Bài giảng Cơ chế hoạt động của các cơ quan cảm giác

2/13/2009 1 CHƯƠNG 2: CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CƠ QUAN CẢM GIÁC Vị giác Khứu giác Thị giác Xúc giác Thính giác Hệ thống dây thần kinh sinh ba Việc nhận được những tính chất cảm quan của thực phẩm là nhờ hoạt động của các giác quan. Nguyên lý chung của việc tiếp nhận truyền và xử lý thông tin, của hệ thống giác quan là tương tự như nhau. Cơ chế kích thích các chất hóa học (mùi, vị) ánh sáng (thị giác) âm thanh (thính giác) nhiệt độ, trạng thái (xúc giác) Cơ quan thụ cảm Neuron thần kinh Những kích thích này phải được tiếp xúc với cơ quan thụ cảm của giác quan. Bộ não trung ương Xử lý tín hiệu 2/13/2009 2 Vị là một cảm giác hóa học gây ra bởi các phân tử hay ion trong dung dịch khi tiếp xúc với các cơ quan thụ cảm vị, ở VỊ GIÁC người các cơ quan này nằm trên mặt lưỡi, trong vòm miệng và yết hầu. 4 vị cơ bản với 4 chất gây vị đặc trưng: ngọt-đường sacharose, mặn-muối ăn, chua-acid citric, đắng-caffeine. Vị cơ bản thứ năm??? Chồi vị giác để cảm nhận các vị: ngọt nằm ở đầu lưỡi mặn nằm ở đầu và hai mép lưỡi, chua nằm ở hai mép lưỡi đắng nằm ở cuối lưỡi VỊ GIÁC D.Purves và ctv (1999) chứng minh không có vùng nhận biết khác biệt nào giữa các vị trên lưỡi. Đó chỉ là những vùng có cảm nhận tốt hơn một số vị đặc . trưng. Tế bào thụ cảm vị có thể phản ứng lại tất cả kích thích từ các chất chua, ngọt, mặn, đắng. 2/13/2009 3 Tác dụng của nước bọt Ngưỡng nhận biết: đường 0.33% sacharose muối 0.14% acid citric 0.022% VỊ GIÁC caffeine 0.0048%. Hiện tượng thích nghi là hiện tượng giảm khả năng nhạy cảm nhất thời của cơ quan vị giác. Hiện tượng mệt mỏi là hiện tượng mà chất kích thích có nồng độ lớn sẽ tạo nên sự hủy hoại thần kinh. Hiện tượng bù trừ là hiện tượng khi phối hợp hai vị cơ bản với nhau ở nồng độ lớn hơn nồng độ ngưỡng cảm. Hiện tượng tiêu tan cảm giác là do hai vị tác động đồng thời trên lưỡi, trong đó một vị bị chìm đi dù có nồng độ cao hơn nồng độ ngưỡng. Tầm quan trọng của vị trong các chỉ tiêu ả ủ th hẩ ùi ị th ờ VỊ GIÁC c m quan c a ực p m, m v ư ng khoảng 30-40% hoặc 50% (rượu). Kỹ thuật cảm nhận vị tuỳ thuộc từng sản phẩm. Hợp chất của thực phẩm và nước bọt trải đều lên các tế bào vị giác. Kỹ thuật thao tác nếm cũng khác nhau đối với từng loại sản phẩm. 2/13/2009 4 KHỨU GIÁC •Là một cảm giác hóa học •Gây ra bởi sự tác động của các hâ tử hất b hơip n c ay •Sau khi vào mũi bị hòa tan trong chất lỏng của niêm dịch mũi •Cơ quan thụ cảm: nằm trên lông mao của màng nhày khứu giác Lô đượ th t ò• ng mao c ay rong v ng 24 giờ, neuron khứu giác thay thế trong khoảng 70 ngày. Khả năng bay hơi còn phụ thuộc vào điều kiện của bề mặt chất mang: ở một nhiệt độ cho trước, các hợp chất bay hơi nhiều hơn khi bề mặt mềm, xốp và ẩm so với các bề mặt cứng, bằng phẳng và khô. ẫ KHỨU GIÁC Dụng cụ chứa m u phải đồng nhất Cảm nhận phân tử các chất bay hơi: Mùi hít qua đường mũi Hương của sản phẩm xông lên trong miệng Ví dụ đơn giản: Khoảng cách giữa mũi và sản phẩm như nhau ngửi sau mũi (Murphy và Cain, 1980) Tầm quan trọng của phân biệt mùi và vị trong đánh giá cảm quan Hương vị = vị + mùi + hệ thống dây thần kinh sinh ba 2/13/2009 5 Cảm giác về mùi tăng khi hít mạnh Mùi nhận biết ở ghi nhận đầu tiên của khứu giác