妮娜·诺特曼嗅出了化学在揭示、记录和重现过去气味中的作用

上世纪80年代,我还是个孩子的时候,曾参观过约克郡的Jorvik Viking Centre,至今仍清晰地记得博物馆里的恶臭。这些气味是故意的。在那里,游客可以体验到各种维京村庄的味道,包括鱼市和铁匠铺。但是,究竟是什么让这次儿时的一日游如此深刻地印在我的脑海里呢?英国伦敦大学学院遗产科学教授、斯洛文尼亚卢布尔雅那大学分析化学教授马蒂亚·斯特利奇解释说:“研究表明,气味会在我们的长期记忆中停留很长很长一段时间。”

作为早期使用历史气味来提升游客体验的倡导者,Jorvik维京中心为其他博物馆树立了榜样。斯特利奇说:“博物馆已经开始利用嗅觉信息来吸引观众,而不仅仅是视觉信息,还能帮助观众更长时间地记住这些知识。”

乌尔姆博物馆的气味之旅

来源:©SEhrich

近年来,在展览和画廊中添加额外的感官元素变得越来越普遍

利用气味来改善访客体验并不像你想象的那么新。荷兰阿姆斯特丹自由大学(Vrije University Amsterdam)感官历史学助理教授、海牙艺术博物馆(Kunstmuseum)荷兰艺术家彼得·蒙德里安(Piet Mondrian)作品策展人卡罗·维尔贝克(Caro Verbeek)解释说,象征主义者和超现实主义艺术家“是第一批在画廊和博物馆里以有意义的方式传播气味的人,而不是仅仅掩盖其他[不受欢迎的]气味”。1938年在Galérie Beaux-Arts举办的国际超现实主义展览上,诗人本杰明Péret用电炉加热巴西咖啡豆来消除咖啡的味道。这种味道弥漫了整个空间,”韦尔比克说。

气味分子本质上是挥发性的,这意味着它们中的大多数早已消失

从20世纪50年代起,策展人就不再为博物馆和画廊添加气味。当时有一种流行的观念,这些空间应该是无菌和安静的,以不分散艺术或博物馆物品的视觉冲击。近年来,博物馆和画廊已经开始重新认识到多感官体验的好处。声音效果现在很常见,品尝历史食谱、感受遗产物品和闻到过去气味的机会也在增加。

开发气味再现的一个特殊挑战是,我们对过去的气味知之甚少。气味分子本质上是挥发性的,这意味着在历史学家或考古学家寻找它们的时候,它们中的大多数早已消失了。因此,大多数历史上的气味再现,比如在Jorvik维京中心的那些,都是对那个环境或物体过去气味的艺术诠释。

策展人越来越多地与多学科团队合作,包括历史学家、考古学家、调香师和化学家,以开发历史准确的娱乐活动。除了改善博物馆和画廊的游客体验外,他们的研究还有助于更好地了解古代贸易路线,揭示古代香水技术,并为后代保存今天仍然存在的宝贵的历史气味。

寻找线索

在研究过去的气味时,历史文本起着关键作用。历史学家寻求提及产生气味的物体,如火或香烟,可怕的恶臭或令人愉快的香气的描述,以及食物、熏香和香水的食谱。

寻找文本证据可能具有挑战性,由欧盟地平线2020计划资助的Odeuropa项目的研究人员目前正在开发人工智能工具,以挖掘数字化的历史文本,以获取与气味相关的信息。伦敦大学学院(University College London)可持续遗产讲师塞西莉亚·本比布雷(Cecilia Bembibre)说:“这些文本用七种语言编写,范围从书籍、历史书信、烹饪书到医学手册。”

该团队还在开发工具来挖掘数字化图像,包括绘画、雕刻和插图,以供嗅觉参考。人工智能正在“识别图像中的嗅觉对象;这包括有气味的物体和与嗅觉相关的手势,例如,人们捏鼻子,”本比布雷说。

被挖掘的文字和图像可以追溯到17世纪到20世纪20年代。截至2022年12月,该项目名为Odeuropa Smell Explorer的数据库中已添加了218,903个文本摘录和4690张图像。

商业秘密

在文本中找到食谱是很罕见的,找到容易理解和复制的食谱就更难得了。例如,食材通常都有古老的名称,而且很难知道配方中使用的是什么现代植物物种。德国耶拿马克斯·普朗克人类历史科学研究所(Max Planck Institute for the Science of Human History)的化学考古学家芭芭拉·胡贝尔(Barbara Huber)说,在很多古埃及文字和楔形文字中,当提到他们使用了一种特定的油或植物时,真的很难用植物学术语来正确地翻译。

塞西莉亚进行气相色谱分析

来源:©GC-O

气相色谱-嗅觉-质谱法为一种常见的分析技术增加了人的因素

古代有机残留物分析可以帮助填补一些知识空白。胡伯说:“(它)还可以帮助识别文字发明之前的史前时期的气味。”利用最先进的气相色谱-质谱(GC-MS)和液相色谱-质谱(LC-MS)技术,她能够识别残留物中的成分,如烹饪锅中的食物结皮和香炉、香水瓶和药瓶中的油脂和树脂残留物。Huber还分析了烟灰。她补充说:“我们并不总是需要可见的遗骸。”她解释说,脂质和其他生物分子可以通过在陶罐和其他多孔基质中钻孔来回收分析。牙石(牙齿上形成的一种矿物膜)中的生物分子还可以提供过去食用的香料和其他食物的信息。

