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

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.

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.

Попробуем суммировать, что у нас получилось. Можно исключить идею идеограммы «один рецептор — один запах», потому что запахов великое множество; только парфюмерные компании создали, наверное, сотни тысяч, а рецепторов всего 347. Алфавитный подход, похоже, тоже не очень годится, потому что в таком случае придется составлять слова-запахи из букв-запахов, а это невозможно. Что остается? В настоящее время наиболее приемлемой формообразующей теорией является слоговое письмо. В научной среде это называется теорией одотопов , или детерминантов, и заключается она в том, что рецепторы воспринимают части молекул большие, чем простые «функциональные группы» из одного-двух атомов, но меньшие, чем целые молекулы. На первый взгляд, теория многообещающая. Во-первых, она учитывает слоговое количество рецепторов (347). Во-вторых, она позволяет объяснить отсутствие обонятельных иллюзий, потому что ситуация оказалась бы намного запутаннее, если бы каждый рецептор распознавал не одну, а сразу несколько букв. Представьте, что вы играете в скрэббл, где буквы склеены по три-четыре штуки вместе!

Так что силлабическая теория выглядит вполне приемлемой даже при том, что мы не представляем, как могут выглядеть отдельные слоги. Но даже если вам покажется, что можно благополучно строить слова слог за слогом, возникает очередной коварный подвох: проблема зеркальных образов молекул. Чтобы понять, в чем дело, посмотрите на две молекулы, изображенные ниже.

Вы никаким образом не сможете развернуть ту, что слева, чтобы она полностью, атом к атому, совпала с той, что справа. То есть правосторонняя молекула — зеркальное отображение левосторонней, и у вас не больше шансов наложить их одну на другую, чем натянуть перчатку с правой руки на левую руку. А теперь посмотрите на модель связывающего участка рецептора для молекулы. Правосторонняя молекула, если ее уложить на этот участок, благополучно устроится в условных цветовых карманах; с левосторонней вам этого сделать не удастся.

Это означает, что как только у вас появляются связывающие участки, имеющие более двух точек соприкосновения, вы сталкиваетесь с проблемой хиральности , т. е. отсутствием симметрии относительно правой и левой руки. Если у вас 347 рецепторов, есть вероятность, что все связывающие участки окажутся хиральными, поскольку все они состоят из хиральных молекул в сложной геометрической конструкции. В силлабической модели, если молекула связывается с двумя рецепторами, например, с РО или ЗА — чтобы получился запах РОЗА, тогда зеркальная молекула АЗОР никак не сможет связаться с этими рецепторами. Она может связаться с ОР и АЗ — но в таком она не должна испускать запах РОЗА. Проблема в том, что все-таки испускает. Уже созданы зеркальные версии многих известных ароматических молекул. Чем они пахнут? По этому поводу уже есть вполне приличная статистика, и согласно ей, обычно они пахнут одинаково (АЗОР = РОЗА), хотя известно много случаев, когда этого не происходит. Эти могут быть подразделены на две категории, которые на время написания этой книги выглядят примерно равными. Одна группа — где характер запаха изменяется (АЗОР ≠ РОЗА), другая — где характер остается прежним, но ослабевает (АЗОР = роза). Вариант АЗОР ≠ РОЗА единственно возможный в силлабической модели, и он в меньшинстве. Большинство свидетельств, иными словами, против признания хиральными, силлабическими точками соприкосновения.