对气味和嗅觉的科学认识

文摘   科学   2024-06-21 08:38   陕西  

1.气味、嗅觉的定义和科学理论[1]

气味是由挥发性气体分子刺激鼻粘膜中的嗅细胞而产生的电冲动,再由神经纤维传到嗅觉中枢形成嗅觉。其中将令人愉快的嗅觉称为香味,令人厌恶的嗅觉称为臭味。但香味和臭味之间没有严格的界限,同一种挥发物质,其气味浓度的不同对嗅觉的刺激也不同,甚至产生相反的结果。

嗅感物质的嗅感强度可用阈值表示。判断一种香物质在食品香气中起作用的数值称为香气值FU),FU香物质在食品中浓度与其阈值之。如某物质组FU小于1.0,说明该物质没有引起人们的嗅感,FU值大1.0,说明它是该体系的特征嗅感物质。

鼻腔中的嗅觉感受器主要由嗅觉细胞组成嗅觉细胞和其周围的辅助组织合起来形成嗅觉神经。目前所知的应该有四千万以上个嗅觉神经元。气体分子经鼻通道到达嗅区后,鼻黏膜的可溶性气味结合蛋白与之黏合以增加气味分子溶解度并将气味分子运输至接近嗅觉细胞,使嗅觉细胞周围的气味分子浓度比外围空气中的浓度提高数千倍,从而刺激嗅觉细胞产生神经冲动,经神经多传导,最后到达位于大脑形区域的主要嗅觉皮层而形成嗅觉。
目前关于嗅觉形成的理论有多种,主要有三种科学解释,一种是立体化学学说,一种是膜刺激理论还有一种是动理论。立体化学理论Amoore提出,是一种经典的嗅觉理论。美国科学家Richard AxelLinda B.Buck从分子水平和基因水平阐述了嗅觉机制为此获得了2004年度诺贝尔生理学医学奖。

我需要强调的是,所有的关于嗅觉生理基础的科学学说,还都是一种理论解释,没有一种学说完全地、绝对解释清楚了嗅觉的生理基础对于嗅觉人类所不知道的可能远远知道的。

2.人类能感知到的气味的数量

气味和嗅觉是一种天然的存在,但是人们能感知到多少种气味的认识,却是不断发展变化1920的研究显示,人类可以闻到约1万种不同的气味但到了2020年代,研究文献则指出,人类能够感到的气味达到100万种。我穷极自己所能记起的关于味描述的词汇,加起来连1000种都到不了,对1万种到100万种的气味是什么,真是一无所知,但是既然有研究能揭示它想必还是有些依据的。至少对我们生活在日常常识世界里的人来讲1万种气味已经有所未知了,100万种基本上更是一无所知。

3.人类能感知到的气味都是多种气味复合的[2]

从嗅觉原理来看,人类能感到气味都不是某一种单一的气体分子带来的即便是在气味研究中的所谓单体香”(某种已经知其具体结构的化合物分子),人能感知到这种气味的时候,也是它和空气中其他成分复合之后感知的。当分析草莓的时候,发现没一个香气分子是有草莓味”。草莓混合了果香味的类,椰香味内酯类和焦糖青绿和乳酪调,这些混合起来才形成我们所感知的草莓味。

气味的感知必须经过空气,气体分子在空气中运动时,就可能发生物理化学的变化而跟嗅觉细胞结合,它要通过和蛋白及酶的结合,才能被嗅觉神经所感知这也要发生化学反应。等到传导到大脑嗅觉皮层的已经是多种香气复合后的香气了。在日常生活中,我们能感受到的白酒和菜肴的香气其实都是多种气味物质的气体分子混合后的复合气味,复合的气味中有气味的感知阈值低或者浓度大,就成了主体的气味其他的气味起附属衬托主体气味的作用,也不可或缺。任何单体的气体分子,如果超过四种混合在一起,它就会产生新的嗅觉认知,专业上把它称之为合成处理,就是人的神经系统对多种气味的合成处理。神经生理表明嗅觉细胞对这种混合物的反应,不是其中种单体香的反应。
由于我们能感知到的气味,都是多种化合物气体分子的混合后的产物,所以用某一种化合物来代表某种酒或者菜肴香气特征是不够准确的。这也是现在白酒国家香型标准在最新的修订版取消了主体呈香呈味物质描述的重要科学原因。

同样的道理,目前正在风靡的分子料理学”,所崇尚的酒搭配的所谓关键香气分子”,也仅仅是有参考意义。关键香气分子并不一定能够完全准确反映出香气混合后的实际状态。和关于白酒香味描述中的色谱骨架成分并不能反映出白酒原酒本身完整的气味特征一样。

4.气味是不断变化的

物质散发出来的气味,其实是在不断变化的因为这些挥发性强的气体分子和空气结合之后,就会发生物理和化学的反应可能就会变成另一种物质,所以气味变化的。在我们感知它的过程中,也会发生化学变化,最直接的感受就是有些新鲜的蔬菜和鱼类稍微放一,就发生变化,那是因为其中有些挥发成分氧化之后变化成为另一种成分,气味就变了。

