Tính chất cảm quan là gì? Các nghiên cứu khoa học liên quan

Tính chất cảm quan là gì?

Tính chất cảm quan (sensory properties) là các thuộc tính của sản phẩm mà con người có thể cảm nhận thông qua giác quan: thị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác và thính giác. Những thuộc tính này bao gồm màu sắc, mùi, vị, kết cấu, âm thanh khi sử dụng, và được xem là các yếu tố quyết định trải nghiệm người tiêu dùng đối với một sản phẩm. Không giống như các thông số lý hóa có thể đo bằng thiết bị, cảm quan đòi hỏi sự đánh giá chủ quan nhưng có hệ thống từ người thử.

Trong lĩnh vực phân tích cảm quan, các phương pháp đo và đánh giá được tiêu chuẩn hóa để đảm bảo kết quả thu được là khách quan và tái lập. Những nguyên tắc này được quy định chi tiết trong ISO 5492:2008, định nghĩa thống nhất các thuật ngữ, mô thức cảm giác, loại thuộc tính, kỹ thuật thử nghiệm và quy trình đánh giá.

Tính chất cảm quan không chỉ phản ánh chất lượng hiện tại của sản phẩm mà còn tác động trực tiếp đến sự chấp nhận và mức độ hài lòng của người tiêu dùng. Vì vậy, cảm quan không chỉ là công cụ đánh giá mà còn là đòn bẩy trong nghiên cứu thị trường và thiết kế sản phẩm.

Phạm vi, đối tượng và ngữ cảnh ứng dụng

Phân tích cảm quan không giới hạn ở ngành thực phẩm mà còn mở rộng sang các lĩnh vực như mỹ phẩm, dược phẩm, bao bì, vật liệu và cả môi trường. Các đặc tính cảm quan có thể quyết định tính chấp nhận hoặc mức độ an toàn về cảm nhận của một sản phẩm hay đối tượng thử nghiệm.

Các ứng dụng phổ biến gồm:

• R&D (nghiên cứu phát triển): xác định và tối ưu hóa đặc tính cảm quan mục tiêu, định hình hồ sơ cảm nhận lý tưởng, cải tiến sản phẩm theo thị hiếu.
• QA/QC (đảm bảo và kiểm soát chất lượng): phát hiện sự biến đổi trong đặc tính cảm quan giữa các lô sản xuất hoặc qua thời gian bảo quản.
• Marketing & thị trường: đánh giá sự yêu thích, mức độ hài lòng và nhận diện thương hiệu qua trải nghiệm cảm quan.
• Tuân thủ pháp lý: nhiều quốc gia yêu cầu đánh giá cảm quan đối với các chất phụ gia, đặc biệt là chất tạo mùi, tạo màu (xem EFSA 2008).

Trong các hệ thống quản lý chất lượng toàn diện như ISO 22000, cảm quan thường được tích hợp như công cụ kiểm tra nhanh tại chỗ, góp phần vào phân tích mối nguy và điểm kiểm soát tới hạn (HACCP).

Nền tảng cảm giác – tâm sinh lý học

Hiểu rõ mối quan hệ giữa kích thích vật lý và cảm nhận cảm giác là nền tảng cho việc thiết kế và diễn giải các phép thử cảm quan. Lĩnh vực này dựa vào tâm sinh lý học, trong đó cảm giác được xem như hàm số của kích thích, và có thể được mô hình hóa bằng các quy luật đã được xác lập qua nhiều thập kỷ nghiên cứu.

Định luật Weber–Fechner mô tả ngưỡng phát hiện và mối quan hệ logarit giữa cường độ kích thích và cảm nhận:

• Ngưỡng khác biệt: $\Delta I / I = k$, nghĩa là để nhận biết sự khác biệt, mức thay đổi tối thiểu phải tỷ lệ với kích thích nền.
• Liên hệ kích thích – cảm nhận: $R = k \ln\!\left(\frac{S}{S_0}\right)$, mô tả cảm giác tăng theo logarit khi kích thích tăng tuyến tính.

Trong khi đó, định luật Stevens đưa ra một cách tiếp cận hiện đại hơn, xác định cảm giác theo hàm lũy thừa của kích thích:

$\psi = k\,S^{n}$, với $n$ là hệ số phụ thuộc vào loại cảm giác (ví dụ mùi có $n \approx 0.6$, trong khi đau có $n > 1$).

