陳建設(shè)，劉 源，師錦剛

（1.浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，上海 200240；3.伊比西（北京）植物藥物技術(shù)有限公司，北京 101111）

感官感知并非人類專屬，許多動(dòng)物（或甚至一些植物）都有這樣的能力。動(dòng)物對(duì)外部環(huán)境的感知常常事關(guān)生死，時(shí)時(shí)處在爭(zhēng)奪或逃逸的亢奮和恐懼之中，對(duì)環(huán)境稍有誤判，就可能遭遇生存危機(jī)。因此，動(dòng)物的感知能力是其生存的最基本能力之一。而人類對(duì)外部世界的感官感知能力更是進(jìn)化到幾近完美。人類不僅有齊全的五官系統(tǒng)，更具有無(wú)與倫比的大腦信息處理與認(rèn)知能力。當(dāng)然，人類某些感知能力也有不如動(dòng)物的地方。就視覺(jué)而言，人類只能通過(guò)眼睛感知非常有限范圍的電磁波，即所謂的可見(jiàn)光，而無(wú)法像蝙蝠和海豚一樣利用超聲感知周?chē)沫h(huán)境和進(jìn)行定位，無(wú)法擁有蛇類的紅外圖像感知能力，不能像馴鹿一樣看到紫外線。但是，人類的5 個(gè)感覺(jué)器官已集成一套全方位、多維度、互相協(xié)調(diào)的精準(zhǔn)感知系統(tǒng)，使人可以通過(guò)視覺(jué)感知外部世界的顏色、形態(tài)、距離，通過(guò)嗅覺(jué)和味覺(jué)感知外部世界的化學(xué)性質(zhì)與組成，通過(guò)聽(tīng)覺(jué)感知外部的聲波，進(jìn)而遠(yuǎn)距離的判斷外部事件，以及通過(guò)觸覺(jué)可以感知外部環(huán)境的物理與機(jī)械性質(zhì)。人類對(duì)食品的感官感知正是基于這個(gè)系統(tǒng)來(lái)運(yùn)作，輔之以長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的獎(jiǎng)賞機(jī)制（其大腦機(jī)理還知之甚少），形成對(duì)食物的喜好判斷。

食品感官科學(xué)被普遍認(rèn)為是食品科學(xué)屬下的一門(mén)獨(dú)立學(xué)科。雖然對(duì)食品感官的系統(tǒng)性研究已開(kāi)展半個(gè)多世紀(jì)，取得了許多標(biāo)志性成果，但對(duì)食品感官感知原理仍知之甚微。其物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)及大腦神經(jīng)科學(xué)等的相關(guān)感知原理尚不明確，很多相關(guān)領(lǐng)域仍有待于進(jìn)一步研究。本文將從食品感官的若干基本概念切入，討論食品感官科學(xué)研究面臨的挑戰(zhàn)和可能的突破方向，拋磚引玉，聯(lián)動(dòng)食品感官科學(xué)研究的同仁，推動(dòng)我國(guó)食品感官科學(xué)的快速發(fā)展。

1 感官是否是食品的性質(zhì)？

在日常的生活和文獻(xiàn)中，“感官性質(zhì)”一詞并不陌生，也接受和領(lǐng)會(huì)這種說(shuō)法：它把人的感官體驗(yàn)作為食品材料的一個(gè)屬性，與其物理、化學(xué)、微結(jié)構(gòu)性質(zhì)并列。然而“感官性質(zhì)”這個(gè)名詞的科學(xué)性與準(zhǔn)確性值得商榷，這個(gè)質(zhì)疑的提出有以下3 點(diǎn)理由。

