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由于綠色化學(xué)的興起減少了環(huán)境壓力,采用生物降解度高的原材料,成為全球綠色制造的重要趨勢,香精香料行業(yè)也受此影響。無論是香精制造公司,還是下游應(yīng)用公司與消費者,都在推動原材料綠色化、天然化。所以,我們可以看到一些新型的宣稱有機、全天然與可降解等概念的香精在市場中出現(xiàn),并在不斷發(fā)展中,這是一個重要趨勢。
特約專家
喻敏
上海帝科總經(jīng)理
國際IFSCC、美國SCC會員
服務(wù)于日化行業(yè)25年,具備豐富的原材料和配方知識與經(jīng)驗。曾任上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香精香料化妝品專業(yè)兼職教授,歷任Roche(羅氏)中國化妝品原料技術(shù)經(jīng)理,IFF(國際香料公司)中國技術(shù)經(jīng)理,法國Rhodia亞太區(qū)技術(shù)發(fā)展經(jīng)理,并成立醫(yī)美生物科技(上海)有限公司研究院,提出“益生于肌,溢美于膚”的皮膚用妝前沿理念。
香精香料
在化妝品中的重要性
香料是一種能被嗅覺感知的香味物質(zhì)。人類使用香料的歷史超過5000年。中國在炎帝神農(nóng)時代,就有采集藥香植物來驅(qū)疫避穢的做法。《詩經(jīng)·周頌》有“有飶其香,邦家之光”的記載。沐浴熏香,佩戴香囊曾經(jīng)是一種時尚。至唐宋時代,已經(jīng)有相對成熟的香料粉復(fù)配技術(shù)。宋代大書法家黃庭堅就是調(diào)香高手,并有書法作品《嬰香方》傳于世,目前被臺北故宮博物館收藏。
香料的英文Perfume,來自拉丁語 Per Fumum, 是“通過煙霧” 的意思,說明古代西方的香料是用來熏香的。公元前3500年的埃及皇帝曼乃斯的墓在1897年被開掘,其中發(fā)現(xiàn)有類似樹脂香的香膏。古羅馬人在1900年前開始使用香料化妝品。1370年誕生了第一支乙醇制備的香水-匈牙利水(Eau de La Reine de Hongarie),這可能是現(xiàn)代香水的雛形。1792年德國科隆誕生了號稱世界第一款古龍水的化妝品(Eau de Cologne)4711古龍水, 被稱為世界香水的鼻祖。
從19世紀開始,全世界的香料工業(yè)得到快速發(fā)展,從食用到日用,人們越來越離不開各種香料成分。香料的各種成分經(jīng)過技術(shù)調(diào)配變成香精(fragrance),香精是由各種單一的香料復(fù)合成各種香氣的復(fù)合體。一款香精根據(jù)香氣的不同,采用的原料由幾十種到上百種不等,調(diào)香師采用調(diào)香技術(shù)將混合的香原料融合成表現(xiàn)豐富的香精。香精的香氣結(jié)構(gòu)根據(jù)不同原料的揮發(fā)能力,通常會區(qū)分出三部分,即頭香(Top Note)、體香(Body Note)和底香(Bottom Note)。從調(diào)香藝術(shù)角度來講,一個好的香精,既有豐富的表現(xiàn),又將三個部分做得比較平衡。
香精可以用來配制香水、古龍水、香粉和花露水等;香精也可以加到各種化妝品中用來掩蓋其基料氣味,提高產(chǎn)品的使用愉悅性。
香精香料在化妝品中的重要作用主要包括以下五點:
1.用作配制香水或者古龍水。消費者使用香水掩蓋體味,使自己感到愉悅,或者展現(xiàn)自己的獨特氣質(zhì)。香水包括女用香水、男用香水和中性香水。根據(jù)香精濃,香水又分為濃香水(20%~25%香精)、香水(10%~20%香精)、淡香水(5%~10%香精)和古龍水(2%~5%香精)。
2.用于洗護產(chǎn)品,比如香波、沐浴露、香皂等。一方面用來掩蓋產(chǎn)品基料的味道;另一方面,人們使用加香精的洗護產(chǎn)品之后,身體或者頭發(fā)留有香氣,會感覺身心愉悅。
3.用于膏霜、乳液、爽膚水等產(chǎn)品,一方面掩蓋基料的味道,另一方面也可以增加使用者的愉悅度。
4.調(diào)節(jié)情緒作用。一些香精用于化妝品中,有鎮(zhèn)靜、舒眠、興奮、快樂和舒緩等情緒調(diào)節(jié)作用,如薰衣草香精有舒眠的作用。基于香氣對情緒影響的研究,誕生了 Aroma Therapy (香薰療法), Aroma science(香薰科學(xué)) 或者Aroma Chology(香薰心理學(xué))等相關(guān)研究學(xué)科。
5.還有一些精油類香料具有一定的皮膚生理功效,如具有抗菌、抑菌、防腐、祛痘、美白和抗氧化等功效。茶樹精油有輔助祛痘的作用,麝香草酚有抗菌作用,迷迭香有輔助美白功能等。
化妝品用香精香料的分類
全球目前在用的香原料有數(shù)千種,主要有三大來源。一是天然植物,如各種花的精油,浸膏等;二是動物,如麝香等;三是合成,即各種單一分子結(jié)構(gòu)純香原料。所以,根據(jù)來源,香精香料的分類可以包括天然植物提取類、動物來源類、化工合成類。
香原料香氣的表現(xiàn)受揮發(fā)度和分子極性兩方面影響。揮發(fā)度代表香料分子揮發(fā)到空間的基本能力,揮發(fā)度越高,則揮發(fā)得越快,也越容易在香精的頭香部分表現(xiàn)出來;相反,揮發(fā)度越低,通常在香精的體香或底香表現(xiàn)出來,留香持久。判斷揮發(fā)度可以參考香料原料的蒸汽壓數(shù)據(jù),蒸汽壓高,揮發(fā)度高,反之亦然。香原料的分子極性是指分子的親水性或親油性,分子極性決定了香料分子從水中逃逸的能力,對于香精在化妝品產(chǎn)品的應(yīng)用有很大的影響。香原料分子的極性通常用極性的對數(shù)值ClogP表達,ClogP越大則極性越低,反之則越高。所以,根據(jù)原料物理化學(xué)性質(zhì),香精香料的分類可以包括高揮發(fā)性、中等揮發(fā)性,低揮發(fā)性;高極性,中等極性,低極性。
在嗅覺識別方面,通常也將香料香精依據(jù)香氣進行分類,方便調(diào)香師或者使用者來描述香精香料的氣味特征。但是,對于香料香氣的分類,全世界各個國家以及各大香精公司的分類方法會有不同,綜合各種分類方法,香精香料的香氣可歸納為柑橘、果香、醛香、花香、青香、辛香、木香、東方香型、素馨蘭香、腹奇香、煙草-皮革香等。按香精的香氣主題可區(qū)分出各類主要的香型和韻調(diào)。
香氣主題分類
柑橘(Citrus):來自柑橘、檸檬,給人特別清新干凈的感覺,作為許多香精的頭香調(diào)。
果香型(Fruity):各種水果(包括熱帶水果)的香氣,使用較多的有蘋果、桃子、西瓜等,帶有清甜豐富的自然氣息。
醛香型(Aldehyde):花香的一個分支。脂肪族醛的香氣,以C10、C11醛和C12醛為特征的醛香香氣,具有清新水感。