Các định luật này cho phép nhà phân tích cảm quan thiết kế thử nghiệm với dải nồng độ hợp lý, dự báo mức độ cảm nhận, và lý giải vì sao một thay đổi nhỏ trong công thức có thể gây ra khác biệt lớn trong trải nghiệm người dùng.

Hệ thuộc tính cảm quan cốt lõi

Các thuộc tính cảm quan được chia thành nhóm theo giác quan tương ứng, mỗi nhóm gồm nhiều đặc điểm có thể định danh, đo lường và phân tích theo tiêu chuẩn.

Thị giác: thuộc tính nhìn bao gồm màu sắc, độ trong, độ bóng, hình dạng, kích thước và độ đồng đều. Trong thực phẩm, màu có thể định hướng kỳ vọng về mùi vị. Với mỹ phẩm, màu và độ bóng ảnh hưởng đến cảm nhận cao cấp và độ tinh khiết.

Khứu giác: mùi được phân chia thành mùi nền, mùi bay hơi ngay lập tức và mùi hậu. Các mô tả mùi có thể theo bảng từ vựng (aroma wheel), ví dụ mùi trái cây (chuối, cam), mùi hóa học (acetone), mùi cháy (khói, caramel).

Vị giác: cơ bản gồm 5 vị chính: ngọt, chua, mặn, đắng, umami. Tương tác giữa vị và mùi có thể làm tăng hoặc giảm cảm nhận tổng thể. Ví dụ, hương vani có thể làm tăng cảm nhận ngọt dù hàm lượng đường không đổi.

Xúc giác: được cảm nhận qua môi, lưỡi, răng và vòm miệng. Các thuộc tính như độ giòn, độ dai, độ nhớt, độ kem là yếu tố phân biệt chính giữa các loại thực phẩm cùng loại (ví dụ sữa chua thường và sữa chua uống).

Thính giác: thường bị xem nhẹ nhưng rất quan trọng, đặc biệt trong các sản phẩm giòn, rắc như khoai tây chiên. Âm thanh “rắc” tạo cảm giác tươi mới và chất lượng. Âm lượng và tần số của âm thanh khi nhai có thể đo bằng micro và phần mềm phân tích âm thanh.

Giác quan	Thuộc tính thường gặp	Ví dụ sản phẩm
Thị giác	Màu, độ bóng, độ trong	Nước trái cây, son môi
Khứu giác	Mùi nền, mùi đầu, hậu mùi	Cà phê, rượu vang
Vị giác	Ngọt, chua, mặn, đắng, umami	Bánh kẹo, nước tương
Xúc giác	Độ nhờn, độ kem, độ giòn	Kem, bánh quy
Thính giác	Âm thanh khi nhai, độ rắc	Snack giòn, kẹo cứng

Phân loại phương pháp đo

Các phương pháp đánh giá cảm quan được chia thành ba nhóm chính: phân biệt, mô tả và cảm nhận người tiêu dùng (hedonic). Mỗi nhóm phục vụ mục đích khác nhau và áp dụng kỹ thuật đặc thù để đảm bảo độ tin cậy và hiệu lực của dữ liệu thu thập.

Thử phân biệt (discrimination tests): dùng để xác định liệu có sự khác biệt cảm quan giữa các mẫu hay không. Phổ biến nhất là phép thử hình tam giác (triangle test), trong đó người đánh giá được cung cấp ba mẫu (hai giống nhau, một khác) và yêu cầu xác định mẫu lạ. Phương pháp này có xác suất chọn đúng ngẫu nhiên là 1/3, nên có độ nhạy tương đối cao.

• Duo–trio test: đánh giá viên chọn mẫu giống với mẫu tham chiếu được cung cấp đầu tiên.
• Paired comparison: người thử chọn mẫu mạnh hơn hoặc dễ chịu hơn theo một thuộc tính cụ thể.

Thử mô tả (descriptive tests): được dùng để định lượng và mô tả chi tiết các thuộc tính cảm quan. Phép thử này thường do một nhóm đánh giá viên được huấn luyện kỹ lưỡng thực hiện. Các công cụ như line scale hoặc category scale được sử dụng để ghi nhận cường độ cảm nhận.

Theo ISO 13299:2016, quy trình thiết lập hồ sơ cảm quan bao gồm xác định thuộc tính liên quan, huấn luyện nhóm thử, chuẩn hóa mẫu chuẩn và mô hình hóa dữ liệu.

