Hương liệu cho sản phẩm IN

Một số thành phần sản phẩm gây cảm giác chua cay trong mũi không thực sự là mùi mà là phản ứng của dây thần kinh sinh ba, gây cảm giác đau.. Trickle down từ nước hoaTrong hương liệu: tri

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC



Báo cáo chuyên đề:

GVHD: Cô Vương Ngọc Chính

Nhóm 9: Nguyễn Thị Hồng Hạnh 61000900 Hoàng Văn Thắng 61003074

Hồ Lê Thy Thy 61003353

Ngày báo cáo 09/05/2013

HƯƠNG LIỆU CHO

SẢN PHẨM

HƯƠNG LIỆU CHO SẢN PHẨM

I. TÍNH THẨM MỸ CỦA HƯƠNG LIỆU

1. Che lấp mùi khó chịu

Hầu hết nền của sản phẩm đều có mùi khó chịu.Vd: xà phòng, kem dưỡng da thường có mùi dầu Thuốc rụng lông, diệt côn trùng có mùi hăng Nguyên nhân

về mùi khó chịu: breakdown các thành phần có trong sản phẩm, do sự oxy hóa các acid béo không no, gây ra mùi ôi thiu Cần sử dụng nguyên vật liệu tinh khiết và ít mùi Bên cạnh đó, cần lựa chọn bao bì đóng gói phù hợp với sản phẩm

Bất cứ một mùi nào cũng có thể được che lấp bằng mùi khác Trong trường hợp mùi được che phủ khá nhẹ, ta sẽ thu được một mùi hương dễ chịu Tuy nhiên, nếu mùi được che lấp quá rõ rệt, có thể dẫn đến mùi tổng thể gây cảm giác khó chịu Nghệ thuật của việc che lấp mùi là loại bỏ mùi khó chịu tại mật

độ thấp nhất có thể

Có thể che lấp mùi khó chịu bằng cách:

• Xem mùi được che lấp như thành phần của mùi tổng thể

• Cung cấp một môi trường mà ở đó, mùi được che lấp không còn cảm thấy khó chịu

Ví dụ: mùi dầu mỡ có thể được che lấp bằng citrus note Không phải tình cờ

mà dầu gan cá, một nguồn giàu vitamin lại có hương cam Mùi mồ hôi thường có mùi hăng Người ta đã tìm thấy mùi tương tự trong neroli-một thành phần phổ

biến của hương citrus=> Sử dụng hương citrus để che lấp những thành phần béo trong mồ hôi

Hương dùng để che lấp nên có cùng độ bay hơi theo thời gian với mùi được che lấp Mùi thoáng qua có thể được che lấp bởi những tác nhân dễ bay hơi, nhưng mùi bám lâu dài cần được cân bằng bởi những note bám chặt Ví dụ: mùi Protein hydrolysate là một mùi bám rất lâu nên rất khó để che phủ lâu dài

Một số thành phần sản phẩm gây cảm giác chua cay trong mũi không thực

sự là mùi mà là phản ứng của dây thần kinh sinh ba, gây cảm giác đau Cảm giác này thể hiện yếu trong alcohol, rõ hơn trong giấm và rất rõ trong ammoniac, vì thế không thể được che lấp bằng bất cứ cách nào

Vấn đề về mùi ảnh hưởng đến các nhà hóa học- người phát triển sản phẩm nhiều hơn cả người tiêu dùng Các nhà làm hương liệu ngoài tìm ra hương phù hợp với sản phẩm, còn phải cân nhắc khi nào cần thiết che lấp mùi nền của sản phẩm Bởi lẽ, đối với những sản phẩm truyền thống, người tiêu dùng thông qua thói quen đã chấp nhận và xem mùi cơ sở như một mùi tự nhiên của sản phẩm

Ví dụ: Năm 1950 ở Đức, vì lý do thuế, thuốc bổ tóc và những sản phẩm chứa cồn khác phải thay thế ethyl ancohol bằng isopropyl ancohol, chất này có mùi ngọt Khi luật thuế thay đổi, ethyl ancohol được sử dụng lại, người tiêu dùng lại cảm thấy nhớ mùi ngọt này Vì vậy, các chuyên gia phải tìm cách đưa mùi này lại sản phẩm

2. Dễ chịu

Khi sản phẩm chức năng được thêm hương liệu, lý do chính là mang lại cảm giác dễ chịu cho người tiêu dùng Một hương dễ chịu sẽ mang lại sự hài lòng cho người sử dụng

Có những giai đoạn khác nhau trong sự gặp gỡ của con người và sản phẩm

Ví dụ điển hình là cho sữa tắm

• Sự gặp gỡ đầu tiên xảy đến khi mua sắm Nếu chưa định hình được nhãn hiệu mình cần mua, việc đầu tiên là người tiêu dùng sẽ lựa chọn sản phẩm có bề ngoài bắt mắt và mở nắp để ngửi mùi Đây là yếu tố quan trọng để quyết định có nên mua sản phẩm hay không Hương ở giai đoạn này phải che lấp được mùi béo và mùi nhựa của bao bì, mang lại hương thơm dễ chịu, nhẹ nhàng

• Giai đoạn thứ hai, khi sản phẩm được pha loãng với nước và được sử dụng Người sử dụng mong muốn một mùi thơm dễ chịu sẽ nổ ra tại thời điểm này, thậm chí là lan tỏa khắp phòng tắm

