試論合成香料中香氣的影響因素

孫小林

浙江新化化工股份有限公司

試論合成香料中香氣的影響因素

孫小林

浙江新化化工股份有限公司

本文對香料中的香氣進行了概述，重點從分子結構、生產及存儲等方面分析了合成香料中香氣影響因素，以供參考。

合成香料；香氣；影響因素

前言

由于香味可以對人體生理和心理有不同程度的影響，所有使得香精香料從最常見的化妝品、日用品的加香等用途發展為各種特殊用途，如醫用芳香療法，香精驅蟲，滅菌，香精金屬，飼料香精，這些用途已經在世界各地誕生。天然香料有資源的局限性，大量的合成香料能夠滿足市場需求，因此對合成香料的香氣影響因素的研究具有重要意義。

1 香料香氣概述

香料的香氣(氣味)是揮發性分子在空氣中擴散進入鼻腔，刺激黏膜，再傳送到大腦中樞神經而產生的綜合感覺，使人感覺愉快的即為香氣，從嗅到感覺的時間有0.2～0.3s。目前世界上香料商品品種有9000種左右，實際品種近6000種，大部分年產量在100t以下，年產量在1t以下的品種也不少見。合成香料品種多、產量小，故多用間歇式生產；所用原料品種多且要求的純度高，大多具有一定的揮發性。

2 合成香料中香氣影響因素的具體分析

2.1 分子結構對香料香氣的影響

分子存在大小、立體結構、官能團、飽和程度等的差異，這些差異決定了分子是否有香氣，是什么類型的香氣以及其香氣的強度。本節對香氣發生的原理做了全方位的分析，提供了香氣控制的理論基礎。

(1)分子的大小。香料化合物的相對分子質量一般在50～200之間(含有4～20個碳原子)。因為有機化合物的碳原子個數3個以下時，該分子的揮發性很強，不宜作為香料；碳原子個數在20個以上的化合物基本為固體，香氣太弱。

(2)分子的立體結構。分子的立體結構對香料的香氣存在較大影響，總體來說，分子越不穩定，活性越強，越有利于氣味的揮發。

(3)官能團的位置。通過對羧酸類食用香料中使用較多的甲基戊酸做分析，甲基戊酸有三種同分異構體，其甲基的位置對脂肪酸的香氣強度有一定影響，甲基與羧基距離增加，其香氣強度也增加。經香氣評價員和電子鼻的評價結果如下：香氣強度：4-甲基戊酸＞3-甲基戊酸＞2-甲基戊酸。

2.2 反應及精餾操作的把控對香料氣味的影響

(1)合成所用原料的影響。合成香料的含量等物化指標是比較容易達到的，但是其氣味是很難控制的。首先是合成所用的原料一般均有刺激性的氣味，痕量的原料存在于成品中會給產品帶來較大的雜氣。香料生產所需要的原料為：(1)農、林、牧、漁副產品為原料，例如松節油，無色至深棕色液體，由烴的混合物組成，主要成分為萜烯類化合物，其中α-蒎烯約為64%，β-蒎烯約為33%；(2)煤焦油為原料，如苯酚、萘等；(3)石油和天然氣工業中得到的化工原料，如異戊二烯等。

(2)產品精餾控制的影響。由于香料的對香氣的要求，合成香料的精餾比其他化工產品的精餾要特殊，一般采用間歇精餾生產。精餾中控過程中，不僅要把握含量等物化指標的要求，還要通過對氣味的控制來決定是否可以進入成品階段。合成香料精餾控制的一般流程見圖1。

圖1 合成香料精餾控制的一般流程

2.3 合成香料生產過程中使用設備的影響

(1)輸送泵的選擇。從香料的分子結構上看，其穩定性都較差；并且容易受到雜氣的影響，因此現在日用化工與香料工業對輸送泵的選擇更嚴謹些。一般選用旋轉式容積泵，凸輪式雙轉子泵，滾柱式轉子泵，滑片式轉子泵，內環式齒輪泵等。例如滾柱式轉子泵，是一種新型的旋轉式容積泵，滾柱在轉子離心力和液力的作用下，載腔體內壁滾動運轉，因此構成了較高的真空度和排放壓力，由于泵的內腔容積增大，且其轉速相對較低，介質在滾柱的推動下開始無剪切流動，所以對香料的輸送特別的柔和穩定。

(2)真空泵的選擇。合成香料的提純，一般都需要精餾過程，而香料受熱很容易產生焦糊味，因此需要做到精餾體系的2mm汞柱絕壓的高真空，來保證精餾溫度較低而不會產生影響產品氣味的焦糊味等雜氣。以下介紹了兩種常用真空泵。

使用較多的是蒸汽噴射泵加水環式真空泵的方式，這種設備真空較高，費用低，維護要求也低，能吸收腐蝕性氣體。由于現代社會對環保與節能的要求，此設備需要使用大量的水，并且產生大量的廢水的缺陷逐漸顯現出來。

更為環保經濟的無油機械真空泵成為一種環保趨勢，其設計理念是通過增加泵前后兩級冷阱，不僅使得低沸點有機質充分吸收，還減少不凝氣增加了體系真空；泵的冷卻水不與體系接觸，可循環使用。

(3)精餾塔的選擇。液體香料的關鍵在提純上，由于物料受熱會產生聚合、分解或氧化等現象，因此保證低溫精餾成了制備香氣優良產品的關鍵。一般情況下，精餾香料采用的是降膜式高效精餾塔，分離提純效果顯著，且深受各國化工用戶的青睞。

2.4 香料包裝及儲存的影響

由于屬于原料性商品，包裝主要考慮堅固性，防止滲漏和不變質。我國香料多采用180kg和50kg鐵桶裝，香精為0.5kg瓶裝。鐵桶要注意桶的焊接牢固，否則會出現滲漏。小包裝的香精香料有玻璃瓶和塑料瓶，玻璃瓶應注意防破損，塑料瓶易導致香料變質，需多注意，也有使用鋁裝瓶小包裝可防破損和變質。

3 結束語

綜上所述，本文通過大量的文獻閱讀和自身的香料生產經驗，分別從分子結構性和生產中的各個環節來詳細的介紹合成香料中香氣的影響因素，希望為相關行業提供一些參考。

[1]吳健，丁曉民.間歇精餾工藝操作及異常判斷、處理[J].廣州化工，2013，41(1)：148-149.

[2]夏陽，翁仕龍，邵霞暉，等.化工香料生產企業真空泵優化技改的環境效益分析[J].環境科學導刊，2011，30(4)：58-59.