碳酸饮料在口中带来的酥酥麻麻的体验是极为享受的。这种“酥酥麻麻”的感受在感官领域被描述为“针刺感”,是一种类似于“辣”的化学物理觉。但相比于其它化学物理觉而言,针刺感目前在心理物理学上的研究相对较少。
01.CO2针刺感:浓度和促味剂效应
正如许多消费者在品评“平淡”的碳酸饮料时所证明的一样,感知到的针刺感强度取决于溶液中CO2浓度。经验数据证实了这些观察,并表明对于口腔感知到的针刺感和/或辛辣感会随CO2浓度增大而增加(Commetto-Muñiz 和Noriega,1985;Yau 和MeDaniel,1990;Green,1992;Harper 和 McDaniel,1993;Hewson 等,2009;Wise 和Bryant,2014)。实际上,碳酸化感觉随CO2浓度增大呈幂函数变化,幂指数范围为1.1~2.4(Commetto-Muñiz和Noriega,1985;Yau 和 McDaniel,1990;Green,1992;Wise 和Bryant,2014)。这些研究中的幂指数差异取决于评价员的训练水平(Green,1992)、敏感性、个性和背景差异,其中“辛辣感”的标准差异可能会影响碳酸化感知(Yau 和McDaniel,1990)。
一些促味剂化合物的存在会影响CO2的辛辣感。蔗糖(Yau 和McDaniel,1992;Commetto-Muñz等,1987)、葡萄糖(Hewson 等,2009)、奎宁(Commetto-Muñiz等,1987),而非果糖(Hcwson等,2009)或磷酸(Yau 和McDaniel,1992),会降低碳酸化的感知强度;而氯化钠(Commetto-Muñiz等.1987)和酒石酸(Commetto-Muniz等,1987)会增强碳酸化的感知强度。促味剂是否通过溶液黏度(特别是甜味剂)的变化或通过外周或中枢机制影响碳酸化的感知强度尚不明确。
02.CO2针刺感:气泡的影响
为了直接评价机械感觉通路在碳酸化针刺感中的作用,将碳酸饮料置于一个可以调节气压(Wise等,2013)、影响气泡形成的高压室中进行评价。在1.013×105Pa(1个标准大气压)下(可形成气泡)得到的碳酸化咬痛感的评分结果与2.026×105Pa(2.0个大气压下,气泡形成受限)结果并无差异(Wise等,2013)。这些结果表明气泡并不是碳酸化针刺感产生的必要条件。然而,气泡的存在可以很好地调节感知到的碳酸化作用。
温和碳酸化溶液中产生的气泡直接作用舌头时,感知的碳酸化咬痛感会增强(Wise等,2013)。因此,可以通过搅动液体层以增加舌头表面上CO2的浓度梯度,或通过机械异常等病理生理学条件,如机械性触痛来增强碳酸化感觉(Wise等,2013)。
03.CO2针刺感:刺激反应的敏化现象
与许多化学刺激物一样,延长碳酸液对舌头的刺激会引发刺激的时间动态模式。一项研究指出将碳酸液在口腔中保持5~10s引发的碳酸化感觉会生成疼痛感,表明在如此短时间内发生了敏化反应(Green,1992)。随后实验结果表明,15或60较长的刺激时间会引起碳酸化感觉强度降低(Dessirier等,2001)。
实际上,刺激时间为5s时诱发的碳酸化咬痛感最强烈(与15或60s刺激时间相比),而60s诱发强度最弱(Dessirier等,2001)。这与刺激的自我脱敏模式一致。但是,由于碳酸液的连续流动导致刺激间隔时间最短,即0s,因此预期会引起敏化反应。感知的碳酸化强度在5~10s间达到最高值,表明这段时间范围内,CO2通过舌组织的扩散达到峰值,使得空间总和与敏化值最大。而在15或60s的较长刺激持续时间内,空间总和的影响被脱敏机制的激活和感知刺激的下降所抵消。芥籽油中也观察到类似现象(Simons等,2003)。
04.CO2针刺感:温度的影响