土臭素

土臭素 (/dʒiˈɒzmɪn/ jee-OZ-min) 是一种不规则的倍半萜类化合物，由通用的倍半萜前体法尼基焦磷酸（也称为法尼基二磷酸）通过两步依赖于 Mg2+ 的反应产生。 土臭素与不规则的单萜 2-甲基异冰片一起，共同导致了全世界饮用水中由生物引起的味道和气味爆发的大部分。 土臭素有明显的泥土味或霉味，大多数人都能轻易闻到。 人类对土臭素气味的检测阈值非常低，在水中每升 0.006 至 0.01 微克。 土臭素也是甜菜根的泥土味道的来源，也是干燥天气过后下雨或土壤受到干扰时空气中出现强烈气味 (petrichor) 的原因。

在化学方面，土臭素是一种分子式为 C_{12H22O 的双环醇，是萘烷的衍生物。 它的名字来源于古希腊语单词 γεω- (geō-)，意思是地球，以及 ὀσμή (osmḗ)，意思是气味。 该词由美国生物化学家 Nancy N. Gerber（1929-1985）和法裔美国生物学家 Hubert A. Lechevalier（1926-2015）于 1965 年创造。}

土臭素是由各种蓝绿藻（蓝细菌）和放线菌纲的丝状细菌以及其他一些原核生物和真核生物产生的。 蓝藻中产生土臭素的主要属包括鱼腥藻属、Phormidium 和 Planktothrix，而产生土臭素的放线菌属中主要的属是链霉菌属。 当这些细菌数量急剧下降将土臭素释放到当地供水中时，其供水依赖于地表水的社区可能会定期出现难闻的水味。 在酸性条件下，土臭素分解成无味物质。

2006 年，天蓝色链霉菌双功能酶生物合成土臭素的方法被公开。 单一酶土臭素合酶通过两步反应将法尼基二磷酸转化为土臭素。

并非所有蓝绿藻都能产生土臭素。 鉴定可能产生土臭素的物种传统上是通过微观鉴定藻类作为土臭素生产者来完成的，这是一种劳动密集型且需要专业知识的技术。 分子生物学的最新进展使得能够鉴定土臭素合成酶基因 geoA，该基因存在于产生土臭素的蓝藻物种中，但不存在于其他蓝藻物种中。 使用实时 PCR 从水样中扩增该基因可以预测淡水中由蓝藻引起的味道和气味事件。

人类嗅觉系统对土臭素极其敏感，能够检测到浓度低至十亿分之 0.4 的土臭素。

土臭素是造成许多具有重要商业价值的淡水鱼（如鲤鱼和鲶鱼）浑浊气味的原因。 土臭素与2-甲基异冰片结合，集中在脂肪性皮肤和深色肌肉组织中。 它在酸性条件下分解； 因此，鱼食谱中使用醋和其他酸性成分来减少浑浊的味道。 包括土臭素在内的味道和气味化合物会导致饮用水产生令人不快的味道，消费者认为这是水质差的迹象。

据报道，这种化合物对循环水产养殖系统中养殖的咸水鱼（例如大西洋鲑鱼）是一个问题，但也有研究表明，海水中的含量明显低于淡水中的含量，这就是为什么许多人认为淡水鱼 与海鱼相比，味道浑浊。 这些系统依靠生物过滤，利用培养的微生物群落将鱼类的含氮废物（氨）处理成危害较小的化合物（亚硝酸盐和硝酸盐），这些化合物在较高浓度下可以耐受。

然而，产生土臭素的细菌也可以在这些系统中生长，并且通常需要将鱼转移到额外的精加工或净化系统，在收获前几天不喂鱼，以去除异味化合物并清空肠道。 此过程也称为净化。

根据市政水处理设施，土臭素无法使用标准处理工艺从水中去除。 处理土臭素需要额外的处理，这可能不适用于所有市政供水商。 活性炭过滤器可能会有所帮助，但很少有研究完成来解决这个问题。