留住記憶中那縷芬芳

世間有無數(shù)美妙的氣味令人迷醉。如何抓住那無形無影的氣味，將其長久留存，這個問題同樣迷人——

捕捉氣味

人類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)開始。

不知你有否注意過，把菠蘿和一碗豬油一起放到冰箱里，沒過多久豬油便沾滿菠蘿的香味。追逐氣味的人們很早就發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，于是油脂成了人類的第一位氣味捕手：把樹脂、樹膠、花瓣等原料放進氣味清淡的油里，緩緩加熱，保持溫度在60℃～70℃，一段時間后冷卻并過濾掉殘渣，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，登場了。酒精具有強揮發(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……酒精還能用來處理其他溶劑提取的芳香物質(zhì)，除去蠟等雜質(zhì)，進一步提純。

不過酒精在古代也并不容易制取，人們需要更便捷的手段來捕捉氣味。10世紀(jì)左右，阿拉伯煉丹術(shù)士無意中發(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，與水蒸氣混合在一起;混合蒸汽通過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)與水的混合物稱為純露，二者由于密度不同會自然分層，很容易就能分離開來。

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、薄荷等，由于簡單高效，至今還在大規(guī)模使用，也很適合DIY。

當(dāng)然，蒸餾法也并非萬能，因為有些脆弱的芳香成分會被高溫破壞，典型代表如清幽纖細的茉莉花香。為了抓住這些前人可望而不可即的氣味，法國人于18世紀(jì)開發(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)過特別處理（以防變質(zhì)發(fā)臭）的動物脂肪，然后鋪上新鮮花瓣;將一層層玻璃疊起來放在太陽下曬，使花香被脂肪吸附;1～3天更換一次花瓣，并經(jīng)常轉(zhuǎn)動玻璃;待脂肪層脹滿整塊玻璃，說明吸附能力達到飽和，再用酒精萃取出芳香物質(zhì)。整個過程起碼要花三個月時間，費時費力，但能得到最高品質(zhì)的精油。

必須說明的是，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，科技水平終于進步到能提煉出單一的芳香物質(zhì)。這是非常重要的一步，因為這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”即來源于它。

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

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

碳原子的個數(shù)還直接影響氣味的類型。以脂肪族醇類化合物為例，碳原子個數(shù)在1～3個時，化合物具有酒香;碳原子個數(shù)為6～9時，開始有油脂氣味;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。

這些官能團（決定有機化合物之化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團）稱為發(fā)香基團。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)惡臭基團原子）;常見發(fā)香原子團有羥基（-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、官能團在整個分子中占的比例較大時，氣味表現(xiàn)主要由官能團決定。這意味著，含有同類官能團的化合物有相似的氣味。以低級酯類（分子結(jié)構(gòu)較簡單的酯，碳原子個數(shù)在6個以下）為例，它們都含有酯基（-COOR），香氣類型也一樣，都是輕微的果實香。

再如：異構(gòu)現(xiàn)象對氣味有很大影響。有機化學(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)象稱為異構(gòu)現(xiàn)象。下面簡介幾種異構(gòu)對氣味的影響。

位置異構(gòu)。指同一種官能團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。一般來說，有側(cè)鏈的異構(gòu)體比無側(cè)鏈的香味更強、更好聞。

順反異構(gòu)。各個基團連接的次序相同，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止境。

曾經(jīng)，人們遺憾于眼前美景難以保存、無法分享，可如今數(shù)碼相機、智能手機一鍵拍照一鍵共享不要太方便。同樣的，氣味快捷保存和實時傳輸也正在成為現(xiàn)實。

“瑪?shù)律彙笔怯藶椤皻馕稊z像計劃”開發(fā)的一臺原型機。該計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，啟動空氣泵將罩內(nèi)空氣抽進氣味捕捉器，捕捉器里的聚合樹脂便能將氣味分子的信息記錄下來，送交實驗室復(fù)制出一模一樣的氣味。整個“拍攝”過程需要幾分鐘到一整天時間，具體由源氣味的濃度、強度而定。

氣味遠程實時傳輸，本質(zhì)上同樣是采集和還原氣味的過程，只是采集端為傳感器陣列。

以前栗子君為大家介紹過氣體傳感器的原理：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，再由中央處理器對信號進行識別。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，所以要將多個傳感器組合起來形成陣列，才能采集氣味信息。由于每個傳感器對每種氣體有不同的靈敏度，全部傳感器的信號合起來就有很多種排列組合的方式，對應(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”也會相應(yīng)改變。

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

氣味發(fā)生器類似于打印機的墨盒，其中存儲有幾種“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，就能得到成千上萬種不同的氣味。

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

·動手時間·

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、細膩、甜美，可用于護膚、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，防止液體過度沸騰。）

2.如圖安裝好蒸餾裝置。打開水龍頭，讓水緩緩?fù)ㄟ^冷凝管，同時加熱燒瓶。觀察水蒸氣在溫度計水銀球部位凝成的液滴，控制蒸餾時間和速度，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。

4.分離的精油里還有少量水分，加入無水硫酸鈉來除水。

5.放置過夜后過濾掉固體硫酸鈉，就得到芬芳美好的玫瑰精油啦。