首先，食品感官是人對(duì)食物材料的進(jìn)食體驗(yàn)，具有明顯的主觀性和個(gè)體差異。其次，如果“感官性質(zhì)”作為食品的一個(gè)性質(zhì)，那么應(yīng)該與其他材料性質(zhì)一樣具有數(shù)值和量綱，而通過(guò)感官體驗(yàn)給出的主觀描述或者強(qiáng)度、喜好度數(shù)值，在多數(shù)情況下不具有量綱。第三，“感官性質(zhì)”不具備普通材料性質(zhì)的客觀可測(cè)性。材料性質(zhì)有兩種類型，一是強(qiáng)度性質(zhì)，其測(cè)量值與材料本身的數(shù)量無(wú)關(guān)，如材料的比重；二為廣度性質(zhì)，其測(cè)量值與材料的量有直接關(guān)系，如材料的體積。兩者都應(yīng)該具有專一、可測(cè)的特征。材料性質(zhì)的測(cè)量可以用不同的技術(shù)方法在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行，但其得到的結(jié)果應(yīng)該是唯一和可重復(fù)的。無(wú)論何人使用何種儀器，其結(jié)果都應(yīng)該一致。但是“感官性質(zhì)”卻明顯不具備這一特征，它因人而異。

感官的特殊之處在于它既與食品的性質(zhì)相關(guān)，卻又缺乏唯一性。作者認(rèn)為，感官是人對(duì)外界刺激的響應(yīng)，是對(duì)材料性質(zhì)的認(rèn)知和體驗(yàn)，所以稱為感官體驗(yàn)可能更為合適。感官體驗(yàn)因人（生理和心理）、時(shí)間、環(huán)境條件等的強(qiáng)烈影響，具有明確的主觀性和可變性的特征。這也是為什么感官分析的結(jié)果往往呈現(xiàn)正態(tài)分布的原因。圖1所示是感官認(rèn)知的人群分布，呈典型的高斯分布，比如對(duì)某一食品的喜好度，一般很喜歡和很不喜歡的占少數(shù)，分布在高斯曲線的兩頭，而大部分人群的感官喜好分布在中間。對(duì)感官特性的評(píng)測(cè)也符合高斯分布的特征。這也是感官分析實(shí)驗(yàn)在人員篩選、培訓(xùn)以及數(shù)據(jù)處理的基本依據(jù)。

圖1 人群感官分析結(jié)果的正態(tài)分布特征Fig. 1 A typical Gaussian distribution of sensory perception among populations

當(dāng)然，“感官性質(zhì)”這一說(shuō)法在日常生活和很多學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中已經(jīng)普遍使用，也被大家所接受，已經(jīng)成為約定俗成的概念。但是，所謂的“感官性質(zhì)”具有非常特殊性，與一般的材料性質(zhì)有著本質(zhì)的區(qū)別。

2 食品感官體驗(yàn)?zāi)芊癖豢陀^測(cè)量？

在食品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)界亟需將食品的感官體驗(yàn)與消費(fèi)者喜好建立聯(lián)系。因而，大量的精力和物力投入到各類測(cè)量裝置與儀器的研發(fā)以及各種新方法的開(kāi)創(chuàng)，食品質(zhì)構(gòu)儀、電子鼻、電子舌等就是典型例子。很顯然，這類裝置仍停留在對(duì)食物材料性質(zhì)的表征和測(cè)量，而不是人的感官體驗(yàn)。只是這類儀器的測(cè)量不同于傳統(tǒng)的材料性質(zhì)表征，如模擬人的口腔飲食環(huán)境作為測(cè)量條件，從技術(shù)層面上講，確實(shí)前進(jìn)了一大步。盡管如此，對(duì)感官體驗(yàn)的真正測(cè)量還有很大的距離，甚至有人懷疑人類的感官體驗(yàn)?zāi)芊癖豢陀^測(cè)量。對(duì)食品感官體驗(yàn)客觀可測(cè)性的懷疑基于兩個(gè)十分重要的事實(shí)：一是感官的衍生性；二是感官的伴生性。

