Food Chem：探索混合物组成因素和知觉相互作用对冰酒气味感知的影响：一项基于嗅闻的研究

探索混合物组成因素和知觉相互作用对冰酒气味感知的影响：一项基于嗅闻的研究

期刊：Food Chemistry（8.5）

发表日期：2023年

 

引言

目前在许多葡萄酒中都发现了主要的气味物质，但仍然无法根据其气味物质组成来预测葡萄酒的气味。对葡萄酒气味的感知是基于对复杂气味混合物的感知，但是对这些气味混合物的嗅觉加工还知之甚少。混合物的气味会产生不同的效果，如协同、掩蔽和混合等。在复杂的混合物中，一种气味物质浓度的微小变化就能改变整体气味质量。例如，莫斯卡托葡萄酒中的芳樟醇，会带来独特的气味特征。但更常见的是，各种气味物质或气味物质的组合会影响对多种气味属性的感知。葡萄酒的气味特征不仅取决于主要的气味物质，还取决于气味物质之间的相互作用，因此确定气味物质之间感知相互作用的规则和机制是预测葡萄酒最终气味感知的关键一步。

有研究显示，葡萄酒中的几种气味物质之间存在感知上的相互作用。酯类、降异戊二烯类物质、二甲基硫醚和一些挥发性脂肪酸会增强对果味的感知。相反，二乙酰基、乙酰丙酮、乙酸、γ-丁内酯、4-乙基苯酚、乙酸、苯乙醛、甲醛和高级醇的混合物对果香气味有掩盖作用。上述结果都凸显了气味物质之间知觉相互作用的复杂性。然而，鲜有研究系统地评估了各种气味物质组合对真实产品或复杂气味混合物气味特征的贡献。

本研究中，开发了一种冰酒的混合气味模型，并生成了 90 种气味混合物以确定单个气味混合物和真实冰酒气味的影响。目的是找出感知相互作用的基本原理以及产生独特芳香气味的因素。本研究特别关注混合物成分因素，包括成分数量、特定关联和气味强度。

 

材料与方法

 

详见原文。

 

结果与讨论

 

3.1感官数据的质量

采用方差分析评估确定受试者在两个数据集的表现。在第一个子集中，我们使用在3个不同环节中对相同的冰酒样本的重复来评估受试者内的可重复性。在第二个子集中，我们使用在2个不同环节获得的6种不同气味混合物的数据来评估受试者的辨别能力。

 

3.1.1品评小组评估同一样本时的可重复性

方差分析结果显示，所有属性的样本效应都不显著，这表明受试者在不同阶段对同一样本冰酒的评估具有可重复性。样本×受试者交互作用方面，“玫瑰”和“蜂蜜”描述符显著，这表明小组成员对所有描述符的评估方式相似，除了这两个描述符。样本×环节交互作用方面，仅“玫瑰”描述符显著，这表明受试者在跨环节对所有描述符的评估中具有可重复性，除了玫瑰描述符。

 

 

在每个环节，冰酒气味样本的每个气味属性的MI值和各阶段的平均值被用来构建冰酒气味轮廓。平均值结果显示，冰酒主要以热带水果、酒精、蜂蜜和杏的气味为特征。采用配对双侧Wilcoxon检验，将每个阶段中每个属性的MI值与各阶段的平均值进行比较。结果显示，只有坚果，玫瑰和杏属性少数可能不一致的差异描述。总的来说，这一次分析表明小组良好的可重复性和一致性。

 

 

3.1.2小组评估不同样本的判别能力

使用六种不同的冰酒气味混合物（在两个不同环节进行评估）所获得的第二组数据子集，来评估受试者的区分能力。这些样本是通过将六种中等强度的单一气味物质（3-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮、3-甲基丁酸、愈创木酚和呋喃醇）中的一种分别与冰酒气味混合而制备的。方差分析结果显示，在 13 个描述符中有 7 个具有显著的样本效应（酒精、热带水果、蜂蜜、奶酪、烟熏、焦糖和杏子）。由于添加到冰酒气味中的六种气味物质对应于这六个属性（除了杏子不是目标描述符之外），可以得出受试者能够区分气味混合物样本，并且能够正确识别添加到冰酒气味中的气味物质的气味。样本×受试者交互作用在 4 个描述符（奶酪、烟熏、煮熟的土豆和葡萄干）上显著，而样本×环节效应仅在葡萄干描述符上显著，这表明该小组提供了一致的结果，并且受试者在大多数描述符上意见一致。总之，考虑到这两项与小组表现相关的分析，受试者能够正确执行属性排序测试任务，并提供了可重复且意见一致的数据。