花香型(Floral):類似自然界花卉的香型。有單一花香,如梔子花香型、鈴蘭花香型、紫丁香花香型,也有多種花香復(fù)合起來的復(fù)合花香香型。經(jīng)調(diào)配,常見的花香有玫瑰花香、鈴蘭花香、茉莉花香、紫丁香花香、風(fēng)信子花香、梔子花香等。21世紀,隨著各大香水品牌的發(fā)展和推廣,白色花香香型比較流行,包括鈴蘭、茉莉、白蘭花等白色的鮮花花香,以及它們的復(fù)合香調(diào)。
清香型(Green):由清爽新鮮的樹葉或剛被折斷的樹枝的清香為特征的香型。這類香型能使人聯(lián)想起森林和草原特有的清新氣息。常采用苯乙醛、格蓬油、順式-3-己烯醇、紫羅蘭葉凈油等清香香料。
辛香(spicy):來自天然辛香料植物的不同部位的香氣,比如姜香、肉豆蔻、花椒等,一般具有辛暖的香氣。
東方型(Oriental):起源于阿拉伯半島的一種香氣濃重甜美的香型。是由苔香、木香、辛香結(jié)合香莢蘭和膏香的甜味,調(diào)入琥珀、靈貓香和麝香韻調(diào)的香料,再配上玫瑰、茉莉的花香而組成的帶有香粉樣甜韻香氣的香精。
素心蘭香型(Chypre):重要且富有特色的幻想香氣的香型。由溫和持久的苔香香氣調(diào)合玫瑰、茉莉花香,又以木香、動物香、柑橘香等成分來協(xié)調(diào)。這一香型留香持久,加香應(yīng)用面廣。還有以橡苔、靈貓香、玫瑰、茉莉、龍涎香和酮麝香為素心蘭基體,調(diào)入果香、格蓬清香、醛香或皮革香韻,調(diào)制出各種新穎、奇美的素心蘭香型的日化香精。
木香(Woody):天然木香香料的香氣,比如檀香、柏木、廣藿香和巖蘭草等,香氣沉穩(wěn)、文雅、柔和,留香持久,常和花香復(fù)合,其中檀香一直盛行。最近巖蘭草因其香氣高雅留香,比較流行。
煙香-皮革香型(tobacco-Leather):以溫和的似皮革、煙草香氣的香料作為香精整體的特征香氣。常用香料有異丁基喹啉、海貍香膏、樺焦油等,多用于男性用加香產(chǎn)品。
馥奇香型(Fougere):非花香香氣的經(jīng)典香型。帶有明顯的黑香豆和苔香香氣,且伴有青翠的草木香韻。香精配方中通常大量地使用薰衣草油、香豆素等香料,致使馥奇型香精的整體氣息常能表現(xiàn)出田野風(fēng)味和木香特色。
化妝品用香精香料的
部分原料概述
香原料涉及數(shù)千種之多,以下介紹一些香精中常用的合成與天然香原料。
1.醛(Aldehyde):具有醛類結(jié)構(gòu)的香原料。常用的醛類原料包括檸檬醛、C11醛、肉桂醛、苯甲醛等。
2.酸(Acid):具有脂肪酸結(jié)構(gòu)的原料。短碳鏈的酸,如乙酸、丙酸等;長碳鏈的酸,如辛酸、癸酸等。
3.醇(Alcohol):具有醇羥基結(jié)構(gòu)的有機物。如脂肪醇類、薄荷醇,以及帶有環(huán)結(jié)構(gòu)的香葉醇、苯乙醇等。
4.酯(Ester):具有醇酸酯化結(jié)構(gòu)的有機物。如乙酸乙酯、乙酸香葉酯等。
5.酮(Ketone):具有酮結(jié)構(gòu)的有機物。典型的酮類香料有二氫茉莉酮、α-異甲紫羅蘭酮、鳶尾酮、麝香酮等。
6.茉莉(Jasmine):茉莉分為大花茉莉和小花茉莉。國外以大花茉莉為主,國內(nèi)以小花茉莉為主,包括浸膏和凈油。主要提供特征天然茉莉花香氣,優(yōu)雅新鮮。茉莉常有吲哚,容易導(dǎo)致變色。
7.玫瑰(Rose):玫瑰屬于薔薇科。在國外,玫瑰、月季和薔薇都是用“Rose”一詞。在國內(nèi),玫瑰和月季是有區(qū)別的。常用的玫瑰原料包括玫瑰精油,玫瑰浸膏和玫瑰精油。常用的玫瑰有大馬士革種和保加利亞種。主要提供特征玫瑰香氣,具有甜韻花香,優(yōu)雅高貴,是花中使用最廣泛的原料。