在人類長(zhǎng)期文明進(jìn)程中形成了燦爛多彩的飲食文化。為了更好地表達(dá)對(duì)美味的欣賞和辨析不同食物感官體驗(yàn)的微妙差異，人類創(chuàng)造了豐富的詞匯來(lái)描述食物的特有感官屬性和愉悅感受。而這些詞匯都帶有描述性、地域性和發(fā)展性，有些甚至只能意會(huì)不能言傳。例如，脆性是某些固體類食品的一個(gè)特征性感官品質(zhì)，帶給消費(fèi)者一種可咀嚼、輕松和愉悅的感覺(jué)，深受消費(fèi)者的喜歡。在漢語(yǔ)中有3 個(gè)最常見(jiàn)的詞用以描述這類食物的脆性：“脆”“酥”“松”。這3 個(gè)脆性的描述詞既可以單獨(dú)使用，也常常搭配使用，如“松脆”“酥脆”“酥松”等。其內(nèi)在的感官含義雖然相近，卻有十分微妙的區(qū)別。表1列舉了這3 個(gè)感官詞語(yǔ)的主要材料特征屬性，從中可以看出，“脆”“酥”“松”質(zhì)構(gòu)感官雖然很相近但有明確又細(xì)微的區(qū)別，體現(xiàn)在其對(duì)應(yīng)的食品材料特征屬性，包括其微結(jié)構(gòu)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、密度、空隙形狀、空隙大小、水/油含量等因素。但是很顯然，這些物理和結(jié)構(gòu)性質(zhì)中，并沒(méi)有任何一個(gè)性質(zhì)可以直接對(duì)應(yīng)“脆”“酥”“松”的感官特征，因此也很難用儀器直接量化測(cè)量。目前唯一能采用的方法是使用主要材料屬性測(cè)量或者多個(gè)材料性質(zhì)組合來(lái)預(yù)測(cè)感官體驗(yàn)，但與感官體驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的物理模型組合并非一成不變，而是很有可能因人而異。

表1 “脆”“酥”和“松”的基本感官內(nèi)涵與材料屬性特征Table 1 Specific sensory features and corresponding material characteristics of crispy, crumbly and fluffy

食品感官?gòu)谋举|(zhì)上可以分為初級(jí)感官（即直接感官）和衍生感官。衍生感官帶有多重性、多層級(jí)的特點(diǎn)?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著人類飲食文化的不斷發(fā)展，人類對(duì)飲食的感官體驗(yàn)會(huì)衍生出更多更細(xì)膩的描述詞匯。例如，日語(yǔ)中演化出的“濃厚感”或“濃厚味”，其感官內(nèi)涵比較復(fù)雜（或者說(shuō)比較豐富），很難以一個(gè)物理量來(lái)表征。近幾年，類似于“爽”“酷”等口頭語(yǔ)在青年消費(fèi)者中廣泛使用，用于對(duì)一些新型飲品的感官描述，將來(lái)也很有可能衍生成為新的感官描述詞。

還有一類感官非常特異，實(shí)際上是飲食過(guò)程中的伴生體驗(yàn)。例如，“生津”一直作為茶葉品質(zhì)分析中最重要的感官特性。雖然對(duì)于“生津”已經(jīng)有大量的文獻(xiàn)研究，但是對(duì)于“生津”是否是感官特性仍存在疑問(wèn)，其原因有二：一是，它缺乏對(duì)應(yīng)的材料物理或化學(xué)屬性，雖然目前的研究認(rèn)為多酚類物質(zhì)可能是導(dǎo)致生津的功能成分，但其感官刺激的機(jī)制并不明確；二是，它缺乏對(duì)應(yīng)的感官渠道，也不存在明確的感官受體，視、聽(tīng)、味、嗅、觸五覺(jué)都不能明確對(duì)應(yīng)生津。許多跡象表明生津很可能是人體在食物刺激下產(chǎn)生生理響應(yīng)的結(jié)果（如唾液分泌增加、唾液成分變化等），是一種伴生性的感官體驗(yàn)。對(duì)于這類感官體驗(yàn)，因很難確定一個(gè)可跟蹤的物理、化學(xué)或生理變量，其客觀測(cè)量則變得更為困難。

