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天然香与合成香:成分差异与工业应用

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:所以,天然香与合成香的区别主要来自天然香料与合成香料的差异。目前的合成香料已达五千多种,常用的有四百多种,合成香料工业已成为现代精细化工的一个重要组成部分。虽然单离香料与天然香料有很大差异,但它利用了天然原料,所以与“合成”香料又不完全相同。人造香料,是指其化学结构至今尚未在自然界中发现过的香料,可称为化学合成香料。

天然香与合成香:成分差异与工业应用

天然香(天然香品),以天然香料及其他天然材料(药材等)为核心成分;合成香(合成香品),以化学合成香料为核心成分。所以,天然香与合成香的区别主要来自天然香料与合成香料的差异。

天然香料

天然香料是指以动植物的芳香部位为原料,用物理方法(如切割、干燥、蒸馏、浸提、冷榨等)获得的芳香物质。一般说来,用生物手段(如发酵)获得的反应产物也划入天然香料范畴。天然香料最终得到的原料与原材料的化学成分基本相同,只是以一种浓缩的形式存在,如香精油、净油、香膏、木块、干花等。

天然香料又可分为动物性天然香料和植物性天然香料。动物性天然香料多为动物体内的分泌物或排泄物,约有十几种,常用的有麝香、灵猫香、海狸香、龙涎香、麝香鼠香5种。现已得到有效利用的植物性天然香料约有400种,植物的根、干、茎、枝、皮、叶、花、果实、树脂等皆可成香。

天然香料的形态主要有两类。一是原态香材。该种香料通常指芳香原料经简单加工(清洗、干燥、分割等),制取的树脂、木块、干花等。这种简单加工能较好地保留有香成分及直接相关的无香成分,能保留原料的部分外观特征,易于识别和使用。除了直接产生香味的挥发性油脂,芳香原料中还含有多种营养成分,其芳香气味与药用功效正是多种成分共同作用的结果。而原态香材可较好的保存这些天然成分,具有较为纯粹的天然品质,也非常适宜制作熏香。

二是芳香原料的萃取物。该种香料包括香精油、净油、香膏、浸膏、酊剂等,是多种成分的混合物。植物体内有许多微小的油腺与油囊,其中含有各种植物油脂。芳香植物的主要有香成分就存在这些油脂中,用物理方法将油脂分离、提取出来,即可得到香精油。香精油便于运输、存储和使用,扩大了香料的应用范围,对香料工业的发展起到了重要的推动作用。

合成香料

合成香料是用化学方法(经若干化工操作)合成的芳香物质,能近似地模拟天然香料的香气特征。

针对一种天然香料,通过化学技术来分析、确定其芳香成分的化学结构,再用化学方法生产出相同结构的化合物,即为合成香料。该种香料常借用所模拟的天然香料的名称来命名,如麝香酮。合成香料可大致理解为化学合成香料,其原料主要是天然动植物以外的物质,如煤化工石油化工产品。目前的合成香料已达五千多种,常用的有四百多种,合成香料工业已成为现代精细化工的一个重要组成部分。合成香料的分类方法主要有两种:一种是按官能团分类,如酮类、醇类、酯类、醛类、烃类,等等;另一种是按碳原子骨架分类,如萜烯类、脂肪族类、含氮、含硫、合成麝香类,等等。

此外,还有一种较为特殊的香料——单离香料。使用化学或物理方法,将含有多种化合物的天然原料中的某一种化合物“单独分离”出来,此种化合物即单离香料。它不是“合成”的,而是“分离”出来的单体香料化合物。

虽然单离香料与天然香料有很大差异,但它利用了天然原料,所以与“合成”香料又不完全相同。并且,单离香料既有用化学方法制作的,也有用物理方法制作的,所以不便将之简单的统一归于“天然香料”或“合成香料”。许多人认为,大多数单离香料都可以用化学方法合成,因此,单离香料总体上更靠近合成香料,而不是天然香料。

香精,也称调和香料,是人工调配的、由多种香料及溶剂、载体等附加物按特定比例配成的混合物。所用原料可以是天然香料,也可以是合成香料。但在习惯上,人们日常所说的“香精”多是由“合成香料”制成。而“香精油”则是指“天然香料”的萃取物,属于天然香料。

除了分为天然香料、合成香料,还有更为“专业”的划分方法,即天然香料、等同天然香料、人造香料。

人造香料,是指其化学结构至今尚未在自然界中发现过的香料,可称为化学合成香料。

等同天然香料,是指其化学结构与天然香料中的某种对应物质相同的香料。包括两大类:一是合成香料,用化学方法“合成”的;一是单离香料,从天然原料中“分离”出来的。除了少数单离香料可以称为天然香料,绝大多数“等同天然香料”都可称为化学合成香料。