8.橙花(Neroli):橙花是很早應(yīng)用的花香原料,也包括精油、浸膏和凈油。主要用于香精的頭香,如最早的“4711”香水等。其香氣清新、新鮮、富有朝氣。
9.薰衣草(Lavander):薰衣草主產(chǎn)于法國,每年七月開花,開紫色花。通過水蒸氣蒸餾方法制備薰衣草精油,使用廣泛,有一定的藥用功效。屬于清韻花香,偏木質(zhì)干草感。薰衣草香氣具有舒緩、安靜的效果。
10.晚香玉(Tuborose):晚香玉屬于石蒜科,得油率低,加工要求高,其使用非常廣泛,可制成浸膏和精油,香氣幽雅、偏幽、帶甜味。如GUCCI一款花香香水主要是晚香玉香氣。
11.巖蘭草(Vetiver):巖蘭草屬于禾科,習(xí)稱香根草,是近些年來越來越流行的香原料。主要制成巖蘭草油,是具有甘甜味的木香,香氣高級、留香好,可做定香劑。
12.麝香(Musk):是雄麝鹿腹部香腺的分泌物。具有輕靈而溫存的動物香氣,甜而不濁,擴散力強,留香長久,常作為定香成分。現(xiàn)在動物來源麝香昂貴和稀少,目前主要以合成麝香替代,包括IFF發(fā)明的佳樂麝香。
化妝品用香精香料的應(yīng)用
在開發(fā)化妝品過程中,使用和添加香精香料時,開發(fā)者需要考慮以下幾個方面內(nèi)容:
首先是香氣香型的選擇。香氣的選擇涉及品牌的調(diào)性、產(chǎn)品的概念、定位的人群等相關(guān)產(chǎn)品信息。比如一個柔和的少女膏霜品牌通常會選擇花香香型來表現(xiàn)品牌的調(diào)性,而一個剛硬一點的殺菌產(chǎn)品品牌可能會傾向于選擇木香和青香。另外不同品牌產(chǎn)品宣稱的賣點也會不同,可根據(jù)不同概念選擇不同香型,提供給消費者一定的聯(lián)想,幫助其產(chǎn)生購買欲望和提高使用的愉悅度,比如一款海洋概念的膏霜,就會選擇一些具有水感、清新空曠感的香精,而一款草本概念的膏霜往往會傾向于選擇植物花草香型的香精。人群的定位也是重要的考慮方面,一般情況下,對于定位年齡長一點的產(chǎn)品,香精可以濃郁一些;而定位年輕人群的品牌,香精選擇偏淡雅一些。
其次是關(guān)于香精的添加量。香精的添加量與產(chǎn)品本身的基質(zhì)有關(guān)系,也與產(chǎn)品開發(fā)者想表達的內(nèi)容有一定關(guān)系。針對不同的產(chǎn)品,香精香料添加量有一個參考的范圍,可以參考表1不同香水的香精濃度范圍、表2其他日化產(chǎn)品的香精添加量建議。
再次要考慮的是香精香料在不同配方的使用。
關(guān)于香水制作。一般意義上,香精香料是油溶性組分,制備香水時因采用酒精作為溶劑,可以較好地配置成均相產(chǎn)品。香水配方由酒精、香精、去離子水三項構(gòu)成。去離子水的使用有利于降低成本,協(xié)調(diào)香水的揮發(fā)性。
香精添加于香水之外的含水化妝品,一般需要有表面活性劑幫助才能穩(wěn)定地存在于體系中。普通的膏霜乳液含有足量的乳化劑,香精添加量比較低,所以比較容易被乳化,不會影響配方體系的穩(wěn)定性。對于洗發(fā)水、沐浴露和洗手液等洗護產(chǎn)品,由于含有大量的陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑,以及非離子表活劑,通常非常容易被增溶或乳化。香皂及美容皂類產(chǎn)品,香精可以分散在皂粒中,通過攪拌研磨擠壓出條,均勻地分散在皂塊中。
對于水劑類產(chǎn)品(面膜、精華等),通常需要添加增溶劑。
