Có thể giảm bao nhiêu phần trăm đường trong nước giải khát mà người tiêu dùng không nhận ra? Một chất gây mùi lạ ở nồng độ nào thì bắt đầu làm khách hàng phàn nàn? Vì sao một số người thấy rau mùi có vị xà phòng còn người khác thì không? Tất cả liên quan đến khái niệm ngưỡng cảm giác, một trong những nền tảng của khoa học cảm quan.

Ngưỡng cảm giác là gì?

Ngưỡng cảm giác (sensory threshold) là cường độ kích thích (thường là nồng độ của một chất) nhỏ nhất mà con người có thể cảm nhận, nhận biết hoặc phân biệt được. Ngưỡng không phải là một con số cố định tuyệt đối mà là một giá trị thống kê: tại ngưỡng, xác suất phát hiện thường được quy ước là 50% (sau khi hiệu chỉnh cho khả năng đoán mò).

Các loại ngưỡng

  • Ngưỡng phát hiện (detection threshold, ngưỡng tuyệt đối): nồng độ thấp nhất mà người thử nhận ra “có gì đó khác” so với mẫu trắng (nước), dù chưa gọi tên được.
  • Ngưỡng nhận biết (recognition threshold): nồng độ thấp nhất mà người thử nhận biết và gọi đúng tên cảm giác (ví dụ “ngọt”, “mùi mốc”). Ngưỡng nhận biết thường cao hơn ngưỡng phát hiện.
  • Ngưỡng sai biệt (difference threshold, JND – just noticeable difference): mức thay đổi nhỏ nhất về cường độ mà người thử phân biệt được giữa hai mẫu.
  • Ngưỡng cuối (terminal threshold): mức cường độ mà tại đó tăng thêm nồng độ không làm tăng cảm nhận, hoặc cảm giác chuyển thành khó chịu, đau.
  • Ngưỡng chấp nhận, ngưỡng từ chối của người tiêu dùng: nồng độ mà tại đó một chất (thường là mùi vị lạ) bắt đầu làm giảm mức độ yêu thích hoặc khiến người tiêu dùng từ chối sản phẩm; đây là thông số thực tế quan trọng cho kiểm soát chất lượng.

Định luật Weber

Ngưỡng sai biệt không cố định mà tỷ lệ với cường độ kích thích ban đầu. Định luật Weber phát biểu: ΔI / I = k, trong đó ΔI là mức thay đổi nhỏ nhất phân biệt được, I là cường độ ban đầu, k là hằng số (phân số Weber) tùy loại cảm giác. Hệ quả: với sản phẩm càng ngọt, càng mặn, lượng giảm tuyệt đối mà người tiêu dùng không nhận ra càng lớn. Định luật đúng tương đối trong khoảng cường độ trung bình, kém chính xác ở cường độ rất thấp hoặc rất cao.

Phương pháp xác định ngưỡng

  • Phương pháp lựa chọn bắt buộc tăng dần (ASTM E679): người thử nhận các bộ ba mẫu (một mẫu chứa chất, hai mẫu trắng, theo kiểu 3-AFC) với nồng độ tăng dần theo cấp số nhân, phải chọn mẫu khác biệt. Ngưỡng cá nhân được tính từ nồng độ chuyển tiếp giữa đoán sai và đoán đúng liên tục; ngưỡng của nhóm là trung bình nhân của các ngưỡng cá nhân.
  • Tiêu chuẩn ISO 13301 hướng dẫn xác định ngưỡng mùi, vị bằng phương pháp lựa chọn bắt buộc.
  • Phương pháp giới hạn, phương pháp hằng số kích thích, phương pháp thích ứng trong tâm lý vật lý học.

Kết quả ngưỡng phụ thuộc mạnh vào nền mẫu: ngưỡng của một chất thơm trong nước có thể khác hàng chục đến hàng trăm lần so với trong dầu, sữa hay bia. Vì vậy, khi ứng dụng, nên xác định ngưỡng trong chính sản phẩm.

Ví dụ về ngưỡng

  • Nhiều hợp chất mùi có ngưỡng cực thấp: geosmin (mùi đất, mùi bùn) và 2,4,6-trichloroanisole (mùi mốc nút chai) có ngưỡng chỉ vài nanogam trên lít; 2-acetyl-1-pyrroline (mùi gạo thơm, lá dứa) có ngưỡng cỡ phần mười microgam trên kilogam (xem hương thơm).
  • Vị cơ bản thường có ngưỡng cao hơn nhiều, ví dụ ngưỡng phát hiện saccharose trong nước thường ở mức vài phần nghìn (vài gam trên lít), tùy người và phương pháp.

Khác biệt giữa các cá nhân

  • Di truyền: khả năng cảm nhận vị đắng của PTC/PROP phụ thuộc gen thụ thể TAS2R38; một số người nhạy cảm với aldehyde trong rau mùi nên thấy rau mùi có vị “xà phòng”.
  • Mất khứu giác đặc hiệu (specific anosmia): không cảm nhận được một chất cụ thể dù khứu giác bình thường với chất khác.
  • Tuổi tác: độ nhạy vị giác, khứu giác giảm dần theo tuổi.
  • Sức khỏe, thuốc, hút thuốc, thói quen ăn uống: người ăn mặn thường có ngưỡng mặn cao hơn; giảm muối dần trong khẩu phần có thể làm ngưỡng mặn giảm theo.
  • Huấn luyện: người được huấn luyện thường có ngưỡng thấp hơn đối với chất họ được luyện tập.

Ứng dụng

  • Giảm đường, giảm muối từng bước: giảm mỗi lần một lượng nhỏ hơn ngưỡng sai biệt (thường được nhắc đến là khoảng 5–10% mỗi bước, tùy sản phẩm) để người tiêu dùng không nhận ra, rồi tiếp tục giảm theo thời gian khi khẩu vị thích nghi.
  • Kiểm soát mùi vị lạ: xác định giới hạn tối đa cho chất gây mùi trong nguyên liệu, nước, bao bì dựa trên ngưỡng phát hiện hoặc ngưỡng từ chối.
  • Tuyển chọn hội đồng cảm quan: kiểm tra ngưỡng vị cơ bản, ngưỡng mùi của ứng viên.
  • Tính giá trị hoạt độ mùi: xác định chất thơm chủ chốt.
  • Thiết kế hương liệu, phụ gia: dùng ở mức vừa đủ trên ngưỡng để đạt hiệu quả mà không lãng phí.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao cùng một chất nhưng tài liệu ghi ngưỡng rất khác nhau? Do khác nền mẫu, phương pháp xác định, cách định nghĩa ngưỡng, nhóm người thử và độ tinh khiết của chất. Khi dùng số liệu ngưỡng, cần ghi rõ nguồn và điều kiện.

Có thể làm giảm ngưỡng mặn của bản thân không? Nhiều nghiên cứu cho thấy khi giảm muối trong khẩu phần một thời gian (vài tuần), người ăn dần thích nghi và cảm thấy món ăn ít muối vẫn đủ đậm, trong khi món ăn mặn như trước trở nên quá mặn.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: Đánh Giá Cảm Quan Là Gì? Vai Trò Trong Thực Phẩm