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[生活用化学] 彼之微臭,吾之淡香,如何精确地定量描述气味呢?

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发表于 2013-7-22 14:15:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 吾有屠龙之术 于 2013-7-22 14:15 编辑

我们怎么描述气味啊……
这可真是一个史诗性的宏大命题呢!

一、单一物质/简单混合物是怎么被描述的?

首先我们看几条专业评香师对气味的描述【1】?
1. 7-Methyl-3,4-dihydro-2H-benzodioxepin-3-one, a fragrance ingredient having a fresh 'oceanic', floral odour, which is also diffusive with watermelon note.
(7-甲基-3,4-2H-苯并二氧麻黄-3-酮是一种有清新的“海洋”香味,花香族,也常常被认为是西瓜调。)

2. Tetrahydro-3-pentyl-2H-pyran-4-yl acetate (Jasmine acetate®) has an oily, plant-like, herbaceous lavender, slightly mushroom odour, with floral tea-like jasmine note.
(四氢-3-戊基-2H-4-吡喃乙酯,乙酰茉莉酯®,有油状的,类似植物的,草本的,薰衣草型的,略带蘑菇气味的,类似茶叶的茉莉味道,花香组。)

3. 2-Methylfuran-3-thiol, which occurs in meat and coffee, has a sulphurous, coffee- and meat-like odour and flavour on extreme dilution.
2-甲基-3-呋喃硫醇在肉和咖啡中存在。在极低浓度下有硫磺的,类似咖啡的,类似肉类的气味与味道。)

4. DPMI possesses a woody-ambery and leathery odour with powdery, vanilla-type, velvet nuance that has only a very faint musk-like tonalty.
(DPMI有一种木头、琥珀与皮革相合的味道,还具有粉状,香草型(云呢拿型),丝绒感的特征。只有很稀薄的类似麝香的调值。)

5. Indole has erogenic-floral, animalic, cheese odour and flavour, which becomes slightly faecal on dilution.
(吲哚,花香调。有厌氧感的、动物性的奶酪味。稀释后呈现出粪便味。)

6. Skatole has a putrid, sickening, mothballs, decayed, faecal odour; on extreme dilution it has a jasmine-like odour.
3-甲基吲哚有一种腐烂的,恶心的,樟脑球的,朽坏的,粪便的气味。极度稀释后则有类似茉莉的气味

现在就这几个例子略微总结一下吧。
对于一个确定的化学物质,首先要确定的是这个物质表现出来的到底是“气味”还是“味道”。
这个问题事关嗅觉,因此我们只关注“气味”这一个大方向。
其次评香师的工作就是界定这种分子的气味属于哪一个大类。比如上述几个例子中“floral”(花香调),“herbaceous”(草本的),“sulphurous”(硫磺味)和“woody”(木香调)这几个词【2】。
随后应该是对一个味道进行类比描述,就像上述例子里面出现过的“watermelon note”(西瓜味),“plant-like”(类似植物的),“slightly mushroom”(略带蘑菇的),“meat-like”(类似肉类的),“vanulla-type”(香草型/云呢拿型)以及“velvet nuance”(丝绒感)。此时通常会带有“slightly”(轻微), "strong"(强), "faint"(稀薄的)等一系列修饰感觉强弱的词来界定。
因为一种确定的化学物质在不同的浓度下可能表现出完全不同的嗅感,所以有必要用文字或者数值来界定描述出得嗅感所对应的物质浓度。如“on extreme dilution”,抑或“3 ppm”,“9 ng/L air”等。

哎呀,好简单是不是?
我已经听见有同学说“轻轻闻一下然后就可以随着自己的想法乱写~”之类多么文艺而不靠谱的话了啦!
事实上呢,由于类比描述中无法避免主观判断的存在,我们需要用到传说中的radar organoleptic description(嗅感雷达图)。或者说,我们借用“统计平均进而减小实验误差”的理念来更精确地描述物质嗅感。
举个例子的话呢,就拿这个例子吧!【3】

样品如果是,3,5-二甲基-2-异丁基吡嗪和3,6-二甲基-2-异丁基吡嗪的混合物。
首先一组若干名评香师分别独立地根据自己的感受用一系列的词语描述这一个样品中他们各自闻到的气味。
随后,通过统计所有评香师在描述样品时所有词汇的出现频率,我们就可以绘制出这么一份词频雷达图:
【图见本帖最下方}


我们最开始看到的一系列例子其实都是对那些香料的嗅感雷达图所进行的文字描述。


二、成分复杂的混合物是怎样被描述的?

