曬過(guò)的被子或毛巾等棉纖維織物上會(huì)有一種獨(dú)特的“太陽(yáng)味”,聞之令人愉悅。關(guān)于這種太陽(yáng)味的來(lái)源卻是眾說(shuō)紛紜。

網(wǎng)傳曬被子“太陽(yáng)味”是螨蟲(chóng)烤焦味道?科學(xué)家揭露真相

【以往觀點(diǎn)】

較早的說(shuō)法是太陽(yáng)味來(lái)自螨蟲(chóng)被烤焦后尸體散發(fā)的氣味。然而這種說(shuō)法缺乏確切實(shí)驗(yàn)證據(jù)。烤焦螨蟲(chóng)的氣味應(yīng)類似于蛋白質(zhì)焦化后的焦臭味,與太陽(yáng)味相去甚遠(yuǎn)。又有說(shuō)法稱太陽(yáng)味是陽(yáng)光中紫外線殺死細(xì)菌等微生物后留下的氣味。但實(shí)驗(yàn)證明,將紫外燈照射在非纖維織物表面,雖然也能殺死被照射表面上的微生物,但聞不到明顯的太陽(yáng)味。還有觀點(diǎn)認(rèn)為太陽(yáng)味來(lái)自氧氣經(jīng)紫外線照射后產(chǎn)生的臭氧。這種說(shuō)法的問(wèn)題在于產(chǎn)生臭氧的濃度過(guò)低(20–40 ppb),難以形成明顯氣味,且臭氧本身是腥臭味的。還有陽(yáng)光燒焦棉纖維說(shuō)、水分蒸發(fā)說(shuō)等等,不一而足。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。不做點(diǎn)令人信服的實(shí)驗(yàn),怎么能闡明太陽(yáng)味的來(lái)源呢?

【最新成果】

丹麥哥本哈根大學(xué)Matthew S. Johnson團(tuán)隊(duì)于近期給出了他們的答案。該團(tuán)隊(duì)利用氣相色譜檢測(cè)了在室外曬干后的棉毛巾表面散發(fā)出的氣體組分。與室外陰干或室內(nèi)晾干的毛巾散發(fā)的氣體組分相比,室外曬干后的毛巾散發(fā)出大量含5-9個(gè)碳原子的醛、酮、羧酸等有機(jī)化合物。它們大都在低濃度下氣味宜人,有些還被用在香水中,如2-甲基丙醛。這些化合物便是產(chǎn)生太陽(yáng)味的根源。

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作者們將僅用去離子水清洗曬干后的毛巾封裝進(jìn)塑料包中,向包中通入空氣吹拂表面,使在毛巾表面上的物質(zhì)脫附進(jìn)入空氣中(圖1)。這些物質(zhì)隨空氣流出,被吸附劑捕捉富集。測(cè)試時(shí),通過(guò)加熱吸附劑使得有機(jī)物脫附進(jìn)入氣相色譜。每個(gè)色譜峰對(duì)應(yīng)的成分分析通過(guò)與色譜聯(lián)用的質(zhì)譜完成。

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圖1. 氣體取樣裝置示意圖。

 

經(jīng)日光曬干后的毛巾脫附出的氣體的氣相色譜圖出現(xiàn)諸多背景信號(hào)中沒(méi)有的峰(圖2a)。這些峰對(duì)應(yīng)的化合物多為含5-9個(gè)碳原子的羰基化合物(具體成分見(jiàn)圖2b)。低濃度下這些化合物具有令人愉悅的香味,與太陽(yáng)味十分類似。

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圖 2. 經(jīng)日光曬干后的毛巾脫附物氣相色譜圖。 b譜圖中的化合物: 2-methylpropanal: 2-甲基丙醛;methacrolein: 異丁烯醛;2/3-methylfuran: 2/3-甲基呋喃;3-methylbuanal: 3-甲基丁醛;pentanal: 戊醛;2-methylpentanal: 2-甲基戊醛;octane: 辛烷;hexanal: 己醛;heptanal: 庚醛;octanal: 辛醛;nonanal: 壬醛;decanal: 癸醛;nonanoic acid: 壬酸

 

找到了產(chǎn)生太陽(yáng)味的化學(xué)物質(zhì)后,接下來(lái)需要指明這些物質(zhì)是如何生成的?這里作者們無(wú)法進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)觀察,而是給出了他們的猜想。具體而言,這些化合物的產(chǎn)生歷經(jīng)了兩步主要步驟:第一,陽(yáng)光中紫外線激發(fā)毛巾上的吸光染料、消毒劑、柔順劑等分子,使它們處于激發(fā)態(tài),變得活潑(圖3a)。此步中也會(huì)產(chǎn)生少量臭氧和高反應(yīng)活性的自由基。第二,這些由紫外線激發(fā)產(chǎn)生的高活性物質(zhì)與來(lái)自空氣并吸附在毛巾表面的揮發(fā)性有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。揮發(fā)性有機(jī)物通過(guò)氧化、質(zhì)子化等步驟形成各種羰基化合物。這些化合物與纖維素表面的羰基通過(guò)物理吸附或氫鍵作用在織物表面固定(圖3b、c)。

此假設(shè)與以下實(shí)際現(xiàn)象吻合:

  • 1. 洗過(guò)的棉織物曬干后太陽(yáng)味更濃——織物表面水層可散射陽(yáng)光,增加陽(yáng)光在織物表面的路徑,提高了活性物質(zhì)的濃度,從而更易于產(chǎn)生羰基化合物。
  • 2. 織物的太陽(yáng)味往往能持續(xù)數(shù)日之久——羰基化合物通過(guò)物理吸附或氫鍵較穩(wěn)定地固定在織物表面。
  • 3. 自然界中由纖維素構(gòu)成的表面,如樹(shù)干等,在雨后陽(yáng)光照射下能產(chǎn)生類似的太陽(yáng)味。
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圖 3.太陽(yáng)味物質(zhì)可能的產(chǎn)生機(jī)理。

 

【前路何方】

在作者們眼中,這篇工作非盡善盡美,至少還有如下因素可改進(jìn):

1)高沸點(diǎn)、非揮發(fā)性的化合物無(wú)法檢測(cè)。受限于色譜進(jìn)樣前熱脫附溫度及色譜柱的熱穩(wěn)定性。有待開(kāi)發(fā)、使用新檢測(cè)方法。

2)熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)無(wú)法檢測(cè)。例如,1974年有科學(xué)家指出太陽(yáng)味可能來(lái)自于過(guò)氧?;跛狨ァ5軣嵋追纸?,在進(jìn)入色譜柱前可能已不存在,所以未被檢測(cè)到。

3)被檢測(cè)織物可不局限在棉織物上。若需探究纖維素表面羥基對(duì)保持氣味物質(zhì)的影響,可采用尼龍等化纖開(kāi)展對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

4)需要定量表征揮發(fā)性有機(jī)物濃度與太陽(yáng)味明顯程度的關(guān)系。如在不同地點(diǎn)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

更多細(xì)節(jié)請(qǐng)見(jiàn)原文:

https://www.publish.csiro.au/en/EN19206

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