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[科普中國(guó)]-合成香料

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合成香料也稱人工合成香料,是人類通過自己所掌握的科學(xué)技術(shù),模仿天然香料。運(yùn)用不同的原料,經(jīng)過化學(xué)或生物合成的途徑制備或創(chuàng)造出的某一“單一體”香料。世界上合成香料已達(dá)5000多種,屬于常用的產(chǎn)品有400多種。合成香料工業(yè)已成為精細(xì)有機(jī)化工的重要組成部分。 合成香料如按其化學(xué)結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)來區(qū)分,有烴類、醇類、酸類、酯類、內(nèi)酯類、醛類、酮類、酚類、醚類、縮醛類、縮酮類、曳馥基類、睛類、大環(huán)類、多環(huán)類、雜環(huán)類(吡嗪、吡啶、呋喃呋噻唑等),硫化物類,鹵化物類等。

簡(jiǎn)介定義合成香料 (aroma chemical):用物理或化學(xué)的方法從精油中提取出的香料稱為單離香料,如從丁香油中得到的丁香酚;利用某種天然成分經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使結(jié)構(gòu)改變后所得到的香料稱為半合成香料,如利用松節(jié)油中的蒎烯制得的松節(jié)醇;利用基本化工原料合成的稱全合成香料(如由乙炔、丙酮等合成的芳樟醇)。

發(fā)展歷史合成香料工業(yè)創(chuàng)始于19世紀(jì)末。早期從天然產(chǎn)物中所含的芳香化合物,如冬青油中的柳酸甲酯、苦杏仁油中的苯甲醛、香莢蘭豆中的香蘭素和黑香豆中的香豆素等開始人工合成香料并實(shí)行工業(yè)化生產(chǎn)。稍后,紫羅蘭酮和硝基麝香等的出現(xiàn),也是合成香料發(fā)展中的重要里程碑。由于天然精油生產(chǎn)受自然條件的限制,加上有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,自20世紀(jì)50年代以來合成香料發(fā)展迅速,一些原來得自精油的萜類香料如芳樟醇、香葉醇、橙花醇、香茅醇、檸地醛等已先后用半合成法或全合成法投入生產(chǎn),產(chǎn)量相當(dāng)可觀。此外,還有一系列在自然界未曾發(fā)現(xiàn)的新型香料如鈴蘭醛、新鈴蘭醛、五甲基三環(huán)異色滿麝香等陸續(xù)出現(xiàn)。這類香料對(duì)新香型香精的調(diào)配有重要作用,常用的品種不少于2000種。

分類合成香料通常按有機(jī)化合物的官能團(tuán)分類,主要有烴類、醇類、醚類、酸類、酯類、內(nèi)酯類、醛類、酮類、縮醛(酮)類、腈類、酚類、雜環(huán)類及其他各種含硫含氮化合物。各種合成香料的分子量一般不超過300,揮發(fā)度同其香氣的持久性有關(guān)。分子結(jié)構(gòu)稍有不同往往會(huì)導(dǎo)致香氣的差異,如順式-3-己烯醇(即葉醇)要比它的反式異構(gòu)體更為清香,左旋香芹酮有留蘭香的特征香氣,而右旋體為葛縷子香,因此用途也不一樣。

合成合成香料是精細(xì)有機(jī)化學(xué)品的一類。合成方法繁簡(jiǎn)不一,涉及多種有機(jī)反應(yīng),如氧化、還原、酯化、縮合、環(huán)化、加成、異構(gòu)化、裂解等,主要通過減壓分餾和結(jié)晶等單元操作進(jìn)行提純。產(chǎn)品除了要符合規(guī)定的物理化學(xué)規(guī)格如比重(d慳)、折光率(n慱)、比旋度([α]慱)、熔點(diǎn)(mp)、溶解度外,還要符合應(yīng)有的香氣質(zhì)量要求。不論是配制食用香精還是日化香精所用的香料均有安全使用方面的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

主要生產(chǎn)原料合成香料生產(chǎn)主要來源于農(nóng)林加工產(chǎn)品和煤炭、石油化工品三類。

1.使用農(nóng)林加工產(chǎn)品有松節(jié)油、山蒼籽油、香茅油、菜籽油等。

2.使用煤炭化工產(chǎn)品,例如以苯酚為原料可合成大茴醛、雙環(huán)麝香-DDHI等。

3.使用石油化工品,例如以乙炔和丙酮為基本原料,經(jīng)一系列反應(yīng)可得到芳樟醇、香茅醇等。1

常見的合成香料脂肪族料各類脂肪族化合物在天然界存在十分廣泛,但是,作為香料物質(zhì)使用的數(shù)目并不如其存在的那么多,原因是隨著碳原子數(shù)的增大,化合物的氣味會(huì)逐漸減弱,一般十四個(gè)碳原子以上的脂肪族化合物基本沒有氣味。

芳香族香料芳香族類香料在基本合成香料中占有相當(dāng)重要的作用,其中比較重要的例如苯乙醇、香蘭素、丁香酚等都是比較重要的香氣成分,每年有相當(dāng)量的生產(chǎn)和使用。

萜類香料所謂萜類是指由兩個(gè)或多個(gè)異戊二烯結(jié)構(gòu)首尾相連所構(gòu)成的一類物質(zhì)。根據(jù)萜類物質(zhì)所含碳原子的多少,可以把萜類分為單萜類(C10)、倍半萜類(C15)、雙萜類(C20)、二倍半萜類(C25)、三萜類(C30)等。根據(jù)結(jié)構(gòu)也可將萜類物質(zhì)分為開鏈萜類和環(huán)萜類,環(huán)萜類物質(zhì)包括單環(huán)、二環(huán)和多環(huán)等類型。

雜環(huán)類香味物質(zhì)環(huán)上含有氮、氧和硫等原子的環(huán)狀化合物稱雜環(huán)化合物。由于氮、氧、硫雜環(huán)化合物存在于食品香味成分中,并且具有很高價(jià)值的感官特性,所以這類化合物是最令人感興趣的香味物質(zhì)。盡管它們?cè)诟鞣N食品中存在甚微,但是由于它們有很強(qiáng)的氣味和較低的閾值,使它們?cè)谠鰪?qiáng)食品的基本天然香氣特性方面起重要作用。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

耿彩芳 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)