食品感官作為人對(duì)食品材料性質(zhì)的主觀體驗(yàn)，可以用語(yǔ)言描述，但是因?yàn)槭称犯泄俚难苌院桶樯蕴卣?，以及感官?duì)應(yīng)的材料性質(zhì)多重性，食品感官體驗(yàn)的客觀測(cè)量并非像測(cè)定一個(gè)材料的比重或溫度那樣的直接易操作。如何客觀、準(zhǔn)確地測(cè)量人對(duì)食品的感官體驗(yàn)一直困擾食品工業(yè)，是食品工業(yè)急迫希望解決的問(wèn)題。建立食品感官客觀測(cè)量方法的目的是通過(guò)對(duì)食物材料性質(zhì)的客觀量化達(dá)到指示人的主觀體驗(yàn)。為此，需要思考如下兩方面的問(wèn)題：首先需要確定感官體驗(yàn)的本質(zhì)是單一材料屬性的體驗(yàn)還是多重材料屬性的組合；其次需要分辨是初級(jí)感官還是衍生感官，或是伴生感官體驗(yàn)。如果是單一材料屬性的直接體驗(yàn)（如糖水的甜度），則可以通過(guò)對(duì)材料屬性的直接測(cè)量來(lái)預(yù)測(cè)人的感官體驗(yàn)相對(duì)強(qiáng)度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系已由Stevens定律很好地描述。如果是多重材料屬性的體驗(yàn)或者是衍生感官體驗(yàn)，則需要首先明確其相對(duì)應(yīng)的材料性質(zhì)，然后分析確定與該感官體驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的材料性質(zhì)組合的形式。例如，常見(jiàn)的酸甜感是由酸度與甜度兩個(gè)刺激組成，但是這兩個(gè)刺激是簡(jiǎn)單的對(duì)等組合還是復(fù)雜的非對(duì)等組合卻受物理學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等因素的影響。而如果是伴生感官體驗(yàn)，則其產(chǎn)生原理更為復(fù)雜，目前還沒(méi)有比較好的直接儀器測(cè)量的方法。

3 當(dāng)前食品感官科學(xué)研究的主要挑戰(zhàn)

當(dāng)前食品感官科學(xué)研究的挑戰(zhàn)可以從兩個(gè)角度考慮：食品感官科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的突破和食品工業(yè)的技術(shù)需求。食品感官科學(xué)研究雖然經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，形成了基本的食品感官理論體系，但前進(jìn)的方向在哪里，如何尋找下一個(gè)理論突破，成為了許多食品感官科學(xué)研究者的困惑。作者認(rèn)為，食品感官科學(xué)研究的新突破可以從以下幾個(gè)領(lǐng)域思考：1）飲食過(guò)程的感官體驗(yàn)具有明顯的動(dòng)態(tài)特征，如何理解與控制飲食過(guò)程中感官刺激的動(dòng)態(tài)變化，如何闡釋飲食過(guò)程中食物微結(jié)構(gòu)變化以及食物與唾液的相互作用，以指導(dǎo)食物結(jié)構(gòu)的最佳化設(shè)計(jì)；2）感官刺激的受體原理，如何理解感官刺激到感官信號(hào)的轉(zhuǎn)化和背后的物理學(xué)和生理學(xué)原理；3）感官信息的大腦合成機(jī)制及其心理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)原理；4）感官愉悅是人類飲食的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)原因之一，如何理解飲食的大腦獎(jiǎng)賞機(jī)制和規(guī)范人類飲食行為。從食品工業(yè)技術(shù)需求的角度來(lái)講，主要有兩方面的挑戰(zhàn)：一是食品設(shè)計(jì)中如何準(zhǔn)確理解不同感官刺激的組合與協(xié)調(diào)，以達(dá)到最佳的愉悅效果；二是如何建立消費(fèi)者感官體驗(yàn)的客觀評(píng)測(cè)技術(shù)。食品工業(yè)一直期待能夠用簡(jiǎn)單的儀器測(cè)量技術(shù)來(lái)替代消費(fèi)者感官分析，但至今成效并不顯著。基于上述討論，分析困擾食品感官科學(xué)研究的因素。

3.1 感官的多重刺激及其交互作用

感官刺激的多重性是毫無(wú)爭(zhēng)議的事實(shí)，包括物理、化學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)等。人可以對(duì)單獨(dú)感官刺激產(chǎn)生一種相對(duì)應(yīng)的感官體驗(yàn)，這已經(jīng)有較好的結(jié)論，形成了諸如Weber、Fechner和Stevens等著名的感官定律。但現(xiàn)實(shí)情況是，飲食過(guò)程中往往多個(gè)刺激同時(shí)存在，因而產(chǎn)生多種刺激的交互作用，進(jìn)而產(chǎn)生與單獨(dú)刺激沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系的感官體驗(yàn)。很多感官科學(xué)研究者對(duì)多重感官刺激的交互過(guò)程提出了不同的假設(shè)，存在諸多不同的看法。比如，交互作用是先刺激交互還是先獨(dú)立刺激然后信號(hào)交互？既是在受體階段交互還是獨(dú)立的刺激信號(hào)在大腦的交互，或者兩者都有，共同存在？如圖2所示，感官刺激D、D、D可能產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的感官體驗(yàn)G、G、G，但是更多情況下產(chǎn)生與刺激沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系的感官特性G、G、G。