Khả năng thụ cảm mùi phụ thuộc: ổ KHỨU GIÁC Lứa tu i, giới tính, các giác quan khác, thời gian… Môi trường ngoại cảnh ảnh hưởng đến cảm thụ: Độ tinh khiết không khí, nhiệt độ, ẩm độ không khí, ánh sáng… Thuật ngữ: •Mùi ngửi Mùi ả Hương thơm ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn, hô hấp, thính giác, thị giác• c m •Mùi chính •Mùi thoảng •Mùi khuyết … Hiện tượng liên kết của bộ nhớ. Hóa chất Phân tử/mL không khí Allyl mercaptan 6 x 107 Ionone 1.6 x 108 Vanillin 2 x 109 Một số giá trị ngưỡng cảm đặc thù của các hóa chất trong không khí. •Kỹ thuật sắc kí khí tinh vi nhất có thể phân biệt khoảng 109 phân tử trên một mL. Theo Harper, R, Huma Senses in Action, 1972. KHỨU GIÁC Sec-Butyl mercaptan 2 x 109 Butyric acid 1.4 x 1011 6.9 x 109 Acetaldehyde 9.6 x 1012 Camphor 5 x 1012 6.4 x 1012 4 x 1014 Trimethylamine 2.2 x 1013 Phenol 7.7 x 1012 2.6 x 1013 •Có rất nhiều chất mùi trong tự nhiên mà mũi nhạy cảm gấp 10 đến 100 lần so với sắc kí khí. •Hiện chúng ta biết được khoảng 17 nghìn hợp chất mùi và có thể phân biệt từ 150 đến 200 mùi 1 x 1013 1.3 x 1013 Methanol 1.1 x 1016 1.9 x 1014 Ethanol 2.4 x 1015 2.3 x 1015 1.6 x 1015 Phenyl ethanol 1.7 x 1017 Ethane 1.3 x 1019 khác nhau. •Nhiều từ ngữ quy cho một đơn chất và một từ ngữ có thể liên quan đến nhiều hợp chất. 2/13/2009 6 Hệ thống GC-MS/Olfactory THỊ GIÁC Ánh sáng đi vào thấu kính mắt và tập hợp trên võng mạc là nơi các tế bào hình nón và hình que chuyển thành các xung thần kinh truyền về não thông qua các thần kinh thị giác. •Người thử thường đưa ra các câu trả lời chắc chắn về màu sắc của ật ẫ ả khi dù kỹ th ật h iấ khá biệtv m u ngay c ng u c e g u c . •Màu nền trong vùng quan sát. •Độ bóng và cấu trúc bề mặt cũng ảnh hưởng đến sự cảm thụ màu sắc. •Thị giác của người thử khác nhau; 2/13/2009 7 Màu sản phẩm nhận được phụ thuộc: •Thành phần phổ của chùm tia sáng •Môi trường truyền qua của chùm tia sáng •Độ nhạy phổ của mắt người nhìn Bệnh mù màu thường gặp ở nam giới Kiểm nghiệm các thuộc tính bên ngoài: màu sắc, hình dáng, tính đồng đều, môt phần cấu tạo trạng thái. Munsell So sánh, xác định màu sắc của sản phẩm: môi trường đồng nhất CIE Đo màu sắc (thị giác, máy đo): không đơn giản. Qui định rõ điều kiện quan sát, trình tự kiểm nghiệm Kỹ thuật kiểm nghiệm Ghi chép điều kiện thực hành đo đạc 2/13/2009 8 Ảo giác thị giác Đánh giá cấu trúc = thị giác + thính giác + xúc giác ‘Các nốt nhạc vang lên du dương hơn trong hợp âm, màu sắc phối hợp hài hòa cũng có tác dụng như vậy. Một tí da tiếp xúc với nước nóng thì thấy hơi nóng. Càng nhiều da tiếp xúc thì cảm nhận về nhiệt càng mạnh hơn mặc dù nhiệt độ của nước vẫn như vậy (James 1913)’ , 2/13/2009 9 XÚC GIÁC Da và niêm mạc: cấu trúc xúc giác đường tay • Kích thích cơ học: cảm giác về hình dạng, cấu trúc • Kích thích nhiệt: nhiệt độ của vật đối với da Bề mặt lưỡi phần cơ xung quanh miệng răng: cấu trúc xúc giác , , đường miệng Độ nhớt, độ sánh (cho các chất lỏng Newton đồng nhất) Độ đặc (cho các chất lỏng phi Newton và không đồng nhất và các chất bán rắn) Cấu trúc (cho chất rắn và chất bán rắn) Đặc trưng cơ học: phản ứng với ứng suất, đo bằng xúc giác Độ cứng: lực để tạo ra biến dạng Độ chặt (ép/nén) Độ cứng (cắn) Độ dai: mức độ vật mẫu bị biến dạng (không bị phá vỡ) Độ dính kết Độ dính răng Giòn khô/giòn tươi Độ bám dính: lực cần thiết để nhấc vật mẫu ra khỏi bề mặt chứa vật mẫu Độ bám dính Độ đặc: sự dày đặc của mặt cắt vật mẫu Đặc/nặng Mỏng nhẹ/phồng/nhẹ Độ đàn hồi: mức độ vật mẫu trở về hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng Độ đàn hồi/dai Đặc trưng hình học: sự cảm thụ vật mẫu về kích cỡ, hình dạng đo bằng các xúc giác Độ bằng phẳng: không có hạt Độ sạn: các hạt nhỏ, cứng Độ sần: các hạt nhỏ Độ mịn, nhuyễn: các hạt rất mịn, nhuyễn Lổn nhổn: các hạt lớn, lởm chởm Đặc trưng hút ẩm: sự cảm thụ nước, dầu, mỡ thông qua các cơ quan xúc giác Độ ướt: lượng nước/dầu thấy được Chảy nước: lượng nước/dầu rỉ ra Nhiều nước/mọng 2/13/2009 10 •Phản ứng đối với ứng suất biểu thị qua các đặc tính cơ học (như độ cứng/chặt, độ XÚC GIÁC dẻo, độ dính, độ đàn hồi, độ nhớt) bằng các cơ quan xúc giác như các cơ tay, đầu ngón tay, lưỡi, hàm hay môi. •Các đặc tính xúc giác biểu thị qua các hình dạng hạt (độ sần, sạn, kết tinh, dễ bong) hay đặc tính hút ẩm (ướt, có dầu, ẩm/ươn ướt, khô) bằng các dây thần kinh xúc giác trên da tay, môi hay lưỡi. Cường độ âm thanh góp phần vào quá trình cảm thụ chung sản phẩm. S khá biệt ờ độ â th h Thính giác ự c cư ng m an khi thực phẩm bị bẻ gãy, cắn vỡ (giòn khô/giòn tươi): dữ liệu cảm quan dùng để đánh giá độ giòn hay độ tươi của sản phẩm. Huấn luyện hội đồng Giòn tươi: nhai thực phẩm bằng răng hàm, ngậm miệng lại Giòn khô: nhai thực phẩm bằng răng hàm, để hở miệng 2/13/2009 11 HỆ THỐNG DÂY THẦN KINH SINH BA Phản ứng hóa học thông thường trong mũi và miệng Gừng, ớt, muối, bạc hà Nóng, chát, lạnh Các phản ứng dây thần kinh sinh ba với các chất kích thích vừa phải (như sủi bọt, nóng rát trong miệng, vị cay nồng của tiêu) cũng quan trọng đối với sản phẩm: ngành kinh doanh nước giải khát có gas, ớt, tiêu, chewing gum… Vị chát là một phức hợp cảm giác bao gồm ba hợp phần chính: •Cổ họng khô •Các biểu mô đường miệng thô ráp •Cảm giác co giản trên má và cơ mặt (Lee và Lawless, 1991) Rượu vang •Cơ chế chưa rõ •Tannin + protein trong nước bọt+ mucopolysaccharide: gây kết tủa, làm mất khả năng bao phủ và bôi trơn các mô trong miệng. 2/13/2009 12 NGƯỠNG CẢM GIÁC Một tia sáng có thể quá yếu để xua tan bóng tối, một âm thanh quá thấp không nghe rõ, một sự tiếp xúc quá rụt rè nên chúng ta không để ý. Nói cách khác, cần phải có một chút kích thích hướng ngoại để sinh ra cảm giác về sự hiện hữu của kích thích đó. Fechner gọi đó là luật về ngưỡng và đối tượng phải bước qua ngưỡng đó trước khi có thể đi vào trí nhớ. William James, 1913. N ỡ ả iá là iá t ị ồ độ tối thiể ủ ột hấtgư ng c m g c g r n ng u c a m c cần thiết gây cho con người cảm giác đặc trưng. ¾Ngưỡng cảm phát hiện: nồng độ tối thiếu cần thiết của một chất để gây ra được cảm giác ¾Ngưỡng cảm phân biệt: nồng độ tối thiểu của một chất cho phép phân biệt một chất giống vậy ¾Ngưỡng cảm cuối cùng: nồng độ tối đa mà nếu cao hơn nồng độ này thì ta không cảm thấy sự khác biệt ¾Ngưỡng cảm sai biệt: sự sai biệt nhỏ nhất về nồng độ của một chất có thể nhận thức được ¾Ngưỡng xác định: giá trị của một kích thích cảm giác cho nhất cho phép xác định bản chất của kích thích đó Ứng dụng: Xác định các hóa chất thơm Xác định ngưỡng của mùi hôi, lạ trong sản phẩm Sàng lọc cảm quan viên