有趣的气味化学

有趣的气味化学

近年来，科学家研制出一种“石英晶体微量天平”，它可以称出气味的重量。难道气味也有重量？气味的重量怎么个称法呢？气味也是物质，物质就有重量。气味物质也是由分子构成的。但是，要直接称出单个分子的重量是不可能的。科学家们想出的办法，是用一种能溶解、吸收气味分子的物质，从这种物质吸收气味分子前后的重量变化，来测出气味的重量。这种物质就是生物细胞膜上的油质。是用人工合成的方法得到的。先把这种物质涂在天平上，当气味分子被吸收后，天平即可显示出重量的变化。这种天平不是一般的天平，它能称量到十亿分之一克。这项新的技术成果，为气味化学的研究，提供了重要的手段。

气味化学要研究的，就是包括人体在内的生物体对外界的化学感觉。所谓化学感觉，就是指通过鼻子的嗅觉闻到的气味，和通过舌头的味觉尝到的味道。生物体对外界的感觉，还有视觉、听觉和触觉，这三种感觉属于物理感觉。

气味化学认为，人通过嗅觉闻到气味，就是当气味分子接触到鼻孔内的嗅觉细胞时，嗅觉细胞会立即发现电信号，并通过神经传入大脑。这就形成了气味的感觉。气味分子在嗅觉细胞膜上接触、溶解的愈多，那么，气味的感觉也就是愈强烈。据专家计算，8个气味分子就能够驱使人的嗅觉细胞发出信号，40个分子就可以使人辨别出气味了。

大家知道，在动物中狗的嗅觉特别灵敏，能辨别一百多种气味。警察在侦察破案时，都非常注意作案者留下的脚印。这不仅要通过脚印，掌握作案者鞋子的特征和尺寸，而且要让警犬嗅到脚印的气味后，进行追踪。人走远了而脚印又不是人穿过的东西，能有什么特别的气味呢？事实是人身上的一些臭气，是可以通过脚的汗腺，向外排泄的。由脚排泄的臭气，又通过鞋底留在脚印中。据估算，至少会有2000亿个气味分子留在脚印里，这对嗅觉灵敏的狗来说，气味的感觉是显著的。在追踪过程中，即便是作案者更换了鞋子，也无法逃脱。因为这气味是从他身上通过脚排泄出来的。人体排出的气味，就如同指纹一样，是因人而异的。人的年龄不同，体内代谢状况不同，生理机能的差异，不同的身体疾患等多方面因素的影响，就会使每个人排放的气味也有所不同。

对于气味的感受能力及灵敏度，人与人之间也是有差异的。有趣的是，有些气味的感受，还跟人的性别、婚姻状况有关。已婚女性能闻到的某种气味，男性或示婚女性却闻不出来。还有的人是嗅盲，没有辨别气味的能力。

气味的种类很多。仅就产生香味的物质来说，已不下数百种。这类能产生香味的特质叫香料。如被誉为“香料之王”的麝香型香料，香气幽雅，经久不散，常用于化妆品。还有茉莉酮香料、薄荷油香料、灵猫香料、龙延香料等，都是重要的香料。

化妆品的香味，一般都是添加某种香料而产生的。香气各异，但都让人有一种愉快的感觉。食品的香味，除有些需要添加香料外，许多食品本身的生物体内，就含有产生香味的物质。如水果的香味、某些蔬菜的香味等。另外，有些食品在加工过程中，会产生香味物质而形成香味。如酒的香味、烧烤肉食的香味、面包的香味、巧克力的香味等。

植物性食品，如水果的香味，是水果中含有的酯类、醛类及醇类等物质产生的，而且水果的香味物质，随果实的日益成熟而增加。自然成熟的果实中含量，要高于人工催熟的果实。茶叶的香味，是由茶叶中数十种芳香物质产生的，鲜茶叶中香味物质的含量，跟茶树品种、采茶季节、茶树位置及加工方法等有关。绿茶中含有多种高沸点的芳香物质，在加工过程中，还会发生一系列化学反应，并有新的芳香物质生成。绿茶中的紫罗兰香味，就是加工过程中产生的。红茶中的香味物质比绿茶多，大约有300多种，所产生的香味比较复杂，有茉莉花香、玫瑰花香、冬青油香等等。

动物性食品，在加工烤制过程中，由于碳水化合物的分解，会产生一些香味物质。烧牛肉时，产生的香味物质有360多种。猪肉加热后，有280多种香味物质。芝麻油的香味物质也有近40种。

气味物质所产生的气味各不相同，这是由气味物质的分子结构所决定的。分子中都含有产生气味的原子集团（原子团）。所含气味集团不同，就会产生不同的气味。气味还跟分子的构型有关。例如，具有麝香气味的分子，都具有圆盘型的分子结构；具有樟脑气味的分子，一般是球形结构；花香气味的分子则是风筝形。

味道跟气味不同。以上谈的气味，是通过鼻孔中的嗅细胞而产生的。味道则是通过口中舌头的味细胞所产生的。

人的舌头表面长有许多突起物，叫乳头。舌面上约有50万个香蕉形的味细胞，第40～60个味细胞算作一组形成味蕾。当物质溶解于唾液之中，并流入味蕾的孔穴时，跟味细胞接触而产生味觉。

味觉的产生，从跟味细胞接触，到感觉到味道，只需要1.5～4.0毫秒（1秒＝1000毫秒），这比视觉（13～45毫秒）要快10倍左右。味觉中，咸味感觉最快，苦味感觉最慢。但从敏感性来看，苦味的敏感性比咸味要强许多。这就是说，如果味道物质的含量较少，苦味的会有感觉、咸味的可能还感觉不出来。

舌头的不同部位，对味道的感觉能力也不一样。一般是舌根对苦味敏感，舌尖对甜味敏感，舌前边缘部分对咸味敏感，舌后边缘部分对酸味敏感。酸、甜、苦、咸是四个基本味道，其他还有辣味、鲜味、涩味等。

实验证明，味道的感觉跟温度有一定的关系。最易产生味道感觉的温度是10～40°C，而以30°C左右最为敏感。10°C以下或40°C以上，味道的感觉就变得迟缓。另外，味道物质是在口中溶于唾液后，流入味蕾与味细胞接触的，因此，味道物质必须是能溶于水的。易溶解的物质如蔗糖，味道感觉就产生得快。溶解性差的物质，味道感觉就来得慢。难溶于水的物质，则不会产生味道感觉。

十分有趣的是，不同味道有时还会协同作用。在糖水里加极少量（相当于糖的百分之一左右）的食盐的话，不但没有把甜味冲淡，反而变得更甜了。

在气味化学的研究领域中，如同其他科学领域一样，还有许许多多的问题，有待于进一步地探索、解决。科学总是在不断探索中前进的。旧的问题解决了，新的问题又摆到了人们面前，永无止境。但是，有一点是不可否认的，随着科学技术的迅速发展，人类的生活也在迅速改变。在历史上繁荣的唐明皇时代，有谁能想到，今天人们会坐在家里看电视、坐上飞机上天呢？多少年来，钢铁被为“最坚强”的代名词，可今天人们已经制出比钢铁强度大几倍的塑料。过去，谁会料到心脏、血管还能用塑料制品来替代呢？而今天已经成为现实。难怪有人惊叹地说：塑料在征服世界！

（张学铭）