大腦如何 “嘗” 酒?EEG 解析不同酒精度與白酒的神經響應
大腦如何 “嘗” 酒?EEG 解析不同酒精度與白酒的神經響應
引言/背景
白酒,作為承載千年文化的中國傳統蒸餾酒,其醇厚風味與多變口感始終令人著迷。然而,這一 “舌尖上的藝術” 背后,卻隱藏著一個長期未解的科學謎題:不同酒精度與復雜風味究竟如何精準影響我們的大腦感知? 傳統品評依賴主觀描述,易受情緒、經驗干擾,難以捕捉潛意識中的真實感受,更缺乏客觀的神經科學證據。目前風味研究多停留于表面感官評分,無法實時解碼大腦對酒精刺激與白酒獨特風味的動態響應,導致風味機制模糊、評價缺乏統一標準,嚴重制約白酒品質升級與風味創新。破解白酒風味的 “神經密碼”,用客觀腦科學數據揭開風味感知的神秘面紗,已成為白酒風味研究的前沿焦點與迫切方向。
論文概要
浙江大學、北京工商大學等單位聯合團隊采用腦電圖(EEG)技術系統探究了不同酒精度酒精溶液及白酒對大腦感知的影響。研究成果發表于《Food Chemistry》,題為“Application of electroencephalogram (EEG) in the study of the influence of different contents of alcohol and Baijiu on brain perception”。該研究招募 18 名健康受試者,采集其在飲用 5%–53% 梯度酒精溶液及 53% 酒精度白酒時的腦電信號,分析不同腦區、腦電波節律(δ、θ、α、β)的響應差異及相關性。結果發現,大腦可精準區分不同酒精濃度刺激,腦電信號強度隨酒精度升高而增強;同等酒精度下,白酒因復雜風味物質誘發更強的腦信號激活,且顯著增強 δ 波與 α 波強度。此外,額葉、中yang區、右顳葉是感知酒精刺激的核心腦區,呈現顯著激活。

文章信息
研究方法
本研究共納入 18 名健康右利手受試者,男女各 9 名,均無酒精過敏史、身體健康。所有受試者在閉眼靜息狀態下,使用 64 導聯腦電圖(EEG)設備采集味覺刺激過程中的腦電信號,采樣率為 1000 Hz,帶通濾波范圍為 0–400 Hz。實驗刺激分為純水對照、5%、10%、20%、40%、53%(體積分數)酒精水溶液及 53% 酒精度白酒共 7 組樣品,每組隨機盲測 5 mL,含漱 5 秒不吞咽后漱口休息。

圖 1 (A) 實驗流程示意圖(B) 大腦感興趣區示意圖,標注五個感興趣腦區:額葉、左顳葉、中yang區、右顳葉、頂枕區
使用帶通濾波器將預處理后的腦電信號分為 4 個頻帶:δ(1–4 Hz)、θ(4–8 Hz)、α(8–13 Hz)、β(13–30 Hz)。本研究對預處理后的腦電信號按味覺刺激時段進行分段,選取刺激后 2–3 秒穩定信號段用于分析。計算各頻帶功率譜密度(PSD)曲線下面積(AUC),劃分額葉、左顳葉、右顳葉、中yang區、頂枕葉 5 個腦區,提取各腦區及全腦的 PSD-AUC 特征參數。作為對比基準,本研究同步開展不同刺激類型、腦區與節律波的方差分析,采用混合模型方差分析與 Bonferroni 事后檢驗,結合 Spearman 相關性分析,系統比較不同酒精度、白酒與酒精溶液誘發的腦電響應差異及關聯特征。
結果分析
整體腦電響應分析
不同濃度酒精溶液與白酒刺激引發的全腦電信號存在顯著差異,如圖 2 所示。腦電信號強度隨酒精濃度升高呈梯度上升;相同酒精度下,53% 白酒誘發的腦電響應顯著強于 53% 酒精水溶液,表明白酒風味物質能進一步增強da腦激活。

圖 2 (A)七種刺激(水、5%、10%、20%、40%、53% 乙醇水溶液及白酒)誘發的全腦信號響應差異方差分析(B) 七種刺激誘發的腦節律波響應
腦電節律波響應分析
四種節律波(δ、θ、α、β)對刺激的響應強度存在差異,如圖 2 B所示。δ 波與 α 波強度隨酒精濃度升高明顯增強,且白酒對 δ、α 波的激活顯著高于同濃度酒精溶液;θ、β 波變化趨勢相似但幅度較弱,未達顯著差異水平。
腦區激活差異分析
不同刺激下各腦區激活模式不同,低濃度酒精(5%、10%)主要激活中yang區;高濃度酒精(40%、53%)顯著激活額葉、中yang區與右顳葉;白酒同時激活左、右顳葉,激活范圍更廣、強度更高。額葉、中yang區、右顳葉與酒精刺激呈強相關,為核心響應腦區。

圖 3 七個刺激下不同腦區響應的方差分析(ANOVA)
棒表示標準差
時間域響應特征
味覺感知時段(2000–3000 ms)內腦電響應動態變化明顯,高濃度酒精刺激下大腦響應更快,2000–2600 ms 信號緩慢上升,2600–3000 ms 快速增強;白酒響應峰值出現更早、強度更高,與純酒精溶液的時序特征存在差異。

圖 4 隨機選取一名受試者,其對 7 種刺激的總平均腦響應
相關性分析
腦區與刺激的相關性結果如圖 5A 所示,額葉、右顳葉與酒精濃度呈顯著正相關(p<0.01);節律波相關性如圖 5B 所示,δ 波、α 波與酒精刺激呈顯著正相關(p<0.05),為反映酒精刺激的關鍵指標。

圖 5 (A) 不同腦區對 7 種刺激響應的相關性分析(B) 不同節律波對 7 種刺激響應的相關性分析
總結與展望
這項研究通過腦電信號分析,系統闡明了不同酒精度酒精溶液及白酒對大腦感知的影響規律。大腦可精準區分不同酒精濃度刺激,腦電信號強度隨酒精度升高而增強;同等酒精度下,白酒因含復雜風味物質,誘發的腦電激活顯著強于酒精溶液。同時,δ波與α波強度隨酒精刺激顯著增強,額葉、右顳葉為感知酒精刺激的核心腦區,共同構成酒精風味感知的關鍵神經生理特征。
研究結果為解析酒精飲料風味感知機制提供了客觀神經證據,也為白酒風味的客觀量化評價提供了有效技術路徑。未來可進一步擴大樣本量,探究酒精刺激引發的情緒響應差異;深入解析白酒風味物質與大腦感知的關聯機制;拓展EEG技術在不同香型、工藝白酒風味研究中的應用,為白酒品質提升與產品創新提供科學支撐。
原文信息
Wang G, Wang X, Cheng H, et al. Application of electroencephalogram (EEG) in the study of the influence of different contents of alcohol and Baijiu on brain perception[J]. Food Chemistry, 2025, 462: 140969.
研究團隊介紹
本研究由Guangnan Wang、Xiaolei Wang、Huan Cheng、Hehe Li、Zihan Qin、Fuping Zheng、Xingqian Ye、Baoguo Sun合作完成。Guangnan Wang與Xiaolei Wang為共同di一作者,分別任職于浙江大學、北京工商大學及浙江工商大學相關院系。通訊作者為Fuping Zheng和Xingqian Ye,分別來自北京工商大學與浙江大學,主要從事食品風味感知、感官神經機制及腦電信號分析研究。研究團隊成員來自浙江大學、北京工商大學、浙江工商大學及中國輕工業重點實驗室。本研究受國家自然科學基金(No. 32172334)資助。
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