不同贮存时间清香型白酒饮后注意功能与舒适度差异性

饮用舒适度是重要的酒类产品饮用品质,是企业和消费者可以直接感受且重点关注的酒类饮用质量评价标准。国外学者目前较少采用“饮用舒适度”专属词汇来定义饮料酒的饮用体验,而较多用宿醉一词来表示饮用体验。国际宿醉研究机构发表文章指出,宿醉最为关键的评价指标主要有四大类,分别是注意不集中、疲劳、口渴、头疼[1]。国内学者对酒类饮用舒适度的定义中,认为饮用舒适度是指酒对人精神激活的程度,既要满足美好的精神享受,又不至于对身体造成大较影响,进而影响到正常工作生活,其中“醉得慢醒的快,注意认知不受影响,愉悦舒适”是最关键的评价指标[2]。由此可见,“注意问题”是评价酒类饮用舒适度的重要测量标准,但是目前尚未见如何评价不同酒类产品摄入后对消费者的注意影响程度相关报道。

神经认知学上,注意网络被分为3个子网络:警觉网络(alerting network)、定向网络(orienting network)、执行控制网络(executive network)[3]。警觉是指个体保持高度敏感的一种状态,定向是指将注意定位到选择注意的信息上,执行控制是指负责监制无关信息并且解决冲突的能力。注意网络测试(attention network test,ANT)范式是对注意网络的3种功能进行测量的一类有效手段,也被用来研究饮酒后注意功能特点[4]。事件相关电位(event related potentials,ERP)是指外加一种特定的刺激, 作用于感觉系统或脑的某一部位,在给予刺激、撤销刺激或当某种心理因素出现时,脑区所产生的电位变化。ERP 通过叠加平均方法被从头皮脑电图(electroencephalogram,EEG)中提取,反映与刺激锁时锁相的脑电活动信号[5]。

注意是记忆力、计算力及判断力等高级认知功能的基础[6]。酒精对高级认知功能的影响与个体社会行为的改变密切相关[7]。研究表明,酒精摄入会损伤个体的认知功能,会对人体注意网络产生干扰[8]。YAO等[9]所做的酒精对驾驶绩效影响的研究表明,酒精对驾驶员的警觉网络造成损害,增加了事故发生的可能性。

等[10]通过对摩托车驾驶人进行研究,发现醉酒后的驾驶人员表现为执行控制受损,反应时间延长,反应错误率增高。

酒精在人体中代谢的速率快慢显著影响醉酒和醒酒程度, 不仅与产品本身酒精度、消费者对酒精代谢能力有关,还与酒基非酒精成分的协同互作效应有关[11]。白酒在贮存过程中会自然老熟,这期间会发生复杂的物理和风味化学变化,是影响白酒品质的主要因素。但是尚未有研究探索清香白酒贮存时间、风味变化与饮用舒适度的关系。本实验通过注意网络测试范式及脑电和事件相关电位研究,对注意力网络3种功能:警觉、定向和执行控制进行测量,研究不同贮存时间清香型白酒的饮用后注意影响程度的差异性,分析与饮用舒适度相关的酒体风味成分变化特征及关联性,为清香型白酒品质提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验与对照酒样

实验组酒样为3款相同酒精度(53%vol)的清香型白酒样品A、B、C,依照贮存时间从长至短排序。这3款酒中含量最高的主要风味成分种类见表1。对照组酒样为相同酒精度的食用酒精(特级)。

1.2 消费者被试选择

本实验经过北京大学心理学系伦理与人体保护委员会审批(2022-18),严格遵守相关安全程序。所有参与被试为社会化招募,实验前签订知情同意书,实验结束后付一定报酬。参与者均为健康男性,通过个体酒精代谢酶基因分型检测,剔除乙醇脱氢酶ADH1B基因、乙醛脱氢酶ALDH2基因纯合子类型,共28人,年龄25～40岁,视力正常,无精神类疾病或其他家族遗传病,有2年以上饮酒史,近期无急性病毒感染症状,生活作息规律,具备正常的语言能力和右利手习惯,不符合酒精成瘾诊断标准。在实验前一天保证充足的睡眠时间,实验当天正常饮食,并禁止引用刺激饮料,如酒、茶、咖啡以及功能性汽水。

1.3 饮酒实验

将28名被试随机分为4组,分别饮用清香型白酒A、B、C和食用酒精对照,依照每位被试对象体重,规定为每千克体重摄入0.45 g 纯酒精。所有被试在30 min内饮完所规定酒的剂量,期间配以小菜辅助。ANT范式任务分别在饮酒前、饮酒后1 h 进行,采集各个测试过程每位被试ANT测试数据。

