到，感受鮮味的接受器是由兩種基因—— Tas1r1 與 Tas1r3—— 所形成的蛋白質所組成的。那麼，貓咪的體內是否也具有這兩種基因呢？
2005 年，一篇發表在《PLOS Genetics》期刊的研究報告，在分析了人類、貓、狗、小鼠（mice）與大鼠（rat）的基因序列以後，報告結果指出，貓咪具有完全正常功能的 Tas1r3 基因。
但是，只有 Tas1r3 基因還不夠。
因為，要形成感受鮮味的接受器，還必須要有 Tas1r1 基因才可以（還記得鮮味感受器是 heterodimer receptor 嗎）。那麽，貓咪是否具有 Tas1r1 基因呢？
上個月，一篇發表在牛津大學出版社所出版的期刊《Chemical Senses》裡的研究論文，首次證實了—— 貓的味蕾上具有 Tas1r1 基因。同時，該研究團隊也同樣發現了，如上述 2005 年的研究發現一樣，貓咪的味蕾上亦具有 Tas1r3 基因。
換句話說，貓咪的味蕾上具有 Tas1r1 和 Tas1r3 兩個基因，這兩個基因所形成的蛋白質，能夠組合成鮮味接受器，進而去感受鮮味的存在。
鮮味感受器屬於 heterodimer receptor，是由 TAS1R1 與 TAS1R3 這兩種蛋白質所組合而成的。
貓咪能夠感受到鮮味，這會影響貓咪的飲食偏好嗎？
所以，我們現在已經知道，味蕾上的鮮味接受器，是由 Tas1r1 和 Tas1r3 所組成的。
因為貓咪具有正常功能的 Tas1r1 和 Tas1r3 基因，能夠去組成鮮味接受器，所以貓咪能夠感受鮮味的存在。那麼，下一個問題就是：食物鮮味的程度多寡，是否會去影響貓咪的飲食偏好呢？
為了回答這個問題，上面跟你提到《Chemical Senses》的研究團隊，執行了一系列的貓咪飲食行為實驗。在實驗中，有兩碗水呈現給貓咪做選擇—— 一碗只是普通的水，另一碗則是含有鮮味（氨基酸且或核苷酸）的水。
經過了多輪的測試，比較了不同的氨基酸與核苷酸的組合，總共搜集了 25 隻貓的數據以後，研究結果指出，貓咪特別對於左旋組胺酸（L-Histidine）與肌苷酸（Inosine monophosphate，IMP）這個組合，展現了強烈的偏好。而左旋組胺酸與肌苷酸，正是在鮪魚裡常見的高含量物質。
為什麼貓咪吃不出「甜味」呢？
另外，提到貓的鮮味感受器，就不得不提另一個與貓味覺相關的有趣知識。
還記得剛剛跟你分享的鮮味感受器嗎？這個感受器是由 Tas1r1 與 Tas1r3 基因所組成的。
然後，剛剛上面也有跟你提到： 2005 年《PLOS Genetics》的論文中，研究人員分析了人類、貓、狗、小鼠（mice）與大鼠（rat）的基因序列以後，報告結果指出，貓咪具有完全正常功能的 Tas1r3 基因。其實，這篇論文也指出，人類、狗、小鼠與大鼠也都同時具有另一個正常功能的基因—— Tas1r2。
只有貓沒有。
研究人員們發現，貓的 Tas1r2 基因序列，其中一段長度約 240 base pair 的序列消失了（人類、狗、小鼠與大鼠都具有這段基因序列）。因此，Tas1r2 這個基因沒有辦法發揮正常的功能。
那 Tas1r2 這個基因是做什麼用的呢？Tas1r2 這基因所形成的蛋白質，能夠與 Tas1r3 所形成的蛋白質，兩者組合成甜味接受器，進而去感受甜味的存在。
（這邊迅速回憶一下：鮮味感受器＝Tas1r1＋Tas1r3；甜味感受器＝Tas1r2＋Tas1r3）
也就是說，因為貓咪的 Tas1r2 基因有一段序列消失了，基因沒有辦法正常表達，所以無法組合出甜味感受器。因為味蕾上沒有甜味感受器，所以貓咪吃不出甜味。
甜味感受器亦屬於 heterodimer receptor，是由 TAS1R2 與 TAS1R3 兩種蛋白質組合而成的。
為什麼這個在沙漠中演化的物種會喜歡吃鮪魚？
最後，儘管上述的研究顯示了貓喜歡吃魚類（特別是鮪魚），這件事在生理機制上的可能原因；但就演化上來說，貓咪喜歡吃魚，這件事到底是怎麼發生的，仍然是個謎。
為什麼一個 9,500 年前進入人類社會，在中東新月沃土上演化的物種，會對鮪魚有如此大的喜好呢？
或許，可能因為當時某些環境上的影響，使得貓咪們對魚類有特別的偏好？或許，就像是這篇《Science》新聞中所報導的，貓咪們喜歡魚這件事，可能是隨著與人類生活的羈絆加深，而逐漸發展而來的？
這一切的謎題，在更多的科學研究與考古證據出土之前，或許，就跟貓一樣，是一個如謎般的存在吧。
這幅古埃及的壁畫，是大約西元前 1,500 年左右完成的。換句話說，早在約西元前 1,500 年時，古埃及的貓咪們就已經在人類的餐桌底下，盡情地享受著美味的魚肉佳餚了。
Reference: ASHMOLEAN MUSEUM, UNIVERSITY OF OXFORD/BRIDGEMAN IMAGES
延伸閱讀：
不曉得大家還記不記得，上面跟你提到的：鮮味感受器＝Tas1r1＋Tas1r3；甜味感受器＝Tas1r2＋Tas1r3。
其實，Tas1r1 這個基因就是對應到蛋白質 TAS1R1（或稱 T1R1）；而 Tas1r3 這個基因就是對應到蛋白質 TAS1R3（或稱 T1R3）。
事實上，蛋白質 T1R1、蛋白質 T1R3 或是蛋白質 T1R2，他們都是隸屬於 T1R (The taste receptor type 1) 家族。所以，大家可以看得出來，T1R 家族的感受器們，他們不僅僅是鮮味的感受器（T1R1＋T1R3），他們同時也是甜味的感受器（T1R2＋T1R3）。
說到甜味，還有一件事非常有趣，那就是—— 為什麼大家常說，鹹甜鹹甜，加一點鹽巴，會讓甜食變得更甜呢？
關於這個問題，我在之前寫的文章 加點鹽會更甜｜我們如何感受到甜味？為什麼鹹味會讓甜味更甜？ 裡面有更多更詳細、更深入的介紹，如果你對人類的味覺感知有興趣的話，非常推薦可以去看看唷！
P.S. 最後再分享一下，T1R 家族的感受器負責偵測甜味和鹹味，那誰來負責偵測苦味呢？答案是 T2R 家族的感受器唷！
謝謝你看到最後！你覺得，為什麼貓咪會演化出喜歡吃魚這個飲食偏好呢？歡迎在底下留言或寄信跟我說，分享你的任何心得與想法唷！
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Reference
Grimm, D. The genes that turned wildcats into kitty cats. Science vol. 346 799–799 (2014).
Grimm, D. Why do cats love tuna so much? Scientists may finally know. Science (2023).
THE BIOLOGIST｜紐約生
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