香水背后有什么科學(xué)？

　　在世界上，芳香是人類(lèi)喜愛(ài)的、美好的氣味感受，更是一種歷史悠久的精神享受？？“香”文化。香水（簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)是香精的酒精溶液），被譽(yù)為“透明的煙霧”。人們比較公認(rèn)的早期香水是“匈牙利皇后之水”，又稱(chēng)“匈牙利水”。大約在公元14世紀(jì)，主要是用迷迭香油和酒精配制而成的。

　　鼻腔里的“客人”？？香味

　　香味分子爭(zhēng)先恐后地從敞開(kāi)的香水瓶口，以每小時(shí)約800千米的速度逃逸出來(lái)，可是它們剛剛走出不到萬(wàn)分之一厘米，就被空氣中的氮分子（或者氧分子等）撞得東倒西歪。這時(shí)候，你用手在瓶口？一下，它們就會(huì)撲鼻而來(lái)。進(jìn)入鼻腔后，撞上了嗅覺(jué)上皮細(xì)胞。通過(guò)嗅覺(jué)神經(jīng)元的幫助，我們才感受到了香味的愉悅。

　　人類(lèi)的嗅覺(jué)機(jī)制還有許多未解之謎，但是如今，我們基本上搞清楚了氣味是如何傳送到大腦并且被評(píng)估、解碼和儲(chǔ)存的。原來(lái)，所有有味道的東西一般都會(huì)釋放出揮發(fā)性分子，例如難以計(jì)數(shù)的香精物質(zhì)、化學(xué)氣味、甜味、水果味、惡臭味等。它們一般都是復(fù)雜的混合物，含有幾十種或者幾百種成分。當(dāng)它們隨風(fēng)飄蕩，進(jìn)入人們的鼻腔后，會(huì)在嗅覺(jué)黏膜上稍加停留。在人體表面，嗅覺(jué)上皮細(xì)胞的面積相當(dāng)于一張郵票那么大，約為5平方厘米。而在某些動(dòng)物身上，其面積更大，因此它們的嗅覺(jué)就靈敏多了。如貓有21平方厘米，狗有169平方厘米。

　　盡管如此，人類(lèi)雖然只有350種分子受體，卻能分辨出上千種氣味。人體表面的每一種嗅覺(jué)受體都遍布上皮細(xì)胞（包括支持細(xì)胞、嗅覺(jué)神經(jīng)元和基底細(xì)胞），它使我們可以準(zhǔn)確而迅速地辨識(shí)出檸檬還是橘子。最近，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)的鼻子能聞出10種不同的“基本氣味”。在此之前，有人分析了600種有氣味的物質(zhì)及其化學(xué)結(jié)構(gòu)，僅歸納出7種基本氣味。如芳香類(lèi)包含香水、花香、科隆香水、玫瑰香味等，化學(xué)氣味類(lèi)包括汽油、酒精、油漆、漂白劑等。由此，科學(xué)家們確認(rèn)了“氣味世界是一個(gè)由少數(shù)幾個(gè)基本氣味組成的井然有序的結(jié)構(gòu)”的觀點(diǎn)。

　　每當(dāng)香味物質(zhì)的微粒（無(wú)論是氣體分子或者其他芳香揮發(fā)物），撞上了我們的嗅覺(jué)黏膜，轉(zhuǎn)瞬間，它們?cè)斐傻拇碳ぞ蜁?huì)通過(guò)神經(jīng)傳送到大腦的嗅覺(jué)中樞，我們就產(chǎn)生了對(duì)香味的認(rèn)知。人的嗅腦雖然不大，但認(rèn)知香味的速度很快，一般來(lái)說(shuō)，在幾秒鐘后就能辨認(rèn)出香味“客人”的“真姓實(shí)名”，并且記憶和儲(chǔ)存起來(lái)。香味分子進(jìn)入人體后，讓我們?cè)谏砗托睦砩嫌辛瞬煌母惺?，也就有了身心健康和文化理念的種種有趣話題。

　　香水健身絮語(yǔ)

　　香水與健康息息相關(guān)。上世紀(jì)60年代，法國(guó)政府在進(jìn)行肺結(jié)核病普查時(shí)，發(fā)現(xiàn)蔻蒂香水廠的女工們沒(méi)有一個(gè)患有肺病。這個(gè)現(xiàn)象促使人們對(duì)各種香料，特別是天然香精油的殺菌、抑菌作用重視起來(lái)并進(jìn)行深入研究。

