科技丨香极生臭：把粪便变成茉莉花香水，总共分几步？

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曾流传着这样一段令人难以置信的实验故事：课堂上，老师要求学生们跑去厕所里舀一烧杯大便，经过一番操作后，从大便中提取出具有强烈粪臭味的白色晶体。当他们用酒精稀释上千倍后，原本带屎味的晶体脱胎换骨成了茉莉花的香水。

尽管有人质疑它是否真实发生在课堂上，但从理论上来说是可以实现的。因为茉莉花香水里的主要成分吲哚，确实广泛存在于粪便中。引起这种神奇的变化正是吲哚的衍生物3-甲基吲哚。

吲哚以及其衍生物3-甲基吲哚看着一点都不眼熟，但它还有另外一个响当当的名字——粪臭素。顾名思义，我们闻起来的大便味就是由它引起的。

但神奇的是，当它被大量稀释后，它又会展现出另一番气味，一种类似茉莉的花香。事实上，吲哚以及其衍生物几乎都有这种令人产生双重嗅觉的魔力。也就是，它在极低浓度下具有愉悦人的花香，而在极高的浓度下却有熏死人的臭味。

3-甲基吲哚（粪臭素）

一方面，吲哚是茉莉花、柑桔、栀子、荷花、水仙、白兰等产生香味成分之一。而吲哚更是对茉莉花散发香气发挥着重要的作用。

就有研究表明，如果将完全去掉茉莉萃取液中的吲哚，那么它也不再有浓郁的香味了。而在香料工业中使用的天然茉莉油，就大约含有2.5%的吲哚。

像我们平常所喝的果茶基本都是以茉莉花茶为底的，可能就是为了增加果香。

自从人们发现茉莉花香味的秘密后，吲哚就成了香水行业最常用的定香剂。

此外，在食品行业中，吲哚及其衍生物都发挥着重要的作用。比如乳制品、果汁饮料、啤酒、葡萄酒、威士忌、香草冰淇淋、巧克力等食品中也都有它们的身影。

甚至在奶酪中还含有产生强烈刺激性气味的2-甲基吲哚。如果有人说自己吃过这些东西，嘴上有股似臭非臭的味道，你也就别以为他在开玩笑了。

让人很难否认和接受的是，吲哚确实是人类粪便臭味的主要成分。它能在细菌的作用下由色氨酸的降解而产生。一般情况，当吲哚浓度大于1%时，就有一种令人厌恶的粪便腐烂印象。

所以，如果你还认为鲜花再浓香几百倍也是香的，而大便再如何稀释也令人作呕，那么你就大错特错了。

不过，在茉莉花的香气成分中，吲哚含量高达5%-18%，却没有粪便的臭味。目前对此合理的解释是，任何花香都不是单一化合物呈现出来的。

它是众多挥发性化合物混合后，彼此促进和抑制的结果。相比于花朵，粪便中的确含有更多的吲哚。

但是请各位放心，我们用在香水、食品、医药等行业的吲哚是不会从粪便中提取。因为吲哚也存在于煤焦油之中，香水中的吲哚主要是从石油中提取。

吲哚的合成

看到这里，你不免会好奇，为什么同一物质竟会给人香臭两重天的嗅觉感受呢？

从一定程度上说，香和臭本来就没有明确的界限，每个人都可以有不同的感受。

就像很多人认为榴莲是臭的，但榴莲却富含复合果香。只是因为太过浓烈，才导致其有臭味。而很多含硫的风味物质提纯后都是臭的，但是多种复合后就是浓郁的奶香味了。

至于为什么我们会有这些奇特的感受，也许得从平常最容易忽视的嗅觉找寻答案。

相信对大多数人而言，如果非要放弃一种感官，可能都会选择嗅觉。因为嗅觉似乎对我们并没那么重要，再加上我们对于来自外部气味的感知都是不自知的。相比于其他器官，嗅觉看上去用处没那么大。实际上，嗅觉是最古老，在大自然中存活最重要的部分。

古代用来描绘嗅觉的弗拉芒语挂毯

不光是人类，几乎所有的生物都得感觉和识别所在环境中的化学物质。要想鉴别出安全的处境、适当的食物，嗅觉可以说是一项很重要的生存能力。

如果失去嗅觉的话，我们会无法察觉出危险的信号。比如我们会闻不到起火的烟味，从而意识不到即将到来的危险。

假如你现在鼻子失灵，还可能会出现幻嗅的现象。也就是对实际的气味产生倒错的扭曲感。比如有人给你闻一朵花，你却闻到了死鱼的味道，想想也是可怕。

从某种意义上说，我们现在的嗅觉偏好很可能是祖先们抛洒血泪留下的宝贵财富。想象一下，人类发展最初的时候恐怕很难光凭样子分辨食物的好坏。

相对而言，恶臭、酸腐味等等被我们用重口味来形容，基本都伴有高浓度。当我们的祖先吃下一些伴随着高浓度气味的变质食物时，就会引起身体的不适。这样的事实就会在他们的大脑中逐渐形成痛苦记忆。

