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氣味與滋味間跨模態(tài)感知交互作用(上)
發(fā)布日期：2023-11-23
        近年來，“高糖、高鹽”飲食習慣所引發(fā)的健康問題影響著市場消費傾向，滿足消費者“健康”與“美味”雙重需求已成為當今食品工業(yè)的核心訴求。如何在實現(xiàn)“減糖”“減鹽”目標的同時保證食品風味品質(zhì)逐漸成為食品行業(yè)的研究熱點。
        食品的美味正是基于氣味及滋味物質(zhì)對人體嗅覺與味覺蛋白受體的激活，從而使大腦產(chǎn)生相應感覺。作為風味感知中兩個主要的驅(qū)動因素，氣味和滋味不僅以獨立的方式影響著食品風味，也可以通過跨模態(tài)感知交互作用增強或改善食品的風味感知。所謂的“跨模態(tài)感知交互作用”是指一種感覺形態(tài)（如嗅覺）刺激，可以補償或滿足與另一種感覺形態(tài)（如味覺）相關的欲望。如氣味誘導的滋味增強( odor-induced changes in taste perception，OICTP)，即某些氣味可以增強味覺的感知強度，這正是嗅覺與味覺間跨模態(tài)感知交互作用的結(jié)果。
        相關研究已證實，通過OICTP方式可實現(xiàn)“減糖增甜”“減鹽增咸”的目標。在不影響甜度的情況下，向牛乳甜點中添加香草香精，可使蔗糖的添加量減少30%一40%。同樣，1-辛烯-3-醇、二甲基二硫等香氣化合物可在降低NaCI添加量的前提下不影響肉制品的咸味感知強度。此外，嗅覺與味覺間的跨模態(tài)感知交互作用在改善葡萄酒、奶酪、果汁和肉制品等食品的風味感知中也得到廣泛應用。
神經(jīng)影像學相關研究表明，嗅覺與味覺間的跨模態(tài)感知交互作用涉及大腦多個區(qū)域，如島葉皮層( insularcortex，IC)和眼窩前額皮質(zhì)( orbitofrontal cortex ,OFC)等，但風味感知的形成是由于高級大腦皮層區(qū)域傳導的自上而下的認知調(diào)節(jié)，還是因某些氣味或滋味物質(zhì)具有激活大腦初級感知皮層的味覺或嗅覺能力，目前仍然不清楚。因此，本文重點綜述不同食物基質(zhì)中氣味與滋味間的相互作用及其形成機制，闡述跨模態(tài)感知交互作用的研究手段，最后對跨模態(tài)感知交互作用在食品風味的發(fā)展方向進行展望，旨在為食品風味調(diào)控技術的發(fā)展提供參考。
        食品風味
        形成機制
        嗅覺感知主要通過正鼻途徑（正交感神經(jīng)傳導）和鼻后途徑（不同于正交感神經(jīng)通路的感覺）呈現(xiàn)。
        味覺感知是食物進入口腔后，經(jīng)物質(zhì)成分刺激味蕾產(chǎn)生的一種特殊感覺，其感知通路的形成涉及大腦的高級區(qū)域，與人的生理神經(jīng)網(wǎng)絡緊密聯(lián)系。另外，還有嗅覺和味覺的交互作用帶來的食品風味。從生理角度上，嗅覺和味覺受體以及通向大腦的神經(jīng)通路是分開的，但食物經(jīng)口腔咀嚼等加工過程感知的風味是氣味與滋味物質(zhì)的共同作用并經(jīng)大腦識別所產(chǎn)生的。在進食過程中，食品中的非揮發(fā)性化學物質(zhì)會溶解在唾液中并激活口腔中的味覺受體，而揮發(fā)性化學物質(zhì)經(jīng)咽喉后部逆作用并激活嗅上皮的嗅覺受體，這些相對獨立的化學感應系統(tǒng)同時激活所產(chǎn)生的信號會被傳送至腦內(nèi)，經(jīng)整合后便成為人們對風味的感知體驗。
        跨模態(tài)感知交互作用
        分析方法
        由于食品成分復雜多樣，嗅覺與味覺的跨模態(tài)感知交互作用大多是在重組模型中展開，常采用液體或半固體，在可控條件下根據(jù)具體研究目標添加精確的香氣化合物和呈味物質(zhì)。Gaelle等在葡萄酒模擬體系中研究了甜味物質(zhì)對葡萄酒香氣感知的影響，當果糖和葡萄糖的濃度增加時，體系的果香氣味屬性顯著增強。目前，嗅覺與味覺的跨模態(tài)感知交互作用研究主要基于感官評價并結(jié)合風味組學技術展開，人工感官評價能夠反映消費者的真實感受，對于跨模態(tài)感知交互作用的研究具有不可替代的地位，而人工感官評價主要包括靜態(tài)感官分析和動態(tài)感官分析。
        靜態(tài)感官分析