增溶劑通常是由表面活性劑和助溶劑構(gòu)成的,常用的增溶劑表面活性劑包括氫化蓖麻油聚氧乙烯醚-40、失水山梨醇月桂酸酯聚氧乙烯醚-20等。這一類單一增溶劑一般要加到香精的3~5倍才能達到透明。有時候產(chǎn)品配方師希望降低增溶劑添加量,會采用效率更高的復(fù)配型增溶劑,目前市場上比較好的復(fù)配型增溶劑包括Soluclear LRI、Soluclear T(低泡型)、Muitisol N II—9等,一般添加到香精的1~3倍,就能達到透明。
最后要考慮的是香精在產(chǎn)品中的穩(wěn)定性。香精的穩(wěn)定性是指香精在產(chǎn)品的貨架期內(nèi)的香氣穩(wěn)定性、色澤穩(wěn)定性,以及對包材的影響。
加香產(chǎn)品在儲存過程中,香氣穩(wěn)定性可能會遇到以下挑戰(zhàn):香氣的頭香逐漸損失、香精香氣方向發(fā)生改變、香氣對基料的掩蓋能力下降等。這些挑戰(zhàn)主要是由于香精和基料的相互作用影響造成的,外在的一些條件會加劇這些挑戰(zhàn),如紫外線對透明包裝產(chǎn)品的影響、儲存環(huán)境過熱等。基料里的成分對于香精成分的影響作用包括酸堿度、分子間作用力、氫鍵作用力、偶極矩力、乳化力、擴散阻力,以及形成新的化學(xué)鍵的化學(xué)反應(yīng)等。比如一些醛類香氣分子在儲存過程中出現(xiàn)氧化,導(dǎo)致頭香發(fā)生大的變化;皂基潔面產(chǎn)品里的堿可能會促進香精的酯類成分水解,導(dǎo)致香氣發(fā)生改變;膏霜里的高分子聚合物可能吸附包裹香精分子,降低香精分子的透發(fā)性等。對于香氣穩(wěn)定性的檢測可以通過加速老化試驗來考察。
色澤的穩(wěn)定性是指加香制品出現(xiàn)顏色加深或者褪色現(xiàn)象。一方面是香精本身含有的部分香原料在儲存過程中遇熱、見光或者遇氧,發(fā)生了酯交換、酚醛縮合、醛醛縮合、席夫堿(schiff base)等反應(yīng),就容易發(fā)生顏色變化;另一方面是香精與基料之間相互影響,發(fā)生水解、氧化、催化降解等反應(yīng),也會造成顏色變化。比如香草類香精,因為含有香蘭素,儲存過程中會逐漸變黃。色澤穩(wěn)定性的檢測也可以通過加速老化試驗來考察。
而對包材的影響是指加香制品導(dǎo)致包裝材料變形、褪色等現(xiàn)象,往往在一些加香量比較高的產(chǎn)品中發(fā)生。這主要是因為香精分子滲透塑料包材,出現(xiàn)溶脹增塑,導(dǎo)致包材變形或者褪色。
要提高香精在產(chǎn)品中的穩(wěn)定性,一方面需要調(diào)香師熟悉不同基料的配方化學(xué)成分,根據(jù)化學(xué)成分來調(diào)配穩(wěn)定性高的香精;另一方面,也可以在基料中添加一些穩(wěn)定劑來提高香精的穩(wěn)定性,包括金屬離子螯合劑EDTA-2Na或4Na等、抗氧化劑BHT、紫外線吸收劑Veetec UV等。
化妝品用香精香料的安全性
由于用于化妝品的香精香料會接觸到皮膚與經(jīng)鼻腔吸入,所以安全性非常重要。有關(guān)香精香料的安全性的主要內(nèi)容包括以下方面:
1.急性經(jīng)口毒性LD50;
2.急性毒性LD50低于500mg/kg的進行急性皮膚毒性測試;
3.易揮發(fā)成分的吸入毒性;
4.皮膚刺激性;
5.眼睛刺激性;
6.皮膚接觸致敏性;
7.光敏性。
除了香水和空氣清香劑,普通化妝品的香精添加量低,所以上述安全性內(nèi)容的4~7比較受關(guān)注。
1966年,由全球領(lǐng)先的香精香料公司成立第三方非盈利研究機構(gòu)香原料研究院(Research Institute for Fragrance Materials, RIFM),開展香原料的安全性研究。