1.4 ANT测试设备与实验环境

测试设备为一台带有额外显示屏和操作键盘的14寸笔记本电脑,显示屏的分辨率为1 024×768像素。测试实验在单独空间进行,被试坐在放有显示屏和操作键盘的一边进行测试,实验人员坐在笔记本电脑另一边操作测试程序,被试和实验人员通过屏风相隔。实验时,被试坐在计算机显示屏前60 cm处,双眼平视。屏幕亮度及对比度调整在视觉舒适水平,先进行练习测试,熟悉实验操作后,再开始正式饮酒实验。

1.5 ANT测试过程

ANT测试程序通过Matlab7.0软件编程。单个试次程序如图1所示。首先,屏幕中心出现一个注视点“+”,呈现时间为400～1 600 ms;随后,出现线索提示,呈现时间为100 ms;接着,中心的注视点呈现400 ms,然后在其上或下方出现5个水平排列的箭头(线)(“上方”或“下方”均指注视点正上方或正下方1.06°视角处),要求被试者正确并且迅速判断中间箭头的方向:即中间的箭头的方向是朝左或朝右,并按相应键反应,如果箭头方向朝左,按“Z”键反应;箭头方向朝右, 按“M”键反应。当被试者按键反应后刺激立即消失,但这段的时间不超过1 700 ms。最后,屏幕中心呈现注视点,一段时间后呈现下一个试验。每个试验的总时间固定为4 000 ms。整个试验过程中要求注视点一直呈现于屏幕中心。电脑记录被试的反应正误和时间,因为反应时可被线索类型和刺激类型的状态所影响,通过测定不同条件下的反应时来评估注意网络。正式实验有6小节,每小节48个试次,共288个试次,每小节结束后被试可以自主休息,每种线索类型出现72次,每种靶子状态96次,其中整个实验中刺激出现在中心点上方和下方的次数及刺激方向朝左和朝右的次数均等。不同的实验条件混合在一起随机呈现,在正式实验进行前有24次练习,每次练习反馈正确或错误结果,让被试熟悉该实验的刺激和干扰项。

1.6 注意网络各子网络反应时函数值的计算

根据FAN等[4]设计的原理,各注意子网络计算如公式(1)～公式(3)所示:

式中:RT(reaction time),反应时;M,线索出现次数;N,线索位置出现次数;i,第i个线索;j,第j个线索位置。

即警觉网络效应值=RT(无线索反应时)- RT(双重线索反应时),该值越大,提示警觉效率越高;定向网络效应值=RT(中央线索反应时)- RT(空间线索反应时),该值越大,提示定向效率越高;执行控制网络=RT(方向不一致靶刺激条件反应时- RT方向一致靶刺激条件反应时),该值越小,提示执行控制效率越强[12]。

1.7 脑电信号采集与事件相关电位分析

在被试进行注意网络测试时过程中,通过美国Neuroscan公司的EGI64导脑电仪对被试的脑电信号进行收集,对警觉、定向脑电特征波形的枕区电极N1,以及执行控制特征波形顶区电极P3波形的振幅分析。

1.8 测试数据统计与分析

使用 SPSS 23.0对ANT测试数据进行统计分析,各组之间注意网络差异的比较采用独立样本t检验,以 P<0.05 为差异有统计学意义。

脑电数据处理图2所示,主要包括数据提取、眼电伪迹处理、滤波处理等步骤。

2 结果与分析

2.1 饮酒前被试注意网络功能比较结果

所有参加测试的被试饮酒前3种注意网络效应ANT测试结果与文献[12]对比的结果如表2所示。结果表明,所有被试的注意网络功能与文献报道均无显著性差异(P>0.05),说明被试饮酒前注意网络功能正常,可以参加饮酒后测试。

2.2 饮酒前、饮酒后1 h被试注意网络功能比较结果

注意网络功能分析结果(图3)表明,与未饮酒相比,饮酒后1 h,被试注意网络的警觉功能、执行控制功能受到明显影响,组间差异有统计学意义(P<0.05)(图3-A、图3-C),说明该剂量白酒对被试注意网络功能都受到一定影响,表现为反应时相对下降。被试在饮用清香型白酒产品A后,被试的注意网络警觉、执行控制功能的酒精负性影响较小,下降程度较低,舒适度提升(P<0.05)。值得注意的是,被试注意网络的定向控制功能受到明显影响,组间差异无统计学意义(P>0.05)(图3-B)。不同等级清香型白酒,被试注意网络恢复程度不同,注意程度恢复较快的是贮存时间最长的清香白酒A,恢复较慢的是贮存时间最短的清香白酒C。

