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土臭素

一种有机化合物

土臭素（英語：Geosmin）是一種由放線菌產生的、具有新鮮泥土氣味的倍半萜類化合物[2]。飲用水中的土臭素與2-甲基異莰醇是引起異味的主要原因，並且人對土臭素的氣味十分敏感，自然水體中每升含6納克至10納克的土臭素，就可以被人所感知到[3]。甜菜的泥土氣味、天氣乾旱後降雨時空氣中的氣味或當土壤被翻動時所產生的氣味（潮土油）都是由它引起的[4]。

土臭素
IUPAC名
(4S,4aS,8aR)-4,8a-Dimethyl-1,2,3,4,5,6,7,-octahydronaphthalen-4a-ol
別名
  • 4,8a-Dimethyl-decahydronaphthalen-4a-ol; Octahydro-4,8a-dimethyl-4a(2H)-naphthalenol
  • 二甲萘烷醇[1]
識別
CAS號 19700-21-1  checkY
PubChem 29746
ChemSpider 27642
SMILES
 
  • O[C@]12[C@H](CCC[C@]2(CCCC1)C)C
InChI
 
  • 1/C12H22O/c1-10-6-5-8-11(2)7-3-4-9-12(10,11)13/h10,13H,3-9H2,1-2H3 /t10-,11+,12-/m0/s1
ChEBI 46702
性質
化學式 C12H22O
摩爾質量 182.3 g·mol−1
熔點 78-82 °C（351-355 K）
沸點 270-271 °C（543-544 K）
危險性
閃點 104 °C
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

土臭素也可以看作是雙環醇，是十氫化萘的衍生物，分子式為C12H22O；名字取自希臘語的γεω「泥土」和ὀσμή「氣味」，美國生物化學家Nancy N. Gerber（1929－1985）和生物學家Hubert A. Lechevalier（1926－2015）在1965年創造了Geosmin這個詞[5][6]。

產生

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許多藍綠藻、放線菌以及一些真核生物都是產生土臭素的生物來源，浮絲藻屬、膠鞘藻屬和魚腥藻屬是最主要的產生土臭素的藍綠藻，鏈黴菌屬是主要產生土臭素的放線菌[3][7][8][9]。當這些細菌的數量急劇減少時，便會向地表水中釋放出土臭素，周期性地產生泥土氣味。在酸性環境下，土臭素會被分解為無氣味的烴類[5]。

2006年，一種通過雙功能天藍色鏈黴菌酶生物合成土臭素的方法被發現[10]。該土臭素合成酶（英語：geosmin synthase）通過兩步反應直接催化法尼基焦磷酸轉化為土臭素[11]。儘管控制合成土臭素和2-甲基異莰醇的合成酶基因被挖掘、生物合成機制被提出，但生物調控產生土臭素的關鍵機制仍不明確，亟待研究[1]。

然而並非所有藍綠藻都能生產土臭素，分子生物學分析發現，土臭素合成酶的基因geoA只存在於能產生土臭素的藍綠藻物種，而不存在於不能生產土臭素的藍綠藻種中[12]。

影響

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有研究報道，人類的嗅覺系統對土臭素極其敏感，甚至可以感受到低至0.4 ppb濃度的土臭素存在[13]。

部分淡水魚的土腥味，也來自於土臭素，如鯉魚和鯰魚[14][15]。土臭素和2-甲基異莰醇在脂肪和肌肉組織中富集，由於會在酸性條件下分解，這些魚在烹飪時會加入食醋，來減少土味[16]。飲用水中含有土臭素及其對映體時會散發出難聞的氣味，通常會讓消費者認為是水質差的緣故[17]。

有研究報道稱，土臭素會對循環水養殖系統中的三文魚肉質、風味產生影響[18]。

去除

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有報道稱，不能通過標準處理工藝從飲用水中去除土臭素[19]。雖然可以通過粉末活性炭（PAC）或其他強氧化劑來有效減少飲用水中的土臭素及2-甲基異莰醇含量，但由於各地區水質的化學性質差異和公共事業成本等原因，很少會針對土臭素進行額外的去除操作[20][21]。

參見

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參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 張婷; 李德亮; 李傑. 原核生物中土霉味化合物二甲萘烷醇和2-甲基异茨醇生物合成研究进展. 微生物學報. 2012, 52 (02): 152–159. ISSN 0001-6209. doi:10.13343/j.cnki.wsxb.2012.02.012. 
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  3. ^ 3.0 3.1 Jüttner, Friedrich; Watson, Susan B. Biochemical and Ecological Control of Geosmin and 2-methylisoborneol in Source Waters. Applied and Environmental Microbiology. July 2007, 73 (14): 4395–4706 [2022-11-29]. Bibcode:2007ApEnM..73.4395J. PMC 1932821  . PMID 17400777. S2CID 1954489. doi:10.1128/AEM.02250-06. （原始內容存檔於2020-11-20）. 
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  5. ^ 5.0 5.1 Gerber, N. N.; Lechevalier, H. A. Geosmin, an earthly-smelling substance isolated from actinomycetes. Applied Microbiology. November 1965, 13 (6): 935–938. PMC 1058374  . PMID 5866039. doi:10.1128/am.13.6.935-938.1965. 
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延伸閱讀

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