1973年,全球香精香料行業(yè)在歐洲比利時成立國際香精香料協(xié)會(Interntional Fragrance Association,IFRA),作為全球香精香料行業(yè)的協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)督機構(gòu)。
大部分的香原料在IFRA規(guī)定的使用量范圍內(nèi)是安全的,部分香原料存在過敏問題。2003年,歐盟化妝品安全委員會COLIPA(現(xiàn)更名為SCCS)將26種具有致敏性的香精原料列入附錄III (化妝品組分限用物質(zhì)清單),就是俗稱的26種過敏源香料成分。并規(guī)定當(dāng)在停留型化妝品(leave-on)該成分添加超過10PPM(0.001%),或者在洗去型化妝品(rinse-off)該成分添加超過100PPM(0.01%)時,必須在產(chǎn)品的標(biāo)簽中標(biāo)注該成分的名稱。關(guān)于26個過敏源的內(nèi)容可見表3。
一些花香型和果香型香精無法避免使用這些原料,根據(jù)歐盟法規(guī),配方使用量比較大時,必須在標(biāo)簽上明示。中國目前法規(guī)沒有規(guī)定,因此香精使用者可以向香精供應(yīng)商詢問相關(guān)信息,并做相關(guān)刺激性的消費者測試。
化妝品用香精香料的流行趨勢
香精香料的流行趨勢與綠色制造、可持續(xù)發(fā)展、人文文化、生活方式、時尚趨勢等密切相關(guān)。
由于綠色化學(xué),減少環(huán)境壓力,采用生物降解度高的原材料,成為全球綠色制造的重要趨勢,香精香料行業(yè)也受此影響。無論是香精制造公司,還是下游應(yīng)用公司,以及消費者,都在推動原材料綠色化、天然化,所以可以看到一些新型的宣稱有機、全天然以及可降解等概念的香精在市場中出現(xiàn),并在不斷發(fā)展中,這是一個重要趨勢。
人與外在世界進行交流通過六覺,包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺、知覺(下意識)。嗅覺是其中重要的一環(huán),可感知香味,喚起場景記憶,獲得通感,到達意識和文化的感受。反過來文化素養(yǎng)、生活方式、色彩感覺也影響人們對香味的感受與喜好。當(dāng)下一方面信息大爆炸,碎片化;另一方面虛擬社交圈層化和年輕人的二次元,世界文化屬于多層次混合交叉,然而對香氣的認同反過來卻偏向簡單化。所以單一香型、簡單香型和潔凈香型是一個流行趨勢。單一香型品牌J-Malone快速在全世界流行就是一個典型案例。
追求自然,追逐Clean-beauty(純凈美妝)潮流,使得天然(Natural)香氣是另一個流行趨勢。汲取大自然元素,靠近天然的植物,各種花香,特別是白花香出現(xiàn)在各種品牌香水中,比如香奈兒的嘉柏麗爾香水、GUCCI Floral、J-Malone白玉蘭等。以及各種天然精油香氣出現(xiàn)在護膚品中。天然香氣讓消費者更加放松,壓力得到釋放。
通過香精不僅僅可以緩解壓力、舒緩情緒,最新的香精技術(shù)還在研究治療阿爾茲海默癥和抑郁癥等世界難題。因此香精技術(shù)會通過擴展Aromatherapy 范圍從嗅覺到神經(jīng)系統(tǒng)再到生理層面,形成更高技術(shù)水平的香薰生理學(xué)。這是香精香料技術(shù)的發(fā)展趨勢。