01、引言
02、论文概要
浙江大学团队采用脑电图（EEG）技术，系统探究了 D - 柠檬烯、4 种柑橘原精油及其浓缩形式对大脑感官与认知响应的影响，相关成果发表于《Food Research International》，题为“Unveiling brain response mechanisms of citrus flavor perception: An EEG-based study on sensory and cognitive responses”。研究招募 20 名健康受试者，采集其嗅闻 9 种柑橘风味样品时的脑电信号，重点分析 δ、θ、α、β 波节律变化、脑区激活差异及神经响应与主观接受度的关联。结果表明，柑橘风味可诱发大脑显著的特异性响应，δ 波与 α 波为核心响应节律；相较于单一 D - 柠檬烯，柑橘精油能触发更复杂、更强的脑电活动；浓缩精油虽主观接受度略低，却能诱发更强的脑区激活，额叶、中央区是柑橘风味感知的核心脑区；同时，前额叶 δ 波功率与 α 波偏侧化特征，可有效反映柑橘风味的主观接受度，为柑橘风味的科学评价与产品优化提供了客观神经学依据。
03、研究方法
04、研究结果
05、结论与展望
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柑橘风味，作为全球食品工业广受欢迎的天然香气，其清新馥郁、层次丰富的嗅觉体验备受青睐。然而，不同柑橘精油、浓缩形式及单一活性成分（D-柠檬烯）如何精准影响大脑的感官与认知响应，仍是风味科学亟待破解的关键问题。
传统感官评价依赖主观描述与偏好打分，易受情绪、经验和认知偏差干扰；且研究表明，超过半数的风味感知属于无意识神经反应，主观评价难以捕捉真实的潜意识反馈，缺乏客观、实时的神经科学证据。当前柑橘风味研究多聚焦成分分析与基础感官描述，尚未系统揭示柑橘风味及其浓度差异在人脑中的动态响应规律，导致风味感知机制模糊、评价标准不统一，制约产品配方优化、品质升级与消费体验提升。
02、论文概要
浙江大学团队采用脑电图（EEG）技术，系统探究了 D - 柠檬烯、4 种柑橘原精油及其浓缩形式对大脑感官与认知响应的影响，相关成果发表于《Food Research International》，题为“Unveiling brain response mechanisms of citrus flavor perception: An EEG-based study on sensory and cognitive responses”。研究招募 20 名健康受试者，采集其嗅闻 9 种柑橘风味样品时的脑电信号，重点分析 δ、θ、α、β 波节律变化、脑区激活差异及神经响应与主观接受度的关联。结果表明，柑橘风味可诱发大脑显著的特异性响应，δ 波与 α 波为核心响应节律；相较于单一 D - 柠檬烯，柑橘精油能触发更复杂、更强的脑电活动；浓缩精油虽主观接受度略低，却能诱发更强的脑区激活，额叶、中央区是柑橘风味感知的核心脑区；同时，前额叶 δ 波功率与 α 波偏侧化特征，可有效反映柑橘风味的主观接受度，为柑橘风味的科学评价与产品优化提供了客观神经学依据。
03、研究方法
本研究共纳入 20 名健康右利手受试者，男女各 10 名，均无嗅觉过敏、呼吸道疾病及精神疾病史，身体健康。所有受试者在安静放松、闭眼静息状态下，采用 64 导联脑电图（EEG）系统采集嗅觉刺激过程中的脑电信号，采样率为 1000 Hz，带通滤波范围为 0–400 Hz。实验刺激包含 D‑柠檬烯、4 种柑橘原精油及 4 种浓缩柑橘精油共 9 组样品，每组随机盲测 10 μL 香气，缓慢嗅闻 15 秒，嗅闻结束后休息至脑电信号回归基线。
采用带通滤波器将预处理后的脑电信号划分为 4 个频带：δ（0.5–4 Hz）、θ（4–8 Hz）、α（8–13 Hz）、β（13–30 Hz）。本研究对预处理后的脑电信号按嗅觉刺激时段进行分段，选取刺激后 7–10 秒稳定信号段用于分析。计算各频带功率谱密度（PSD）曲线下面积（AUC），划分 额叶、左颞叶、右颞叶、中央区、顶枕叶5 个脑区，提取各脑区及全脑的 PSD‑AUC 特征参数。统计分析采用 Friedman 检验、Wilcoxon 配对检验与 Duncan 事后检验，结合 Spearman 相关性分析，系统比较不同柑橘风味、浓度差异及单一成分诱发的脑电响应差异及关联特征。
