留住記憶中那縷芬芳

世間有無(wú)數(shù)美妙的氣味令人迷醉。如何抓住那無(wú)形無(wú)影的氣味，將其長(zhǎng)久留存，這個(gè)問(wèn)題同樣迷人——

捕捉氣味

人類(lèi)天生就迷戀某些氣味，捕捉氣味的嘗試，從提取植物中的芳香物質(zhì)開(kāi)始。

不知你有否注意過(guò)，把菠蘿和一碗豬油一起放到冰箱里，沒(méi)過(guò)多久豬油便沾滿(mǎn)菠蘿的香味。追逐氣味的人們很早就發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，于是油脂成了人類(lèi)的第一位氣味捕手：把樹(shù)脂、樹(shù)膠、花瓣等原料放進(jìn)氣味清淡的油里，緩緩加熱，保持溫度在60℃～70℃，一段時(shí)間后冷卻并過(guò)濾掉殘?jiān)?，就得到飽含芳香物質(zhì)的油。

但挑剔的氣味追逐者們并不滿(mǎn)足。能不能連油都不要，分離出更純粹的芳香物質(zhì)？另一位優(yōu)秀的氣味捕手乙醇，也就是酒精，登場(chǎng)了。酒精具有強(qiáng)揮發(fā)性，吸取香味后可以揮發(fā)得干干凈凈，“深藏功與名”，只留下一片芬芳。這就是萃取法的原理。隨著有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，如今有更多揮發(fā)性溶劑可用于萃取法：石油醚、乙醚、戊烷、苯……酒精還能用來(lái)處理其他溶劑提取的芳香物質(zhì)，除去蠟等雜質(zhì)，進(jìn)一步提純。

不過(guò)酒精在古代也并不容易制取，人們需要更便捷的手段來(lái)捕捉氣味。10世紀(jì)左右，阿拉伯煉丹術(shù)士無(wú)意中發(fā)明了蒸餾法，其大致流程為：把植物原料加水煮沸或隔水蒸餾，使芳香物質(zhì)蒸發(fā)出來(lái)，與水蒸氣混合在一起;混合蒸汽通過(guò)冷凝器重新冷卻成液體，其中不溶于水的油狀芳香物質(zhì)叫精油，另一些水溶性芳香物質(zhì)與水的混合物稱(chēng)為純露，二者由于密度不同會(huì)自然分層，很容易就能分離開(kāi)來(lái)。

蒸餾法適用于95%以上的芳香植物，包括大家熟悉的玫瑰、薰衣草、迷迭香、茶樹(shù)、薄荷等，由于簡(jiǎn)單高效，至今還在大規(guī)模使用，也很適合DIY。

當(dāng)然，蒸餾法也并非萬(wàn)能，因?yàn)橛行┐嗳醯姆枷愠煞謺?huì)被高溫破壞，典型代表如清幽纖細(xì)的茉莉花香。為了抓住這些前人可望而不可即的氣味，法國(guó)人于18世紀(jì)開(kāi)發(fā)出麻煩和精致程度都登峰造極的吸香法。

吸香法返璞歸真，重新啟用油脂為捕手，區(qū)別在于將熱的油換成冷的脂肪：在玻璃板上涂一層經(jīng)過(guò)特別處理（以防變質(zhì)發(fā)臭）的動(dòng)物脂肪，然后鋪上新鮮花瓣;將一層層玻璃疊起來(lái)放在太陽(yáng)下曬，使花香被脂肪吸附;1～3天更換一次花瓣，并經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃;待脂肪層脹滿(mǎn)整塊玻璃，說(shuō)明吸附能力達(dá)到飽和，再用酒精萃取出芳香物質(zhì)。整個(gè)過(guò)程起碼要花三個(gè)月時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但能得到最高品質(zhì)的精油。

必須說(shuō)明的是，精油、純露并非單一物質(zhì)，而是多種芳香成分的混合物。比如玫瑰精油，構(gòu)成主體玫瑰香氣的就有香茅醇、香葉醇、苯乙醇、橙花醇及其酯類(lèi)等十多種物質(zhì)。

復(fù)制氣味

工業(yè)革命之后，科技水平終于進(jìn)步到能提煉出單一的芳香物質(zhì)。這是非常重要的一步，因?yàn)檫@樣就可以探索氣味物質(zhì)的結(jié)構(gòu)規(guī)律，再根據(jù)規(guī)律去人工合成氣味物質(zhì)，復(fù)制甚至創(chuàng)造氣味。

