你為什麼會聞到泥土香？因為土臭素受體

不知道大家知道，很久沒下雨之後，忽然天降甘霖時，空氣中會有一股泥土的香味，它是什麼呢？

這個香味，其實是由許多不同的微生物製造的揮發性物質，主要的成分是「土臭素」（geosmin）。土臭素是一種倍半萜（sesquiterpene）化合物，具有揮發性，化學式是C₁₂H₂₂O。

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有幾種藍綠菌以及放線菌綱的細菌會合成土臭素。由於土臭素來自微生物，這意味著如果某個食物聞起來有「土味」，就代表它已經被土壤中的微生物所污染。因此，能夠辨別出土臭素的存在，對生存是有好處的。

因此，人類對土臭素非常敏感，我們可以聞到十億分之 0.4至兆分之 5 的土臭素。但是，我們用來偵測土臭素的受體到底是什麼，直到最近才發現。

德國的研究團隊使用了一個包含616個人類嗅覺受體（OR）的cDNA圖書館，以60μmol/L的土臭素進行篩選。他們發現，在所有616個受體中，只有OR11A1對土臭素有特異性反應。

為了進一步確認結果，研究團隊建立了OR11A1對土臭素的濃度反應曲線。結果顯示OR11A1以濃度依賴的方式被土臭素活化。另外，他們還對OR11A1進行了177種不同化學結構的食品香氣相關物質的篩選，進一步確認土臭素是唯一的強效刺激劑。

除了土臭素，他們還發現OR11A1對2-乙基芬醇（2-ethylfenchol）也有反應。這個化合物在結構和氣味特性上與土臭素相似，進一步支持了OR11A1對這類化合物的特異性。

研究團隊還分析了不同物種的OR11A1受體對土臭素的反應。他們發現，住在沙漠中的袋鼠可能因為需要透過檢測土臭素的存在來尋找水源和食物，所以牠的OR11A1受體對土臭素敏感度最高，可以檢測到奈摩爾（nM）等級的土臭素。

過去有研究發現，土臭素在淡水中存在得比海水多，這大概就是為什麼有些人會覺得淡水魚有一股「土腥味」的原因。在台灣比較少見的甜菜（sugar beet）也有一股土味，這也是來自土臭素。

參考文獻：

Geosmin, a Food- and Water-Deteriorating Sesquiterpenoid and Ambivalent Semiochemical, Activates Evolutionary Conserved Receptor OR11A1

Lena Ball, Tim Frey, Franziska Haag, Stephanie Frank, Sandra Hoffmann, Matthias Laska, Martin Steinhaus, Klaus Neuhaus, and Dietmar Krautwurst

Journal of Agricultural and Food Chemistry 2024 72 (28), 15865-15874

DOI: 10.1021/acs.jafc.4c01515