　　我們的祖先早就知道香料可以預(yù)防和治療疾病。近幾十年來(lái)，化妝品的迅速發(fā)展，香水的普遍應(yīng)用，人們對(duì)香水的健身作用也有了更深刻的認(rèn)知。例如，精油中的苯甲醇可以殺滅綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌；苯甲醇和異丙醇的殺菌能力都大于酒精；大茴香油、桉樹(shù)油可治療咳嗽、支氣管炎等癥；薰衣草油具有鎮(zhèn)靜藥效；茉莉、桂花的香氣能夠凈化空氣，抑制結(jié)核菌；薔薇油、桉樹(shù)油、薄荷醇等可治療口臭……

　　香水選用天然香料（來(lái)自植物或動(dòng)物）和合成香料，經(jīng)過(guò)調(diào)香，通常被做成酒精溶液使用。高級(jí)香精往往含有多種配料，甚至有上百種配料。如果想把其中的配料成分一一鑒別出來(lái)，是非常困難的。但是，借助現(xiàn)代科學(xué)儀器，如光譜儀等，用來(lái)鑒別香水中是否有某種成分，還是能夠做到的。在現(xiàn)實(shí)生活中，我們選購(gòu)香水，鑒別香水的好壞，一般只能憑直覺(jué)行事。如果我們用嗅聞的辦法來(lái)評(píng)價(jià)香水的香氣，那么要先了解一些香水的配制情況：香水的調(diào)制在確定香型后，按照精油揮發(fā)性的快慢分成三段，一是立刻能夠聞到清新的、易揮發(fā)香氣的頭香；二是使香水具有濃郁芳香的中香；三是香氣最持久的基香（也叫底香）。這樣，你在選購(gòu)香水時(shí)，只要把一滴香水點(diǎn)到聞香紙（或手背）上，先聞一下“頭香”，半小時(shí)后再聞“中香”，4小時(shí)后聞“基香”。試聞的結(jié)果，三段香味都是你所喜歡的，而且同產(chǎn)品介紹的基本一致就好。

　　了解一款香水，先要知道它的香型。而香水的類(lèi)型一般根據(jù)一種或者幾種可鑒別的主要香氣來(lái)分，如芳香型常調(diào)以茉莉、玫瑰、鈴蘭和梔子的香氣；辛香型則取香石竹、丁香、肉桂和豆蔻的香氣特色；所謂東方型香氣是把木香、苔香、辛香香韻與香莢蘭或香脂的甜香結(jié)合起來(lái)，常常還用麝香或靈貓香加重之。

　　香水主要是個(gè)人用品，選用何種香水也與個(gè)人偏愛(ài)分不開(kāi)。因此，應(yīng)用香水出現(xiàn)的健康問(wèn)題，除了產(chǎn)品本身的安全性外，主要是使用者本身的生理（包括心理）因素引起的。另外，使用方法也值得注意，例如幾種香水混用或者花露水（驅(qū)蚊水）加香水，則會(huì)有害健康或者容易造成皮膚炎癥等。市場(chǎng)上有的驅(qū)蚊花露水中的驅(qū)蚊劑（N,N--二乙基間甲苯酰胺）含量超過(guò)8%，這種產(chǎn)品就更不宜直接噴灑在皮膚上了。

　　從香水說(shuō)開(kāi)去

　　香精，除調(diào)配成香水或用于其他化妝品外，也是食品行業(yè)中十分普遍的添加劑，所以又可以分為日用香精和食用香精這兩大類(lèi)。食品中被廣泛應(yīng)用的香精也有一定香型，像可樂(lè)型飲料香精、薄荷型糖果香精等，這些香精必須無(wú)毒。

　　食品香精是具有香味特征的香味料物質(zhì)，不能被消費(fèi)者直接消費(fèi)食用，如香蕉香精、薄荷香精、牛肉香精等。它們廣泛被應(yīng)用于食品、煙草以及牙膏等。

　　天然的香味料物質(zhì)包括植物性香料和動(dòng)物性香料這兩類(lèi)。植物性香料主要取材于植物的果、花、皮、根和樹(shù)脂等，早先使用蒸餾、浸泡等方法來(lái)提?。粍?dòng)物性香料品種較少，主要取自某些動(dòng)物的生殖腺分泌物，如麝香、靈貓香、龍涎香等。

