產生一種新型的氣味分子需要什麼條件？

世界各地的香味探索者正與化學家合作，回答一個看似簡單的問題：什麼能產生好聞的氣味？

伊基託斯是個很難到達的地方。這座城市位於秘魯亞馬孫熱帶雨林的深處，只能通過飛機或水路到達——沒有陸路通往那兒。但對於聖·皮夸特來說，偏遠正是其魅力所在。皮夸特是法國香水公司的氣味探索者，他去伊基託斯尋找新的製造香水的原料。當地一種植物的根，有著不同尋常的水果和皮革的混合氣味，皮夸特想將其帶入香水行業。

滿世界搜尋新的氣味，這是由香味工業的商機驅動的。香味工業規模巨大，全世界年銷售額達700億美元之多，不僅香水，還包括從肥皂、洗髮水到芳香蠟燭和空氣清新劑等所有產品。

但是，我們為什麼願意花這麼多錢買好聞的東西呢？

在主要的感官中，嗅覺是我們了解得最少的，這使得我們很難回答這個問題；但神經科學家、心理學家甚至人工智慧研究人員正揭開其神秘的面紗。

氣味的偏好是後天習得的

從對香水的喜愛到對腐臭的厭惡，我們所有對氣味的偏好都是後天習得的。

首先一個證據是，幼兒對氣味並沒有特別的偏好，他們會經常做一些讓成年人噁心的事情，比如試圖吃尿布上的便便。正是父母的教訓讓他們知道那是一種「不好」的氣味。

其二，不同的文化對什麼氣味令人愉快有不同的看法。譬如，美國人覺得冬青植物的氣味很好聞，部分原因是它是根汁汽水（一種添加了冬青植物的根汁製成的無酒精飲料）中的一種重要成分；而歐洲人聞到冬青恐怕要皺眉頭，因為這會令他們不快地想起鎮痛油——一種你四肢疼痛時會搽的東西。

此外，有研究表明，同一種氣味好聞或不好聞，往往取決於觸發了哪些聯想。例如，許多奶酪中含有與汗襪相同的氣味分子——異戊酸。當事先被告知是奶酪味時，每個人都喜歡；但被告知是臭襪子味時，就沒人喜歡了。氣味沒改變，但判斷改變了。顯然，這些判斷都是後天學來的。

我們如何感知氣味？

但是，後天習得不是事情的全部。嗅覺作為一種感覺自然有其客觀性。這就需要我們去了解嗅覺是如何工作的。

我們的鼻子裡有大約400種不同的氣味感受器。科學家們對於這些感受器如何識彆氣味分子仍存有爭議：大多數人認為，當氣味分子的形狀與某個感受器表面剛好互補（比如一個凸，另一個凹），分子就能被這種氣味感受器識別出來；但也有人相信，至少有些氣味感受器是通過感應氣味分子的振動來工作的。

不管實際情況如何，每個氣味感受器都能識別出一組不同的氣味分子，並且每個氣味分子只會觸發一個或幾個不同的氣味感受器。因此，識別一種氣味實際上就是激活一個或幾個氣味感受器，好比在鋼琴的一個或幾個琴鍵上彈奏出音符。

讓這幅畫面變複雜的是，因為每個人擁有的氣味感受器不同，所以每個人都在用自己獨特的「琴鍵」演奏。沒人能用同樣的方式聞東西，甚至個體間微小的遺傳差異都會影響我們的嗅覺。比如，一種氣味感受體叫OR6A2，擁有它的一個變種的人比其他人更喜歡香菜的氣味。

甚至氣味感受器都不是事情的全部。有研究表明，鼻腔粘液中含一種酶，能在氣味分子到達感受器之前改變它。目前還沒人知道這些酶對氣味感知影響有多大，但有跡象表明它們很重要。例如，有些人把一種特殊的氣味描述為來自木本植物，而另一些人則把它描述為覆盆子味。進一步的研究發現，這兩組人的氣味感受器沒有任何區別，但在第二組人中，木本植物的氣味分子被一種酶轉化為具有覆盆子氣味的分子了。

