将眼动追踪技术与气相色谱-质谱联用技术相结合，以探究烹饪过程中产生的洋葱（Allium cepa L.）挥发性化合物对视觉注意力和食物选择行为的影响

《International Journal of Gastronomy and Food Science》：Integrating Eye-Tracking and GC-IMS to Decipher the Effects of Cooking-Induced Onion ( Allium cepa L.) Volatile Compounds on Visual Attention and Food Selection Behavior

本研究通过整合电子鼻和GC-IMS挥发性组学技术，分析不同烹饪方法（生、煮、炸、烤）洋葱的挥发性成分对视觉选择行为的影响。发现煮和烤洋葱具有最高挥发性成分及独特关键风味化合物（如二甲硫醚和乙基-2-甲基丙酸酯），其中生洋葱硫化物增强视觉探索，而烤洋葱乙基异丁酸优化早期注意力捕获。该研究为烹饪科学和跨模态食物选择机制提供了理论依据。

　　洋葱（Allium cepa L.）作为一种常见的蔬菜，不仅在日常饮食中占据重要地位，也在许多文化中被视为具有特殊价值的食材。近年来，随着对感官体验和食品选择机制研究的深入，越来越多的学者开始关注气味与视觉之间的跨模态交互作用。本研究通过结合眼动追踪技术和气相离子迁移谱（GC-IMS）挥发性成分分析，探讨了不同烹饪方式下洋葱的气味如何影响视觉注意力，从而引导食物选择行为。

洋葱在烹饪过程中会发生一系列复杂的化学变化，这些变化不仅改变了其外观和口感，还显著影响了其挥发性物质的组成。通过对比不同烹饪方式下的洋葱样本，研究发现，煮熟和烤制的洋葱含有更多的挥发性化合物，且它们的风味成分较为相似。这表明，尽管烹饪方式不同，但最终的风味可能具有一定的共性。然而，每种烹饪方式都会产生一些独特的挥发性物质，这些物质对视觉注意力的引导具有重要作用。例如，煮熟的洋葱中，二甲基硫醚（Dimethyl sulfide）被认为是其主要风味化合物，而烤制的洋葱则以乙基-2-甲基丙酸酯（ethyl-2-methyl propanoate）为主要风味物质。此外，生洋葱的风味主要由（E, E）-2,4-壬二烯醛（(E, E)-2,4-nonadienal）决定，而煮、炸和烤的洋葱则由1-戊烯-3-酮（1-penten-3-one）、3-羟基丁酮（3-hydroxybutan-2-one）和2,3-丁二酮（2,3-butanedione）等化合物共同构成。

研究还发现，不同烹饪方式下的洋葱在风味质量上存在显著差异。总体而言，煮熟、炸制和烤制的洋葱在风味质量上优于生洋葱。这一发现可能对食品加工和烹饪方法的选择具有重要指导意义。例如，在烹饪过程中，通过调整烹饪时间和温度，可以优化洋葱的风味，使其更符合消费者的偏好。此外，研究还指出，电子鼻（E-nose）和GC-IMS技术在分析洋葱挥发性风味化合物方面具有可靠性和高效性。这些技术不仅能够快速检测样品中的挥发性物质，还能通过化学计量学方法对数据进行处理和分析，从而揭示不同样品之间的差异。

在实验设计中，研究者选择了紫洋葱作为研究对象，并通过Tobii TX300眼动追踪设备，对不同烹饪方式下的洋葱样本进行视觉注意力特征的定量分析。眼动追踪技术能够记录个体在观察食物时的视觉行为，包括注视点、注视时间以及注意力分布等。通过将这些行为数据转化为热图（fixation heatmaps），研究者能够直观地展示不同烹饪方式对视觉注意力的影响。这一方法为理解食物选择机制提供了新的视角，同时也为食品科学和分子料理的研究提供了理论依据和数据支持。

进一步的分析表明，不同烹饪方式下的洋葱在视觉注意力的引导上存在显著差异。例如，烤制洋葱中的乙基异丁酸酯（ethyl isobutyrate）能够优化早期的注意力捕捉，而生洋葱中的硫化物则增强了视觉探索的深度。这些发现不仅揭示了气味与视觉之间的复杂关系，也为食品工业中如何通过调整烹饪方式来改善食物的感官体验提供了科学依据。例如，在食品包装和展示设计中，可以利用这些挥发性化合物的特性，通过特定的气味释放方式来吸引消费者的注意力，从而提高产品的市场竞争力。

此外，研究还强调了跨模态感官整合在食物选择中的重要性。跨模态整合指的是不同感官通道（如嗅觉和视觉）之间的相互作用，这种整合能够增强人们对食物的整体感知和认知。例如，在观察食物时，气味信息能够显著影响视觉注意力的分布，从而引导消费者对食物的偏好和选择。这一机制在餐饮业和食品加工领域具有广泛的应用前景。通过理解不同烹饪方式对挥发性化合物的影响，可以优化食品的加工流程，使其在保持原有风味的同时，提升视觉吸引力。

研究还指出，洋葱的挥发性成分在提取和分离过程中容易发生损失或变性，这使得传统的检测方法（如气相色谱-质谱联用技术GC-MS和气相色谱-嗅觉分析技术GC-O）存在一定的局限性。相比之下，电子鼻和GC-IMS技术在检测挥发性成分方面具有更高的灵敏度和更快的响应速度，且无需使用溶剂，更加环保和高效。这些技术的结合为食品风味分析提供了新的工具，同时也为食品科学的研究开辟了新的方向。

从实际应用的角度来看，本研究的成果可以为食品加工和烹饪方法的优化提供重要参考。例如，在开发新的食品产品时，可以通过调整烹饪方式来增强其风味和视觉吸引力，从而满足消费者的多样化需求。此外，研究还强调了食品科学与感官科学的交叉融合，这种融合不仅有助于理解食物选择的生理和心理机制，也为食品工业的创新和发展提供了理论支持。

研究还提到，洋葱的挥发性成分不仅影响其风味，还可能对其生理功能产生影响。例如，洋葱中的硫化物具有抗病毒、抗炎、降血压、降血糖、抗过敏等作用，这些特性使得洋葱在健康饮食和功能性食品开发中具有重要价值。因此，在烹饪过程中，如何保留或增强这些功能性成分，也是食品科学领域需要关注的问题之一。

本研究的创新之处在于，它首次将眼动追踪技术与GC-IMS分析相结合，用于研究不同烹饪方式下洋葱气味对视觉注意力的影响。这种跨学科的方法不仅能够提供更加全面和准确的数据，还能揭示食物选择行为背后的复杂机制。通过这种方式，研究者能够更深入地理解消费者在选择食物时的感官体验，从而为食品工业和餐饮业提供科学依据和实用建议。

在实际应用中，研究结果可以用于指导食品的包装设计、烹饪方法的优化以及消费者教育等方面。例如，食品包装可以通过释放特定的气味成分来吸引消费者的注意力，提高产品的吸引力。而在烹饪过程中，可以通过控制温度和时间来优化挥发性成分的释放，从而提升食物的风味和口感。此外，研究结果还可以帮助消费者更好地理解不同烹饪方式对食物风味的影响，从而做出更加健康和美味的选择。

综上所述，本研究通过结合眼动追踪技术和GC-IMS分析，揭示了不同烹饪方式下洋葱气味对视觉注意力的引导作用。这一发现不仅有助于理解食物选择的机制，也为食品科学和分子料理的发展提供了新的思路和方法。未来的研究可以进一步探索其他食物在不同烹饪方式下的感官变化，从而为食品工业和餐饮业提供更加全面和深入的科学支持。