        靜態(tài)感官分析是一種較為傳統(tǒng)的感官評價方法，能夠反應特定時間點的瞬時感官評價結(jié)果，主要通過控制有無嗅覺輸入來評價相關刺激感知的屬性和強度，繼而揭示噢覺與味覺間跨模態(tài)感知交互作用結(jié)果。有無嗅覺輸入的條件控制是最為關鍵的步驟，嗅覺輸入的存在表明氣味物質(zhì)能在空氣流通的鼻腔中順利的與嗅覺受體體細胞相結(jié)合，即嗅覺感知系統(tǒng)能夠正常工作，并開展了食品風味的感知體驗。有嗅覺輸入時，味覺感知強度和屬性會受到鼻后香氣感知的影響;而無嗅覺輸入時，味覺感知特征則被認為是完全源于呈味物質(zhì)與味覺受體之間產(chǎn)生的化學作用，前后兩種感知評價結(jié)果的比對可以揭示香氣化合物和滋味物質(zhì)間是否產(chǎn)生了感知交互作用。
        描述性感官分析是靜態(tài)感官分析中用于評價嗅覺-味覺跨模態(tài)感知交互作用最常見的方法，可以全面描述產(chǎn)品的感官屬性并在量化感知強度的基礎上產(chǎn)生風味輪廓。受文化、環(huán)境和歷史等因素的影響，感官小組成員對食品風味的定性和定量評價結(jié)果往往有所差異，因此，在進行感官評價前，評定人員需要經(jīng)過相關的培訓，使用統(tǒng)一的“參考對象”來標準化感官評價結(jié)果的描述詞和量度。Bertelsen等采用描述性感官分析法研究了不同香氣化合物對蔗糖溶液甜味感知的增強效果，相較于接骨木花和覆盆子香氣，香草、蜂蜜和香蕉香氣顯著增強了蔗糖溶液的甜味感知強度，且當蔗糖用量為2.5%（質(zhì)量分數(shù)，下同）和5.0%時，香氣對甜味的跨模態(tài)感知交互作用效果顯著高于7.5%的蔗糖溶液。這表明具有甜味屬性的香氣化合物在增強甜味感知方面存在一定差異，主要取決于甜味屬性在香氣物質(zhì)中的表達程度，該研究也說明了滋味物質(zhì)的濃度會影響香氣對滋味的感知交互效應。
        動態(tài)感官分析
        食物的風味感知是一個動態(tài)變化過程，靜態(tài)感官分析未考慮到食物在口腔加工過程中其風味隨著時間推移所產(chǎn)生的物理化學變化，而這些變化在研究食品風味感知時尤為重要。當嗅覺受體受到持續(xù)的氣味刺激時，會導致感知反應減弱或消失，因此，風味感知是動態(tài)變化的。由此動態(tài)感官分析技術逐漸發(fā)展起來，以時間為觀測依據(jù)的感官分析方法也相繼形成，其中應用最為廣泛的是時間-強度( time-intensity，TI)法和暫時性感官支配分析（temporal dominance of sensations，TDS）法。
        TI法專注于觀測單一感官屬性的變化，感官評定人員需要根據(jù)時間變化檢測進食過程中單一刺激(氣味或滋味）的持續(xù)時間和強度是否會在另外一種可控刺激存在的情況下發(fā)生變化，該方法更多被應用到呈味物質(zhì)在口腔加工過程對香氣感知產(chǎn)生的影響研究中。Lethuaut等采用TI法分析發(fā)現(xiàn)乳制品甜點的香氣強度會隨著蔗糖水平的增加而增強。當TI法被要求用于評估多個屬性時，每個屬性都需要重新運行一次，此時TI法變得非常耗時，而TDS法則可以記錄隨時間變化的多個感官屬性。感官評定人員需要勾選出不同時間下他們認為占據(jù)主導地位的屬性描述詞，其主要側(cè)重于確定隨著時間的推移最“主導”的感覺或在評估期間的某個時間點最受關注的感覺。TDS法也通常會與描述性感官分析和TI等其他評價方法相結(jié)合應用于食品風味的動態(tài)感知研究。Oliveira等使用TI、TDS法和整體可接受性感官評估發(fā)現(xiàn)，添加香草或草莓香氣的酸奶(5.25%蔗糖）所達到的最大甜度強度時間與理想蔗糖用量（7%）酸奶（不包含香氣化合物）相似，TDS曲線顯示，甜味在添加草莓和香草香氣的減糖酸奶中均占據(jù)主導地位，說明兩種香氣均能提高酸奶的甜味感知強度，且不影響消費者對產(chǎn)品的整體可接受度，但草莓香氣在“低糖”酸奶中的添加具有更好的可接受性。
        來源：感官科學與評定整理，轉(zhuǎn)載請注明來源。
        參考文獻：田懷香，鄭國茂，于海燕，陳臣，婁新曼. 氣味與滋味間相互作用對食品風味感知影響研究進展[J]. 食品科學, 2023, 44(9): 259-269.
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