你以为是舌头尝出来的食物味道中，约 80%~90% 实际上来自鼻后嗅觉。食物在嘴里咀嚼时，挥发性分子从口咽部反向上升进入鼻腔抵达嗅上皮。
很多人以为，舌头管尝，鼻子管闻，各干各的。但事实上，你以为是舌头尝出来的红烧肉香、咖啡香、巧克力香、榴莲香，八九成的功劳归鼻子。
更准确地说：食物在嘴里被咀嚼时，挥发性分子从口咽部反向上升进入鼻腔抵达嗅上皮——这条逆向的气流路径，叫鼻后嗅觉。
下面咱们一节一节说明白这件事。
图 1：鼻前嗅觉 vs 鼻后嗅觉解剖示意图
很多人也许会非常熟悉的那张“舌头味觉分区图”——舌尖管甜，两侧管咸和酸，舌根管苦，其实是错的。
图2：错误的“舌头味觉分区图”概念
它的源头是 1901 年德国学者 D.P. H?nig 的博士论文，原文只是说舌头不同区域对四种基本味的敏感阈值“略有差异”。1942 年美国心理学家 Edwin Boring 把它抄进教科书时，“略有差异”被简化成了“专司分工”。
1974 年宾夕法尼亚大学的 Virginia Collings 做了严谨的对照实验，把不同浓度的味觉溶液点在舌面各处，结论是：舌头每一块区域都能感知五种基本味，只是敏感度略有差别。
至于舌头到底能尝什么，分子生物学已经给出清楚的答案：甜、咸、酸、苦、鲜，五种。
每种都有专属受体：
· 甜由 T1R2/T1R3 这一对 GPCR 蛋白组成的复合体识别糖；
· 鲜由 T1R1/T1R3 识别 L-谷氨酸（再加上 IMP、GMP 等核苷酸协同增强）；
· 苦由 25 种 T2R 受体共同把关——身体对苦极其敏感，这是亿万年进化下来的“防毒”系统；
· 咸由 ENaC 钠通道感应低浓度 Na?；
· 酸味受体最难找，化学家苦等几十年，2018 年加州大学旧金山分校 Yu-Hsiang Tu 的团队在 Science 上确认了一个名叫 OTOP1 的质子通道，酸的分子机制才最终落定。
第六种基本味的候选名单上排着脂肪、金属、钙、水、CO?。其中最受认可的是脂肪——2015 年普渡大学Richard D. Mattes团队在 Chemical Senses 上正式提出 oleogustus 这个名字，受体是 CD36 和 GPR120，识别的是中长链的游离脂肪酸（不是甘油三酯）。
图 3：味蕾结构示意图
所以舌头能品出来的味道其实屈指可数。我们日常说的美味，如焦糖布丁的焦香、湖南剁椒的烟火气，舌头几乎感受不到。
主角是鼻子。
人类鼻腔顶部覆盖着一片大约 5 平方厘米的嗅上皮，两侧合计约两枚硬币大小。这块小膜上铺着大约 400 种不同的嗅觉受体。每种受体并不专管某一种气味，而是只对带特定结构特征的分子开门。一杯咖啡里上千种分子同时进入，鼻子收到的是一张极其复杂的激活组合图；大脑根据经验匹配出结论，“这是咖啡”。
这套系统的分辨能力有多强？2014 年 Bushdid 团队在 Science 上估算，人类至少能分辨 10?? 种气味组合。这个数字后来被理论生物学家 Markus Meister 在 eLife 上从统计学角度质疑过，但即便保守估计，也远超 1920 年代教科书上写的 1 万种上限。
1991 年 Linda Buck 和 Richard Axel 鉴定出哺乳动物嗅觉受体基因家族，这是人类基因组里最大的基因家族之一。两人因此获 2004 年诺贝尔生理学医学奖。
接下来是关键：鼻子接收气味，有两条路径。
外界飘来的气味（路过咖啡馆、桂花、刚出锅的油条），从鼻孔吸入向上抵达嗅上皮，这叫鼻前嗅觉。
而当食物已经在嘴里，咀嚼会释放挥发性分子，这些分子从口咽部反向上升进入鼻咽，再抵达同一片嗅上皮，这条路径就是鼻后嗅觉。同一组受体，两个方向相反的气流，大脑解读成两件事。
2005 年耶鲁大学 Dana Small 团队用 fMRI 做了关键证明：
· 鼻前嗅觉主要激活杏仁核、海马、外侧眶额皮层，这些是处理外部世界识别和警觉的脑区；
· 鼻后嗅觉主要激活中央沟基部的“口区”和内侧眶额、膝前扣带，这些是与口腔位置感和食物奖赏评估相关的脑区。