久而久之，当他们就对这些散发高浓度气味的物质保持警惕，甚至是拒绝和反感。这也是为什么一种难闻的气味会让人对某种食物避之唯恐不及。

相应地，具有低浓度、小清新的气味，比如伴随着清香的水果，蜂蜜等，则会使我们靠近它。像那沁人心脾的淡淡花香会唤起我们过去美好的回忆。

平常生活中女生出门爱喷香水也不只是为了臭美，而是让自己心情愉悦。

恐怕连你自己都不敢相信，你本身的嗅觉能识别并记住10000多种气味。比如你儿时闻过的丁香花味，会在你成年后识别出，并回忆出当时的感觉。

一直以来，科学家们一直不清楚人具有这种能力的机制是什么？等到2004年诺奖获得者阿克塞尔和巴克的开创性工作才为我们揭开了嗅觉的神秘面纱。

因发现嗅觉奥秘的诺奖获得者阿克塞尔和巴克人的嗅觉系统主要由嗅上皮、嗅球和嗅皮层这三部分组成。

当空气中的某些化学物质，经过呼吸，进入嗅觉系统时，嗅上皮部分的黏液会将其吸收。

之后将它们扩散到嗅细胞的纤毛，与纤毛表面膜上的特异受体结合。厉害的是，人类基因组中大约有百分之三的基因是用于编码不同的气味受体。

当一个气味受体被一个气味分子激活时，会同时激活它所联结的G蛋白质。G蛋白质再刺激细胞内的二级信号环单磷酸腺甘(cAMP)。

之后这一信号使分子激活离子通道，让它开或者关，最终将有关气味的信息传递到大脑。简单地说，气味受体是一个属于G蛋白质复合受体的大家族。

所有的气味受体都是相关的蛋白质，但在特定细节上有所差异。所以，不同的气味受体被不同的气味分子所激活。

绝大多数气味都是由多种气味分子组成，每一种气味分子可激活几个嗅觉受体。这就导致了对应于某种“气味模式”的特定组合编码形成。

正是这些独特的编码，会让有的人爱闻各种臭袜子，让有的人连自己穿的袜子都嫌弃万分。研究者将它们生动地比喻成拼缝被子或是马赛克上多种相拼的颜色。

对于吲哚含量高的茉莉花也不排除我们早就有形成了特定的“模式”，以至于闻不到其臭味的可能性。

诚然，绝大多数气味是很难用语言来描述的。

与三原色类似地，学界确定了七种基本的气味。它们分别是薄荷味、花香、乙醚味、麝香味、树脂味、臭味和酸味。

人类的独特之处在于，每个人对气味的敏感程度都是不同的。而嗅敏度被用来形容人类对不同气味物质的嗅觉阈值不同。

如果空气中丁硫醇的浓度能够达到每毫升107个分子，就已经能够刺激人体产生嗅觉了。这相当于每次吸气时仅需要8个分子达到鼻腔即可。

而粪臭素为4×10-10mg/L；人工麝香为5×10-9~5×l0-6mg/L；乙醚为6mg/L。

可就算是同一个人，它的嗅敏度的变动范围也很大。比如像感冒、鼻炎等疾病可明显影响人的嗅敏度。

还好，嗅觉最大的特点就是具有很强的适应性。当某种气味突然出现时，可引起明显的嗅觉。如果这种气味的物质持续时间长了，感觉就很快减弱，甚至消失。

所谓“入芝兰之室，久而不闻其香，入鲍鱼之肆，久而不闻其臭”就是嗅觉适应的形象刻画。这一点，也就能解释为什么有些人香水喷多了会使周围的人掩鼻避之。

当你习惯于喷香水时，你的感官就会将它屏蔽掉，诱使你喷更多的香水。但当香水的浓度高时就可能会露出它原来的“本性”，引起别人的不适。

从这一大特点，也不难看出嗅觉更像是形成于大脑的一种知觉。似乎香和臭都不是物质本来的属性，只是我们人类为了趋利避害而形成的一种机制。

如今我们都知道不能抛开剂量谈毒性，那这些气味分子也一样，不同的浓度也会产生不同的利弊。

比如对那些爱嗜臭的苍蝇而言，它们只是恰好跟人类相反，吲哚不浓就不爱了。

不过，这倒也蛮契合我们平日里常提的过犹不及的千年古训。

参考资料 ：

Olfaction.Wikipedia.on 27 December 2018, at 09:16 (UTC).

Nasal hallucinations can make your life Hell Esther Inglis-Arkell 7/30/12 Filed to: BIOLOGY

Keller A, Vosshall LB (April 2004). 'A psychophysical test of the vibration theory of olfaction'. Nature Neuroscience. 7 (4): 337–8. doi:10.1038/nn1215. PMID 15034588. See also the editorial on p. 315.

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