　　人造香料通常指一種具有香味成分的單體，包括從精油中分離出來(lái)的單體香料和使用其他原料（煤焦油產(chǎn)品和石油產(chǎn)品）合成的合成香料。例如，最早的合成香料？？香豆素，是由賴(lài)邁爾和蒂曼這兩位德國(guó)人發(fā)現(xiàn)的。香豆素本來(lái)是一種天然香料，它存在于柑桔皮和一些植物的葉子中。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)香豆素用氫氧化鉀處理，在較高的溫度下可以得到水楊醛，爾后，又發(fā)現(xiàn)用水楊醛可以反過(guò)來(lái)合成香豆素。

水楊醛

　　1876年，賴(lài)邁爾和蒂曼發(fā)現(xiàn)用苯酚的氫氧化鈉溶液和氯仿反應(yīng)，可得到水楊醛。苯酚可以從煤焦油中取得，再用苯酚生產(chǎn)水楊醛，由水楊醛進(jìn)一步生產(chǎn)香豆素，從此，人工合成的香豆素就可以用工業(yè)方式來(lái)生產(chǎn)了。隨著石化工業(yè)的迅猛發(fā)展，有機(jī)合成物也很快被發(fā)展起來(lái)，合成產(chǎn)品層出不窮。以合成香料為例，香豆素被合成后的1879年，美國(guó)人用甲苯合成了糖精。而用甲苯法生產(chǎn)糖精所衍生的副產(chǎn)品又可以用來(lái)生產(chǎn)香蘭素、茴香醛等香料。直到現(xiàn)在為止，還有企業(yè)用對(duì)位氯（甲苯氯磺化產(chǎn)物）來(lái)生產(chǎn)香蘭素。

合成香料

　　合成香料品種約有五六千種，被調(diào)香師常用的也有千種。但用作食品香精時(shí)，常常受到天然香料的挑戰(zhàn)。盡管天然食品香精受到季節(jié)、天然原料的種植面積等影響，但人們?nèi)匀桓鄰奶烊?、安全的角度考慮，去接受它。

　　在人類(lèi)發(fā)展史中充滿著愛(ài)香、用香的故事。在綿長(zhǎng)的化學(xué)史卷中，香料也有著重要的一頁(yè)。我們的祖先很早就懂得采摘和飲用香藥了。《詩(shī)經(jīng)？采葛》中有“彼采蕭兮，一日不見(jiàn)，如三秋兮；彼采艾兮，一日不見(jiàn)，如三歲兮?！薄峨x騷》中的“朝飲木蘭之墜露兮，夕餐秋菊之落英?！备枪湃孙嬘锰烊幌隳静韬途栈ǖ拿髯C。

　　從原始采集芳香植物到現(xiàn)代利用芳香植物提取香料；從浸泡植物，提取香水到采用蒸餾、精餾、萃取等先進(jìn)技術(shù)來(lái)提取香精；從用植物（或動(dòng)物）制成天然香料到選用有機(jī)原料以人工合成香料，譜寫(xiě)成出了人類(lèi)香料（化學(xué)）史。如今，香料工業(yè)在不斷發(fā)展，香料在食品、化妝品、煙草、飼料以及工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，前景是廣闊和美好的。展望未來(lái)，香料將是人們生活中不可或缺的美妙物質(zhì)，廣大民眾愛(ài)香、用香的活動(dòng)也會(huì)越來(lái)越普遍，因此，有三個(gè)話題是值得關(guān)注和深究的：

　　一是大力發(fā)展香療事業(yè)。

　　“香療”是利用香料對(duì)人體的作用來(lái)達(dá)到養(yǎng)生保健和延緩衰老的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。我國(guó)的香療史可以追溯到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，那時(shí)候的《黃帝內(nèi)經(jīng)》中已經(jīng)把香療法作為一種治療方法。漢代宮廷內(nèi)熏香避穢、浴香保健已是常態(tài)。這和現(xiàn)代人廣泛使用化妝品，為了香身、美容皮膚和延緩衰老的主觀意圖一脈相承。只不過(guò)現(xiàn)代化妝品更精細(xì)而繁多，體現(xiàn)出科學(xué)的先進(jìn)性而已?，F(xiàn)代香療的科學(xué)內(nèi)涵能夠揭示香味對(duì)人體生理變化的奧秘，例如我們可以憑借科學(xué)儀器，顯示香味能調(diào)節(jié)呼吸和脈搏的節(jié)奏，可使呼吸變慢，血壓降低；香味還能改變肌肉的張力，影響視力和聽(tīng)力等。

