研究背景：

食物的风味并非只由舌头感知。咀嚼和吞咽过程中，食物释放的挥发性物质会经鼻咽部逆向进入鼻腔，并抵达嗅觉上皮，这一过程被称为“鼻后嗅觉”。它能够与咸味、鲜味等味觉信息在大脑中整合，形成完整的风味体验。捏住鼻子进食时常会觉得食物寡淡，正是因为鼻后香气的传递通道受到阻断。

鼻后香气的形成与感知是一个高度动态的多尺度过程。食品的质构和组成、香气物质的理化性质、咀嚼力度与频率、食团颗粒大小、唾液分泌及鼻腔气流，都会影响香气释放、运输和持续时间。尤其是唾液黏蛋白，既能结合香气分子，又可能延长香气在口腔中的滞留与释放，使“越嚼越香”成为一种可解释的生理现象。

文章概述：

2025年12月26日，《科学私享》刊载了渤海大学刘登勇教授/王博博士联合合肥工业大学蔡克周教授的研究《解码烤羊肉串的香气感知：集成TDS和GC-IMS的EEG-MambaFusionNet框架》（点击查看详情），阅读量高达5万。

2026年7月17日，合肥工业大学食品与生物工程学院蔡克周教授联合渤海大学刘登勇教授团队王博博士又在国际顶级期刊Advanced Science（Q1，中科院1区Top，IF=14.1）在线发表题为" Multiscale Coupling From Mastication to Retronasal Aroma Perception: The PG-DTCFN Model and Multiphysics Simulation"的最新论文。合肥工业大学食品与生物工程学院2023级博士研究生沈澈为第一作者，通讯作者为渤海大学食品科学与工程学院王博博士以及合肥工业大学食品与生物工程学院蔡克周教授。

本研究以具有典型烤香、脂香和肉香的烤羊肉串为模型，突破以往静态、单一维度的风味分析，将动态感官评价、食团理化性质、咀嚼行为、GC–IMS挥发物检测、三维鼻腔流体模拟、脑电信号及可解释深度学习相结合，构建从热加工、食团演变、香气分子运输到大脑感知的完整研究链条。研究重点回答：加工条件如何调控香气释放，香气如何到达嗅觉区域，以及鼻后嗅觉如何与味觉整合并引发积极情绪。该框架有望为食品增香、低盐风味补偿和个性化感官设计提供新工具。

成果介绍：

这项发表于Advanced Science的研究，以烤羊肉串为模型，系统追踪了食物从进入口腔、被咀嚼并形成食团，到香气分子经鼻后通道抵达嗅觉区，最终被大脑整合为风味和愉悦感的全过程。研究团队进一步建立了物理机制引导的深度学习模型PG-DTCFN，希望回答一个看似简单、实则复杂的问题：为什么同一种食物，随着加工和咀嚼方式变化，会产生完全不同的“越嚼越香”体验？

人们在进食时感受到的香味，主要来自“鼻后嗅觉”。食物经咀嚼释放挥发性物质，这些分子从口腔后部进入鼻咽，再到达鼻腔上部的嗅觉区域。若捏住鼻子吃东西，食物常会显得寡淡，正是因为这条香气通道被阻断。鼻后嗅觉还会与咸味、鲜味等味觉信号在大脑中融合，形成完整的风味体验。

研究人员制备了分别烤制8、10和12分钟的羊肉串，并招募20名经过训练的感官评价人员，连续记录60秒咀嚼过程中的香气、滋味和情绪变化。结果显示，三组样品的烤香、羊肉香、烟熏香和脂香都呈现“快速上升—中期达到峰值—随后逐渐下降”的规律，香气感知通常在咀嚼约30秒时最强。烤制12分钟的样品香气强度最高、持续时间最长，并引发更明显的愉悦、兴趣和惊喜等积极情绪。

鼻夹对照实验进一步发现，当鼻后嗅觉被阻断后，受试者感受到的鲜味和咸味明显减弱，而且烤制时间越长，这种差异越突出。这说明食物闻起来更香时，人们可能同时觉得它“更鲜”“更咸”。这一结果为低盐食品开发提供了新思路：通过优化香气释放，也许可以在减少食盐的同时维持较好的风味体验。

为了寻找香气释放的物质基础，研究团队分析了不同咀嚼阶段的食团。随着咀嚼进行，肉块不断破碎，吸收更多唾液，颗粒逐渐变小并重新聚集成适于吞咽的食团。烤制12分钟的羊肉初始硬度更高，因此需要更大的咀嚼力和更明显的下颌运动，却也更容易形成大量细小颗粒，增加香气释放的表面积。

唾液在其中发挥了双重作用。一方面，水分和离子有助于食物成分迁移及挥发性物质释放；另一方面，唾液中的MUC5B和MUC7黏蛋白可以吸附部分香气分子，形成类似“香气储库”的结构，使香气不在短时间内全部散失，而是缓慢释放。因此，研究人员提出鼻后香气具有两类动力学过程：机械破碎和气流运输带来的快速释放，以及黏蛋白吸附、滞留和解吸带来的持续释放。

GC-IMS分析共检测到48种挥发性化合物，包括醛、酮、醇、酯、吡嗪和含硫化合物等。多数化合物在咀嚼10秒时开始释放，30秒达到高峰，60秒明显下降。烤制12分钟的样品整体上释放的香气种类更多、信号更强，与感官评价中香气强度最高的结果一致。

研究团队还利用三维鼻腔模型和计算流体力学，模拟香气分子的鼻内运输。结果表明，香气分子主要集中到达鼻腔中上部的嗅裂区域。烤制12分钟样品的平均香气分子碰撞强度达到1.128，明显高于8分钟样品的0.220。较大的咀嚼力还伴随着呼吸频率和气流变化，从而加快香气向嗅觉区域输送。

脑电结果显示，鼻后香气输入主要影响δ波和θ波等低频振荡。正常进食时，前额叶α不对称性与额中线θ功率之间的相关性为0.36；阻断鼻后嗅觉后降至0.10。研究据此推测，单独的香气主要完成基础嗅觉编码，而香气与味觉、咀嚼和口腔触觉共同出现时，会形成更广泛的多感官整合，并与积极情绪和奖赏相关的皮层活动相联系。

在此基础上，研究人员构建了PG-DTCFN模型，将挥发性物质、鼻腔气流、黏蛋白、食团性质、咀嚼力和脑电特征共同纳入预测。模型在训练集上的决定系数R²为0.94，在未参与训练的新受试者中仍达到0.88，显示出较好的预测和个体泛化能力。

这项研究的价值，在于把食品加工、口腔行为、香气化学、流体力学、脑科学和人工智能连接成一条完整链条。未来若能在更多食品、人群及脑成像技术中重复验证，这套方法有望用于低盐增香、加工工艺优化和个性化风味设计。

论文信息：

Multiscale Coupling From Mastication to Retronasal Aroma Perception: The PG-DTCFN Model and Multiphysics Simulation

Che Shen, Xiongfeng He, Zihao Li, Zidong Chen, Jiajin Sun, Xinyu Jiang, Yunhui Zhang, Lizhang Wu, Ran Wang, Jingnan Lu, Bo Wang, Kezhou Cai, Baocai Xu

Advanced Science

DOI:10.1002/advs.76523

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.76523

期刊介绍：

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