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            日用香精變色問題探討

            2022年01月03日作者:李嘉杰 許榮斌 江門和馨香精技術有限公司瀏覽量:0

            1、前言

            日用香精在生產和儲存中,經常遇到變色問題。有些香精一生產出來,顏色就與標樣相差甚遠,有些香精剛生產出來時顏色尚可,但存放一段時間后,顏色發生較大的變化,影響了產品質量,甚至添加到日化產品后,變色問題才顯現,造成重大經濟損失。提高產品質量,保持香精顏色穩定,正逐漸引起各香精公司的關注,本文針對此問題進行了分析和探討。

            2、香精變色問題不確定性

            香精成分復雜,是由數種乃至數十種香原料,根據調香師的配方調制而成,香原料的質量、香精生產設備的材質、香精成品生產和存放環境以及調香師配方的配伍等等,都會影響香精的產品質量。

            導致香精發生變色的因素存在著多樣性和不確定性,因此我們對這個問題必須逐個分析,查找原因,制定有針對性的對策,實施有效的措施,才能防止或者延緩其變色。

            3、分類說明情況以及防范措施

            下面列舉日用香精生產和儲存中發生變色的幾種情況,分析原因并探討防范措施。

            3.1 香原料自身性質不穩定,易氧化變色

            在香精生產過程中,需注意有些原料是容易變色的,特別是溫度較高或者受到光照的情況,會加速其變化。主要是因為這些原料都含有容易氧化或性質活潑的官能團。

            醛類:如桂醛,檸檬醛,香蘭素,乙基香蘭素等都含醛基,而醛基不穩定,存放時會與空氣中的氧發生氧化反應導致變色;

            烯萜類:如蒎烯,月桂烯,檸檬烯等結構為{CH2=C(CH3)-CH=CH2}n,因為有雙鍵,容易氧化導致顏色變深,也會因為聚合令產品變粘稠;

            酚類:如丁香粉,異丁香酚,麝香草酚等容易在空氣中氧化,產生顏色較深的醌,特別對熱、光敏感;

            簡單的酚氧化如:

            含氮化合物:如吲哚,異丁基喹啉等;以及一些含氧、含硫化合物也容易被氧化而變色。

            因此在存放這些原料以及由這些原料配制而成的香精產品時:

            1)需注意儲存環境的溫度、濕度、光照情況的控制??蛇x擇存放在室溫陰涼、通風、干燥的地方,避免日光直

            射,最好滿桶存放,注意密封,有條件的可以設置溫度20℃,濕度小于60%的庫房用于放置這類原料和香精產品。

            2)為避免光線的影響,可存放于避光的土木結構房間,或用遮光性能良好的包裝材料。

            3)在原料存放或者香精生產的時候,添加一定比例的抗氧化劑或者紫外吸收劑,但加入抗氧化劑的種類和數量,需按照產品的用途、工藝來確定,一般可采用BHT或維他命E等,也有復配添加的,如Stabilizer系列穩定劑,能有效抑制香蘭素、乙基香蘭素變色[2]。

            4)對這些原料或者香精產品進行阻隔式保護,就是利用隔斷物質與氧氣的接觸防止變色變質,通常是使用抽真空,或者對物料充加惰性保護氣體,例如氮氣。

            3.2 接觸到金屬離子引起變色

            香原料中的酚類,如乙基麥芽酚、丁香酚等添加到含有鐵離子的香精產品中會發生反應,生成紅色或棕色的物質,導致整個香精成品顏色變紅。

            因為酚是容易生成染料的中間體,比較活潑,結構含有酚羥基,能與三氯化鐵會出現顯色反應,這可以當作是判斷酚或者鐵離子存在的方法,且此反應是相當靈敏的。

            原理是由于酚與鐵離子形成絡合物。

            水楊醛與三價鐵離子絡合的例子:

            所以在生產此類含酚的香精產品時:

            1)注意配伍原料的純度,使用純度較高的原料,或者加入一些有效減緩反應程度的配伍原料,如適當加入一些醇類可以有效減緩反應。需注意的是麝香草酚的變色問題到現時為止還沒有很好的方法控制,只能在生產完后馬上放置陰涼干燥避光的環境中存放[1]。

            2)對生產過程以及包裝容器的要求,一般采用304以上不銹鋼生產工具和包裝容器,使用鐵制品包裝容器的時候,必須保證噴涂的PVF涂層完整,防止金屬鐵暴露與香精直接接觸。

            3)在產品中添加金屬離子絡合劑,但必須注意絡合劑的類型是否符合國家日用產品法規規定,以及添加后不影響產品的性能。

            3.3 由光照引起的變色

            光照造成原料變色是一個十分復雜的過程,有些是因為日光中的紫外線充當了催化劑,使原本不會反應的物質發生反應,有些是因為日光中的熱量等因素造成。

            我們在3.1已經對光照影響原料和香精產品作了一些介紹,實際生產和儲存中,日光照射對香精的影響存在以下兩種情況:

            3.3.1 日光照射使其顏色由淺變深,例如:含有吲哚,鄰氨基苯甲酸甲酯、丁香酚等原料的香精。

            3.3.2 日光照射使產品顏色由深變淺,例如:檸檬、橘子、舔橙、西柚等香精由于使用較大量的冷榨甜橙油、橘子油等,往往新生產的產品顏色較深,但在光照的作用會出現顏色逐漸變淡的褪色情況,最后達到淺黃,甚至無色。