如果我们把一个混合物样品放置在空气中,我们闻到的气味理论上会随着时间变化而不断变化:
易挥发的物质会先从固态/液态的样品中跑到空气中进而被我们闻到;难挥发的物质随后挥发成气态被闻到。
这也就是香水理论中“前调”、“中调”、“后调”的物理原因。
依据这一特点,我们可以依照时间变化对同一样品进行多次辨识。
设计一个实验的话,大概是这个样子:
拿调香纸蘸取样品,随即扇闻,记录特征气味。此时记录时间为T
然后分别在T+1分钟,T+5分钟,T+10分钟,T+20分钟,T+30分钟,T+45分钟,T+1小时,T+2小时,T+4小时,T+7小时,T+12小时,T+24小时的时候均扇闻并记录同一样品的特征气味。
以此,圈定一个样品在0-30分钟,半小时到四小时,四小时到更长这三段时间中嗅觉上的主要特征。

三、对于更复杂的混合物有没有更客观精确的方法?
嗯,确实是有的!
这个应该是大杀器了:Chromatography-Mass Spectrometry-Olfactory(色谱质谱嗅辨联用)搭配Solide PhaseMicroextraction(固相微萃取)
通过Ch-MS-OL技术,我们可以几乎圈定样品中所有成分的化学成分的物质结构以及其嗅感雷达图。
通过SPM技术,我们可以几乎量化、进而绘制出样品中所有组分挥发速度随着时间的变化。(因为边际条件唯一确定,即初始浓度和无穷远时间浓度都是零,我们还可以通过这个挥发速度-时间函数积分得到各个组分的气相浓度随时间变化的信息!)
两个技术连用,我们就可以知道一个样品在给定的任意时刻所可能具有的味道了。
问题是……
色谱质谱嗅辨联用加固相微萃取的仪器价格足够买两辆法拉利了……
这还没算各种分析用的高纯试剂、色谱柱的使用以及熟练分析技师的人工呢!
据我所知,全世界可以完整完成这一系列测试的实验室不超过十个。



【1】 引自 J. Rowe. D., (2005) Chemistry and Technology of Flavour and Fragrances, CRC Press, Blackwell Publishing,
【2】 大类分类通常可以按照这个方法推测:
1. The floral(花香)
2. The fruit(果香)
3. The woody(木香)
4. The herbaceous(草香)
5. The spicy(香料/辛香)
6. The soft(软香)
7. The animalic(动物香)
8. The oceanic(海洋)
9. The mineral(矿物)
引自 Ellena.J-C. (2009) Histoire(s) de nez: LE PARFUM. Presses Universitaire de France: p 43 - 44
【3】 引自 Zviely.M., Abushkara, E. and Hodrien,D. (2003) Chocarom Pyrazine, A Pyrazine for Flavours and Fragrances. Perfumer & Flavorist, 28. 26


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 楼主| 发表于 2013-7-22 14:19:40 | 显示全部楼层
自挽一个,好想知道小生最爱的香水品牌“SIX GOD”给顶尖的评香师测试会是什么样的形容??
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发表于 2013-7-22 18:33:41 | 显示全部楼层
听说过。。。
还是脚的嗅觉真心很神奇
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 楼主| 发表于 2013-7-22 20:02:20 | 显示全部楼层

小生一不小心,看成“脚嗅起来真的很神奇”……还想问阁下的脚到底是神马气味…………
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发表于 2013-7-24 21:52:04 | 显示全部楼层
吾有屠龙之术 发表于 2013-7-22 20:02
小生一不小心,看成“脚嗅起来真的很神奇”……还想问阁下的脚到底是神马气味………… ...

这。。。让我情何以堪。。我承认看了你的回复我都怀疑自己发的了。。
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发表于 2015-5-8 14:56:36 | 显示全部楼层
看起来好高端好科学,学习了,马一个。但我觉得最赞同lz的标题,对香味的喜好是一种相对而言比较主观的感觉,也可能这个味道我觉得特别吸引人,而你觉得一般般嘛很普通呀。大概如果要想用香水讨好心上人,需要有针对性地找到对方心理上的突破点,一旦能找到那种让对方愉悦的香味,真的有事半功倍的效果吧!毕竟嗅觉和视觉一样,是只要见面就会霸道入侵,让对方必须接受而且一直接受的信号呢。
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