圖2 多重刺激情況下的交互作用以及可能的感官衍生Fig. 2 Interplay among sensory stimuli and possible sensory derivation

最典型的感官交互作用是常見(jiàn)的酸甜感，酸和甜兩個(gè)獨(dú)立感官刺激相互交織，可產(chǎn)生增強(qiáng)或某種抑制作用。消費(fèi)者普遍喜愛(ài)的奶油感更是多種感官刺激下的產(chǎn)物，越來(lái)越多的研究表明特征氣味、稠度感、潤(rùn)滑感等都有助于產(chǎn)生奶油感。建立合理的交互模型對(duì)于酸甜感、奶油感等復(fù)雜感官的理解有著重要意義。

3.2 口腔流體薄層的性質(zhì)和功能

口腔流體薄層是指吸附在口腔表面的黏液層，起著潤(rùn)濕保護(hù)口腔表面組織的作用，包裹著包括味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)在內(nèi)的感官受體，飲食時(shí)介乎于食團(tuán)與口腔表面之間，成為事實(shí)上的食團(tuán)與人體表面組織之間的第三相（圖3）。飲食過(guò)程中，破碎的食物顆粒在唾液的潤(rùn)濕和包裹下形成具有一定內(nèi)聚性的食團(tuán)，而食團(tuán)與口腔表面（圖3所示帶有乳突的舌表面）之間被口腔流體薄層分開(kāi)?？谇涣黧w薄層主要由唾液成分組成，但越來(lái)越多的跡象表明，口腔薄層在組成成分、微結(jié)構(gòu)、界面及膠體性質(zhì)等方面與唾液有很大不同。

圖3 食團(tuán)與舌表面之間的口腔流體薄層示意圖Fig. 3 Illustration of the existence of a thin fluid layer separating bolus from the tongue surface

目前對(duì)于口腔流體薄層的初步理解主要包括兩方面：第一，潤(rùn)滑功能，這也是近幾年口腔摩擦研究受到大量關(guān)注的原因?？谇涣黧w薄層能夠消除言語(yǔ)時(shí)舌頭與其他口腔表面摩擦引起的痛感，使舌頭形變自如，發(fā)出各種美妙的聲音和音調(diào)。對(duì)于飲食來(lái)講，口腔流體薄層起到減少食團(tuán)與口腔表面摩擦以減少舌表面磨損與灼痛的作用。第二，口腔流體薄層還要保證舌頭對(duì)食團(tuán)的有效操控，以保證有效咀嚼和安全吞咽。有關(guān)唾液薄層與口腔軟摩擦的理論和實(shí)驗(yàn)近年來(lái)已有系列文獻(xiàn)報(bào)道。

口腔流體薄層對(duì)于感官的重要性在澀感機(jī)制形成研究中得到確認(rèn)。澀感曾被認(rèn)為是一種滋味（稱為澀味），屬于化學(xué)感。實(shí)際上，澀感是一種觸覺(jué)感官，是因口腔流體薄層中的組成蛋白沉淀而引起的舌表面暴露，從而導(dǎo)致觸覺(jué)感官的變化，物理上表現(xiàn)為口腔表面摩擦系數(shù)的明顯增加。

此外，物質(zhì)遷移控制也是口腔流體薄層一個(gè)十分重要的性質(zhì)，直接影響到食品的滋味以及氣味感官。傳統(tǒng)的食品風(fēng)味研究似乎默認(rèn)風(fēng)味成分一旦從食物中釋放就會(huì)直接接觸口腔受體，而忽略了風(fēng)味小分子在口腔流體薄層中的溶解、與口腔流體薄層結(jié)構(gòu)成分之間的相互作用以及在薄層中的遷移等關(guān)鍵控制因素。準(zhǔn)確解釋口腔流體薄層中的物質(zhì)遷移機(jī)理對(duì)于食品風(fēng)味的口腔感官感知研究至關(guān)重要。