 

 

3.2. 单独气味物质添加对冰酒气味感知的影响

A 组刺激物旨在测试添加的单独气味物质的气味强度对冰酒气味感知的影响。在该测试中，将11种气味物质分别以低、中、高三种强度添加到冰酒气味中（11种气味物质×3种强度水平）。

 

3.2.1 添加单独气味物质对冰酒气味的影响

结果表明，向冰酒气味中添加单独的气味物质可能会产生几种结果：1）在图谱中，与添加的气味物质最密切相关的属性强度增加（见图2a）；2）与添加的气味物质关系不太密切或无关的属性强度增加或减少（见图2b）；3）无论何种属性都未观察到显著变化（见图2c）。

 

 

第一种结果，向冰酒（R6）的气味中添加3-甲基丁酸（L4，奶酪）、愈创木酚（L5，烟熏）、γ-癸内酯（R3，杏子）、甲硫基丙醛（R4，煮熟的土豆）或1-辛烯-3-酮（R5，蘑菇），无论强度水平如何，都会显著增加添加的气味物质的目标属性强度。对于2-甲基丁酸乙酯（L2，热带水果）、β-大马酮（L3，蜂蜜或杏子）、1-己醇（R1，绿色）和苯乙醇（R2，玫瑰），只有在添加的气味物质处于中或高强度时，目标属性的强度才会显著增加。对于3-甲基-1-丁醇（L1，酒精或奶酪）和呋喃醇（L6，焦糖），无论强度水平如何，都未观察到目标属性强度的显著变化。

第二种结果，我们观察到向冰酒气味中添加单独的气味物质会导致与添加的气味物质并非直接相关的属性发生变化。例如，以中或高强度添加呋喃醇会增强葡萄干描述符的强度，而以低强度添加1-己醇或以中等强度添加2-甲基丁酸乙酯会增强杏子气味。以高强度添加γ-癸内酯会增强酒精强度，以中或高强度添加甲硫基丙醛会增强奶酪强度。一些气味物质以特定强度水平添加到基本冰酒气味中会降低属性强度：以低或高强度添加3-甲基-1-丁醇会降低玫瑰和热带水果的强度，以中或高强度添加2-甲基丁酸乙酯会降低绿色的强度，以高强度添加2-甲基丁酸乙酯会降低奶酪和烟熏的强度，以低强度添加β-大马酮会降低酒精的强度。在所有强度水平下，添加β-大马酮和呋喃醇都会降低奶酪的强度；以中或高强度添加3-甲基丁酸会降低热带水果和蜂蜜的强度；以高强度添加愈创木酚或以低或高强度添加1-己醇会降低热带水果的强度；以高强度添加苯乙醇会降低热带水果和酒精的强度；以中或高强度添加γ-癸内酯会降低烟熏的强度；以中或高强度添加甲硫基丙醛会降低玫瑰、酒精和热带水果的强度；以任何强度添加1-辛烯-3-酮都会降低酒精的强度。

第三种结果较少被观察到，因为只有以中等强度添加3-甲基-1-丁醇和以低强度添加苯乙醇不会对任何属性引起显著变化。

 