2019 年 Maier 实验室在 Current Biology 上更进一步：把大鼠的味觉皮层人为失活后，鼻前嗅觉完好无损，但鼻后嗅觉产生的“风味感”完全消失。
也就是说，鼻后嗅觉本质上不是单纯的嗅觉，它是嗅觉、味觉、口腔触觉一起送进味觉皮层、整合后形成的综合体验。神经科学家给这种综合体验起了个专门的名字：flavor，风味。
这条后门通道到底贡献多少？耶鲁的 Gordon Shepherd 估算，日常你以为是尝到的风味体验，大约 80%~90% 来自鼻后嗅觉。这是工程估算不是实验定值，但临床观察完全吻合——慢性鼻窦炎患者最常见的主诉之一就是“吃什么都没味”。2022 年 Frontiers in Allergy 那篇综述把它形容为“被低估的生活质量损害”。
所以，鼻塞的时候吃饭味同嚼蜡，问题不在舌头，而是鼻后通路被堵了。
理论够了，看几个具体的例子。
捏住鼻子吃一口榴莲，是奶油布丁，甜、滑、带点蛋黄味。德国 Steinhaus 实验室的研究显示，那股标志性的臭来自一组挥发性硫化合物，其中乙硫醇（ethanethiol）的气味活性值 OAV 高达 25 万到 48 万（即其浓度是嗅觉阈值的 25～48 万倍）。其他还有 1,1-乙烷二硫醇、3,5-二甲基-1,2,4-三噻烷等一长串硫家族成员。它们全部走鼻后嗅觉通路，舌头一概不认。
舌头能尝到的咖啡只有“苦”加少许“酸”。但化学家已经从咖啡里鉴定出超过 1000 种挥发性化合物——furaneol（焦糖甜）、guaiacol（烟熏木）、β-damascenone（果香蜜糖）、2-甲氧基-3-异丙基吡嗪（土壤气息）等等。
这个例子值得多讲两句。香菜特殊的挥发性气味源于叶片破碎后释放的脂肪族长链醛类分子，如(E)-2-癸烯醛。绝大多数人的大脑将这些醛类混合物解码为“清新的绿叶植物香气”。
然而，人类第 11 号染色体上编码的嗅觉受体基因 OR6A2 专门负责识别此类化合物。23andMe等大型基因组研究服务商的全基因组关联研究发现，一个位于 11 号染色体嗅觉受体基因簇中的 SNP，与“香菜闻起来/吃起来像肥皂”的感受显著相关。对一部分人来说，香菜里的醛类分子很可能会因为 OR6A2 等基因发生突变而更容易被嗅觉系统解读成类似肥皂的气味，以至于大脑产生了极其厌恶的保护性错觉，将其与洗涤剂或臭虫分泌的防御性液体联系在一起。
换句话说，对一部分人来说，他们闻到的香菜真的就是“肥皂”，是由嗅觉受体的基因型决定的。
图 4：香菜叶 + 香菜风味分子结构
2020 年 Zhai 和 Granvogl 在 Journal of Agricultural and Food Chemistry 上用 HS-AEDA 方法鉴定出香椿里 50 多种气味活性物质，主角是 (E,E)-、(E,Z)-、(Z,Z)-二-1-丙烯基二硫醚和(顺/反)-2-巯基-3,4-二甲基-2,3-二氢噻吩，一组含硫的环状和链状有机分子。香椿入口的口感是清爽偏苦，那股标志性的“香”全靠鼻后嗅觉送达。
蛋白质遇 NaOH 发生 β-消除反应，含硫氨基酸释放 H?S 和 NH?。H?S 与蛋黄中的 Fe??、Cu?? 反应生成黑绿色金属硫化物（这就是蛋黄发青绿的原因），NH? 透过蛋壳气孔向外扩散。
舌头只能尝到鲜和咸，让外国人惊呼“thousand-year egg”的所有戏剧效果，都是 NH? + H?S 通过鼻后嗅觉播报的。
下面进入更反常识的领域：有几种我们习惯称为“味道”的体验，舌头没贡献，鼻子也没贡献，它们走的是完全不同的神经通路。
严格来说不是味觉，是痛觉。
1997 年 David Julius 实验室在 Nature 上鉴定出 TRPV1 通道，它分布在皮肤、口腔、内脏的感觉神经末梢，能被高于 43℃ 的温度激活，也能被酸激活，还能被辣椒素（capsaicin）这个小分子直接打开。
辣椒激活的本来是身体报告灼烧的报警系统，大脑收到信号判断“这里着火了”，分不清是真烫还是辣椒，于是命令身体出汗降温——这就是吃辣会出汗的原因。
Julius 凭这个工作拿了 2021 年的诺贝尔生理学医学奖。
