土臭素

土臭素 (/d?i??zm?n/ jee-OZ-min) 是一種不規則的倍半萜類化合物，由通用的倍半萜前體法尼基焦磷酸（也稱為法尼基二磷酸）通過兩步依賴于 Mg2+ 的反應產生。 土臭素與不規則的單萜 2-甲基異冰片一起，共同導致了全世界飲用水中由生物引起的味道和氣味爆發的大部分。 土臭素有明顯的泥土味或霉味，大多數人都能輕易聞到。 人類對土臭素氣味的檢測閾值非常低，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來源，也是干燥天氣過后下雨或土壤受到干擾時空氣中出現強烈氣味 (petrichor) 的原因。

在化學方面，土臭素是一種分子式為 C_{12H22O 的雙環醇，是萘烷的衍生物。 它的名字來源于古希臘語單詞 γεω- (geō-)，意思是地球，以及 ?σμ? (osm?)，意思是氣味。 該詞由美國生物化學家 Nancy N. Gerber（1929-1985）和法裔美國生物學家 Hubert A. Lechevalier（1926-2015）于 1965 年創造。}

土臭素是由各種藍綠藻（藍細菌）和放線菌綱的絲狀細菌以及其他一些原核生物和真核生物產生的。 藍藻中產生土臭素的主要屬包括魚腥藻屬、Phormidium 和 Planktothrix，而產生土臭素的放線菌屬中主要的屬是鏈霉菌屬。 當這些細菌數量急劇下降將土臭素釋放到當地供水中時，其供水依賴于地表水的社區可能會定期出現難聞的水味。 在酸性條件下，土臭素分解成無味物質。

2006 年，天藍色鏈霉菌雙功能酶生物合成土臭素的方法被公開。 單一酶土臭素合酶通過兩步反應將法尼基二磷酸轉化為土臭素。

并非所有藍綠藻都能產生土臭素。 鑒定可能產生土臭素的物種傳統上是通過微觀鑒定藻類作為土臭素生產者來完成的，這是一種勞動密集型且需要專業知識的技術。 分子生物學的最新進展使得能夠鑒定土臭素合成酶基因 geoA，該基因存在于產生土臭素的藍藻物種中，但不存在于其他藍藻物種中。 使用實時 PCR 從水樣中擴增該基因可以預測淡水中由藍藻引起的味道和氣味事件。

人類嗅覺系統對土臭素極其敏感，能夠檢測到濃度低至十億分之 0.4 的土臭素。

土臭素是造成許多具有重要商業價值的淡水魚（如鯉魚和鯰魚）渾濁氣味的原因。 土臭素與2-甲基異冰片結合，集中在脂肪性皮膚和深色肌肉組織中。 它在酸性條件下分解； 因此，魚食譜中使用醋和其他酸性成分來減少渾濁的味道。 包括土臭素在內的味道和氣味化合物會導致飲用水產生令人不快的味道，消費者認為這是水質差的跡象。

據報道，這種化合物對循環水產養殖系統中養殖的咸水魚（例如大西洋鮭魚）是一個問題，但也有研究表明，海水中的含量明顯低于淡水中的含量，這就是為什么許多人認為淡水魚 與海魚相比，味道渾濁。 這些系統依靠生物過濾，利用培養的微生物群落將魚類的含氮廢物（氨）處理成危害較小的化合物（亞硝酸鹽和硝酸鹽），這些化合物在較高濃度下可以耐受。

然而，產生土臭素的細菌也可以在這些系統中生長，并且通常需要將魚轉移到額外的精加工或凈化系統，在收獲前幾天不喂魚，以去除異味化合物并清空腸道。 此過程也稱為凈化。

根據市政水處理設施，土臭素無法使用標準處理工藝從水中去除。 處理土臭素需要額外的處理，這可能不適用于所有市政供水商。 活性炭過濾器可能會有所幫助，但很少有研究完成來解決這個問題。