　　20世紀(jì)30年代，法國(guó)人提出了“芳香治療學(xué)”后，被越來(lái)越多的人所接受，香味對(duì)人體的影響也被許多科學(xué)測(cè)試所證實(shí)。后來(lái)，又出現(xiàn)了“芳香心理學(xué)”、“芳香環(huán)境學(xué)”等學(xué)科。20世紀(jì)80年代，曾有“芳香療養(yǎng)院”一說(shuō)。話說(shuō)國(guó)外有個(gè)奇特的疾病防治所，接受治療的病人不用打針、吃藥，只要坐在安樂(lè)椅上，傾聽(tīng)悠揚(yáng)悅耳的音樂(lè)，聞著鮮花散發(fā)出來(lái)的芳香，就能康復(fù)。這就是所謂“花香治病”。

　　如今，香味對(duì)人體的影響已經(jīng)被科學(xué)測(cè)試所證實(shí)，進(jìn)一步發(fā)展香療事業(yè)顯然是一件利國(guó)利民的好事。

　　二是開(kāi)創(chuàng)綠色香料工業(yè)新局面。

　　自從人工合成香料問(wèn)世以來(lái)，香料的制造常常從煤焦油和石油產(chǎn)品中獲取原料，因此，合成香料在生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)使用有毒有害化工原料的情況，并且產(chǎn)生“三廢”造成環(huán)境污染。由于國(guó)家對(duì)環(huán)境治理的要求越來(lái)越高，雖然在“三廢”的治理上取得了一定成效，但是有些業(yè)主對(duì)污染環(huán)境的認(rèn)識(shí)較差，對(duì)“三廢”治理不力，對(duì)工藝過(guò)程的改革更不重視，這是我們面臨的重要問(wèn)題。

　　筆者曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)《化工生產(chǎn)應(yīng)向清潔工藝邁進(jìn)》一文（參見(jiàn)1998年2月13日《中國(guó)化工報(bào)》特稿），文中提出了“綠色化工”的思路：“近年來(lái)，全世界一片環(huán)境保護(hù)呼聲，化工生產(chǎn)首先要符合環(huán)保要求，一般希望不用或者少用有毒害的原料。于是，‘尋找無(wú)毒害的基本化工原料’被提到議事日程上來(lái)了，對(duì)于制造成本低，質(zhì)量好的、無(wú)污染的基本化工原料，尤其受到化學(xué)界和企業(yè)界的青睞。碳酸二甲酯可以取代傳統(tǒng)工藝中的有毒原料。像高分子材料聚碳酸酯的生產(chǎn)，以前一直用光氣，現(xiàn)在采用無(wú)毒的碳酸二甲酯，產(chǎn)品質(zhì)量高；還有用于生產(chǎn)香料的原料苯甲醚，原來(lái)要用硫酸二甲酯；用于生產(chǎn)農(nóng)藥的西維因，原來(lái)要用異氰酸酯或光氣，現(xiàn)在都能用碳酸二甲酯來(lái)代替。同時(shí)，碳酸二甲酯還可以用作溶劑，取代氟利昂等代用品；加到汽油里，可以提高汽油的辛烷值。提高汽油的含氧量，有利于減少汽車(chē)尾氣污染?？傊?，碳酸二甲酯將成為下個(gè)世紀(jì)新一代低污染的通用化工基礎(chǔ)原料，為開(kāi)創(chuàng)21世紀(jì)的‘綠色化工’作出貢獻(xiàn)?！?/p>

碳酸二甲酯

　　合成香料工業(yè)雖然在化工行業(yè)中只是一個(gè)“小”行業(yè)，屬于精細(xì)化工行業(yè)，但是對(duì)環(huán)境影響比較大。因此，努力開(kāi)創(chuàng)綠色香料工業(yè)也是刻不容緩的。

　　三是加強(qiáng)科學(xué)宣傳，提高公眾的“香商”素質(zhì)。

　　愛(ài)香、用香與民眾的健康有密切的關(guān)系，健康和美麗也是人們的一貫向往。人類(lèi)社會(huì)在發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)生活的追求越來(lái)越高，所以香料工業(yè)品的創(chuàng)新也要符合民眾的意愿。

　　人們對(duì)香味的認(rèn)知，不僅要識(shí)別它是什么香味物質(zhì)，而且要懂得它有什么功能和作用，只有比較全面地了解某種香味的特性和功用，才能用對(duì)它。所以，除了生理原因之外，我們不應(yīng)該成為“嗅盲”，應(yīng)該盡量提高自己的“香商”，為自己的健康和美麗而享受美好的香味。如此說(shuō)來(lái)，對(duì)香料的科學(xué)宣傳何等重要！

　　香，也是一種哲學(xué)、一種文化藝術(shù)，那是“香”文化的話題，故不在此贅述。

　　作者：陳子耕