01、引言
02、論文概要
浙江大學團隊采用腦電圖（EEG）技術，系統探究了 D - 檸檬烯、4 種柑橘原精油及其濃縮形式對大腦感官與認知響應的影響，相關成果發表于《Food Research International》，題為“Unveiling brain response mechanisms of citrus flavor perception: An EEG-based study on sensory and cognitive responses”。研究招募 20 名健康受試者，采集其嗅聞 9 種柑橘風味樣品時的腦電信號，重點分析 δ、θ、α、β 波節律變化、腦區激活差異及神經響應與主觀接受度的關聯。結果表明，柑橘風味可誘發大腦顯著的特異性響應，δ 波與 α 波為核心響應節律；相較于單一 D - 檸檬烯，柑橘精油能觸發更復雜、更強的腦電活動；濃縮精油雖主觀接受度略低，卻能誘發更強的腦區激活，額葉、中央區是柑橘風味感知的核心腦區；同時，前額葉 δ 波功率與 α 波偏側化特征，可有效反映柑橘風味的主觀接受度，為柑橘風味的科學評價與產品優化提供了客觀神經學依據。
03、研究方法
04、研究結果
05、結論與展望
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柑橘風味，作為全球食品工業廣受歡迎的天然香氣，其清新馥郁、層次豐富的嗅覺體驗備受青睞。然而，不同柑橘精油、濃縮形式及單一活性成分（D-檸檬烯）如何精準影響大腦的感官與認知響應，仍是風味科學亟待破解的關鍵問題。
傳統感官評價依賴主觀描述與偏好打分，易受情緒、經驗和認知偏差干擾；且研究表明，超過半數的風味感知屬于無意識神經反應，主觀評價難以捕捉真實的潛意識反饋，缺乏客觀、實時的神經科學證據。當前柑橘風味研究多聚焦成分分析與基礎感官描述，尚未系統揭示柑橘風味及其濃度差異在人腦中的動態響應規律，導致風味感知機制模糊、評價標準不統一，制約產品配方優化、品質升級與消費體驗提升。
02、論文概要
浙江大學團隊采用腦電圖（EEG）技術，系統探究了 D - 檸檬烯、4 種柑橘原精油及其濃縮形式對大腦感官與認知響應的影響，相關成果發表于《Food Research International》，題為“Unveiling brain response mechanisms of citrus flavor perception: An EEG-based study on sensory and cognitive responses”。研究招募 20 名健康受試者，采集其嗅聞 9 種柑橘風味樣品時的腦電信號，重點分析 δ、θ、α、β 波節律變化、腦區激活差異及神經響應與主觀接受度的關聯。結果表明，柑橘風味可誘發大腦顯著的特異性響應，δ 波與 α 波為核心響應節律；相較于單一 D - 檸檬烯，柑橘精油能觸發更復雜、更強的腦電活動；濃縮精油雖主觀接受度略低，卻能誘發更強的腦區激活，額葉、中央區是柑橘風味感知的核心腦區；同時，前額葉 δ 波功率與 α 波偏側化特征，可有效反映柑橘風味的主觀接受度，為柑橘風味的科學評價與產品優化提供了客觀神經學依據。
03、研究方法
本研究共納入 20 名健康右利手受試者，男女各 10 名，均無嗅覺過敏、呼吸道疾病及精神疾病史，身體健康。所有受試者在安靜放松、閉眼靜息狀態下，采用 64 導聯腦電圖（EEG）系統采集嗅覺刺激過程中的腦電信號，采樣率為 1000 Hz，帶通濾波范圍為 0–400 Hz。實驗刺激包含 D?檸檬烯、4 種柑橘原精油及 4 種濃縮柑橘精油共 9 組樣品，每組隨機盲測 10 μL 香氣，緩慢嗅聞 15 秒，嗅聞結束后休息至腦電信號回歸基線。
采用帶通濾波器將預處理后的腦電信號劃分為 4 個頻帶：δ（0.5–4 Hz）、θ（4–8 Hz）、α（8–13 Hz）、β（13–30 Hz）。本研究對預處理后的腦電信號按嗅覺刺激時段進行分段，選取刺激后 7–10 秒穩定信號段用于分析。計算各頻帶功率譜密度（PSD）曲線下面積（AUC），劃分 額葉、左顳葉、右顳葉、中央區、頂枕葉5 個腦區，提取各腦區及全腦的 PSD?AUC 特征參數。統計分析采用 Friedman 檢驗、Wilcoxon 配對檢驗與 Duncan 事后檢驗，結合 Spearman 相關性分析，系統比較不同柑橘風味、濃度差異及單一成分誘發的腦電響應差異及關聯特征。