随着有机物质随着时间的推移而降解,Huber所寻找的是考古生物标记物,使她能够重建材料的原始成分。最近,她利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术,在考古学家在沙特阿拉伯泰马绿洲发现的古代香炉的残留物和烟灰中发现了乳香树脂的证据。胡贝尔说:“这证明泰马不仅是古代香火贸易路线上的中转站和枢纽,而且居民也是活跃的客户。”她还能够确定乳香的来源,因为在世界不同的地区,不同的乳香树被用来生产乳香。乳香到达绿洲的时间也被确定了。胡贝尔说:“在我们分析的所有较古老的香炉中,从青铜时代到铁器时代早期,我们都没有发现乳香。”“到公元前第一个千年的下半叶,我们发现乳香在私人住宅和寺庙中广泛存在。”

Huber将很快与德国弗里德里希·亚历山大大学(Friedrich Alexander University)香气和气味研究主席Andrea Buettner开始一个项目,旨在寻找气味活性挥发性有机化合物(VOCs),这些化合物有助于古代乳香和其他熏香材料的气味。帮助他们做到这一点的仪器是gc -嗅觉测量- ms (GC-O-MS),它在气相色谱柱的末端有一个嗅觉端口。当分离出的化合物从色谱柱中分离出来时,坐在港口的嗅探器将能够识别出哪些挥发性有机化合物是有气味的。这些信息将使古代香炉的气味得以重现。

完善香水

由捷克科学院哲学研究所的科学历史学家肖恩·考夫林(Sean Coughlin)领导的气味炼金术项目是另一项正在进行的重建历史气味的努力。这个项目的目的是鉴定成分,并更多地了解公元前332-30年埃及和希腊使用的香水制作技术。考夫林说:“我们试图重新了解古代调香师是如何做到这一点的。”他补充说,与炼金术相比,人们对希腊-埃及时期的香水艺术知之甚少。古代香水是现代化学,尤其是有机化学的始祖,在有机化学中,人们会在受控的环境中操纵材料,产生有规律的结果。我们正试图了解这些过程是什么,并将它们重新纳入化学历史。”考夫林说。

香水炼金术项目的实验台是对埃及艳后埃及艳后使用过的mendesian香水的再创造,这款香水曾在华盛顿特区美国国家地理博物馆举办的2019年埃及女王展览上展出。为了重现mendesian, Coughlin和其他历史学家,包括德国柏林自由大学的Dora Goldsmith,在医学文献和寺庙墙壁上的铭文中寻找成分和制造方法。研究小组对这些古代配方进行了多种解释,并选择了最符合历史描述的一种,在博物馆展出。

我们试图了解古代食谱中发生了什么化学变化

“气味炼金术”项目采用了更为严谨的科学方法。与试验台项目不同,这次有三个科研小组参与。这些小组包括开罗埃及博物馆的考古学家AbdelRahman Medhat,捷克科学院实验植物学研究所的Jan Rezek和捷克科学院有机化学和生物化学研究所的Ullrich Jahn。

梅德哈特的小组正在分析古埃及门德斯市一家香水厂的罐子中发现的有机残留物。Rezek和同事们正在使用动态顶空GCxGC-MS收集古代香水配方中提到的香味成分的VOC谱。雅恩的团队正在努力将古代食谱中描述的制造过程转化为现代化学技术。Rezek还收集了该项目再创造尝试的化学指纹,以便与Medhat的数据进行比较。

气味炼金术项目的一个目标是更好地了解古代调香师如何对基础油进行预处理,以提高对气味分子的吸收。考夫林说:“根据程序,他们将这种油煮了10天10夜,并添加了不同的植物产品,让它更容易吸收。”他补充说:“我们正在试图了解(在这个过程中)发生了什么化学反应,并弄清楚他们是否需要添加食谱中没有提到的其他东西,比如酒中的水或酒精,以使一些脂肪酸酯化,使油更容易散发出所需的气味,或使香味更容易被饮用者闻到。”

旧书的味道

化学家正在帮助历史学家完成的另一项任务是,为后代保存至今仍存在的有价值的历史气味。斯特利奇说:“我们正试图在这些气味消失之前为后代记录和记录它们。”他和Bembibre合作的其中一个项目是记录圣保罗大教堂图书馆在2018年开始翻修之前的气味。

书嗅探

资料来源:荷兰国家档案馆提供

旧书有一种独特的气味

原来的图书馆和大教堂的其他部分在伦敦大火中被毁。克里斯托弗·雷恩的替代图书馆于1709年开放,今天储存着珍贵的宗教文献,包括许多珍贵的圣经。像其他老图书馆一样,它有一种独特的气味。这种气味是由于纸张中的木质素、纤维素和其他有机物质随着时间的推移而分解产生VOCs。Bembibre说:“有很多证据表明我们喜欢旧书的味道,在(圣保罗的)游客的书上有很多评论说人们喜欢图书馆的味道。”