同样不是真正的温度感，是另一套误报。2002 年 McKemy 实验室发现 TRPM8 通道：温度低于 26℃ 时会激活，告诉大脑冷。薄荷醇（menthol）这个分子恰好能在常温下打开它。
所以你含薄荷糖时，嘴里温度并没下降，但大脑收到了冷信号——这是一个分子层面的冷错觉。
芥末、山葵、辣根那种窜上脑门的冲鼻感，活性分子是异硫氰酸烯丙酯（AITC），靶点是 TRP 家族的另一个成员 TRPA1。
2006 年 Hinman 团队在 PNAS 上发现，AITC 作为亲电试剂，会和 TRPA1 通道蛋白胞内 N 端的半胱氨酸残基发生可逆的硫醇-迈克尔加成反应。该反应在生理缓冲液和细胞内环境中是高度动态且完全可逆的。在去除这些刺激后，加成物会解离，通道能够顺利闭合。
这也正是为什么芥末的冲感虽然上头快，但只要停止咀嚼，刺激感会在短时间内随唾液冲刷和呼吸气流消散的原因。
图 5：辣椒素、异硫氰酸烯丙酯等分子结构对照
最特别的一种。花椒不辣、不痛、不凉，它“麻”。麻是一种像嘴里有微小电流或振动的感觉。
2008 年 David Julius 实验室在 Nature Neuroscience 上解开了它：花椒里的活性分子 羟基-α-山椒素（hydroxy-α-sanshool），靶点不是 TRP 家族，而是一类叫 KCNK 双孔钾通道的蛋白质（具体是 TASK-1、TASK-3、TRESK 三种）。
这类通道平时让神经元中的钾离子持续向外流出，维持膜电位稳定。山椒素一来，把这些钾通道阻断，失去钾外流通路的神经元开始持续去极化、自发放电。
更精彩的是 2013 年伦敦大学学院 Hagura 团队的一个实验：他们把花椒提取物涂在受试者下唇，让被试调节一个外部振动器的频率直到匹配嘴里“麻”的感觉。12 个被试给出的频率惊人地一致，约 50 赫兹。这恰好是 RA1 型（快速适应低阈值机械感受）神经纤维最敏感的振动频段。
50 Hz 不是花椒分子的振动频率，而是大脑被山椒素诱导出来的知觉频率。山椒素阻断了感觉神经元上的钾通道，使本来负责传递振动信号的 RA1 触觉纤维自发放电；大脑收到这些放电信号后，按字面意思解读为“嘴里有 50 Hz 的振动”。
辣是痛、麻是触觉误报、凉是冷错觉、芥末冲是共价反应，这四种“味”，舌头上的五种味觉受体一个都没参与。它们走的是三叉神经的体感通路，和舌头尝到的味根本不在同一个系统。
配图 6：花椒
结语
吃饭这件事，从来不是嘴一个人的事。是舌头上的五种基本味、鼻后嗅上皮上千种气味分子的组合、加上痛温触三套体感系统，由大脑共同整合出来的综合体验。
[1]Tu, Y. H. et al. (2018). Science 359(6379), 1047–1050.
[2]Caterina, M. J. et al. (1997). Nature 389, 816–824.
[3]McKemy, D. D. et al. (2002). Nature 416, 52–58.
[4]Jordt, S. E. et al. (2004). Nature 427, 260–265.
[5]Hinman, A. et al. (2006). PNAS 103(51), 19564–19568.
[6]Bautista, D. M. et al. (2008). Nature Neuroscience 11, 772–779.
[7]Hagura, N. et al. (2013). Proc. R. Soc. B 280, 20131680.
[8]Small, D. M. et al. (2005). Neuron 47, 593–605.
[9]Eriksson, N. et al. (2012). Flavour 1, 22.
[10]Running, C. A. et al. (2015). Chemical Senses 40, 507–516.
[11]Buck, L. & Axel, R. (1991). Cell 65, 175–187.
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