香水背后的科学

一是大力发展香疗事业。
“香疗”是利用香Байду номын сангаас对人体的作用来达到养生保健和延缓衰老的一门科学技术。我国的香疗史可以追溯到战国时期，那时候的《黄帝内经》中已经把香疗法作为一种治疗方法。汉代宫廷内熏香避秽、浴香保健已是常态。这和现代人广泛使用化妆品，为了香身、美容皮肤和延缓衰老的主观意图一脉相承。只不过现代化妆品更精细而繁多，体现出科学的先进性而已。现代香疗的科学内涵能够揭示香味对人体生理变化的奥秘，例如我们可以凭借科学仪器，显示香味能调节呼吸和脉搏的节奏，可使呼吸变慢，血压降低；香味还能改变肌肉的张力，影响视力和听力等。
人类的嗅觉机制还有许多未解之谜，但是如今，我们基本上搞清楚了气味是如何传送到大脑并且被评估、解码和储存的。原来，所有有味道的东西一般都会释放出挥发性分子，例如难以计数的香精物质、化学气味、甜味、水果味、恶臭味等。它们一般都是复杂的混合物，含有几十种或者几百种成分。当它们随风飘荡，进入人们的鼻腔后，会在嗅觉黏膜上稍加停留。在人体表面，嗅觉上皮细胞的面积相当于一张邮票那么大，约为5平方厘米。而在某些动物身上，其面积更大，因此它们的嗅觉就灵敏多了。如猫有21平方厘米，狗有169平方厘米。
天然的香味料物质包括植物性香料和动物性香料这两类。植物性香料主要取材于植物的果、花、皮、根和树脂等，早先使用蒸馏、浸泡等方法来提取；动物性香料品种较少，主要取自某些动物的生殖腺分泌物，如麝香、灵猫香、龙涎香等。
人造香料通常指一种具有香味成分的单体，包括从精油中分离出来的单体香料和使用其他原料（煤焦油产品和石油产品）合成的合成香料。例如，最早的合成香料——香豆素，是由赖迈尔和蒂曼这两位德国人发现的。香豆素本来是一种天然香料，它存在于柑桔皮和一些植物的叶子中。后来，人们发现香豆素用氢氧化钾处理，在较高的温度下可以得到水杨醛，尔后，又发现用水杨醛可以反过来合成香豆素。
了解一款香水，先要知道它的香型。而香水的类型一般根据一种或者几种可鉴别的主要香气来分，如芳香型常调以茉莉、玫瑰、铃兰和栀子的香气；辛香型则取香石竹、丁香、肉桂和豆蔻的香气特色；所谓东方型香气是把木香、苔香、辛香香韵与香荚兰或香脂的甜香结合起来，常常还用麝香或灵猫香加重之。
香水主要是个人用品，选用何种香水也与个人偏爱分不开。因此，应用香水出现的健康问题，除了产品本身的安全性外，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，例如几种香水混用或者花露水（驱蚊水）加香水，则会有害健康或者容易造成皮肤炎症等。市场上有的驱蚊花露水中的驱蚊剂（N,N--二乙基间甲苯酰胺）含量超过8%，这种产品就更不宜直接喷洒在皮肤上了。
20世纪30年代，法国人提出了“芳香治疗学”后，被越来越多的人所接受，香味对人体的影响也被许多科学测试所证实。后来，又出现了“芳香心理学”、“芳香环境学”等学科。20世纪80年代，曾有“芳香疗养院”一说。话说国外有个奇特的疾病防治所，接受治疗的病人不用打针、吃药，只要坐在安乐椅上，倾听悠扬悦耳的音乐，闻着鲜花散发出来的芳香，就能康复。这就是所谓“花香治病”。
1876年，赖迈尔和蒂曼发现用苯酚的氢氧化钠溶液和氯仿反应，可得到水杨醛。苯酚可以从煤焦油中取得，再用苯酚生产水杨醛，由水杨醛进一步生产香豆素，从此，人工合成的香豆素就可以用工业方式来生产了。随着石化工业的迅猛发展，有机合成物也很快被发展起来，合成产品层出不穷。以合成香料为例，香豆素被合成后的1879年，美国人用甲苯合成了糖精。而用甲苯法生产糖精所衍生的副产品又可以用来生产香兰素、茴香醛等香料。直到现在为止，还有企业用对位氯（甲苯氯磺化产物）来生产香兰素。