3.2.2. 将11种气味物质中的每一种添加对冰酒气味的影响

为了全面了解将11种气味物质中的每一种添加到冰酒气味中所产生的影响，我们使用每个属性的MI（计算为添加气味物质前后的差值）进行了聚类分析（图3）。在所有强度水平下添加2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮或γ-癸内酯后，冰酒气味图谱以类似的方式发生变化，即葡萄干、蜂蜜、热带水果和杏子的属性强度增加，而坚果、绿色、煮熟的土豆、奶酪和烟熏的强度降低。该分析表明，无论强度水平如何，添加3-甲基丁酸或1-辛烯-3-酮都会增加对其自身气味（分别为奶酪或蘑菇）的感知，而添加1-辛烯-3-酮还会降低酒精、焦糖和蜂蜜的气味特征。类似地，以中或高强度添加呋喃醇、1-己醇、苯乙醇、愈创木酚或甲硫基丙醛会增加对其自身气味（分别为焦糖、绿色、玫瑰、烟熏或煮熟的土豆）的感知，而以低强度添加这些化合物会引起不同的冰酒气味图谱变化（图3）。以中高强度添加1-己醇或甲硫基丙醛具有很强的抑制作用。实际上，添加1-己醇会降低水果气味（杏子、热带水果和葡萄干），而添加甲硫基丙醛会导致所有水果和花香气味特征的强度降低。

 

 

3.3. 将气味物质混合物添加到冰酒气味

B组刺激物是为了确定向冰酒气味中添加气味物质组合（二至六种气味物质组合）的感知影响。在B组中，总共测试了63种1至6种气味物质的组合。

 

3.3.1. 六种气味物质的混合物添加到冰酒气味

第一个结果是最复杂的六种气味物质的混合物组合，将3-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮、3-甲基丁酸、愈创木酚和呋喃醇以中等强度添加到冰酒气味中。这个样本的气味图谱（图2f）与冰酒样本没有显著差异。这六种气味物质的组合很可能反映了整体冰酒气味。

 

3.3.2.从添加和省略气味物质的角度看向冰酒气味中添加2至5种气味物质

关于添加2至5种气味物质的组合，结果与添加单独气味物质类似，观察到以下三个主要结果：1）与添加的气味物质相关的气味特征强度增加，但无论添加的混合物复杂性如何，最多只有两个属性显著改变（见图2d）；2）其他属性发生改变（见图2e）；3）冰酒气味图谱没有重大改变（见图2f）。

总体而言，气味物质添加所引起的不同影响可分为6个不同类别，见表1。最常见的情况是仅与添加的一种气味物质相关的一个气味描述符发生显著改变（“One-D”类别）。此外，特别是对于不太复杂的组合（1至3种气味物质），第二常见的气味描述符变化是与变动的气味物质无关的变化（“One-D & U”）。对于包含>3种气味物质的组合，仅两个目标属性的变化（“Two-D”）转变为两个目标属性的改变伴随着其他不相关属性的改变（“Two-D & U”）。

 

 

从省略气味物质的角度考虑（省略1至6种气味物质），用于比较的参考样本是添加到冰酒气味中的6种气味物质的混合物（编码为B6-R6L1L2L3L4L5L6）。考虑表1中提到的6种感知效果类别，可以看出，当从参考样本（B6-R6L1L2L3L4L5L）中省略1至6种气味物质时，只有一种与气味物质相关的属性改变的百分比（“One-D”）低于添加情况下的百分比。一种与气味物质相关的属性发生变化同时其他属性也发生变化的类别（“One-D & U”）、与省略的气味物质无关的其他属性发生变化的类别（“U”）或未观察到变化的类别（“N”）是最常观察到的。应该强调的是，我们只观察到一次与三种气味物质相关的属性发生改变。这种情况未在表1中显示，是在样本L1L2L3L5L6中观察到的，其中省略了3-甲基-1-丁醇、2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮、愈创木酚和呋喃醇。在这种情况下，与2-甲基丁酸乙酯（热带水果）、β-大马酮（蜂蜜）和呋喃醇（焦糖）相关的三个属性强度降低。

补充图8中呈现了添加和省略角度比较的直观总结。我们观察到省略某些气味物质或组合对冰酒气味图谱的影响比添加它们要小。省略的主要影响作用于与改变的气味物质无关的其他属性。相比之下，添加某些气味物质不仅导致与气味物质相关的属性发生改变，还会导致其他属性发生改变。这个结果表明，嗅觉系统对气味物质的添加比省略更敏感，尤其是当改变的气味物质少于三种时。

 

 

