气味

定义

气味指嗅觉系统对空气中化学分子进行编码加工后所产生的感知结果，是一个看不到、摸不着的抽象对象^[1]。词典学通常把表示气味的词归入感官感知类名词，与英语中的 odor、smell 等构成同义词群。在汉语中，该词还可引申指人的气质风度，但这一用法与嗅觉体验无直接关系。

需要区分的是引起气味的物质与气味本身。能诱发嗅觉体验的多是易挥发的小分子化合物，这类物质被称为嗅质；气味则是嗅质作用于嗅觉受体之后才出现的知觉产物^[2]。因此同一分子在不同个体身上未必产生同样的感受，气味的分类也就难有一个纯粹由化学结构决定的方案^[3]。

原理

气味分子进入鼻腔有两条路径。吸气时分子随气流沿鼻前通路到达鼻腔后部的嗅上皮；进食时食物释放的分子则经咽部沿鼻后通路上行至嗅上皮，日常生活中所说的饭菜香味很大程度上来自后一条路径^[2]。嗅上皮位于鼻腔后部、左右各一，其中的嗅觉感觉神经元负责把化学刺激转化为电信号^[2]。

在分子层面，嗅质先溶入覆盖嗅上皮的黏液层，再与嗅细胞纤毛上的受体蛋白结合^[4]。嗅觉受体属于 G 蛋白偶联受体家族，激活后经 G 蛋白使腺苷酸环化酶生成 cAMP，cAMP 打开环核苷酸门控离子通道，阳离子内流引起膜电位变化，最终在神经元上产生动作电位^[5]。可以用一个简化的式子概括这条第二信使链：$\text{嗅质} + \text{受体} \rightarrow G_{\alpha\text{olf}} \rightarrow \text{腺苷酸环化酶} \rightarrow \text{cAMP} \rightarrow \text{CNG 通道开放}$。

人类约有 400 种嗅觉受体基因，而小鼠约有 1000 种，受体数量与可分辨气味数量之间并不是简单的对应关系^[5]。一般认为一种受体可识别多个嗅质，一种嗅质也会激活多种受体，气味因此由一组受体的组合激活模式来表征^[2]。表达同一受体的神经元轴突汇聚到嗅球中同一对嗅小球，形成位置固定的激活图样^[2]。

嗅球内的僧帽细胞和簇状细胞再把信号送往梨状皮质、杏仁核、内嗅皮质、海马、丘脑、脑岛与眶额皮质等多个脑区^[6]。与视觉、听觉信息需经丘脑中继不同，嗅觉信号可直接抵达与情绪和记忆相关的区域，这也是气味容易唤起记忆与情绪反应的结构基础^[7]。

flowchart LR

A[嗅质分子] --> B[鼻腔黏液层]

B --> C[嗅觉受体]

C --> D[G 蛋白与 cAMP]

D --> E[CNG 通道开放]

E --> F[嗅觉神经元动作电位]

F --> G[嗅球嗅小球]

G --> H[梨状皮质、杏仁核等脑区]

H --> I[气味知觉]

发展历程

对气味的系统分类始于 18 世纪。瑞典学者林奈提出把气味分为 7 类，此后兹瓦尔德马克于 1895 年依据选择性疲劳现象分出 9 种基本气味，并进一步细分为约 30 种^[8]。日本学者贝原益轩则以香、醜、焦、腥、腐 5 类概括气味，反映出分类方案与生活环境的密切关系^[9]。

1916 年，亨宁提出气味棱柱模型，认为辣香、花香、果香、树脂香、焦臭、腐臭 6 种基本感觉构成棱柱顶点，其余气味均可表示为棱柱面上某一点^[8]。1927 年，克罗克与亨德森把类别压缩为芳香、酸、焦、羊膻 4 种，每种按 0 至 8 评分，用 4 位数字描述一个气味，例如醋酸记为 3803^[10]。

