文献速递 | 上海交通大学与贵州茅台集团联合研究: 基于EEG的白酒风味感知分析

脑机接口产业联盟 2025-09-18 16:53

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研究背景

酱香型白酒的典型感官特征——丰满口感(full-bodied mouthfeel)。丰满口感包含口腔充盈感、顺滑感、持久回味等,是区分白酒品质等级和饮用舒适度的重要指标。传统的感官评价方法依赖品评专家和经验,存在耗时、主观性强和易受偏见影响等局限。

为突破这一困境,上海交通大学农业与生物学院刘源老师和姜水老师联合贵州茅台集团在国际食品Top期刊Food Chemistry(IF=8.5)发表题为

“Electroencephalography (EEG) design for flavor perception of Baijiu: An investigation into the influence of full-bodied mouthfeel on brain rhythms”的研究论文,研究引入脑电图(EEG)技术,通过捕捉大脑在饮用过程中的实时电生理活动,尝试揭示白酒丰满口感的神经机制,并探索其在白酒品质分级和风味预测中的应用价值。

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研究方法


2.1 被试

筛选出22名能够稳定区分丰满口感水平的品评员用于感官实验。在此基础上,再挑选出10名(5男5女,平均年龄25岁)右利手受试者进入脑电实验。这些被试均有一定白酒饮用经验(≥3次/月),在味觉敏感性测试中准确率超过90%,且无不良酒精反应。实验样品由贵州茅台提供,共4种,均为53度。根据国家级白酒品评师的评分,设定不同的丰满口感强度:MT-0(5分,用于实验优化)、MT-1(2分)、MT-2(3.5分)、MT-3(6.5分)。


2.2 实验流程

实验包括感官评价和脑电记录两个环节。感官评价采用CATA(勾选合适的感官属性词)和TDS(动态记录感官变化)方法,结合电子舌分析,建立对白酒不同丰满口感水平的主观和客观评价。脑电实验在无气味干扰的安静实验室中进行,使用ANT Neuro eego™ mylab便携式脑电系统和waveguard™ original 64导脑电帽。样品由蠕动泵定量送入口腔(0.75 ml),被试含样5秒后吞咽,随后记录55秒EEG信号。每名被试完成四个样品条件(不同丰满口感水平)各10次平行实验,并在各试次间进行漱口和休息以避免味觉残留和酒精累积。

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图 1 ANT Neuro eego™ mylab便携式脑电

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实验结果

CATA分析筛选出酸、苦、酱香、回味、柔和度等代表性属性,进一步验证了丰满口感在综合风味评价中的主导作用。TDS实验显示,饮用后60秒内感官主导效应逐渐衰减,符合感觉适应理论;电子舌结合PCA分析也成功区分了不同丰满口感水平的样品,累计方差贡献率达82.78%,与人工感官结果一致。

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图 2 感官与智能感官评价结果
(A)专家与被试对白酒样品不同丰满口感的评分;
(B)TDS实验中被试在饮用后不同时间选择的感官属性分布;
(C)饮用后60秒内丰满口感的优势率统计;
(D)基于智能感官评价的PCA分类结果

在正式实验前对饮用量进行优化比较,结果显示0.50 ml刺激不足,1.00 ml则出现功率下降趋势,而0.75 ml在θ波和β波频段引发了最显著的脑电反应,因此确定其为后续实验的最佳饮用量。

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图 3 不同刺激脑电地形图
(A)水;(B)0.50 ml白酒;(C)0.75 ml白酒;(D)1.00 ml白酒

功率谱结果显示,δ波和θ波在区分不同口感水平中最为关键,顶枕区反应最强。δ波功率随口感增强而下降,θ波表现出复杂的差异性,同时,α波在高丰满度样品中呈增强趋势,可能反映了饮用舒适度与情绪调节的关联。时频分析发现,0-10秒内δ波显著增强,10-20秒出现θ波变化,高丰满口感样品诱发较弱δ波,提示其可能提升饮用舒适度。相关性分析表明,δ波与丰满口感正相关,θ波与之负相关。

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图 4  时频分析(A-D)为四个样品在ROI 1上的两种脑电节律地形图,分别对应“水”“MT-1”“MT-2”和“MT-3”;
(E-H)为四个样品在ROI 2上的两种脑电节律地形图,分别对应“水”“MT-1”“MT-2”和“MT-3”。

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结论

本研究首次建立了基于EEG的酱香型白酒风味感知实验范式,并通过系统优化确定了0.75 ml作为最佳单次饮用量。结果表明,白酒主要激活顶枕区脑区,其中δ波和θ波在区分不同丰满口感水平上最为关键。总体而言,本研究提供了首个将白酒感官属性与特定脑电信号对应的实证证据,验证了EEG作为隐性风味评价工具的可行性,并为未来结合代谢组学进行风味预测和推动白酒品质标准化提供了神经科学基础。

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文献信息

Chen, P., Yang, Y., Sun, J., Jiang, S., Blank, I., Zhang, B., ... & Liu, Y. (2025). Electroencephalography (EEG) design for flavor perception of Baijiu: An investigation into the influence of full-bodied mouthfeel on brain rhythms. Food Chemistry, 145864.


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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/U8ndx1Fzh2KsTkoh96S-kA

文献 DOI: 10.1016/j.foodchem.2025.145864

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