香水与健康息息相关。上世纪60年代，法国政府在进行肺结核病普查时，发现蔻蒂香水厂的女工们没有一个患有肺病。这个现象促使人们对各种香料，特别是天然香精油的杀菌、抑菌作用重视起来并进行深入研究。
我们的祖先早就知道香料可以预防和治疗疾病。近几十年来，化妆品的迅速发展，香水的普遍应用，人们对香水的健身作用也有了更深刻的认知。例如，精油中的苯甲醇可以杀灭绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌；苯甲醇和异丙醇的杀菌能力都大于酒精；大茴香油、桉树油可治疗咳嗽、支气管炎等症；薰衣草油具有镇静药效；茉莉、桂花的香气能够净化空气，抑制结核菌；蔷薇油、桉树油、薄荷醇等可治疗口臭……
尽管如此，人类虽然只有350种分子受体，却能分辨出上千种气味。人体表面的每一种嗅觉受体都遍布上皮细胞（包括支持细胞、嗅觉神经元和基底细胞），它使我们可以准确而迅速地辨识出柠檬还是橘子。最近，科学家研究发现，人类的鼻子能闻出10种不同的“基本气味”。在此之前，有人分析了600种有气味的物质及其化学结构，仅归纳出7种基本气味。如芳香类包含香水、花香、科隆香水、玫瑰香味等，化学气味类包括汽油、酒精、油漆、漂白剂等。由此，科学家们确认了“气味世界是一个由少数几个基本气味组成的井然有序的结构”的观点。
人们对香味的认知，不仅要识别它是什么香味物质，而且要懂得它有什么功能和作用，只有比较全面地了解某种香味的特性和功用，才能用对它。所以，除了生理原因之外，我们不应该成为“嗅盲”，应该尽量提高自己的“香商”，为自己的健康和美丽而享受美好的香味。如此说来，对香料的科学宣传何等重要！
香，也是一种哲学、一种文化艺术，那是“香”文化的话题，故不在此赘述。
每当香味物质的微粒（无论是气体分子或者其他芳香挥发物），撞上了我们的嗅觉黏膜，转瞬间，它们造成的刺激就会通过神经传送到大脑的嗅觉中枢，我们就产生了对香味的认知。人的嗅脑虽然不大，但认知香味的速度很快，一般来说，在几秒钟后就能辨认出香味“客人”的“真姓实名”，并且记忆和储存起来。香味分子进入人体后，让我们在生理和心理上有了不同的感受，也就有了身心健康和文化理念的种种有趣话题。
合成香料工业虽然在化工行业中只是一个“小”行业，属于精细化工行业，但是对环境影响比较大。因此，努力开创绿色香料工业也是刻不容缓的。
三是加强科学宣传，提高公众的“香商”素质。
爱香、用香与民众的健康有密切的关系，健康和美丽也是人们的一贯向往。人类社会在发展，人们对物质生活的追求越来越高，所以香料工业品的创新也要符合民众的意愿。
从原始采集芳香植物到现代利用芳香植物提取香料；从浸泡植物，提取香水到采用蒸馏、精馏、萃取等先进技术来提取香精；从用植物（或动物）制成天然香料到选用有机原料以人工合成香料，谱写成出了人类香料（化学）史。如今，香料工业在不断发展，香料在食品、化妆品、烟草、饲料以及工业产品中的应用也在不断扩大，前景是广阔和美好的。展望未来，香料将是人们生活中不可或缺的美妙物质，广大民众爱香、用香的活动也会越来越普遍，因此，有三个话题是值得关注和深究的：
从香水说开去
香精，除调配成香水或用于其他化妆品外，也是食品行业中十分普遍的添加剂，所以又可以分为日用香精和食用香精这两大类。食品中被广泛应用的香精也有一定香型，像可乐型饮料香精、薄荷型糖果香精等，这些香精必须无毒。
食品香精是具有香味特征的香味料物质，不能被消费者直接消费食用，如香蕉香精、薄荷香精、牛肉香精等。它们广泛被应用于食品、烟草以及牙膏等。
如今，香味对人体的影响已经被科学测试所证实，进一步发展香疗事业显然是一件利国利民的好事。