1962 年，阿莫尔提出立体化学理论，通过比较 616 种物质的分子外形与气味描述，归纳出樟脑味、麝香味、花香、薄荷味、醚味、刺激味、腐败味 7 种基本类型，并以受体凹槽与分子形状的嵌合来解释识别过程^[9]。该理论对刺激味与腐败味难以给出共同的分子外形，成为其主要缺陷^[9]。

分子生物学阶段的关键节点出现在 1991 年，巴克与阿克塞尔克隆出表达于嗅上皮的嗅觉受体基因家族，确认其属于 G 蛋白偶联受体，两人因此获得 2004 年诺贝尔生理学或医学奖^[11]。此后研究转向受体基因、组合编码与中枢投射，嗅觉机制的解释重心由物理化学假说移向分子与神经层面^[11]。

2024 年，中国科学院心理研究所团队用吸气同步嗅觉仪发现，两种气味分子呈现的先后顺序仅相差约 60 毫秒，参与者就能分辨出两者闻起来不同，说明一次吸气内的动态时间信息被写入了气味知觉^[6]。

应用

风味是气味最直接的用途之一。咀嚼时释放的嗅质经鼻后通路进入鼻腔，与口腔中的味觉信息共同构成对食物的整体感受，鼻塞时同一食物的风味会明显减弱，正说明嗅觉在其中的分量^[6]。香料、香精与调香行业则依据气味类型与强度设计配方，并以训练过的评香人员作感官评价^[12]。

在检测领域，以金属氧化物半导体、导电聚合物等气体传感器阵列配合模式识别算法的电子鼻，可用于食品腐败判别、空气质量监测与细菌分类等任务^[13]。化工与香精企业还把数字嗅觉设备用于异味筛查，先由仪器筛选样品，再交由人工感官小组作最终判断^[14]。

气味也承担社会信息功能。人体气味具有个体差异，可用于识别性别、辨认自己与熟人的气味；双侧鼻腔接收气味的时间差还被用于判断气味源方位^[6]。在医学上，嗅觉损伤与健康状况相关，相较嗅觉正常者，存在嗅觉损伤的个体全因死亡风险高出 52%^[6]。

局限

气味最难克服的限制在于语言。多数语言缺少专门描述气味的抽象词汇，日常表达常需借助来源物，如「刚煮好的咖啡的气味」；相比之下，马来西亚的扎海语拥有较丰富的专门气味词，命名气味的流畅度与一致性可与颜色命名相比。有研究指出，抽象气味词在词汇中占比偏低，具体、指向来源的表达才是常态^[15]。

感知的主观性同样限制气味的标准化。同一植物气味，不同人可能分别描述为花香、辛香或果香，记忆与个人经历也会参与塑造判断，建立跨人群通用的气味编码体系因此十分困难^[16]。嗅觉还具有明显的适应现象，长时间处于同一气味环境中敏感度下降，连续释放香氛时尤其容易察觉不到，这给气味呈现与长时间评价带来障碍^[17]。

人工嗅觉目前仍难替代人鼻。电子鼻对细微气味的辨别能力有限，易受温度、湿度及共存物质干扰，需要定期校准维护，且不具备对气味的主观评价能力^[18]。气味数字化还受制于分子种类繁多、缺少通用气味语言以及缺乏精确复现气味的输出技术，成熟的日常应用尚未出现^[16]。

分类体系本身也没有定论。从林奈的 7 类到亨宁的 6 类、克罗克与亨德森的 4 类、阿莫尔的 7 类，各类方案的基本气味数目并不一致，且多由调香或化学专家凭经验提出，客观性受到质疑^[9]。迄今物质分子结构与气味性质之间仍未建立起确定的对应规律^[3]。

参见

• 嗅觉 —— 气味得以产生的感官通道，涵盖受体识别到中枢加工的全过程。

• 嗅觉受体 —— 位于嗅上皮神经元上的受体蛋白，决定气味分子能否被识别。

• 嗅球 —— 嗅觉信号进入大脑后的第一个中继站，形成位置固定的激活图样。

• 电子鼻 —— 以气体传感器阵列模拟嗅觉功能的人工检测装置。

• 普鲁斯特效应 —— 气味唤起自传体记忆的现象，常被用于解释气味与记忆的关联。