天然香料的作用(www.xing528.com)

欧亚文明古国使用香料的历史都可上溯到3000—5000年之前。古代对香料的使用,东西方之间有很多相似之处,除了用于祭祀、添香,还常用于镇静、止痛、改善睡眠、杀菌消毒等医疗养生方面。可能有人会认为,通过日常使用的香品而摄入的芳香物质总量太少,达不到养生治病的效果,但现代研究发现,事实并非如此。

近几十年来,神经免疫学领域的研究成果从分子水平上揭示出神经系统内分泌系统、免疫系统之间关系十分密切,其中的任何一个环节都会显著影响其他系统的功能,继而影响包括组织、器官在内的整个人体系统。通过呼吸、涂敷、口服等途径摄入的芳香成分,其量虽小,却“微而愈妙”,能影响整个“神经—内分泌—免疫网络”,并被“放大”“延伸”而引起人体内的一系列变化,起到其他药物难以达到的作用。

当一种香气使人产生舒缓、放松、和谐、沉静等体验时,它也不仅是一种心理感受,而是伴有脑电波激素血压等众多生理指标的改变。还有研究发现,香气对于失去嗅觉的人的康复也有明显的影响。

近年来,外激素研究的一些重要成果也大大增加了人们对香气的重视。外激素是动物体内特殊腺体分泌出的一种物质,是同种动物之间靠嗅觉来识别、传递的“信息物质”,对大多数哺乳动物的性行为也非常重要。过去人们曾认为人类识别外激素的功能早已退化、失效,但现在有科学家发现,人类侦测外激素的器官(位于犁骨与鼻骨间的“犁鼻器”)依旧存在,而且对香气有明确的反应。

香气的作用涉及嗅觉、心理、生理、神经科学等多个新兴领域,虽然对香气是如何影响这些领域的目前还没有找到完整、清晰的解释,但有一点是确凿的,即现代科学研究正日益深入地证明着一个古老的经验:天成之香,其用大矣。

合成香料与天然香料的差异

自从化学家帕金于1868年在英国利用煤焦油制造出第一种合成香料“香豆素”(香豆内脂)以来,迄今为止,绝大多数的天然香料都有了相应的合成香料,并且还有一些合成香料,尚未在自然界中发现具有相同结构的对应物质。合成香料的目的是获得特定分子结构的化合物,故其原料不必取自芳香动植物,而是常取自含碳、氢、氧等元素的化学材料,如煤化工、石油化工产品。合成香料的原料易得,制作成本显著降低,其生产也不受气候、地域等自然因素的限制,从而极大地拓展了芳香材料的应用范围,使生活中使用的芳香物品大为增加(许多没有明显香味的材料里其实也都添加了合成香料)。

不过,虽然合成香料自诞生之后很快就风靡了香料行业,但它并没有像当初人们期待的那样真正替代天然香料。

合成香料的纯度差异很大,其杂质及化学反应中的残留物会影响香气的质量并产生不同程度的(毒)副作用,故其使用范围受到许多限制,例如,一般不供婴幼儿和老人使用。

就香气而言,即使以现在最先进的技术制作的合成香料也难脱“斧凿”之迹,其芳香与天然香料的差异仍然十分明显。

就心理效应而言,两者的差距则更为显著。天然香料常可以使人产生“愉悦”“感动”等微妙的身心体验,而合成香料几乎完全没有这种效果。“有其味而无其气,有其形而无其神”,正是合成香料始终难以逾越的屏障。所以,许多高明的调香师也常常在以合成香料为主的香品中加入一些天然香料,以增加香气的灵动感。

天然香料的真正可贵之处还不在于气息的芳香,而是具有广泛的医疗养生功效,合成香料在这方面更是望尘莫及。

天然香料是一种成分极其复杂的混合物,有人甚至把它比喻为一个混沌系统,多种香料搭配时的情况就更为复杂,以现在的科技水平,还难以达到对其进行全面、准确地分析和把握。天然香料的功效不仅涉及香气的自身结构,还与人的嗅觉密切相关,涉及嗅觉与心理、心理系统与生理系统等一系列心理学与神经科学领域的问题,而这些领域也正是自然科学中发展最晚的一些门类,目前我们还不能很好地回答这些问题。

近年来,人们已越来越多地意识到,许多化学产品在为人们提供便利的同时,往往也存在许多弊端。所以,“绿色”“自然”的呼声正日益深入人心,这也应成为当代制香、用香的发展方向。

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