3.3 后鼻嗅感官的機(jī)理

后鼻嗅氣味感知的存在已被許多研究證實(shí)，也被學(xué)界普遍接受。后鼻嗅感官的重要性還在于其對(duì)滋味感官的潛在影響，越來(lái)越多的證據(jù)表明飲食過(guò)程中的鼻腔香氣感覺(jué)會(huì)強(qiáng)烈影響或改變口腔中的滋味感覺(jué)。因此，準(zhǔn)確理解后鼻嗅機(jī)理不僅對(duì)于完善食品風(fēng)味理論具有重要意義，更對(duì)優(yōu)化食品產(chǎn)品的感官設(shè)計(jì)具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)作用。許多研究默認(rèn)后鼻嗅過(guò)程中氣味分子的傳遞，只是簡(jiǎn)單的從口腔到鼻腔靠肺腔呼吸的物質(zhì)遷移過(guò)程（圖4A）。如果氣味分子傳遞如此簡(jiǎn)單，那么完全有理由相信，鼻腔中的氣味分子刺激應(yīng)該是隨著肺腔呼吸而帶有強(qiáng)烈的“有-沒(méi)有”的“節(jié)奏感”（圖4B）。即在呼氣時(shí)，口腔中釋放的氣味分子隨肺呼吸氣流進(jìn)入鼻腔，從而產(chǎn)生香氣感覺(jué)；而當(dāng)吸氣時(shí)，從體外吸入空氣，此時(shí)應(yīng)沒(méi)有氣味感知。但是切身體驗(yàn)表明后鼻嗅氣味感官并不存在這樣的節(jié)律性切換，而是連續(xù)和持續(xù)性的感官。這說(shuō)明后鼻嗅感官過(guò)程中存在氣味成分的某種緩沖或弛豫現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的背后機(jī)理是什么？是受分子遷移的物理學(xué)機(jī)制影響？還是鼻腔氣味受體的生理學(xué)弛豫原因？其中一個(gè)可能的解釋是，鼻腔黏膜對(duì)氣味分子的黏附與捕集造成嗅覺(jué)刺激的弛豫現(xiàn)象，但這仍有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖4 后鼻嗅氣味感知過(guò)程中的氣味分子從口腔到鼻腔的遷移（A）和可能的節(jié)律性嗅覺(jué)感官（B）Fig. 4 Retro-nasal sensation: (A) diffusion of aroma molecules from the oral cavity to the nasal cavity; (B) expected “on-off” retro-nasal aroma sensation

3.4 仿生傳感技術(shù)的發(fā)展

人對(duì)食品的感知通過(guò)感受器官進(jìn)行，其中嗅覺(jué)和味覺(jué)的感知主要通過(guò)呈味物質(zhì)與相應(yīng)受體發(fā)生特異性結(jié)合而實(shí)現(xiàn)。目前市面上常見(jiàn)的智能感官系統(tǒng)多基于金屬氧化物或電化學(xué)傳感器，這些傳感器主要通過(guò)檢測(cè)樣品的化學(xué)特性而非氣味或滋味特性，對(duì)某些特征結(jié)構(gòu)的成分產(chǎn)生響應(yīng)，不管這些成分是否具有香氣，也不管混合成分呈現(xiàn)的味道如何。隨著受體分離純化技術(shù)和生物傳感技術(shù)的快速發(fā)展，已有學(xué)者基于受體在離體條件下研究食品感知過(guò)程。如基于鮮味受體制備的傳感器能夠在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)鮮味物質(zhì)快速產(chǎn)生響應(yīng)，并且信號(hào)強(qiáng)度會(huì)被肌苷酸協(xié)同增效，表明受體在離體條件下依然保持了與動(dòng)物味覺(jué)受體一致的生物學(xué)特性，可以用于體外研究食品感知過(guò)程。目前，雖然有針對(duì)單一成分或少數(shù)幾種成分相互作用檢測(cè)的仿生傳感器，但這些傳感器距離實(shí)際應(yīng)用仍然存在諸多問(wèn)題。受體在體外存活時(shí)間較短，所制備傳感器的使用周期和壽命受到限制；受體與配體結(jié)合過(guò)程非?？?，信號(hào)變化非常弱，準(zhǔn)確獲取傳感器信號(hào)相關(guān)的方法和設(shè)備短缺；仿生傳感器的檢測(cè)精度大大高于人體，其檢測(cè)有效范圍較為狹窄，無(wú)法適用于食品級(jí)樣品的檢測(cè)；如何用少量的仿生傳感器模擬人體感知復(fù)雜體系下的多種組合等。解決以上問(wèn)題能夠大大促進(jìn)仿生傳感器的發(fā)展，進(jìn)而對(duì)體外研究食品感知過(guò)程、開(kāi)發(fā)相應(yīng)的智能傳感設(shè)備提供技術(shù)支撐。