Thử hedonic (ảnh hưởng/cảm nhận người tiêu dùng): dùng để đo lường mức độ yêu thích hoặc chấp nhận của người tiêu dùng. Thường áp dụng thang điểm 9 (từ “rất không thích” đến “rất thích”), nhóm người tham gia được chọn từ thị trường mục tiêu.

Bên cạnh đó, các thử nghiệm ngưỡng (threshold tests) cũng rất quan trọng để xác định nồng độ tối thiểu mà người thử có thể phát hiện mùi/vị. Phương pháp 3-AFC tăng dần nồng độ theo ASTM E679 là tiêu chuẩn phổ biến trong các phòng thử nghiệm quốc tế.

Thiết kế thí nghiệm và phân tích dữ liệu

Một thiết kế thí nghiệm cảm quan hiệu quả cần đảm bảo tính ngẫu nhiên, kiểm soát các yếu tố gây nhiễu và đủ độ mạnh thống kê để phát hiện khác biệt hoặc xu hướng. Việc này đặc biệt quan trọng trong thử mô tả và thử hedonic có sai số lớn từ người đánh giá.

Ngẫu nhiên hóa và cân bằng thứ tự: giúp loại bỏ ảnh hưởng từ trình tự thử mẫu hoặc kỳ vọng ban đầu. Cần dùng phương pháp Latin square hoặc random permutation khi số lượng mẫu lớn hơn 3.

Kỹ thuật chặn (blocking): được dùng để kiểm soát hiệu ứng của các yếu tố như thời điểm thử, vị trí ngồi, đèn chiếu sáng, hoặc người đánh giá. Thiết kế này giúp giảm sai số và tăng độ nhạy phân tích.

Phân tích thống kê: phụ thuộc vào loại phép thử:

• Phân biệt: dùng kiểm định xác suất (binomial, chi-square) để xác định xem tỷ lệ chọn đúng có khác biệt so với ngẫu nhiên hay không. Có thể chuyển đổi sang chỉ số độ nhạy d′ để so sánh giữa các thử nghiệm.
• Mô tả: dùng ANOVA 2 chiều hoặc mô hình hỗn hợp để phân tích ảnh hưởng của mẫu, người đánh giá và tương tác giữa chúng. Dữ liệu thường được chuẩn hóa hoặc mã hóa trước khi chạy PCA hoặc PLS.
• Hedonic: phân tích trung bình, kiểm định t-test hoặc ANOVA nếu giả định phân phối chuẩn, hoặc dùng Kruskal–Wallis, Friedman test cho dữ liệu phi tham số.

Phần mềm phổ biến gồm SPSS, XLSTAT, PanelCheck, Compusense hoặc các công cụ mã nguồn mở như R với gói SensoMineR.

Tuyển chọn, huấn luyện hội đồng đánh giá

Việc lựa chọn và đào tạo người đánh giá là yếu tố sống còn trong phân tích cảm quan. Theo ISO 8586:2023, quá trình này gồm ba giai đoạn: sàng lọc cảm giác, đào tạo phân tích và đánh giá hiệu năng.

Sàng lọc: xác định năng lực cảm nhận cơ bản (mùi, vị), khả năng phân biệt mẫu và sự ổn định tâm lý. Các bài thử thường gồm nhận dạng mùi, phân biệt vị, và nhất quán lặp lại.

Đào tạo: gồm việc học thuật ngữ mô tả, hiệu chuẩn cường độ theo mẫu chuẩn, luyện tập lặp lại và đồng thuận nhóm. Có thể mất vài tuần đến vài tháng, tùy độ phức tạp sản phẩm.

Đánh giá hiệu năng: qua thống kê kiểm soát chất lượng cá nhân (ví dụ độ lệch trung bình, độ lặp lại), loại bỏ hoặc huấn luyện lại nếu cần thiết. Bảng theo dõi điểm hiệu năng thường được sử dụng như sau:

Chỉ tiêu	Ngưỡng đạt yêu cầu	Ghi chú
Độ nhất quán	CV < 15%	Giữa các lần lặp lại
Độ phân biệt	p < 0.05	Phân biệt đúng mẫu khác
Độ đồng thuận nhóm	R² > 0.8	So với trung bình panel

Điều kiện thử nghiệm và môi trường phòng thử

Phòng thử cảm quan lý tưởng cần loại bỏ tối đa các yếu tố gây nhiễu từ môi trường như ánh sáng, tiếng ồn, mùi lạ. Cấu hình điển hình gồm buồng thử riêng biệt, ánh sáng trắng hoặc có thể điều chỉnh, hệ thống hút mùi và kiểm soát nhiệt độ–ẩm.

