咀嚼效率对固体模型食物口腔加工过程中香气释放与感知的动态影响机制研究

本研究针对个体咀嚼效率(CE)差异如何影响固体食物香气释放动力学的科学空白，通过对比高/低CE组人群在模型食物(牙科印模材料)咀嚼过程中的颗粒破碎、唾液分泌、蛋白浓度及香气释放动态，发现高CE组具有更显著的香气释放量与感知强度。研究揭示了CE通过机械破碎效率、唾液稀释效应及蛋白-香气分子(如乙酸乙酯/辛酸乙酯)氢键/疏水相互作用的多重机制调控感官体验，为个性化食品设计提供新思路。

　　

研究背景
当我们咀嚼一块巧克力或面包时，香气分子如何从食物中释放并被感知？这个看似简单的日常过程，实则涉及复杂的物理化学与生理学机制。过去十年，尽管研究者通过质子转移反应质谱(PTR-MS)等技术揭示了固体食物咀嚼过程中香气释放的动态特征，但个体间差异始终是困扰科学界的难题——为什么同一块奶酪，有人觉得香气浓郁持久，有人却感觉寡淡？浙江工商大学的研究团队在《Food Quality and Preference》发表的研究，首次系统揭示了咀嚼效率(Chewing Efficiency, CE)这一关键生理因素如何通过多重机制调控香气体验。

关键技术方法
研究招募30名健康青年(20-26岁，BMI 19-24 kg/m²)，使用牙科印模材料(Heraplast^?)制作标准化模型食物，通过咀嚼周期数N_1/2X0(使初始颗粒尺寸减半所需咀嚼次数)量化CE，将受试者分为高CE组(N_1/2X0=4.05)和低CE组(N_1/2X0=5.38)。结合动态感官时间-强度(TI)评估、唾液蛋白浓度检测及香气释放实时监测，分析CE与香气释放/感知的关联。

研究结果

1. 咀嚼效率与食物破碎
高CE组在较少咀嚼次数(2-4次)时即产生显著更大的破碎表面积，证实其更高效的机械分解能力。这种差异随咀嚼次数增加而减小，说明CE差异主要体现在咀嚼初期。

2. 唾液分泌与蛋白特性
机械刺激下，高CE组表现出更强的唾液分泌响应，且总蛋白含量更高。研究发现α-淀粉酶和黏蛋白通过疏水相互作用选择性滞留酮类/酯类香气分子，而高蛋白浓度通过降低表面张力促进香气分子向气相分配。

3. 香气释放动力学
对于疏水性较低的乙酸乙酯，高CE组的释放量比低CE组高32%，且感知强度持续时间延长40%。而疏水性较强的辛酸乙酯，两组差异缩小至15%，证实香气分子疏水性(LogP值)是调节CE效应的重要变量。

4. 动态感知差异
高CE组对香气强度的峰值感知比低CE组高1.8倍，且达到峰值时间早20秒。这种差异与破碎表面积、唾液稀释速率及蛋白-香气分子相互作用的协同效应相关。

结论与意义
该研究突破性地证明：咀嚼效率作为独立于食物基质的生理变量，通过三重机制影响香气感知——(1)机械破碎效率决定释放表面积；(2)唾液分泌动态调控稀释效应；(3)唾液蛋白组成介导分子滞留。特别值得注意的是，对于老年或口腔功能受损人群，CE下降可能导致"即使吃同样食物，香气体验却大打折扣"的现象。这为开发针对特定人群(如缺牙患者)的个性化食品配方提供了理论依据——通过调整食物初始颗粒尺寸或添加唾液活性成分，可能补偿CE不足带来的感官损失。研究采用的非消化性模型食物巧妙隔离了唾液消化作用的干扰，未来可拓展至真实食物体系，进一步探索CE与食物质构-香气跨模态感知的交互作用。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献内容；专业术语如PTR-MS=质子转移反应质谱，TI=时间-强度法；作者单位"Zhejiang Gongshang University"按要求写作"浙江工商大学"）