完整的蔬菜几乎没什么味道,但如果你切了黄瓜后,不饱和脂肪酸因为细胞膜被破坏接触到了氧气促进酵素氧化作用,才产生出来有明显黄瓜味的醛类壬二烯醛和壬烯醛。

我们都知道,现在喝葡萄酒,都要先开瓶放在醒酒器里一下,有个醒酒的过程,有些酒醒的时间还长长达数个小时。醒酒的一个重要作用是因为现在的葡萄酒里都有二氧化硫,它作为一种防腐的添加剂添加在酒里,醒酒过程就是让二氧化硫挥发一段时间味就了,酒本身的香味才能出来。喝白酒,也有讲究醒酒的,其实原理也差不多,是先让有一些不愉快的气味挥发一下,也让酒体里多种气味分子在空气中再重新组合,形成更协调的香气。

由于气味是不断变化的,所以才出现了各种各样的品鉴活动。所谓品鉴重要基 础就是感受气味变化带来的美感和享受。

5.气味对味觉感觉的影响

在科学研究中,把人体的感觉器官分为嗅觉味觉感觉三个方面来研究,但事实上嗅觉、味觉、感觉是一个整体的生理机构作用是相互密切的联系在一起的。现在的研究发现,气味的作用远远超过我们以前的认识,人类能感受到的滋味,只有1/5是通过味蕾及味觉所感受到的,而其他80%则是通过鼻子及嗅觉所感受到的。如果没有了嗅觉器官,单靠味觉我们就根本无法享受美食。风味搭配科学[3]的作者詹姆斯·布里西翁和布露克·帕克斯特指出自己可以做一个小实验,在喝咖啡的时候,把鼻子捏住,然后看看那一口带苦味温温的水,还能感受到咖啡给你的享受吗?当然不能,那会感觉索然无味的。

类似的实验我倒是经历过一个,不用捏鼻子,在2022年底,我受新冠病毒的影响。“阳了”,嗅觉完全丧失了,但味觉基本上是完好的。在没有嗅觉的情况下,喝白酒是能感受到辣、、甜,但是没有了香气没有了香气,感觉索然无味完全丧失了喝酒的激情。以我自己亲身感受,同意詹姆斯·布里西翁他们的说法。

6.专业香培训能起的作用是什么?

人体嗅觉感知能力是有个体差异的,有些人的嗅觉细胞多一些,有些人少一些,味觉也一样。但是就感知食物和饮料的主体气味来讲,这种差异带来的影响并不大。也就是说,每个人一般情况下能感知到的香气,即便达不到专家们说的100万种起码日常生活中所能遇到的差异都能感受到的。

种种关于闻香职业的专业培训,那起的作用是什么呢?这些闻香职业包括香水调配师、闻香白酒方面的品酒师,还有餐饮方面的美食家他们都是经过专业培训的。

我自己也接受过这方面的专业培训,而且现在还在不断的在训练实践。就我自己的体验,专业培训并不能改变人的嗅觉天赋,它能做的不是让你感受气味的能力提高,而是能让你感受到的气味用语言描述出并且记录下来然后和其他的你记录下来的气味进行比较。简单说,专业培训培训的只是你表达描述气味的能力。我们日常用于描述气味的术语,不超过几个,经过培训后的专家则可以娴熟使用术语超过上百个,甚至达到数千个。

很多我们感受到的气味是找不到对应语言来描述的,而经过培训的专家,则可以他是能找到对应语言描述,或者创造出新的术语,而且把各种描述出的气味进行组合再来理解们之间的匹配是否协调,是否有冲突。在此基础上,他可以设计更好的香水,也可以选择合适的下菜肴。

7.气味是餐酒搭配的第一道桥梁

白酒的香气和菜肴的香气是在空中相遇的,当我们还没有喝酒的时候,先闻到了酒的香气没有吃菜的时候也闻到了的香气当菜肴和酒放在一起的时候,我们能闻到的是菜肴的香气和酒的香气在空中混合后的气味这种气味是否协调是否带来愉快的舒适的感受这是餐酒搭配的第一个关键的因素。也就是说还没喝没吃,我们嗅觉上判断了这种酒和这些菜是否般配协调。

参考文献

[1]汪东风、徐莹,《食品化学》第三版,化学工业出版社,P242

[2]彼德·库奎特,《食物风味搭配科学》P16

[3]詹姆斯·布里西翁和布露克·帕克褐斯特,《风味搭配科学》,P4



 点击进入李寻的酒吧商城购买



非同寻常选酒师
中国选酒师,只选好酒! 此公众号由李寻团队创建。李寻,独立学者,对哲学、历史、石油天然气地质学、酿酒科学均有精深的研究,国家二级品酒师,走访过数百家酒厂,著有《酒的中国地理》、《中国白酒通解》,以“说真话,喝真酒”为宗旨!
 最新文章