比如香蘭素，它是人類(lèi)最早獲得的單體香料之一，提取自香莢蘭的豆莢。天然香蘭素昂貴且供不應(yīng)求，于是在知道其分子結(jié)構(gòu)后，德國(guó)化學(xué)家于1874年人工合成了香蘭素。今天人造香蘭素已成為重要的食品添加劑，冰淇淋、蛋糕中經(jīng)典的“香草味”即來(lái)源于它。

追逐氣味之旅進(jìn)入了新階段。經(jīng)過(guò)上百年探索，人們發(fā)現(xiàn)，有氣味的有機(jī)化合物在分子結(jié)構(gòu)上的確存在許多有趣的規(guī)律。

比如：有氣味的有機(jī)化合物，分子量一般在29到300之間。其中原因跟碳原子個(gè)數(shù)相關(guān)。碳原子太少，則物質(zhì)沸點(diǎn)太低，揮發(fā)過(guò)快;反之又難以揮發(fā)，故二者均形不成氣味。

碳原子的個(gè)數(shù)還直接影響氣味的類(lèi)型。以脂肪族醇類(lèi)化合物為例，碳原子個(gè)數(shù)在1～3個(gè)時(shí)，化合物具有酒香;碳原子個(gè)數(shù)為6～9時(shí)，開(kāi)始有油脂氣味;碳原子數(shù)繼續(xù)增加，則出現(xiàn)花香味。

又如：分子結(jié)構(gòu)中存在某些原子或原子團(tuán)。

這些官能團(tuán)（決定有機(jī)化合物之化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團(tuán)）稱(chēng)為發(fā)香基團(tuán)。發(fā)香原子往往位于元素周期表第IV至第VII族（其中磷、砷、硫、銻、氟等為發(fā)惡臭基團(tuán)原子）;常見(jiàn)發(fā)香原子團(tuán)有羥基（-OH）、羧基（-COOH）、羰基（-C=O）、醛基（-CHO）、苯基（C6H5-）、硝基（-NO2）等。

當(dāng)分子量較小、官能團(tuán)在整個(gè)分子中占的比例較大時(shí)，氣味表現(xiàn)主要由官能團(tuán)決定。這意味著，含有同類(lèi)官能團(tuán)的化合物有相似的氣味。以低級(jí)酯類(lèi)（分子結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的酯，碳原子個(gè)數(shù)在6個(gè)以下）為例，它們都含有酯基（-COOR），香氣類(lèi)型也一樣，都是輕微的果實(shí)香。

再如：異構(gòu)現(xiàn)象對(duì)氣味有很大影響。有機(jī)化學(xué)中，有些化合物化學(xué)組成相同，但結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不相同，這種現(xiàn)象稱(chēng)為異構(gòu)現(xiàn)象。下面簡(jiǎn)介幾種異構(gòu)對(duì)氣味的影響。

位置異構(gòu)。指同一種官能團(tuán)處于不同位置而形成的異構(gòu)體。典型例子如β-苯乙醇和α-苯乙醇。在玫瑰精油中含量很高的β-苯乙醇，分子式為C8H10O，具有清甜的玫瑰香氣;但跟它分子式完全一樣、僅羥基（-OH）位置有異的α-苯乙醇，則呈現(xiàn)出不同的風(fēng)信子香氣。

碳鏈異構(gòu)。指化合物中碳原子骨架的排列順序、位置不同。一般來(lái)說(shuō)，有側(cè)鏈的異構(gòu)體比無(wú)側(cè)鏈的香味更強(qiáng)、更好聞。

順?lè)串悩?gòu)。各個(gè)基團(tuán)連接的次序相同，但空間排列方式不同。例如順式茉莉酸甲酯和反式茉莉酸甲酯。順式茉莉酸甲酯提取自茉莉花，具有清雅的茉莉花香，反式茉莉酸甲酯則有一股脂肪臭味。

隨著研究的深入，越來(lái)越多關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與氣味的規(guī)律被發(fā)現(xiàn)，并用于合成氣味物質(zhì)。如今人工合成的香料已達(dá)5000多種，其中包括鈴蘭醛、新鈴蘭醛、兔耳草醛等自然界中未曾發(fā)現(xiàn)的新物質(zhì)。

當(dāng)然，由于分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，加上氣味識(shí)別的主觀性，我們還不能在氣味與物質(zhì)結(jié)構(gòu)之間建立起系統(tǒng)性的關(guān)聯(lián)，更多奧秘，尚待探索。