04、研究结果
全脑电信号响应特征
柑橘风味刺激可诱发大脑显著的特异性电活动，δ 波与 α 波为主要响应节律，额叶与中央区激活最明显（图 1、图 2）。与单一 D - 柠檬烯相比，四种柑橘原精油能触发更强、更复杂、动态性更高的全脑响应；浓缩柑橘精油进一步提升全脑激活水平，全频段功率密度显著高于原精油，神经唤醒效应更强（图 1B）。
图1 不同柑橘风味刺激下的大脑感知响应
(a) 随机选取一名受试者对九种刺激的脑电功率谱密度结果(b) 全体受试者针对九种刺激的平均功率谱密度结果(c) 7-10 秒时段内九种刺激诱发脑响应的幅值脑地形图
脑电波节律响应差异
四种脑波对柑橘风味响应强度不同：δ 波（0.5–4 Hz）与 α 波（8–13 Hz） 活性最高，与嗅觉感知、放松状态和注意力调控密切相关；θ 波、β 波响应较弱，组间差异不显著。其中， 浓缩甜橙精油（H-SEO）、浓缩柠檬精油（H-LEO） 可显著增强前额叶 δ 波与 α 波功率，显著高于对应原精油。
图3 九种柑橘风味刺激诱发脑电波活动的方差差异分析
(a) 全频段（0.1–30Hz）脑总功率针对九种风味刺激的方差差异分析(b) 刺激诱发四类特征脑电波频段的功率变化(c)-(f) 依次为 δ 波、θ 波、α 波、β 波四种脑电节律的功率变化方差差异分析
脑区激活分布规律
柑橘风味刺激主要激活额叶、中央区，前额叶（FP1、FPZ、FP3）为响应核心（图 4）；D - 柠檬烯仅引起较弱的中央区激活；原精油显著增强额叶与中央区活动；浓缩精油进一步放大前额叶激活，激活扩散更快、范围更广（图 2）。额叶、中央区是柑橘风味感知的关键脑区，参与情绪调节与高级认知加工。
时域动态响应特点
嗅觉刺激稳定期（7–10 s）内，柑橘精油诱发的脑电活动呈先增强、后稳定的动态模式（图 2）；浓缩精油激活速度更快，7–8.5 s 快速上升，8.5–10 s 维持高强度响应；甜橙与柠檬精油的时序响应窗口存在差异（图 5），反映风味解码的神经时间特征不同。
图5 关键时段内受试者整体对 SEO、LEO 刺激的脑功率平均变化地形图
(a) 9000~9400 毫秒显著时段内，全脑区域对 SEO 与高浓度 SEO 刺激的响应地形图(b) 8100~8700 毫秒显著时段内，全脑区域对 LEO 与高浓度 LEO 刺激的响应地形图
脑电指标与主观偏好的关联
前额叶δ 波功率与柑橘风味主观接受度呈显著正相关（图 6）；α 波偏侧化（左右额叶比值） 与接受度呈负相关（图 7），可作为风味偏好的客观神经标记。脑电特征能有效反映消费者潜意识偏好，弥补传统感官评价的不足。
图6 接受度与隐性脑电指标的相关性分析
图7 感官接受度与额叶 δ 波功率的相关性
05、结论与展望
本研究利用EEG 技术系统揭示了柑橘风味、浓缩工艺及单一活性成分（D - 柠檬烯）诱发的大脑感知规律。研究证实，柑橘精油相比单一 D - 柠檬烯能触发更强、更复杂的脑电响应；浓缩柑橘精油虽主观接受度略低，却显著增强额叶、中央区激活，且δ 波、α 波活性显著提升，是风味感知的核心节律。同时，前额叶 δ 波功率、α 波偏侧化特征可有效反映消费者主观偏好，为风味评价提供了客观神经指标。
本研究为柑橘风味感知机制提供了直接的神经科学证据，也为风味的客观评价、配方优化提供了新的技术思路。未来可进一步扩大样本规模，结合多模态生理指标解析风味引发的情绪差异；深入关联风味物质组成与脑电响应，揭示风味感知的分子 - 神经机制；并将 EEG 技术拓展至更多品类、加工方式的柑橘风味研究，为柑橘食品的品质升级与风味创新提供科学支撑。
原文链接
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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