4 食品感官科學(xué)研究的前瞻

在過(guò)去很多年中國(guó)內(nèi)外食品感官科學(xué)研究的主要關(guān)注點(diǎn)大致可以概括為兩個(gè)方面。一是，對(duì)食品微結(jié)構(gòu)性質(zhì)和成分的解析，食品風(fēng)味研究者更關(guān)注食物的成分，而食品質(zhì)構(gòu)研究者更關(guān)注食物的微結(jié)構(gòu)性質(zhì)。這類研究主要關(guān)注食品結(jié)構(gòu)和風(fēng)味成分的形成、含量、特征、與載體的相互作用等。在這個(gè)過(guò)程中也建立了一系列包括色譜、質(zhì)譜、微結(jié)構(gòu)解析、力學(xué)性質(zhì)測(cè)定等物理分析技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年努力，以關(guān)注成分和微結(jié)構(gòu)分析為核心的食品感官研究已達(dá)到比較成熟的水平，很好地滿足了食品工業(yè)的需求。二是，建立了一系列比較客觀可靠的人類感官體驗(yàn)評(píng)測(cè)術(shù)語(yǔ)和評(píng)測(cè)方法，俗稱感官分析，包括人員篩選、培訓(xùn)、情景控制、測(cè)試方法、數(shù)據(jù)分析等。食品微結(jié)構(gòu)分析和成分分析為感官科學(xué)研究提供了堅(jiān)實(shí)的材料基礎(chǔ)，而感官評(píng)測(cè)術(shù)語(yǔ)和方法的標(biāo)準(zhǔn)化則提供了人體體驗(yàn)客觀可比較的測(cè)評(píng)方法。但是這兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)的研究思路與邏輯并沒(méi)有觸及人類感官的核心本質(zhì)，無(wú)法解釋消費(fèi)者之間的巨大個(gè)體差異，亦無(wú)法解釋個(gè)體本身因情景變化引起的感官差異。

針對(duì)這些局限，近年來(lái)以食品與人體相互作用作為核心關(guān)注的食品感官科學(xué)研究得到了學(xué)術(shù)界的廣泛重視。在此背景下，食品口腔加工研究成為了食品科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)新興的前沿方向。食品口腔加工研究之所以受到重視，是因?yàn)樗鼘⑹称凡牧闲再|(zhì)與飲食的動(dòng)態(tài)環(huán)境相結(jié)合，以揭示食品感官體驗(yàn)的內(nèi)在機(jī)理，包括食品物理學(xué)、人體（口腔）生理學(xué)、感官心理學(xué)以及大腦神經(jīng)原理。通過(guò)對(duì)食品口腔行為的物理學(xué)解釋和生理學(xué)及心理學(xué)響應(yīng)的觀察，食品口腔加工研究給食品材料性質(zhì)賦予了感官意義，有助于準(zhǔn)確闡釋感官體驗(yàn)的材料物理基礎(chǔ)。圖5顯示了人類食品感官認(rèn)知過(guò)程中的多個(gè)界面，包括實(shí)體和虛擬界面。這些界面行為中蘊(yùn)含了諸多飲食與感官的原理。如果能夠從這些界面切入研究，將有助于更好地理解和發(fā)現(xiàn)決定食品與人體相互作用的相關(guān)原理，實(shí)現(xiàn)感官感知理論的新突破。