氣味“拍攝”與“傳真”

追逐氣味的旅程永無(wú)止境。

曾經(jīng)，人們遺憾于眼前美景難以保存、無(wú)法分享，可如今數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)一鍵拍照一鍵共享不要太方便。同樣的，氣味快捷保存和實(shí)時(shí)傳輸也正在成為現(xiàn)實(shí)。

“瑪?shù)律彙笔怯?guó)人為“氣味攝像計(jì)劃”開(kāi)發(fā)的一臺(tái)原型機(jī)。該計(jì)劃使用頂尖的氣味捕捉和復(fù)制技術(shù)，可以像拍照一樣快速精準(zhǔn)地重現(xiàn)某種氣味。只要將氣味源放在玻璃罩下，啟動(dòng)空氣泵將罩內(nèi)空氣抽進(jìn)氣味捕捉器，捕捉器里的聚合樹(shù)脂便能將氣味分子的信息記錄下來(lái)，送交實(shí)驗(yàn)室復(fù)制出一模一樣的氣味。整個(gè)“拍攝”過(guò)程需要幾分鐘到一整天時(shí)間，具體由源氣味的濃度、強(qiáng)度而定。

氣味遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸，本質(zhì)上同樣是采集和還原氣味的過(guò)程，只是采集端為傳感器陣列。

以前栗子君為大家介紹過(guò)氣體傳感器的原理：傳感器的敏感元件可跟特定氣體發(fā)生反應(yīng)，使電阻值等改變，形成不同的電信號(hào)，再由中央處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。但普通的氣體傳感器只能處理單一一種氣體，而氣味往往包含多種成分，所以要將多個(gè)傳感器組合起來(lái)形成陣列，才能采集氣味信息。由于每個(gè)傳感器對(duì)每種氣體有不同的靈敏度，全部傳感器的信號(hào)合起來(lái)就有很多種排列組合的方式，對(duì)應(yīng)著不同的氣味，就像指紋一樣。氣味成分哪怕稍稍變化，其“指紋”也會(huì)相應(yīng)改變。

微型氣味傳感器陣列集成在手機(jī)芯片里，就能實(shí)時(shí)傳送采集到的“氣味指紋”數(shù)據(jù)。理論上，大腦可直接接收這些數(shù)據(jù)，從而感覺(jué)到相應(yīng)的氣味。不過(guò)目前的技術(shù)尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此還得借助一個(gè)預(yù)裝在手機(jī)上的氣味發(fā)生器。

氣味發(fā)生器類(lèi)似于打印機(jī)的墨盒，其中存儲(chǔ)有幾種“原始”氣味，好比色彩中的原色。將它們像調(diào)色一樣混合起來(lái)，就能得到成千上萬(wàn)種不同的氣味。

為了留住記憶中那縷芬芳，幾千年來(lái)人類(lèi)不斷追尋，今后還將繼續(xù)追尋下去。你會(huì)加入追尋者的隊(duì)伍嗎？要不，我們從嘗試提取精油開(kāi)始好了。

·動(dòng)手時(shí)間·

玫瑰精油DIY

第一種采用蒸餾法提取精油的花朵可能就是玫瑰，玫瑰精油香味優(yōu)雅、柔和、細(xì)膩、甜美，可用于護(hù)膚、美容、醫(yī)療、飲料和食品制造等。

DIY步驟：

1.取50g玫瑰花瓣，用清水洗凈、瀝干，放入圓底燒瓶中，加入200mL蒸餾水。（還可加入幾粒沸石或瓷片，防止液體過(guò)度沸騰。）

2.如圖安裝好蒸餾裝置。打開(kāi)水龍頭，讓水緩緩?fù)ㄟ^(guò)冷凝管，同時(shí)加熱燒瓶。觀察水蒸氣在溫度計(jì)水銀球部位凝成的液滴，控制蒸餾時(shí)間和速度，以每秒1～2滴為宜。

3.蒸餾完畢，錐形瓶中得到的乳濁液就是精油和純露的混合物。加入氯化鈉，使二者更好地分層，然后用分液漏斗將二者分開(kāi)。

4.分離的精油里還有少量水分，加入無(wú)水硫酸鈉來(lái)除水。

5.放置過(guò)夜后過(guò)濾掉固體硫酸鈉，就得到芬芳美好的玫瑰精油啦。