你覺得自己熟悉檸檬草清新的檸檬味，或是羅勒濃鬱的草本香氣嗎？其實，我們體驗到的大部分「味道」並非來自味蕾，而是來自嗅覺。揮發性化合物——那些輕盈到足以揮發成蒸氣或氣體的分子——在我們體驗食物、飲料（以及香水和氣味）的過程中扮演著關鍵角色。然而，我們感知這些分子味道的複雜方式遠比純粹的化學複雜得多，因此，理解味道在某種程度上是一個化學問題，但並非全部。
利用氣相層析質譜儀（GC-MS），這種實驗室儀器可以分離並檢測揮發性化合物混合物的濃度，我們可以輕鬆量化例如一杯咖啡中的香氣分子。但我們仍然無法確定這些分子中哪些對咖啡的整體風味最為重要，無論是堅果味、巧克力味還是果味。
因此，化學家們必須開發新的方法來同時研究化學和香氣感知。感知行為複雜且難以預測—即使是最先進的實驗室設備也無法完全解讀。假設你擁有等量的香草醛（香草的主要香氣成分，也存在於橡木桶陳釀的蘇格蘭威士忌中）和輪烷酮（黑胡椒的主要香氣成分，也賦予西拉葡萄酒辛辣的香氣）。照理說，在濃度相同的情況下，這兩種化合物的香氣強度應該相同，但實際上，輪烷酮的香氣強度大約是香草素的1000倍。顯然，風味特徵不僅取決於其化合物的濃度。
雖然某種化合物的濃度越高，氣味就越濃，但其濃度下的強度也很大程度上取決於化合物本身的化學結構，而化學結構決定了它如何與我們的嗅覺受體相互作用。分析氣味的唯一正確方法是親自聞一聞。或者更準確地說，讓一群人分別聞一聞，然後比較他們的感受。
實現這一目標的最佳方法之一是使用一種名為氣相色譜-嗅覺測定法（GC-O）的技術，該技術結合了化學分離（或色譜）和人類的「嗅覺」。氣相層析法發明於1950年左右，其用途之一是分析包括香氣在內的揮發性物質。它使分析化學家能夠探索不同樣品在分解成其組成化合物時氣味的變化。在1964年發表的一篇題為《巴特利特梨的揮發性酯類》的論文中，分析化學先驅沃爾特·詹寧斯指出，梨中一些揮發性較低的“高沸點”化合物聞起來像梨醬。他假設，煮熟的梨的部分氣味實際上存在於新鮮梨中，只是被揮發性更高的化合物掩蓋，直到這些化合物在烹飪過程中揮發性。
大約在同一時期，高露潔棕欖公司的化學家開始與專業調香師合作，利用他們作為“人體感測器”，來描述透過氣相層析法分離出的化合物的香氣。憑藉這些香氣專家高度靈敏的味覺，他們能夠精確地確定是哪種化合物（在本例中是茴香醛，一種具有花香的分子）造成了兩種相似松油樣品之間香氣的差異。如果沒有氣相層析分離技術，調香師只能聞到混合物的味道；而如果沒有調香師的參與，化學家也無法確定究竟是哪些化學差異影響了氣味。這項技術非常實用且易於操作，因此在過去的50多年裡，它已被應用於從威士忌和葡萄酒到香水、肉類和植物等各種產品中。
為什麼要分析風味？透過大量的嗅覺和味覺練習，我們練就了敏銳的味覺，這為我們理解風味奠定了堅實的基礎。但了解背後的化學機制，則為風味從業者——無論是食品化學家、廚師或調香師——開啟了全新的工具箱。透過了解哪些分子是造成我們喜愛的香氣的關鍵，我們可以採取更明智的措施來增強或保留這些香氣。在食品工業中，氣相層析-嗅覺分析（GC-O）正是用於指導加工過程，從而實現這一目標，並創造出全新的香氣和風味。在研究中，一旦我們確定了風味化合物，就可以將氣候、生物化學甚至飲食等因素聯繫起來，從而解釋為什麼具有風土或品種特徵的產品（例如葡萄酒）如此獨特。我們可以利用風味化學來創造新的風味組合，透過更深入地了解我們在廚房中的操作如何在分子層面影響風味，從而開拓更多可能性。
由於每種分子與我們的嗅覺受體相互作用的方式各不相同，而且這種相互作用也因人而異，因此，有時人類在氣相層析-嗅覺聯用（GC-O）實驗中識別出的氣味，多年來可能無法被科學分析檢測到。這是因為人類的鼻子能夠捕捉到遠低於儀器偵測閾值的微量濃度。正如不同的化合物在相同濃度下具有不同的強度一樣，同一種化合物的氣味也會因其濃度不同而截然不同。例如，丁酸乙酯的氣味可能像青蘋果，也可能像腐爛的水果，這取決於它的濃度；而賦予艾雷島威士忌宜人煙熏味的癒創木酚，在被煙熏味污染的葡萄酒中濃度較高時，則會散發出類似舔煙灰缸的味道。 GC-O 為我們指明了解釋香氣的方向，並揭示了相同化合物在不同濃度下於不同食物中所扮演的角色變化。
氣相層析-嗅覺分析（GC-O）目前還無法完全揭示我們對香氣的感知與其背後的化學機制之間的所有聯繫。混合香氣會產生難以預測的結果，有些化合物會增強其他化合物的香氣強度（例如，β-大馬酮，一種存在於蘋果、玫瑰、煙草和葡萄酒中的果香型化合物，已知具有這種作用），而另一些化合物（例如2,4,6-三氯苯甲醚，是葡萄酒“軟木塞味”的罪魁禍首）則掩蓋與其混合的化合物的氣味。更複雜的是，味覺和其他感官也會對香氣的感知產生雖小但顯著的影響。 GC-O雖然無法揭示香氣的全部信息，但它是了解構成香氣的各種化合物（每種化合物的濃度各不相同）如何相互作用，最終形成我們每天感知到的萬千風味的重要工具。
艾瑞爾·約翰遜（Arielle Johnson）對美食和風味的熱愛如此之深，以至於她決定攻讀相關領域的博士學位。她是加州大學戴維斯分校的博士候選人。葡萄酒和食物等複雜分子混合物究竟如何轉化為風味，科學界尚未完全了解，而她的研究正是聚焦於這個“黑盒子”，尤其是在飲食和美食學的背景下。她希望自己的研究能幫助揭示新的知識，並為廚師們提供廚房中的實用工具。目前，她正在哥本哈根的北歐食品實驗室（Nordic Food Lab）船屋上進行丹麥新型醋的感官分析，該實驗室是Noma餐廳的分支機構。此外，她也參與撰寫了《廚房即實驗室》（The Kitchen as Laboratory）一書。