二是开创绿色香料工业新局面。
自从人工合成香料问世以来，香料的制造常常从煤焦油和石油产品中获取原料，因此，合成香料在生产过程中必然会出现使用有毒有害化工原料的情况，并且产生“三废”造成环境污染。由于国家对环境治理的要求越来越高，虽然在“三废”的治理上取得了一定成效，但是有些业主对污染环境的认识较差，对“三废”治理不力，对工艺过程的改革更不重视，这是我们面临的重要问题。
在世界上，芳香是人类喜爱的、美好的气味感受，更是一种历史悠久的精神享受——“香”文化。香水（简单说来是香精的酒精溶液），被誉为“透明的烟雾”。人们比较公认的早期香水是“匈牙利皇后之水”，又称“匈牙利水”。大约在公元14世纪，主要是用迷迭香油和酒精配制而成的。
鼻腔里的“客人”——香味
香味分子争先恐后地从敞开的香水瓶口，以每小时约800千米的速度逃逸出来，可是它们刚刚走出不到万分之一厘米，就被空气中的氮分子（或者氧分子等）撞得东倒西歪。这时候，你用手在瓶口搧一下，它们就会扑鼻而来。进入鼻腔后，撞上了嗅觉上皮细胞。通过嗅觉神经元的帮助，我们才感受到了香味的愉悦。
笔者曾经写过《化工生产应向清洁工艺迈进》一文（参见1998年2月13日《中国化工报》特稿），文中提出了“绿色化工”的思路：“近年来，全世界一片环境保护呼声，化工生产首先要符合环保要求，一般希望不用或者少用有毒害的原料。于是，‘寻找无毒害的基本化工原料’被提到议事日程上来了，对于制造成本低，质量好的、无污染的基本化工原料，尤其受到化学界和企业界的青睐。碳酸二甲酯可以取代传统工艺中的有毒原料。像高分子材料聚碳酸酯的生产，以前一直用光气，现在采用无毒的碳酸二甲酯，产品质量高；还有用于生产香料的原料苯甲醚，原来要用硫酸二甲酯；用于生产农药的西维因，原来要用异氰酸酯或光气，现在都能用碳酸二甲酯来代替。同时，碳酸二甲酯还可以用作溶剂，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，有利于减少汽车尾气污染。总之，碳酸二甲酯将成为下个世纪新一代低污染的通用化工基础原料，为开创21世纪的‘绿色化工’作出贡献。”
（作者：陈子耕）
合成香料品种约有五六千种，被调香师常用的也有千种。但用作食品香精时，常常受到天然香料的挑战。尽管天然食品香精受到季节、天然原料的种植面积等影响，但人们仍然更多从天然、安全的角度考虑，去接受它。
在人类发展史中充满着爱香、用香的故事。在绵长的化学史卷中，香料也有着重要的一页。我们的祖先很早就懂得采摘和饮用香药了。《诗经·采葛》中有“彼采萧兮，一日不见，如三秋兮；彼采艾兮，一日不见，如三岁兮。”《离骚》中的“朝饮木兰之坠露兮，夕餐秋菊之落英。”更是古人饮用天然香木茶和菊花的明证。
香水选用天然香料（来自植物或动物）和合成香料，经过调香，通常被做成酒精溶液使用。高级香精往往含有多种配料，甚至有上百种配料。如果想把其中的配料成分一一鉴别出来，是非常困难的。但是，借助现代科学仪器，如光谱仪等，用来鉴别香水中是否有某种成分，还是能够做到的。在现实生活中，我们选购香水，鉴别香水的好坏，一般只能凭直觉行事。如果我们用嗅闻的办法来评价香水的香气，那么要先了解一些香水的配制情况：香水的调制在确定香型后，按照精油挥发性的快慢分成三段，一是立刻能够闻到清新的、易挥发香气的头香；二是使香水具有浓郁芳香的中香；三是香气最持久的基香（也叫底香）。这样，你在选购香水时，只要把一滴香水点到闻香纸（或手背）上，先闻一下“头香”，半小时后再闻“中香”，4小时后闻“基香”。试闻的结果，三段香味都是你所喜欢的，而且同产品介绍的基本一致就好。