圖5 飲食與感官過(guò)程的口腔動(dòng)力學(xué)和相應(yīng)的界面Fig. 5 Oral dynamics and interfaces of eating and sensory perception

上述界面的存在表明多學(xué)科交叉是實(shí)現(xiàn)食品感官研究新突破的必然途徑。與食品感官科學(xué)相關(guān)的支持學(xué)科眾多，從食品物理學(xué)和食品材料學(xué)到感官生理學(xué)、感官心理學(xué)、大腦神經(jīng)科學(xué)等（圖6）。食品口腔加工學(xué)研究的興起是多學(xué)科交叉的明顯例證。只有從食品材料和人類生理/心理的相互作用等不同角度切入，才能全方位、多層次地研究并揭示食品感官的本質(zhì)性原理。同時(shí)，不可否認(rèn)的是，哲學(xué)、美學(xué)、社會(huì)學(xué)、人類行為學(xué)等亦對(duì)飲食和感官具有直接或間接的影響。

圖6 食品感官科學(xué)和食品口腔加工科學(xué)研究相關(guān)支持學(xué)科和研究領(lǐng)域Fig. 6 Relevant and supporting disciplines of food sensory and food oral processing research

人作為食品感知的主體，容易受到生理、心理、文化、環(huán)境等因素影響，從而造成人工感官評(píng)價(jià)結(jié)果的不準(zhǔn)確性。隨著仿生技術(shù)的快速發(fā)展，仿生傳感器在食品感知評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用日益受到關(guān)注。通過(guò)體外開(kāi)展食品感知過(guò)程研究，從宏觀角度進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、食品偏好評(píng)價(jià)等，從而豐富食品感知理論。另外，在當(dāng)前營(yíng)養(yǎng)與健康成為消費(fèi)者核心關(guān)注點(diǎn)的背景下，食品工業(yè)承受著極大的減糖、減鹽的壓力，需要食品感官研究者創(chuàng)新性的思考。除了合理使用糖和鹽替代品外，能否利用嗅覺(jué)補(bǔ)償、嗅覺(jué)強(qiáng)化等方法，以達(dá)到“減糖不減甜，減鹽不減咸”的效果，這一切都有待感官機(jī)理研究的新突破。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文是一篇觀點(diǎn)文章，嘗試從思考食品感官科學(xué)研究的前沿挑戰(zhàn)出發(fā)，提出不同的想法和觀點(diǎn)。部分觀點(diǎn)已有文獻(xiàn)依據(jù)可循，而有些是作者根據(jù)已有認(rèn)知所作的分析推測(cè)，旨在通過(guò)這樣的討論激起學(xué)界同仁更多的思考，尋找食品感官研究前沿的新突破，以期共同推動(dòng)食品感官科學(xué)的發(fā)展，為我國(guó)食品工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供強(qiáng)有力的理論支撐。

傳統(tǒng)的食品感官研究以食品材料為核心，在指導(dǎo)理論和研究方法方面都具有明顯的局限性。食品感官的復(fù)雜性在于它是人與物相互作用的結(jié)果，遠(yuǎn)超出食品材料科學(xué)的范疇。目前食品感官研究對(duì)于感官刺激（包括組成成分、微結(jié)構(gòu)等）已有較好的了解，對(duì)于感官體驗(yàn)也可以通過(guò)志愿者分析得到合理的結(jié)果，但是對(duì)從刺激因素到感官結(jié)果的中間過(guò)程，其途徑、變化、影響和控制因素等卻知之甚少，這也是一直期望推動(dòng)多學(xué)科交叉開(kāi)展食品感官科學(xué)研究的原因。作者認(rèn)為食品感官科學(xué)的新突破，必然要以食品與人的相互作用為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合食品物理學(xué)、口腔生理學(xué)、感官心理學(xué)、腦神經(jīng)科學(xué)等學(xué)科的理論、研究方法和研究技術(shù)，交叉合作，才能真正揭示食品感官現(xiàn)象的背后原理，實(shí)現(xiàn)食品感官科學(xué)研究的躍升發(fā)展。