            無論是香精顏色變深還是變淺,都是我們不愿意看到的,我們希望產品能夠保持穩定,包括顏色也是如此,我們希望香精添加到最終產品后,顏色也能夠保持在一定的范圍內。

            為達到上述目的,我們在生產和保存這類型的香精時:

            1)光變原料注意防氧化以及避光保存。

            2)必須注意和控制光變原料和產品的見光時間,盡量短。生產的時候將會受影響變色的物料按照一定的順序留到最后工序才添加,添加完成后直接包裝。

            3)包裝材料也應該選擇遮光性能比較好的材質,存放的區域也應盡可能減少陽光直接照射。

            4)在原料或香精產品中添加UV吸收劑。

            3.4 原料之間的反應引起的變色

            由于香精配制需要各種類型的香料進行調配,少則幾種,多則數十種,這些香料中有些帶有活潑官能團,他們之間會發生一些化學反應,例如一般香精里面存在的縮合、酯化、水解等。這些反應有時候是微小的,對產品的整體色、香、狀態基本沒影響;有時候卻會形成一些對香精產品整體有影響的新物質。

            有些調香師在定配方的時候故意添加兩個或者幾個反應結果比較突出的,以增加配方的變化感,這或許就是調香師的高明之處,但同時也會帶來香精顏色的變化。

            這些反應的產品有時對香精產品的顏色造成很大的影響,比如我們都熟悉的“希夫基”反應、“美拉德”反應。

            “希夫基”反應在日化香精中經常出現,主要是醛與胺的縮合反應,生成具有甲亞胺基的產物。舉一個比較常見的例子,在一款香精配方中使用了羥基香茅醛和鄰氨基苯甲酸甲酯,其他原料的顏色都比較淺,產品在剛完成的時候顏色并不深,但放置幾天后,顏色會逐漸變深,如果是溫度較高的情況,變化會更快,這個就是典型的“希夫基”反應,因為羥基香茅醛和鄰氨基苯甲酸甲酯兩個基本無色的原料之間反應生成新的物質——“橙花素”(反應如下),其顏色是深黃色的,所以導致整個香精的顏色外觀發生變化,如果最終的加香有顏色要求則需要加以考慮。

            羥基香茅醛與鄰氨基苯甲酸甲酯反應生成橙花素:

            “美拉德”反應(又稱為“非酶棕色化反應”)與“希夫基”反應往往是共同存在的。也是導致香精變色的主要原 因,而且變化更復雜,顏色變化幅度更寬,更難控制。

            在上述類型的的香精中出現顏色變化是必然的,應對的措施是:

            1)調香師定產品配方的時候就應該考慮到這些變化,預留產品變色的幅度,或者先加人一定量顏色較深的原料, 減少變化造成的波動。

            2)可添加一些減緩反應的原料,如醇類,苯乙醇、松油醇等[1]。

            3)注意儲存環境的溫度控制,降低溫度可以讓反應減緩。

            3.5 使用天然精油引起顏色變化

            天然精油由于原材料帶人雜質較多,往往含有葉綠素、膠質、蠟質等物質,年份、產地不同,顏色也會有差異, 而且供應商生產工藝的不同、設備的差異等等,也會導致精油產品中帶有或多或少的金屬離子等雜質。這樣就會造成 一些產品中加入精油后產品的顏色變深或生成不同原來產品色調的色素,影響香精的顏色穩定。

            使用沒有經過精制脫色處理的藿香油,引起變色情況是生產中常遇到的。藿香油本身顏色比較深,往往使用時要 考慮到顏色的波動問題,添加量會控制在可接受范圍。但如果在此香精中,使用到乙基麥芽酚等酚類原料,很多時會出現最終成品顏色變成紅色或者紅棕色,與原本的顏色相去甚遠。主要是精油中的雜質與酚發生了顯色反應。

            在生產這些產品時:

            1)在精油添加前進行預處理,可以通過加入檸檬酸、草酸等有機酸,祛除精油中的葉綠素、膠質、蠟質等雜質,改善精油顏色;同時可以利用這些酸具有一定的還原性,將精油中的三價鐵離子還原成二價鐵離子,予以祛除。

            2)在選取供應商的時候,考察其是否采用先進、科學的生產工藝以及使用高規格的設備。

            3)對精油進行再精制脫色,更有效祛除里面的雜質,但缺點是成本變高,有時候精油的香氣會受影響。

            4、結束語

            綜上所述,在香精配制和儲存過程中,影響香精顏色變化的因素是多樣的,包括組成的原料、生產和儲存的環境、生產的工藝、配方的設計等等。在保證產品特征香氣穩定的情況下,能盡可能地控制產品顏色的穩定性,一直是日化香精生產企業控制產品質量的難點。以上探討和防范措施,是我公司多年控制香精顏色穩定工作的經驗,所論述的方法在實際工作上得到了應用,也取得了一定成效,相信對保持香精顏色穩定工作以及提高香精質量方面,具有一定的借鑒意義。

            參考文獻

            (1)林翔云.調香術第二版.北京化學工業出版社。

            (2)霍永麗等.Stailizer YL一有效解決含有香蘭素、乙基香蘭素類香精在產品中的變色問題。首屆上海香料香精和化妝品洗滌用品專題學術論壇,2009年10月。

            (3)劉樹文。合成香料技術手冊第二版。中國輕工業出版社。

            (4)孫寶國,何堅.香精概論.化學工業出版社。

            (5)劉梅森,何唯平.香精香料基本原理及發展趨勢.《中國食品添加劑》,2003.NO.5.

            作者簡介:李嘉杰,助理工程師。從事香精香料檢測工作、質量控制工作7年,對香精生產工藝、品質控制有較深入的認識。

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