气味中的化学

谈及气味，有浓郁的白酒香型，有各种沁人心脾的花茶香，有令人垂涎欲滴的饭香，也会有垃圾堆中的异味和化工厂附近的刺鼻味道。归根到底，都是其中复杂的化学物质作用于嗅觉细胞，从而在大脑中产生感觉的结果。

回归本质，所谓的“气味分子”就是酸，酯，醇，芳香类化合物及少量的烃类物质的混合物，除此之外的恶臭气体如氨、硫化氢等挥发性无机气体和许多化学成分极为复杂的挥发性恶臭有机物（MVOC）也在发挥功效。

嗅觉是一种远程感觉，会与味觉这一近感互相作用。人体的基因中3%有约1000个不同的受体基因家族，每一种嗅觉受体细胞只拥有一种类型的气味受体，每一种受体能探测到有限数量的气味物质，但通过不同组合能形成数以万计的气味感觉。

有趣的是，啮齿动物的听觉和嗅觉是联系在一起的，构成了一个新的感觉叫做smound (smell + sound)，这种奇特的感觉可以帮助它们发现天敌。

气味还能帮助我们唤醒记忆，在某个雨后的黄昏，闻着泥土的清新，脑海里忽然浮现出那遥远的曾经。关于上述的这种现象，我们称之为“普鲁斯特效应”：气味具有独特的能力，可以解锁以前已经遗忘但却生动、饱含情感的回忆，其背后原因在于感觉统合（sensory integration），这被称为气味诱发自传式记忆（odor-evoked autobiographical memory）。相关研究表明由气味诱发的自传式记忆似乎源于童年，而且气味和图像之间的第一次关联比第二次关联的回想效果要更好。由此看来气味诱发的似乎的确是“遗忘已久”的记忆。

气味与记忆联系的背后机制，其关键涉及到大脑中一个叫做海马体的区域。海马体是位于大脑丘脑和内侧颞叶之间，属于边缘系统的双边结构。2009年的一项研究表明，左侧海马体在第一次嗅觉关联中起到的作用是独一无二的，但在第二次关联中就并非如此了。这正符合幼儿快速分辨哪些食物是可食用的这一事实。

除了海马体以外，杏仁体也对普鲁斯特效应起着重要的辅助作用。在布朗大学团队的实验之前，人们已经知道，杏仁体对恐惧的产生起着关键的作用。现在通过对气味的实验表明，杏仁体对于处理积极情绪，特别是奖励，至关重要。杏仁体这个区域是情感中枢，在气味诱发记忆的过程中，这个区域的激活有助于进一步巩固人的情绪。而海马体和杏仁体为代表的嗅觉系统神经网络通过塑造神经链接记录下我们幼时情绪激动的瞬间。

实际上“气味分子”的产生过程是很有趣的。举个例子，我们常在受伤流血后闻到血液中的“金属味道”，这其实不是所谓血液中亚铁离子的味道，而是血液中的反-4,5-环氧-(E)-2-癸烯醛（trans-4,5-epoxy-(E)-2-decenal），这种物质普遍存在于哺乳动物的血液中，E2D 作为血液气味的关键成分，对不同物种也有不同的刺激作用。捕食者会对E2D的气味而兴奋，而猎物则会对其产生厌恶和回避。

反-4,5-环氧-(E)-2-癸烯醛（trans-4,5-epoxy-(E)-2-decenal）

再比如，铁质栏杆上的铁锈味，并不是来自其本身，而是皮肤与铁金属接触后，皮肤产生的脂质过氧化物会与 Fe²⁺ 发生反应，生成具有强烈的蘑菇样气味的“1-辛烯-3-酮” ，这就是造成典型“金属气味”的主要化合物。

而平常人们做饭中常见的大蒜味和鲜味，其背后的化学分子也很有趣。实际上，真正的大蒜味是在大蒜进入你胃时才开始的，经过胃液进一步分解大蒜，释放硫化物和其他维生素和矿物质。其中就包括一种小分子烯丙基甲基硫化物(AMS)烯丙基甲基硫醚，它可以穿过你的胃壁进入你的血液。并在你呼吸时排出体外产生蒜味。实在介意蒜味但又想享受蒜香的朋友，也有个治本的方法——吃熟蒜，从一开始就把蒜氨酸酶消灭。

而鲜味大多由嗅觉与味觉的相互影响而成，多数哺乳动物会被很多左旋氨基酸的味道强烈吸引，但人类只能尝出谷氨酸单钠（Monosodium glutamate，MSG，也即是味精）和天冬氨酸的特殊味道。

这种味道就是氨基酸味，人类称之为鲜味，其由特定的G 蛋白偶联受体所产生。

自然界中许许多多的气味，如海风中的“海洋气息”，下雨天后的“土腥气”，旧书中的“书香气”，都有对应的“气味分子”。若感兴趣，大家可以继续学习和探索气味中的化学。