试论合成香料中香气的影响因素

孙小林

浙江新化化工股份有限公司

试论合成香料中香气的影响因素

孙小林

浙江新化化工股份有限公司

本文对香料中的香气进行了概述，重点从分子结构、生产及存储等方面分析了合成香料中香气影响因素，以供参考。

合成香料；香气；影响因素

前言

由于香味可以对人体生理和心理有不同程度的影响，所有使得香精香料从最常见的化妆品、日用品的加香等用途发展为各种特殊用途，如医用芳香疗法，香精驱虫，灭菌，香精金属，饲料香精，这些用途已经在世界各地诞生。天然香料有资源的局限性，大量的合成香料能够满足市场需求，因此对合成香料的香气影响因素的研究具有重要意义。

1 香料香气概述

香料的香气(气味)是挥发性分子在空气中扩散进入鼻腔，刺激黏膜，再传送到大脑中枢神经而产生的综合感觉，使人感觉愉快的即为香气，从嗅到感觉的时间有0.2～0.3s。目前世界上香料商品品种有9000种左右，实际品种近6000种，大部分年产量在100t以下，年产量在1t以下的品种也不少见。合成香料品种多、产量小，故多用间歇式生产；所用原料品种多且要求的纯度高，大多具有一定的挥发性。

2 合成香料中香气影响因素的具体分析

2.1 分子结构对香料香气的影响

分子存在大小、立体结构、官能团、饱和程度等的差异，这些差异决定了分子是否有香气，是什么类型的香气以及其香气的强度。本节对香气发生的原理做了全方位的分析，提供了香气控制的理论基础。

(1)分子的大小。香料化合物的相对分子质量一般在50～200之间(含有4～20个碳原子)。因为有机化合物的碳原子个数3个以下时，该分子的挥发性很强，不宜作为香料；碳原子个数在20个以上的化合物基本为固体，香气太弱。

(2)分子的立体结构。分子的立体结构对香料的香气存在较大影响，总体来说，分子越不稳定，活性越强，越有利于气味的挥发。

(3)官能团的位置。通过对羧酸类食用香料中使用较多的甲基戊酸做分析，甲基戊酸有三种同分异构体，其甲基的位置对脂肪酸的香气强度有一定影响，甲基与羧基距离增加，其香气强度也增加。经香气评价员和电子鼻的评价结果如下：香气强度：4-甲基戊酸＞3-甲基戊酸＞2-甲基戊酸。

2.2 反应及精馏操作的把控对香料气味的影响

(1)合成所用原料的影响。合成香料的含量等物化指标是比较容易达到的，但是其气味是很难控制的。首先是合成所用的原料一般均有刺激性的气味，痕量的原料存在于成品中会给产品带来较大的杂气。香料生产所需要的原料为：(1)农、林、牧、渔副产品为原料，例如松节油，无色至深棕色液体，由烃的混合物组成，主要成分为萜烯类化合物，其中α-蒎烯约为64%，β-蒎烯约为33%；(2)煤焦油为原料，如苯酚、萘等；(3)石油和天然气工业中得到的化工原料，如异戊二烯等。

(2)产品精馏控制的影响。由于香料的对香气的要求，合成香料的精馏比其他化工产品的精馏要特殊，一般采用间歇精馏生产。精馏中控过程中，不仅要把握含量等物化指标的要求，还要通过对气味的控制来决定是否可以进入成品阶段。合成香料精馏控制的一般流程见图1。

图1 合成香料精馏控制的一般流程

2.3 合成香料生产过程中使用设备的影响

(1)输送泵的选择。从香料的分子结构上看，其稳定性都较差；并且容易受到杂气的影响，因此现在日用化工与香料工业对输送泵的选择更严谨些。一般选用旋转式容积泵，凸轮式双转子泵，滚柱式转子泵，滑片式转子泵，内环式齿轮泵等。例如滚柱式转子泵，是一种新型的旋转式容积泵，滚柱在转子离心力和液力的作用下，载腔体内壁滚动运转，因此构成了较高的真空度和排放压力，由于泵的内腔容积增大，且其转速相对较低，介质在滚柱的推动下开始无剪切流动，所以对香料的输送特别的柔和稳定。

(2)真空泵的选择。合成香料的提纯，一般都需要精馏过程，而香料受热很容易产生焦糊味，因此需要做到精馏体系的2mm汞柱绝压的高真空，来保证精馏温度较低而不会产生影响产品气味的焦糊味等杂气。以下介绍了两种常用真空泵。

使用较多的是蒸汽喷射泵加水环式真空泵的方式，这种设备真空较高，费用低，维护要求也低，能吸收腐蚀性气体。由于现代社会对环保与节能的要求，此设备需要使用大量的水，并且产生大量的废水的缺陷逐渐显现出来。

更为环保经济的无油机械真空泵成为一种环保趋势，其设计理念是通过增加泵前后两级冷阱，不仅使得低沸点有机质充分吸收，还减少不凝气增加了体系真空；泵的冷却水不与体系接触，可循环使用。

(3)精馏塔的选择。液体香料的关键在提纯上，由于物料受热会产生聚合、分解或氧化等现象，因此保证低温精馏成了制备香气优良产品的关键。一般情况下，精馏香料采用的是降膜式高效精馏塔，分离提纯效果显著，且深受各国化工用户的青睐。

2.4 香料包装及储存的影响

由于属于原料性商品，包装主要考虑坚固性，防止渗漏和不变质。我国香料多采用180kg和50kg铁桶装，香精为0.5kg瓶装。铁桶要注意桶的焊接牢固，否则会出现渗漏。小包装的香精香料有玻璃瓶和塑料瓶，玻璃瓶应注意防破损，塑料瓶易导致香料变质，需多注意，也有使用铝装瓶小包装可防破损和变质。

3 结束语

综上所述，本文通过大量的文献阅读和自身的香料生产经验，分别从分子结构性和生产中的各个环节来详细的介绍合成香料中香气的影响因素，希望为相关行业提供一些参考。

[1]吴健，丁晓民.间歇精馏工艺操作及异常判断、处理[J].广州化工，2013，41(1)：148-149.

[2]夏阳，翁仕龙，邵霞晖，等.化工香料生产企业真空泵优化技改的环境效益分析[J].环境科学导刊，2011，30(4)：58-59.