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大地的芬芳——土臭（xiù）素

2024-08-28

同樣是泥土，地球上的泥土與外星的泥土有何不同？
不同之處當(dāng)然很多，最直觀的是氣味。對，地球上泥土具有特殊的氣味。
這種氣味主要與兩種脂質(zhì)化合物有關(guān)：喬司脒（geosmin）和2-甲基異莰醇（methylisoborneol），它們均屬于脂環(huán)醇，是放線菌或藍藻等微生物代謝的脂質(zhì)化合物，呈油狀液體，有一定揮發(fā)性，其風(fēng)味閾值很低，含量分別為10和29ng/L時即可嗅出。普通人稱之為“土腥味”，詩人唱嘆“大地的芬芳”，科學(xué)家謂之“土臭素”。

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這些微生物存在于地球的角角落落，它們在潮濕的土壤中滋長，在干燥的土壤里產(chǎn)生孢子，越是干燥，產(chǎn)生的孢子就越多。
翻耕泥土?xí)r空氣中的氣味即來自土臭素。
在微生物實驗室培養(yǎng)的粘細菌也會產(chǎn)生類似的土腥味。
人們形容下雨時空氣的味道為“泥土的氣息”，其細節(jié)是：天氣晴朗時，土臭素分子粘附在地表各種巖石或泥土的稀疏多孔結(jié)構(gòu)里；下雨時，雨水沖擊地面，與土壤或巖石中隱藏的土臭素分子接觸，在二者的界面上產(chǎn)生大量小氣泡，小氣泡受浮力上升，最終噴出地表，在空氣中形成很多微小的液滴——氣溶膠（aerosols），粒徑多在0.01—10微米。在短短數(shù)毫秒內(nèi)，一顆雨滴像無數(shù)個“噴霧劑”向空中發(fā)射上千個氣溶膠，最后被人們吸入鼻孔。淅淅瀝瀝的小雨中比下大雨時更容易聞到泥土的味道，因為小雨會產(chǎn)生更多的氣溶膠。久旱逢甘露，在冬天長久的干旱之后，土壤中放線菌產(chǎn)生了大量孢子，這便是春雨中更容易聞到泥土味的原因。
由天氣變化而產(chǎn)生的土臭素可能是一種信號分子。生物學(xué)家推測，淡水魚可能將流入河道的土臭素作為產(chǎn)卵的信號；土臭素的芬芳可以幫助駱駝尋找荒漠綠洲，反過來，分泌土臭素的微生物以駱駝為載體，幫助傳播自己的后代。
居民飲用水的水源易受到藻類的季節(jié)性影響而引發(fā)異味，其主要因素就是土臭素。高溫季節(jié)藻類繁殖比較旺盛，水體中的土臭素濃度上升，產(chǎn)生異味的可能性增加。我國新的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2022已將喬司脒和2-甲基異莰醇列為水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)，限值均為1×10-5mg/L。
活性炭能有效地吸附土臭素，在河水中投入10mg/L的活性炭可以將土臭素從66mg/L降到2mg/L。

2024 /

08-28

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