通过固相微萃取装置和热脱附管从库周围环境中采集VOCs样品。样本也从每本书中收集,将它们与采样工具一起放在密封的容器中一天左右。然后用GC-O-MS分析收集到的VOCs,并对混合物中产生气味的化合物进行识别和量化。其中乙酸、苯甲醛和香兰素是鉴定出的主要化合物。

然后,Bembibre和Strlič利用这些化学数据重建了图书馆和物体的气味。这些娱乐活动的真实性得到了一组训练有素的嗅探员的赞许。本比布雷说:“这些记录可能是圣保罗大教堂图书馆遗留下来的(气味),因为他们把所有的书都搬出去了。”直到2023年春天翻新后重新开放,我们才会知道图书馆是否保留了它的气味。

安全的气味

作为欧盟Odeuropa项目的一部分,Bembibre目前正在开发标准化的工具和指南,以便博物馆和画廊可以安全地将VOC的娱乐活动纳入他们的空间。她解释说:“有了这些工具,那些参与创造气味、设计展览、评估在博物馆地板上引入新VOCs的影响的人就可以安全地做到这一点。”

在这种情况下,安全既包括保护游客(尤其是过敏者)的安全,也包括保护历史文物。斯特利奇说:“在过去的50多年里,博物馆一直在试图净化展厅和储藏区的空气,因为他们担心室内环境中的污染物会污染环境。”他补充说,应该避免引入醋酸和甲酸等腐蚀性酸。同样地,Verbeek说她从来没有用含硫的化合物来制造香味,因为它们会使银失去光泽。

Cecilia Bembibre博士

来源:©James Dobson/The National Trust

保存一件文物的气味可能和保存它的其他特征一样重要

有时气味会弥漫到房间里。但通常情况下,人们会使用气味点技术。这些包括可以打开和嗅闻的容器,有香味的纸板棒或喷雾瓶。后者只从香水瓶中喷射出有香味的空气,而不是香水本身。韦尔比克说:“这被称为干燥扩散,迄今为止与我合作过的所有策展人和文物保护人员都认为是安全的。”

2020年,Verbeck使用多种工具组合,为阿姆斯特丹国家博物馆(Rijksmuseum Amsterdam)的参观增添了历史气息,目的是让视力低下的游客参观。美国国际香料香料公司(IFF)的化学家为博物馆的20件艺术品制作了香味,其中包括绘画、雕塑和人工制品。这些香味被放在头顶的容器里,一起踩成项链,供客人佩戴和使用。

我们如何感知和解释气味与我们的文化背景直接相关

这次旅行的气味是艺术娱乐和科学研究的混合。“对于历史悠久的香水,我收集了20世纪20年代、30年代和40年代的瓶子,(IFF的化学家)用顶空气相色谱法,这样他们就能找出其中的成分,”韦尔比克说。化学家们还捕捉并重建了当今马匹的气味轮廓,以配合滑铁卢战役的照片,根据食谱重建了拿破仑的香水,并重建了潮湿的泥土、火药和雨水的气味。

所有历史上的气味再现都增加了一层复杂性:如何解释我们对气味的感知在几十年、几百年和几千年里是如何演变的。“我们过去感知气味的方式和我们现在感知气味的方式是不同的,”本比布雷说。她补充说,这是因为“我们如何感知和解释气味与我们的文化背景、环境中的气味水平、我们的敏感度和我们的期望直接相关。”

不知道随着时间的推移,气味感知是如何变化的,以及变化了多少,这影响了历史气味再现的准确性。然而,本比布雷和斯特利奇正在努力使化学家在未来更容易重现一些至今仍存在的具有历史意义的气味。这项工作包括开发一种标准化的语言来记录人们对历史气味的感知以及化学数据。

在圣保罗大教堂图书馆项目中,Bembibre和Strlič开发了一个历史书籍气味轮。这个转盘上有木头味、烟熏味、泥土味、香草味、霉味、甜味和杏仁味等词汇,游客可以用这些词来帮助他们描述自己正在经历的气味。每一种气味描述符都与它们相关的VOCs相连。从那以后,数字考古研究所在记录和再现牛津大学博德利旧图书馆中存储的许多书籍的气味时,就使用了这个轮子。在这些被复制出气味的书籍中,有1217年的《大宪章》和1623年的威廉·莎士比亚戏剧第一对开本。

嗅觉为我们的过去提供了一个重要的门户,但迄今为止尚未得到充分利用。除了增加公众对我们已经知道的过去的参与外,对研究和重现过去气味的兴趣日益浓厚,有望让我们发现更多以前被认为永远消失的过去的秘密。这不能通过孤立工作来实现。“这项工作极其复杂,”斯特利奇说。“我喜欢的是解决一个看似简单的化学分析问题所需的丰富的跨学科方法。”

妮娜·诺特曼,英国索尔兹伯里科普作家