Tiêu chuẩn ISO 8589:2007 khuyến cáo:

• Diện tích mỗi buồng: 1.5–2.0 m²
• Ánh sáng: 1000–1500 lux, CRI > 90
• Nhiệt độ: 21 ± 2°C; độ ẩm: 45–55%
• Thông khí: ≥ 10 lần trao đổi khí/giờ

Mẫu cần được mã hóa bằng mã ba chữ số ngẫu nhiên, phục vụ ngẫu nhiên hoặc đối xứng, tránh đưa thông tin gây lệch cảm nhận như tên thương hiệu, màu bao bì.

Quản trị, đạo đức và an toàn trong đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan liên quan trực tiếp đến con người, do đó yêu cầu tuân thủ chặt chẽ các nguyên tắc đạo đức và an toàn. Người tham gia phải được thông báo rõ ràng về mục đích, quy trình, nguy cơ (nếu có), và có quyền từ chối hoặc rút lui bất kỳ lúc nào.

Các nguyên tắc cơ bản theo hướng dẫn của IFST gồm:

• Tôn trọng quyền riêng tư và dữ liệu cá nhân
• Không gây tổn thương hoặc rủi ro sức khỏe (đặc biệt với dị ứng)
• Không ép buộc tham gia hoặc làm sai lệch cảm nhận qua thông tin sai lệch

Trong môi trường doanh nghiệp, còn cần quy trình ứng phó nếu phát hiện sự cố như phản ứng dị ứng, sản phẩm không an toàn. Thường phải có báo cáo phản hồi, mã số mẫu và lô sản xuất cụ thể.

Ứng dụng công nghiệp & tuân thủ quy định

Đánh giá cảm quan là công cụ không thể thiếu trong việc phát triển và kiểm soát sản phẩm. Trong R&D, hồ sơ cảm quan được dùng để tối ưu hóa công thức, xác định điểm “vàng” giữa chất lượng và chi phí.

Trong QA/QC, cảm quan thường là chỉ tiêu đầu tiên phát hiện sản phẩm lỗi do nguyên liệu, quy trình hoặc bảo quản. Một số doanh nghiệp xây dựng “cảm quan mẫu chuẩn” cho từng loại sản phẩm để so sánh hàng ngày.

Về pháp lý, trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm châu Âu, bất kỳ phụ gia cảm quan nào (hương, màu) đều cần nộp hồ sơ cho EFSA theo hướng dẫn 2008 và cập nhật 2012. Hồ sơ gồm thành phần hóa học, dữ liệu cảm quan mô tả, ngưỡng cảm nhận, an toàn sử dụng và nghiên cứu người tiêu dùng.

Hạn chế và nguồn sai lệch thường gặp

Dù được chuẩn hóa, đánh giá cảm quan vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố gây sai lệch nếu không kiểm soát tốt. Các nguồn phổ biến gồm:

• Hiệu ứng kỳ vọng: màu sắc mẫu, thương hiệu, vị trí mẫu trong dãy thử có thể định hướng cảm nhận.
• Thay đổi sinh học cá nhân: khác biệt về gen (như receptor vị đắng TAS2R38), tình trạng sức khỏe, trạng thái tâm lý.
• Sai số hệ thống: do người đánh giá không được đào tạo đúng cách, mẫu phục vụ không đồng đều nhiệt độ, thời gian, lượng mẫu.

Bên cạnh đó, việc sử dụng thiết bị thay thế con người như “mũi điện tử” hoặc “lưỡi điện tử” cần được hiểu là công cụ hỗ trợ, không thay thế. Các thiết bị này cần được hiệu chuẩn liên tục bằng dữ liệu cảm quan thật để đảm bảo tính đại diện.

Tài liệu tham khảo

1. ISO 5492:2008 – Sensory analysis — Vocabulary.
2. ISO 8586:2023 – Selection and training of sensory assessors.
3. ISO 8589:2007 – Design of test rooms for sensory analysis.
4. ISO 4120:2021 – Triangle test method.
5. ISO 13299:2016 – General guidance for establishing sensory profile.
6. ASTM E679-19 – Determination of Odor and Taste Thresholds.
7. IFST Guidelines – Ethical and professional practices.
8. EFSA, 2008 – Guidance for sensory additives dossier.
9. EFSA, 2012 – Update on sensory additive requirements.