《Food Quality and Safety》：Integration of intelligent sensory techniques and flavoromics to elucidate the emotion-regulating mechanisms of citrus essential oils aroma
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本研究针对柑橘精油情绪调节机制尚未完全阐明的问题，通过整合主观情绪量表、智能感官检测技术（ECG/EDA/EEG）和风味组学分析，系统评估了四种柑橘精油的情绪效应。研究发现柑橘精油能显著增强副交感神经活性（LF/HF比值降低），诱发α/δ脑波激活及大脑半球不对称性改变，并鉴定出D-柠檬烯、芳樟醇、α-松油醇和香叶醛为关键情绪调节挥发物。该研究为柑橘香气在功能性食品中的应用提供了神经生理学依据。
当你闻到清新怡人的柑橘香气时，是否会感到心情愉悦、精神放松？这不仅仅是心理暗示，而是有科学依据的生理反应。柑橘精油作为“情绪食品”中的重要功能成分，其香气可通过嗅觉通路直接影响我们的情绪和认知状态。然而，这些香气具体如何调节情绪，其背后的神经生理机制至今尚未完全阐明。现有研究多局限于临床环境或单纯依赖主观报告，缺乏在真实食品消费场景下的客观证据。更关键的是，不同柑橘品种精油成分复杂，其情绪调节效果的差异及关键活性物质仍有待系统解析。
为解开这些谜团，浙江大学的研究团队在《Food Quality and Safety》上发表了一项创新性研究。他们巧妙整合了主观情绪评估与多种智能感官检测技术，包括心电图（ECG）、皮肤电活动（EDA）和脑电图（EEG），并结合风味组学分析，首次从多维度揭示了柑橘精油香气情绪调节的生理与神经机制。
研究团队采用了多项关键技术方法：通过情绪与气味量表（EOS）进行主观情绪评估；利用Biopac MP160系统记录自主神经系统（ANS）响应（包括皮肤电导水平SCL、心率HR和心率变异性HRV）；采用64导Neuroscan SynAmps2系统采集脑电图（EEG）数据，分析δ（0.5-4 Hz）、θ（4-8 Hz）、α（8-13 Hz）和β（13-30 Hz）频段功率谱密度（PSD）及大脑半球不对称性（DASM）；通过气相色谱-嗅闻-质谱联用（GC-O-MS）结合香气提取物稀释分析（AEDA）和修正频率（MF）法鉴定香气活性化合物；采用外标法定量关键挥发物并计算气味活性值（OAV）；使用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）筛选差异性香气成分，并通过Pearson相关性分析确定与情绪响应相关的关键化合物。实验招募了20名健康受试者（10男10女），在严格控制的环境下进行测试。
3.1 自我报告的情绪响应
雷达图分析显示，柑橘精油（特别是脐橙、血橙和葡萄柚）能显著激发快乐、渴望、活力和平静等积极情绪，而异戊酸（IA）作为负面对照则主要引发厌恶和忧郁。值得注意的是，所有气味均能引起高唤醒度，说明唤醒强度并非情绪效价的唯一决定因素。
3.2 自主神经系统响应
皮肤电导水平（SCL）分析表明，柑橘精油能降低SCL，诱导生理放松状态，而异戊酸则显著升高SCL，表明更强的唤醒效应。心率（HR）数据显示所有气味均引起心率下降趋势，但组间差异不显著。心率变异性（HRV）分析中，低频与高频功率比（LF/HF）这一关键指标显示，柑橘精油能显著降低LF/HF比值，表明副交感神经活性增强，与放松或愉悦状态相关，而异戊酸则显著提高该比值，提示紧张或焦虑状态。
3.3 大脑活动分析
脑电图（EEG）结果显示，柑橘香气主要增强α和δ频段功率，其中脐橙、血橙和葡萄柚精油在额叶和右顶枕叶区域诱发显著α波激活，该现象与积极情绪状态相关。大脑半球不对称性（DASM）分析发现，这三种精油在顶枕叶区域呈现左侧半球活动增强模式，进一步证实其正向情绪调节作用。相反，异戊酸和胡柚精油则导致右侧半球活动优势，与负面情绪相关。
3.4 关键香气活性化合物的鉴定
通过GC-O-MS分析鉴定出67种香气活性化合物，其中23种具有重要贡献。外标法定量结合OAV计算显示，D-柠檬烯、β-月桂烯、β-甜没药烯等化合物的OAV值超过10000，香气贡献显著。尤其值得注意的是，香叶醛虽因缺乏标准品未能精确定量，但其估算OAV高达41550，表明其极强的香气潜力。
3.5 差异性香气成分分析
PLS-DA模型（R2X=0.961, R2Y=0.993, Q2=0.981）有效区分了四种柑橘精油。VIP值分析筛选出9种关键差异性香气成分，包括α-松油醇、香叶醛、芳樟醇等。
3.6 情绪增强气味物质的识别
Pearson相关性分析揭示，D-柠檬烯与快乐感、平静感及DASM呈正相关；芳樟醇与SCL降低、DASM升高及负面情绪减弱相关；α-松油醇和香叶醛均与厌恶、忧郁呈负相关。相反，α-古巴烯和十二醛与负面情绪指标正相关。
本研究通过多模态数据整合分析，证实柑橘精油 inhalation 可通过增强副交感神经活性、调节特定脑波活动和大脑半球不对称性来促进放松和积极情绪。从化学角度鉴定出D-柠檬烯、芳樟醇、α-松油醇和香叶醛为关键情绪调节挥发物。这些发现不仅深化了对柑橘香气神经生理机制的理解，还为开发基于香气的情绪调节食品提供了科学依据。未来研究可拓展至更多柑橘品种、不同人群差异分析，以及在实际食品基质中的应用效果验证，推动个性化情绪营养策略的发展。