2.3 饮酒前、饮酒后1 h被试做脑电-事件相关电位比较结果

被试饮酒后1 h,在警觉网络效应上,被试脑电-事件相关电位N1振幅增加,达到最大正振幅,清香型白酒A饮后,被试该网络的N1振幅增加程度较小,差异较显著(P<0.05)(图4-A);在执行控制网络效应上,被试执行控制网络的P3振幅降低,达到最大负振幅,贮存时间最长清香型白酒A饮后,被试该网络的P3振幅降低程度较小,差异较显著(P<0.05)(图4-C);在定向网络效应上,被试该网络的N1振幅降低较明显,清香型白酒A饮后,被试该网络的N1振幅降低程度无显著差异(P>0.05)(图4-B)。脑电结果与ANT行为结果有一致性。不同等级清香型白酒,被试脑电影响恢复程度不同,脑电程度恢复较快的是贮存时间最长的清香白酒A,恢复较慢的是贮存时间最短的清香白酒C。

2.4 酒前、饮酒后1 h被试做ANT任务时平均反应时与错误次数比较结果

对被试ANT测试结果所花费的平均反应时以及错误次数分析,结果表明,饮酒后1 h,被试做ANT测试过程中所花费的平均反应时,以及错误次数增加,受到酒精对认知及行为的负性作用明显影响,组间差异有统计学意义(P<0.05),清香型白酒A饮后,被试的平均反应时较短,错误次数较小,注意功能受损程度较小,饮后舒适度增加。与ANT、脑电-事件相关电位研究结果较为一致。被试饮用不同贮存时间清香型白酒后做ANT任务时平均用时及错误次数不同,用时较短错误较少的是贮存时间最长的清香白酒A,用时较多错误较多的是贮存时间最短的清香白酒C。

2.5 饮酒后注意网络恢复程度与酒体风味相关性分析

通过皮尔森系数研究饮酒后注意网络恢复程度与酒体风味相关性,结果如表3所示,并未发现与饮后注意网络恢复程度的具有显著性差异相关性的酒体成分(P>0.05)。

3 结论与讨论

注意网络理论认为,注意在大脑内是独立、复杂的网络功能系统,含有3个相互相对独立的子网络成分,分别是警觉网络、定向网络和执行控制网络[6]。丘脑、脑干网状上行结构、额叶和顶叶与警觉功能有关,大脑前额叶皮质与执行控制功能有关,上顶叶、颞顶联合区、额视区与定向功能有关[13]。3种注意网络均受到神经递质和激素系统调控,警觉功能受去甲肾上腺素系统调控,执行控制功能受多巴胺系统调控,定向功能受胆碱系统调控[14]。酒饮摄入对注意网络各个子系统的影响程度不同。BURIAN等[15]研究发现,驾驶员个体在饮酒后,警觉性下降,酒精对驾驶员的警觉效率造成了损害。DOMINGUES等[16]研究发现,酒精浓度与主导执行控制的关键脑区额叶功能评分为负相关关系。王文超等[17]研究发现,摄入中等剂量的酒精后,被试定向效率未受到显著影响,警觉效率、执行控制效率和反应时间受到明显影响。注意网络测验行为测试程序能够对注意功能进行相对全面的评估,并在临床中得到较为广泛的应用。本实验通过注意网络测试范式及脑电-事件相关电位研究,对注意力网络警觉、定向和执行控制3种功能进行测量,研究清香型白酒饮用后对消费者注意功能的影响。研究结果表明,酒精摄入后1 h,消费者被试存在注意功能障碍,主要体现在注意网络的警觉功能和执行控制功能损伤程度较大、反应时间延长、错误次数增多。不同等级清香型白酒,由于其酒体微量成分含量有差异,所以饮用后对大脑注意功能的抑制程度和负面效应也不同。相比贮存时间中等的清香型白酒B和贮存时间最短的清香型白酒C,贮存时间最长的清香型白酒A酒体整体饮用舒适度较好,主要体现在被试做饮后注意网络效应任务过程中,所用平均反应时及错误次数相对减少,注意网络子网络警觉效应、执行控制效应恢复较快。另外,由于酒精耐受性存在个体差异,因此,本实验设计首先通过个体酒精代谢酶基因分型检测,剔除酒精代谢相关酶基因纯合子类型被试,随后采用临床研究中随机分组与双盲试验,有助于减少实验结果受个体差异和其他干扰因素影响的可能性,从而提高研究的科学可信度。