預測分子的氣味

這些個體差異並沒有阻止嗅覺科學家去解決一個大問題：我們事先能根據一個分子的結構，預測它聞起來會是什麼氣味的嗎？如果能，我們就能在實驗室製造出需要的氣味分子。

回答這個問題的第一個線索出現在10年前。以色列科學家諾姆·索貝爾和他的同事請185個人對90種匿名氣味的愉悅度進行評價，然後，對每種氣味分子所具有的超過1500項物理屬性進行調查統計，找出氣味的愉悅度取決於哪些屬性。

他們發現，一般來說，好聞的氣味往往來自大而結構鬆散的分子，而小而緊湊的分子則很難聞。因此，分子大小和緊密度是預測氣味愉悅度的一個很好的指標——雖然不是絕對的。從那時起，其他幾項研究或多或少也證實了這個結論。

為什麼大而鬆散的分子往往對應「好聞的氣味」，小而緊緻的分子則對應「難聞的氣味」呢？答案可能與我們以狩獵-採集為生的祖先如何評估食物的新鮮度有關。我們知道，細菌會吃掉食物中的大分子，把它們分解成更小的分子；所以，食物成分的分子越小，說明它的腐爛程度更甚。反之，亦然。這樣，我們漸漸進化出了憑嗅覺就能遠離腐爛、致病食物的本領。

人工智慧在預測氣味方面甚至能做得更好。2017年，人類舉行了一個國際性「嗅覺預測挑戰賽」，目的是看是否有辦法根據分子的物理屬性來預測其氣味。主辦方給參賽者提供了每種氣味分子的超過400項物理屬性的數據，要求參賽者根據這些氣味分子的物理屬性，設計出算法,對它們的愉悅度進行評級。一位美國科學家設計的算法最終獲勝，該算法在預測愉悅度方面的準確率達到50%——考慮到同一個人對同一分子在不同時刻評價也有所不同，這個準確率已經相當可觀。

讓氣味更豐富

但這些努力有一個很大的缺點：僅專注於單個分子。在實際中，沒有哪種情況下你只會遇到一種氣味分子。譬如，咖啡或麵包等烘焙的食物中，數百種化學物質賦予了它們豐富的香味，這是單一物質無法比擬的。所以，混合氣味更需要研究。

香水大師在自己的配方中創造出豐富的香水味時，有自己的一些訣竅。一種典型的香水通常都有幾十種成分，而且每種的劑量都必須適當，不讓單一的氣味佔主導。香水師還會配以揮發速率不等的各種成份，使香味隨著時間的推移產生微妙的變化，餘香繚繞，令人回味。

令人驚訝的是，香水中單個成分聞起來是否愉悅並不重要。香水中通常含有少量聽起來似乎不雅的成分，如聞起來有糞便味的糞臭素或麝香貓（一種來自亞洲和非洲的小型哺乳動物）的肛門分泌物。

香水的需求促使香水公司尋找新的氣味分子，以便添加到他們的配方中。這就是本文最開始提及的氣味探索者聖·皮夸特被法國香水公司派往伊基託斯的原因。不過，許多公司更願意讓化學家在實驗室合成某些關鍵的氣味物質。為氣味量身定製氣味分子，已不遠矣。誰知道我們將來會聞到什麼古怪的氣味呢。

香水實驗室的秘密

並非所有新的香味都需要到偏遠地區尋找。有些就在我們眼皮底下。比如香水有一種成分就來自普通的蘋果。此外，科學家還成功地從一種珍貴的野生蘑菇中提取了香味。

一旦化學家發現了一種感興趣的分子，他們就會對它做一些細微的改變，來觀察如何影響氣味。舉個例子：化學家提取了廣藿香油中的一種成分，用酶將其發酵，再添加上胡椒味，結果得到一種叫秋水仙木的成分，是目前最熱門的新型香水成分之一。

一種新型的氣味分子需要滿足什麼條件呢？首先，這種分子聞起來沒有異味；其次，不會干擾其他成分或被生物快速降解；最後，對人體安全。例如，許多從柑橘中提煉的香味分子就不適合用於製造芳香蠟燭，因為燃燒時它們會形成難聞的汽油味。