04、研究結果
全腦電信號響應特征
柑橘風味刺激可誘發大腦顯著的特異性電活動，δ 波與 α 波為主要響應節律，額葉與中央區激活最明顯（圖 1、圖 2）。與單一 D - 檸檬烯相比，四種柑橘原精油能觸發更強、更復雜、動態性更高的全腦響應；濃縮柑橘精油進一步提升全腦激活水平，全頻段功率密度顯著高于原精油，神經喚醒效應更強（圖 1B）。
圖1 不同柑橘風味刺激下的大腦感知響應
(a) 隨機選取一名受試者對九種刺激的腦電功率譜密度結果(b) 全體受試者針對九種刺激的平均功率譜密度結果(c) 7-10 秒時段內九種刺激誘發腦響應的幅值腦地形圖
腦電波節律響應差異
四種腦波對柑橘風味響應強度不同：δ 波（0.5–4 Hz）與 α 波（8–13 Hz） 活性最高，與嗅覺感知、放松狀態和注意力調控密切相關；θ 波、β 波響應較弱，組間差異不顯著。其中， 濃縮甜橙精油（H-SEO）、濃縮檸檬精油（H-LEO） 可顯著增強前額葉 δ 波與 α 波功率，顯著高于對應原精油。
圖3 九種柑橘風味刺激誘發腦電波活動的方差差異分析
(a) 全頻段（0.1–30Hz）腦總功率針對九種風味刺激的方差差異分析(b) 刺激誘發四類特征腦電波頻段的功率變化(c)-(f) 依次為 δ 波、θ 波、α 波、β 波四種腦電節律的功率變化方差差異分析
腦區激活分布規律
柑橘風味刺激主要激活額葉、中央區，前額葉（FP1、FPZ、FP3）為響應核心（圖 4）；D - 檸檬烯僅引起較弱的中央區激活；原精油顯著增強額葉與中央區活動；濃縮精油進一步放大前額葉激活，激活擴散更快、范圍更廣（圖 2）。額葉、中央區是柑橘風味感知的關鍵腦區，參與情緒調節與高級認知加工。
時域動態響應特點
嗅覺刺激穩定期（7–10 s）內，柑橘精油誘發的腦電活動呈先增強、后穩定的動態模式（圖 2）；濃縮精油激活速度更快，7–8.5 s 快速上升，8.5–10 s 維持高強度響應；甜橙與檸檬精油的時序響應窗口存在差異（圖 5），反映風味解碼的神經時間特征不同。
圖5 關鍵時段內受試者整體對 SEO、LEO 刺激的腦功率平均變化地形圖
(a) 9000~9400 毫秒顯著時段內，全腦區域對 SEO 與高濃度 SEO 刺激的響應地形圖(b) 8100~8700 毫秒顯著時段內，全腦區域對 LEO 與高濃度 LEO 刺激的響應地形圖
腦電指標與主觀偏好的關聯
前額葉δ 波功率與柑橘風味主觀接受度呈顯著正相關（圖 6）；α 波偏側化（左右額葉比值） 與接受度呈負相關（圖 7），可作為風味偏好的客觀神經標記。腦電特征能有效反映消費者潛意識偏好，彌補傳統感官評價的不足。
圖6 接受度與隱性腦電指標的相關性分析
圖7 感官接受度與額葉 δ 波功率的相關性
05、結論與展望
本研究利用EEG 技術系統揭示了柑橘風味、濃縮工藝及單一活性成分（D - 檸檬烯）誘發的大腦感知規律。研究證實，柑橘精油相比單一 D - 檸檬烯能觸發更強、更復雜的腦電響應；濃縮柑橘精油雖主觀接受度略低，卻顯著增強額葉、中央區激活，且δ 波、α 波活性顯著提升，是風味感知的核心節律。同時，前額葉 δ 波功率、α 波偏側化特征可有效反映消費者主觀偏好，為風味評價提供了客觀神經指標。
本研究為柑橘風味感知機制提供了直接的神經科學證據，也為風味的客觀評價、配方優化提供了新的技術思路。未來可進一步擴大樣本規模，結合多模態生理指標解析風味引發的情緒差異；深入關聯風味物質組成與腦電響應，揭示風味感知的分子 - 神經機制；并將 EEG 技術拓展至更多品類、加工方式的柑橘風味研究，為柑橘食品的品質升級與風味創新提供科學支撐。
原文鏈接
Zhao Q, Yang P, Wang X, et al. Unveiling brain response mechanisms of citrus flavor perception: An EEG-based study on sensory and cognitive responses[J]. Food Research International, 2025, 206: 116096.
DOI: 10.1016/j.foodres.2025.116096
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