化学家有鼻子
在下面的文章中，我们将通过化学家的眼睛来审视气味问题——毕竟，他的鼻子每天在实验室里都会派上用场。
1. 人类鼻子的神经支配 - 鼻腔上方增厚的是嗅球（作者：Wikimedia/Opt1cs）。
我们可以分享感受 物理 （视觉、听觉、触觉）及其主要 化学即味道和气味。 对于前者，已经创造了人工类似物（光敏元件、麦克风、触摸传感器），但后者尚未屈服于科学家的“玻璃和眼睛”。 它们是数十亿年前创造的，当时第一批细胞开始接收来自环境的化学信号。
气味最终与味觉分离，尽管并非所有生物都发生这种情况。 动植物不断地嗅探周围的环境，通过这种方式获得的信息比乍看起来要重要得多。 也适用于视觉和听觉学习者，包括人类。
嗅觉秘密
当你吸气时，气流冲进鼻子，然后在继续前进之前，进入一个特殊的组织——几厘米大小的嗅觉上皮。2. 这是捕捉气味刺激的神经细胞的末端。 从受体接收到的信号传播到大脑中的嗅球，然后从那里到达大脑的其他部分 (1)。 指尖包含每个物种特有的气味模式。 一个人可以认出大约 10 个，而香水行业训练有素的专业人员可以认出更多。
气味会引起身体反应，包括有意识的（例如，你被难闻的气味吓了一跳）和潜意识的反应。 营销人员使用香水协会的目录。 他们的想法是在新年前期间用圣诞树和姜饼的香味来调味商店的空气，这会引起每个人的积极情绪，并增加购买礼物的欲望。 同样，食物区新鲜面包的香味会让你的口水滴到嘴里，你会往篮子里放更多。
2、樟脑常用于温热药膏。 三种不同结构的化合物都有各自的气味。
但是是什么导致给定物质引起这种而不是另一种嗅觉？
对于嗅觉味觉，已经确定了五种基本味觉：咸味、甜味、苦味、酸味、oun（肉味）和舌头上相同数量的感受器类型。 就气味而言，甚至不知道存在多少种基本香气，或者它们是否存在。 分子的结构当然决定了气味，但为什么具有相似结构的化合物闻起来完全不同 (2)，而且完全不同 - 相同 (3)？
3. 左边的化合物闻起来像麝香（香水成分），而右边的——结构几乎相同——没有气味。
为什么大多数酯类气味宜人，而硫化合物却令人不快（这一事实或许可以解释）？ 有些人对某些气味完全不敏感，据统计，女性的鼻子比男性更敏感。 这表明遗传条件，即受体中存在特定的蛋白质。
无论如何，问题多于答案，并且已经开发了几种理论来解释香水的奥秘。
钥匙和锁
第一个是基于经过验证的酶促机制，当试剂分子进入酶分子的空腔（活性位点）时，就像一把锁的钥匙。 因此，它们之所以有气味，是因为它们的分子形状与受体表面的空腔相对应，并且某些原子组与其部分结合（与酶结合试剂的方式相同）。
简而言之，这是英国生物化学家提出的一种气味理论。 约翰·E·阿穆里亚. 他挑出了七种主要香气：樟脑麝香、花香、薄荷、空灵、辛辣和腐臭（其余是它们的组合）。 具有相似气味的化合物分子也具有相似的结构，例如，具有类似樟脑气味的球形分子，具有难闻气味的化合物包括硫。
结构理论已经成功了——例如，它解释了为什么我们会在一段时间后停止嗅觉。 这是由于携带给定气味的分子阻断了所有受体（就像酶被过量底物占据的情况一样）。 然而，这一理论并不总是能够在化合物的化学结构与其气味之间建立联系。 在获得该物质之前，她无法以足够的概率预测该物质的气味。 她也未能解释氨和硫化氢等小分子的强烈气味。 阿穆尔和他的继任者所做的修正（包括增加基础风味的数量）并没有消除结构理论的所有缺点。
振动分子
分子中的原子不断振动、拉伸和弯曲它们之间的键，即使在绝对零温度下运动也不会停止。 分子吸收振动能量，振动能量主要位于辐射的红外范围内。 这一事实被用于红外光谱，这是确定分子结构的主要方法之一——没有两种不同的化合物具有相同的红外光谱（所谓的光学异构体除外）。
