北京工商大学左敏教授团队：基于脑电的鲜味肽神经加工机制研究
1.研究背景
鲜味作为人类五种基本味觉之一，在食物识别、营养价值判断及奖赏加工过程中具有重要意义。既往关于鲜味神经机制的研究多以味精（monosodium glutamate, MSG）为代表性刺激物，普遍认为其通过T1R1/T1R3受体介导味觉信号传导，并在中枢神经系统中诱发特定的神经振荡模式。在此基础上，研究者逐步构建了以MSG为核心的鲜味神经加工模型，为理解鲜味感知的神经基础提供了理论框架。然而，围绕MSG摄入与健康风险之间的关系，学界与公众层面始终存在一定争议。尽管在常规膳食剂量下MSG总体被认为安全，但部分研究提示，长期高剂量摄入可能与肥胖及代谢综合征的发生相关。在这一背景下，来源于蛋白质水解产物的鲜味肽逐渐受到关注。鲜味肽不仅能够产生与MSG相似的鲜味体验，还可能呈现更为复杂的风味层次及潜在的生理调节功能，因此被视为一种较为“天然”的鲜味增强替代候选物。
尽管鲜味肽与MSG在外周受体层面可能共享部分信号传导通路，但其在中枢神经系统中的加工机制是否一致，目前仍缺乏系统性的实证证据。现有研究多侧重于主观感官评价或功能影像所揭示的区域激活差异，对于味觉加工的时间动态特征关注相对不足。尤其是在主观鲜味强度严格匹配的前提下，鲜味肽与MSG是否呈现相似的神经振荡模式及神经编码特征，尚缺乏直接的对比证据。鉴于脑电图（EEG）具备毫秒级时间分辨率优势，能够有效刻画神经振荡活动及其时空动态变化，本研究在鲜味强度匹配框架下，系统比较两类鲜味刺激所引发的大脑振荡特征及其空间分布模式，旨在揭示不同来源鲜味刺激在中枢神经层面的加工差异，并为鲜味感知神经编码模型提供更具时间维度精度的实证支持。
2. 研究方法
2.1 被试
本研究共招募26名健康成年人（12女，14男），均为右利手，无神经系统或味觉障碍病史。为控制生理状态对味觉神经加工的潜在影响，被试在实验前被要求避免吸烟及摄入刺激性食物。
2.2 实验流程
实验采用鲜味肽RPIEK与MSG作为刺激材料。鲜味肽设置低、中、高三个浓度水平，MSG通过预实验进行主观鲜味强度匹配。味觉刺激脑电实验通过可视化软件平台呈现任务提示并控制流程。每个试次开始时，首先进入20 s的“基线稳定”阶段，要求被试保持身体静止并维持稳定情绪状态。随后进入2 s的“液体注入提示”阶段，在此期间通过味觉刺激递送系统向口腔内输送5 mL测试溶液，溶液进入口腔的瞬间被标记为时间0点。被试需在口中保持样品10 s，然后吐出并进行漱口。各试次之间设置2 min间隔，以缓解味觉疲劳并尽量减少残留后味的影响。完成上述流程后进入下一刺激条件，直至所有实验条件呈现完毕。
图1 脑电实验流程示意图
脑电数据使用ANT Neuro eego™ mylab 64导脑电采集系统进行记录，采样率为1000 Hz。被试佩戴Ag/AgCl电极帽，电极按照国际10–20系统布置，所有电极阻抗均控制在5 kΩ以下，以保证信号采集质量。实验过程中要求被试保持放松状态，尽量减少头部运动与吞咽行为。
图2 ANT Neuro eegoTM mylab
3.实验结果
结果显示，与水刺激相比，鲜味肽与MSG均显著提高脑电信号在1–45 Hz频段范围内的功率谱密度（PSD），表明鲜味刺激能够增强整体神经振荡活动。强度主效应分析进一步表明，高浓度条件下的PSD显著高于低浓度条件，提示神经振荡活动对鲜味强度变化具有敏感性。在主观鲜味强度匹配条件下，鲜味肽与MSG在总体PSD水平上未观察到统计学显著差异。
图3 不同刺激强度水平下鲜味肽与MSG在1–50 Hz的PSD
频段分析结果进一步表明，δ（1–4 Hz）与θ（4–8 Hz）频段在鲜味刺激条件下呈现显著增强，是两类刺激共同表现出的主要振荡特征。α（8–13 Hz）频段方面，鲜味肽在低至中等浓度条件下即表现出显著增强，而MSG的α增强主要出现在中等浓度水平。时频分析显示，MSG在刺激后早期时间窗内出现明显的低频振荡增强；相比之下，鲜味肽在后续时间阶段呈现出向β（13–30 Hz）及γ（30–45 Hz）频段扩展的趋势。
图4 不同刺激强度水平下鲜味肽与MSG的时频域功率变化
时间域头皮拓扑分析结果显示，刺激后150–350 ms为神经活动增强的主要时间窗口，其中250–350 ms阶段的电位变化最为显著。空间分布方面，鲜味肽在该时间段内表现出相对集中的前额叶区域激活，而MSG则呈现更为广泛的中央及顶叶区域分布。源定位分析结果进一步显示，额叶多个皮层区域在鲜味信息加工过程中均表现出显著激活，其中下额回在两类刺激条件下均呈现稳定激活。
图5 不同刺激强度条件下鲜味刺激诱发脑活动相关性的源定位结果
4.结论
本研究在主观鲜味强度匹配的条件下，系统比较了鲜味肽与MSG的大脑加工模式。结果表明，虽然两类刺激在整体神经振荡强度上相当，但在频段分布、时间动态及空间拓扑结构方面存在显著差异。δ与θ频段可能构成鲜味感知的基础编码机制，而150–350 ms为关键加工时间窗口。额叶，尤其是下额回，在鲜味信息整合与价值评估中具有重要作用。鲜味肽相较于MSG，更易招募与高阶认知和情感加工相关的脑区，提示不同来源的鲜味刺激在中枢神经系统中可能通过部分不同的加工路径进行整合。本研究为理解鲜味肽的神经机制提供了高时间分辨率证据，也为功能食品开发与味觉调控研究提供了神经生理学基础。
5.文献名称及DOI号
Su, L., Ji, H., Cao, M., Kong, J., Zhang, Q., Yan, W., & Zuo, M. (2026). Exploring the neural processing mechanisms of umami peptides: Insights from high-temporal-resolution electroencephalogram (EEG) analysis. Food Chemistry, 508, 148430.
DOI: doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.148430