影响白酒饮用舒适度的关键酒体风味主要集中在醇、醛、酸、酯、四大类风味物质。乳酸乙酯和乙酸乙酯是两大类清香型白酒中含量最高的酯类物质,也是大曲清香白酒的核心风味,同己酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸乙酯等酯类,是白酒生香的主要原因。行业认为,乳酸乙酯含量偏高会负面影响白酒风味和人体饮后舒适度,这一点也在其他实验研究中被证实[18]。因此,行业多在在酿造原料、酒曲、乳酸降解菌、高产乙酯酵母菌、微生物相互作用、蒸馏设备、蒸馏压力、摘酒顺序、白酒陈化工艺中探讨各种“降乳增乙”措施[19]。白酒中的有机酸成分主要是乳酸和乙酸,不但是白酒的重要呈味物质,而且是许多香气物质的前体。适量酸不但能增加酒体的醇厚感,也是影响舒适度的重要酒体成分[20]。长期发酵的优质酒,有机酸含量相对较多。清香型白酒酸酯含量随贮存时间变化的研究也有报道,认为随着贮存时间延长,总酸的整体含量会逐渐升高,总酯含量逐渐降低,乳酸乙酯、乙酸乙酯和乙酸含量分别呈现逐渐降低和逐渐升高的趋势[21]。本研究用的3种清香型白酒酒体差异主要体现在总酸总酯含量与酸酯比例。总酸和酸酯比都呈现随酒体贮存时间延长而升高的趋势,总酯含量呈降低趋势。同时,消费者注意认知网络测试实验证实,饮用舒适度随总酸和酸酯比升高而升高。饮用舒适度较好的贮存时间较长的清香型白酒A中,总酸含量和酸酯比均为3种产品中含量最高。此外,该酒体中,乳酸乙酯最低乙酸含量最高,推测这2种风味变化也提升了饮用舒适度。乙醛和乙缩醛是白酒中重要羰基类物质,是白酒协调香气的主要成分。乙醛普遍被认为是影响酒体饮用舒适度的负性成分。一般来说乙醛在新酒中含量较高,随着新酒贮存时间的延长,乙醛经过氧化还原反应产生乙缩醛。乙缩醛是白酒中产生陈味的主要物质。有研究认为,清香型白酒中乙缩醛含量升高与饮后兴奋反应相关性较高,影响饮后清醒程度[22]。本研究所用不同贮存年份清香型白酒样品呈现随贮存年份延长,乙醛含量下降、乙缩醛含量上升、饮后舒适度上升趋势。乙醛、乙缩醛之间的缩合反应不仅可以减少乙醛的含量,减轻酒的刺激感,还提升了酒体的品质。杂醇是赋予白酒酒体醇厚口感的重要成分,主要来源途径之一是发酵过程中氨基酸的脱氨基和脱羰基代谢过程,如正丙醇来源于苏氨酸。而氨基酸主要来源于酿酒原料中蛋白质的酶降解、发酵过程中微生物的代谢产物和发酵完毕后微生物细胞的自溶。一般认为,杂醇含量高的白酒人们喝起来觉得酒劲大,会出现头痛头晕,还会有宿醉的感觉。但是白酒杂醇最主要的富集途径是蒸馏过程。行业里已开展了降低白酒杂醇油的蒸馏方法研究,取得了较好效果。目前有关大曲清香型白酒中杂醇类物质在贮存过程中变化趋势的研究结论有差异,大部分研究认为清香型白酒中的高级醇在贮存过程中变化规律不明显[19,23]。本研究所用3种样品中,酒体中杂醇随贮存时间延长略有上升,但是尚未发现不同贮存时间清香型白酒中杂醇类成分变化与饮用舒适度具有统计学上显著性差异相关性(P>0.05)。本研究虽然用相关性分析方法探究了饮后注意网络效应与主要骨架风味含量之间的联系,但是并未发现与饮后注意网络恢复程度具有显著性差异相关性的酒体成分,可能是由于所用测试的清香型白酒样品较少,后期有待进一步通过扩大测试白酒样本量弥补本次研究结果准确度的不足。

综上所述,本研究中首次探讨了不同贮存时间清香型白酒饮后注意功能与舒适度差异性,发现贮存时间较长的清香型白酒饮后舒适度较高,被试饮后的注意功能影响较低,注意力恢复程度较快。推测其与贮存时间长的酒体中总酸含量增加、总酯含量降低,酸酯比增加程度有关。此外,随贮存时间延长,清香型白酒中乙酸、乙缩醛含量增加、乳酸乙酯含量降低也对饮用舒适度起正向作用。白酒是一个复杂的溶胶体系,多种风味会产生相互作用和转化,进而影响酒体结构,对白酒饮用舒适度也会产生综合影响效应。各种微量成分并不是越多或越少就好,如何确定“适量”的风味是白酒研究的难点之一,今后需要更深入地研究贮存过程中清香型白酒风味平衡体系、陈年清香白酒与饮后舒适度的关联性及作用机理,挖掘提升陈年白酒饮后舒适度的酒体因子功效成分群。

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