创作者 气味的振动理论（J. M. Dyson, R. H. Wright） 发现振动频率和感知气味之间的联系。 共振引起的振动会引起嗅觉上皮中受体分子的振动，从而改变它们的结构并向大脑发送神经冲动。 假设有大约二十种受体，因此基本香气的数量相同。
在 70 年代，两种理论（振动理论和结构理论）的支持者之间展开了激烈的竞争。
振动学家解释了小分子气味的问题，因为它们的光谱类似于具有相似气味的大分子的光谱片段。 然而，他们无法解释为什么某些具有相同光谱的光学异构体具有完全不同的气味 (4)。
4、香芹酮光学异构体：S级有孜然味，R级有薄荷味。
结构学家可以毫不费力地解释这一事实——受体就像酶一样，甚至可以识别分子之间如此细微的差异。 振动理论也无法预测气味的强度，丘比特理论的追随者用气味载体与受体结合的强度来解释这一点。
他试图挽救局面 L.都灵这表明嗅觉上皮细胞就像扫描隧道显微镜（！）。 根据都灵的说法，当在受体的各个部分之间存在具有一定振动频率的香气分子片段时，电子会在受体的各个部分之间流动。 由此产生的受体结构变化导致神经冲动的传递。 然而，都灵的改造在很多科学家看来似乎太过奢侈了。
陷阱
分子生物学也试图解开气味的奥秘，这一发现曾多次获得诺贝尔奖。 人类气味受体是一个由大约一千种不同蛋白质组成的家族，负责其合成的基因仅在嗅觉上皮（即需要它的地方）中活跃。 受体蛋白由螺旋扭曲的氨基酸链组成。 在缝合图像中，一串蛋白质刺穿细胞膜七次，因此得名： 七螺旋跨膜细胞受体 （）。
突出在细胞外的碎片形成了一个陷阱，具有相应结构的分子可以落入其中 (5)。 一种特定的 G 型蛋白附着在受体的位点上，浸入细胞内部。当气味分子被捕获在陷阱中时，G 蛋白被激活并释放，另一种 G 蛋白在其位置上附着，它被激活并再次释放，等等。循环重复，直到结合的香气分子被不断清洁嗅觉上皮细胞表面的酶释放或破坏。 该受体甚至可以激活数百个 G 蛋白分子，而如此高的信号放大因子使其能够对微量的味道做出反应 (6)。 活化的 G 蛋白启动一个化学反应循环，导致神经冲动的发送。
5.这就是气味受体的样子——蛋白质7TM。
上面对嗅觉受体功能的描述与结构理论中的描述相似。 由于发生了分子的结合，可以说振动理论也部分正确。 这不是科学史上第一次早期的理论并非完全错误，而是简单地接近现实。
6. 人的鼻子作为化合物的检测器，用于分析其色谱分离的混合物。
为什么有什么味道？
气味的种类比嗅觉受体的种类多得多，这意味着气味分子同时激活了几种不同的蛋白质。 基于来自嗅球某些位置的整个信号序列。 由于天然香料含有超过一百种化合物，可以想象产生嗅觉的过程的复杂性。
好的，但为什么有些东西闻起来很香，有些恶心，而有些东西根本不好吃？
这个问题是半哲学的，但部分回答了。 大脑负责嗅觉感知，嗅觉控制人类和动物的行为，将他们的兴趣引向令人愉悦的气味，并警告人们不要闻到难闻的物体。 发现诱人的气味，除其他外，文章开头提到的酯类是由成熟的水果释放的（因此它们值得食用），硫化合物是从腐烂的残留物中释放出来的（最好远离它们）。
空气没有气味，因为它是气味传播的背景：然而，微量的 NH3 或 H2S，我们的嗅觉会发出警报。 因此，对气味的感知是某种因素影响的信号。 与物种的关系.
即将到来的假期是什么味道？ 答案如图（7）所示。
7. 圣诞节的味道：左边是姜饼香精（姜油酮和姜辣素），右边是圣诞树香精（醋酸冰片酯和蒎烯两个品种）。