3.3.3.向冰酒气味中添加气味物质混合物所产生影响

为了探索冰酒的整体气味图谱与添加了气味物质的冰酒整体气味图谱之间的关系，对MI值进行了聚类分析。结果如图4所示，包括添加了中等强度气味物质组合（一至六种气味物质组合）的冰酒气味和基本冰酒气味。层次分析表明，根据不同属性的MI值的变化，样本可以大致分为三组。图4左侧的组中的样本气味图谱与基本冰酒气味的气味图谱最接近，因为这个组包括了冰酒样本。这些样本中添加的气味物质数量大多在3到6之间。这个结果表明，当向冰酒气味中添加超过三种气味物质时，对整体气味图谱的影响通常较小。图4中间所示组中的样本气味图谱在添加气味物质后，奶酪、煮熟的土豆、烟熏和绿色属性的MI值增加。这个组包括含有3-甲基丁酸和/或愈创木酚的样本，这导致与这些气味物质中的至少一个相关的描述符的感知增强。这一发现表明这两种化合物主导了混合物的气味。图4右侧所示组的样本气味图谱在添加气味物质后，热带水果、杏子、蜂蜜和焦糖属性的MI值增加。这些样本包括最不复杂的组合，即主要是两种和三种气味物质的组合，并且明显排除了3-甲基丁酸和/或愈创木酚，这表明这些化合物倾向于掩盖水果和甜味属性。

图4还显示了几对样本具有最接近的气味图谱，例如B1-R6L3和B3-R6L1L2L3这一对，以及B3-R6L2L4L5和B4-R6L2L4L5L6这一对。具有最接近气味图谱的样本对通常是通过添加不同数量的气味物质形成的；然而，一些具有最接近气味图谱的样本对是通过添加相同数量的气味物质形成的；这些样本在图4中用绿色方块标记。

 

 

3.3.4.由于向冰酒气味中添加组合气味物质而导致的气味混合物的气味属性变化

在所有13个气味属性中，奶酪和烟熏变化最为频繁（图5）。从添加的角度来看，当一种气味物质组合包含3-甲基丁酸或愈创木酚时，组合中的其他气味物质通常会被这些气味物质掩盖，并且在大多数情况下（66%），添加该组合会导致其相关的奶酪或烟熏气味显著增强。然而，在所有包含3-甲基丁酸和β-大马酮的五种和六种气味物质的组合中，气味物质组合并没有导致奶酪气味强度的显著增加，这意味着随着混合物中气味物质数量的增加，3-甲基丁酸的作用会减弱，并且在五种气味物质的组合中，奶酪气味可能被β-大马酮掩盖。此外，一些包含2-甲基丁酸乙酯和呋喃醇的组合也表现出奶酪强度的显著降低。包含愈创木酚的组合显著改变了相关的烟熏属性，特别是当3-甲基丁酸存在时。然而，有11种包含愈创木酚的组合并没有显著调节烟熏属性，并且所有这些组合都至少包含2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮或呋喃醇。基于此，烟熏和奶酪属性与3-甲基丁酸和愈创木酚的存在高度相关，它们在特定组合中可以相互促进，并且2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮或呋喃醇可以调节这些气味特征。杏子、蜂蜜和热带水果属性也可能受到感知相互作用的调节（图5）。添加或省略包含2-甲基丁酸乙酯、β-大马酮或两者的组合分别显著增强或降低了杏子的强度。一些包含愈创木酚和3-甲基丁酸的组合也调节了杏子属性。与杏子不同，热带水果和蜂蜜属性的强度几乎没有被气味物质显著增强。

 

 

结论

 

在这项研究中，我们调查了90种气味混合物的感知，以确定哪些气味物质和气味物质组合会引起感知相互作用，并确定气味物质感知的规则。有两个主要发现：1）向冰酒气味中添加气味物质可以影响整体葡萄酒气味的几个特征，甚至是与添加的气味物质无关的特征，并且这种影响随着添加的气味物质的强度增加而增加；2）整体气味图谱的变化对于添加元素比省略元素更为显著，特别是在少于三种元素的混合物中，这为嗅觉处理中的感知稳定性提供了进一步的证据。