Секрет аромата. От молекулы до духов. Как запах становится произведением искусства - Лука Турин

Другой путь – пойти по пути алфавита. Все равно прежде всего нужно рассмотреть тысячу молекул запаха и понять, нет ли у них каких-то общих характеристик. Потом надо выбрать несколько (допустим, двадцать шесть) характеристик таким образом, чтобы у каждого запаха было их как минимум по две, и ни одна пара из тысячи запахов не имела абсолютно одинаковых характеристик. Далее нужно создать рецепторы, которые будут воспринимать каждую из этих характеристик, но игнорировать все остальное, что содержится в молекуле. Затем создадим для них параллельное соединение с мозгом, чтобы каждый рецептор посылал только свой собственный сигнал. Теперь можно понюхать какой-нибудь запах и посмотреть, что получится. Предположим, молекула имеет характеристики Р, О, З и А. Включаются четыре рецептора, и в мозгу вспыхивает слово «РОЗА». Далее допустим небольшой люфт в связи, чтобы даже при приблизительном соответствии рецептор мог послать сигнал, пусть даже ослабленный. Попробуем другое вещество приблизительно с такими же характеристиками, и получим, например, «роЗа» или «РоЗа»: их все равно можно прочитать, если выключить, так сказать, различие в регистре (между строчными и прописными буквами)

Теперь у вас получилась система, которая будет распознавать множество запахов. Даже если ограничиться четырехбуквенными словами, т. е. только комбинациями молекул, имеющими любые четыре из двадцати шести характеристик, то сумма их составит 358 800. Более того, система не будет закрытой. Новые запахи могут появляться при возникновении новых комбинаций этих четырех характеристик, и вы просто будете фиксировать их в мозгу как новое химическое слово. Кажется, все прекрасно, но есть несколько технических проблем. Одна из них – проблема магнита[50]: рецепторы будут слабо удерживать молекулы одним магнитом в каждый конкретный момент, потому что лишь одна ее часть в конкретный момент будет использоваться для связи. Это означает, что вы не сможете различать слабые концентрации. Другая проблема в том, что будет чертовски сложно игнорировать остальную часть молекулы и концентрироваться только на той характеристике, которая интересует рецептор. Чтобы это понять, представьте, что вам нужно вставить детальку в большой пазл, но при этом ваша деталька всегда идет в комплекте еще с несколькими. У вас это может получиться. Только если в пазле есть довольно большое свободное пространство, куда поместится этот комплект. Затем требуется убедиться, что место для недостающей детали находится на краю этого свободного пространства, а эта самая недостающая деталь находится на краю того комплекта любой причудливой конфигурации, который у вас имеется. Но в рецепторах нельзя сделать большое свободное пространство, поскольку о вакууме речь не идет, как нет, судя по всему, и водных карманов. Аромат с существенной характеристикой, выступающей наружу, должен расположиться внутри, как и все прочие, причем его будут толкать со всех сторон все рецепторы, с которыми он соприкасается. Это можно сравнить с переполненным утренним автобусом, в котором все пассажиры вежливые, не обращают внимания на то, что вы целуетесь со своей подружкой, и не норовят в свою очередь целовать вас. Более того, контакт будет возможен, только если вся остальная часть рецептора сделана из тефлона или какого-то другого скользкого материала, а та, которая реагирует на характеристику, липкая. Но каждая часть рецептора будет в такой степени липкой или назойливой, в какой рецептор заинтересован в контакте, поэтому довольно трудно организовать дело так, чтобы на конкретное распознавание не оказывала влияние вся молекула в целом. Однако, как мы скоро увидим, именно на это оказывается способен наш нос.

Другое, более тонкое следствие этой системы в том, что поскольку каждый рецептор воспринимает по одной характеристике молекулы одновременно, двадцать шесть характеристик должны быть, по сути, основными запахами, по аналогии с основными цветами. Иными словами, предположим, что выбраны двадцать шесть молекул, каждая с одним характерным запахом. Так же, как три основных цвета, соответствующие трем цветовым рецепторам в сетчатке, комбинируются, чтобы дать нам все цвета, которые мы видим, смешивание основных запахов должно воспроизводить любой аромат.

Предлагалось много кандидатов на основные запахи, причем поиск начался задолго то того, как возникло понимание рецепторов. В 1916 г. философ Ганс Хеннинг предложил геометрическую конструкцию, которую назвал «призмой запахов», в которой выделил шесть основных ароматов: цветочный, гнилостный, фруктовый, пряный, горелый и смолистый.

Неплохо в качестве дескрипторов, но, как со всеми дескрипторами, заметна определенная произвольность выбора. Точные они или нет – неважно, но остается неизбежный факт: если существуют основные запахи, мир должен быть полон обонятельных иллюзий.

Призма запахов Хеннинга

Эти иллюзии должны создаваться таким образом: смешиваем А и Б и получаем запах В, при том, что А, Б и В – отдельные молекулы. Такое в парфюмерии происходит сплошь и рядом: например, смешение нескольких чистых молекул дает поразительное приближение, скажем, к цветочному запаху. Впрочем, такое подобие не считается иллюзией, потому что при анализе запаха цветка обнаруживается, что он содержит составные молекулы, а не просто сумму отдельных молекул. Насколько мне известно, за 150 лет существования синтетической химии и примерно такого же срока существования парфюмерии не появилось ни одной обонятельной иллюзии. Могут возразить, что это не так интересно, как зрительные иллюзии, и что с запахами сложнее разбираться. Но учитывая, как далеко ушла парфюмерия, химия, не говоря уж о кулинарии, все это выглядит весьма странным.

С этим связана другая загадка. Если детекторы воспринимают только ту часть молекулы, которая их интересует, и игнорирует прочие, то в таком случае довольно много молекул должны иметь идентичный запах. Представим, к примеру, что мы обозначим знаком ^ характеристики, которые игнорируются всеми рецепторами. В таком случае молекула, записанная как ^^^Р^ОЗ^^А или Р^^^^О^З^А, должна все равно иметь запах розы. Но – и это, возможно, единственный самый важный эмпирический факт в обонянии – до сих пор не обнаружено ни одной пары молекул с различной структурой, но с идентичным запахом.

Когда говорят, к примеру, о запахе «горького миндаля», говорят о похожести, а не об идентичности. Бензальдегид, нитробензол, синильная кислота, транс-2-гексеналь – все пахнут горьким миндалем, но любой, даже наивный наблюдатель, легко отличит их по запаху, если ему один раз объяснят разницу. Бензальдегид обладает настоящим запахом горького миндаля (он содержится в горьком миндале), в то время как запах нитробензола напоминает смесь амаретто и полироля для обуви. Бензонитрил пахнет как миндаль с металлическим привкусом, а гексеналь – смесью свежескошенной травы и миндаля. Мой опыт общения с запахом HCN невелик, иначе я бы читал главы этой книги на заседании общества спиритистов, но по воспоминаниям это чистый, древесно-миндальный запах, тоже отличающийся от всех других. То же самое относится к другим категориям ароматов – запах каждого мускуса, амбры, дерева и т. п. отличается от имеющих к ним отношение молекул, хотя порой и очень похож. Древесно-амбровые запахи, например, различить очень сложно.