Существенный прогресс в понимании молекулярных механизмов вкуса был достигнут относительно недавно. Так, горькое, сладкое и умами мы распознаем благодаря рецепторам, открытым в 1999 – 2001 годах (Nelson и др.). Все они относятся к обширному семейству GPCR (G protein-coupled receptors), сопряженных с G-белками. Эти G-белки находятся внутри клетки, возбуждаются при взаимодействии с активными рецепторами и запускают все последующие реакции. Кстати, помимо вкусовых веществ рецепторы типа GPCR могут распознавать гормоны, нейромедиаторы, пахучие вещества, феромоны — словом, они похожи на антенны, принимающие самые разнообразные сигналы. (Благутина).
У позвоночных, сладкий, умами, и горький вкус определяются двумя семьями рецепторов (GPCRs), T1Rs, и T2Rs (Taste Receptors), которые выражаются в подмножестве TRCs. (Kitagava, Li, Nelson, Xu, Sainz и др.).
Первая семья, содержит 3 члена рецепторов: T1R1, T1R2 и T1R3, образуя гетеродимеры. Рецептор T1R2 соединяется с T1R3 образуя гетеродимер T1R2/T1R3 с образованием рецептора сладкого вкуса отвечающим за распознавание сладких соединений (Li, Nelson, Roura и др.).
Рыбы также имеют три типа T1Rs, из которых T1R1 и T1R3 имеют наивысшую степень идентичности с млекопитающими. С другой стороны, были обнаружены многочисленные члены T1R2 рыб демонстрирующие идентичность как T1R1, так и T1R2 млекопитающих.
Спектр «сладких» молекул, очень широк. Сладким вкусом в той или иной степени обладают множество разновидностей моно- (глюкоза, фруктоза) и дисахаридов (сахароза, лактоза), искусственные подсластители, сладкие L и D-аминокислоты, сладкие протеины, пурины и т.д. (Спасская). Но у рыб имеются и некоторые особенности восприятия. Было высказано предположение, что существование нескольких T1R2 у рыб, а также различная чувствительность и профили ответа димеров рецепторов могут обеспечивать более широкий диапазон адаптивных реакций на разнообразную водную среду и могут указывать на некоторые специфические для рыб функции T1R (Hashiguchi, Oike, и др.). То есть, вкусовое восприятие сладких вкусов (как и иных), это многополярный механизм, зависящий от условий среды, пищевой базы, возраста, вида рыбы и т.д. Так у плотоядных рыб T1R2/T1R3 не активировался сахарами (Oike). Это, вероятно, отражает тот факт, что пищевые углеводы менее важны для энергетического обмена этих рыб, которые зависят главным образом от глюконеогенеза аминокислот (Wilson). Сахароза была безразлична или даже являлась сдерживающим фактором у нескольких видов, включая карпа (Kanwal, Kasumyan, Caprio). Но это восприятие значительно варьируется у видов живущих в теплой воде, которые более эффективно используют более высокие уровни углеводов. (Wilson). Так атрактивность сладкого была высока у амура (из-за вида потребляемой пищи), но и у карпа «сладкое» становилось стимулятором для взрослых особей, перешедших на питание, в том числе детритом (продуктивность детрита в науке определяется и по содержанию глюкозы в т.ч.).
Натуральные сахара легче обнаруживаются T1R3 рецептором, чем заменители сахара (Zhao, Chandrashekar). Некоторые заменители, например сахарин, могут активировать как рецепторы сладкого T1R2/T1R3, так и горькие T2Rs, поэтому сахарин кажется одновременно сладким и горьким. Это позволяет отличить его от сахарозы, которая активирует только T1R2/T1R3 (Колесников). Большинство заменителей сахара задействуют несколько видов рецепторов, поэтому определить их стимулирующие свойства для карпа можно только опытным путем.
Зеркальные стереоизомеры «сладких» молекул (например L-глюкоза или L-фруктоза), имеют обычно более слабый вкус. Например, L-глюкоза на треть менее сладкая, чем ее D-вариант. Это определяется тем, что белок образует для сахаров место посадки, под которое подходят только «правильные» стереоизомеры (Спасская). Убедительной информации по восприятию сладости разных изомеров аминокислот мне не встречалось, но сладкими считаются глицин, аланин, треонин, пролин, серин и глутамин. В производстве кормов для рыб, иногда применяют и D, и DL изомеры, значит зачем-то это нужно? (Не путать с работой рецепторов аминокислот T1R1/T1R3, там иное).
На восприятие сладости может влиять цвет и запах пищи. Добавление красного цвета в корм увеличивало его воспринимаемую сладость на 2-10% выше, несмотря на то, что он имел на 1% меньшую концентрацию сахарозы (Johnson и др.). Считается, что влияние цвета обусловлено когнитивными ожиданиями (Shankar и др.). Некоторые запахи, к тому же «сладко» пахнут, и мозг сбивается с толку, была ли сладость на вкус или на запах (Johnson и др.). У рыб, запах и вкус вообще связаны неразрывно. В иностранной литературе они редко встречаются по отдельности, чаще всего используют термин «флавор» (вкусо-аромат). А в производстве кормов и стимуляторов для рыб используется термин «ВАК» (вкусо-ароматическая комбинация).