• Cuối cùng là mùi lưu lại trên da sau khi làm khô

Trong sản phẩm chức năng, nốt hương đầu, hương giữa và cuối của hương liệu không cần thiết phải liên tục Ví dụ: trong sản phẩm rửa chén, người ta sẽ quan tâm đến top note Bởi lẽ, mùi hương của nước rửa chén chỉ cần tỏa ra khi sử dụng Những mùi bám lâu dài trên chén dĩa cần loại bỏ để tránh cho người tiêu dùng có suy nghĩ “chén dĩa vẫn chưa sạch” Ngược lại, đối với sản phẩm là nước xả vải, điều đặc biệt chú ý của các nhà sản xuất là hương lưu lại trên áo quần sau khi sấy phải càng lâu càng tốt Đối với sản phẩm xịt phòng, top,heart, and base notes có đặc tính càng tương đồng càng tốt

Cảm giác dễ chịu còn mang lại khi ta ngửi những mùi quen thuộc-những hương gợi nhớ mùi sản phẩm thị trường Những hương này thương có chất lượng cao và đáng tin cậy Vì vậy, người tiêu dùng đã xem chúng như một tiêu chuẩn cho chất lượng Một ví dụ cụ thể là sản phẩm Johnson & Johnson baby.Ít nhất nửa thế kỉ, không có một sản phẩm cho trẻ em nào có chỗ đứng trên thị trường nếu không mô phỏng lại mùi truyền thống của Johnson & Johnson baby

3. Trickle down từ nước hoa

Trong hương liệu: trickle down là chuyển hương từ một dạng hương nước hoa thành dạng hương liệu dùng trong các sản phẩm cấp thấp hơn nhằm giảm giá thành sản phẩm, nhưng vẫn đảm bảo được khả năng tạo mùi của hương liệu

Có một hệ thống phân cấp giữa các sản phẩm hương thơm, một hệ thống phân cấp về sự sang trọng và giá cả Nước hoa trong phân phối luôn đứng ở vị trí đầu, bởi lẽ, nó định hướng thời trang và phong cách sống

Trong những thập kỉ gần đây, có rất nhiều loại hương liệu nằm trong nước hoa được trickling down vào các sản phẩm chăm sóc cá nhân, giặt ủi và sản phẩm gia dụng Ví dụ: hương Chloé trong dầu gội đầu, Trésor được trickle down vào nước

xả vải

Không phải tất cả những loại nước hoa đắt tiền đều có thể dùng để trickle down Việc lựa chọn loại nước hoa để trickle down còn phụ thuộc vào thị hiếu của người tiêu dùng Điều quan trọng của trickle down là phụ thuộc vào tính năng kĩ thuật của vật liệu và khả năng chi trả cho nhiều loại sản phẩm chức năng

4. Hương liệu

Mùi là hệ thống cơ bản trong giao tiếp của thế giới động vật và con người Đối với con người, mùi hương cũng như một tín hiệu để nhận dạng

Hương liệu phụ thuộc vào văn hóa Mùi hương ngọt ngào powdery của Johnson

& Johnson baby ở Mỹ mang thiên hướng dành cho trẻ sơ sinh, trong khi đó nó cũng

có thể truyền đạt sự nữ tính trưởng thành ở những nước có truyền thống khác về sản phẩm em bé Hoa oải hương chấp nhận được ở những nước Latin nhưng lại lỗi thời ở Đức

Sơ đồ Jellinek về ảnh hưởng của mùi hương dựa trên lý luận tâm lý và kinh nghiệm thực nghiệm

Hình 1: Sơ đồ Jellinek

Ở mỗi đỉnh hình thoi là các đặc tính của hương: fresh (tươi mát), rich, gentle (nhẹ nhàng) và active (năng động) Đại diện cho mỗi đặc tính như: fresh ta có citrus, gentle tiêu biểu là fruity, floral… Ở mỗi cạnh hình thoi là sự kết hợp của các đặc tính Vd: phía trên bên phải là sự kết hơp của fresh và active, đại diện là Eucalyptus, pine… Rich & active: mùi rêu, gỗ, da…Rich & gentle: mùi mật ong, cầy hương Fresh & gentle mang lại cảm giác êm đềm: mùi cỏ xanh, watery

II. TÍNH NĂNG KĨ THUẬT CỦA HƯƠNG

1. Khả năng tỏa hương

Khái niệm tỏa hương liên quan đến tốc độ bay hơi của hương liệu Tính bay hơi của một hương liệu đơn giản trên nền của chất rắn quen thuộc cũng khá phức tạp Một số nguyên liệu khá “nhẹ”, bay hết trong vài phút, trong khi đó

một số hương liệu lại có khả năng kéo dài hàng tuần, hàng tháng Hơn nữa, khi nhiều loại nguyên liệu phối trộn trong một hỗn hợp, sẽ có tương tác giữa các thành phần dẫn đến thay đổi thuộc tính bay hơi trong nhiều trường hợp, vì vậy bằng việc phối trộn, xây dựng hỗn hợp, ta có thể điều chỉnh, kiểm soát được thuộc tính này

Một cách gần đúng, 2 chỉ số “khối lượng phân tử” (RMM) và “điểm sôi”

của 1 thành phần nước hoa đã biết được xem là những thông số đầu tiên ước lượng khả năng bay hơi Vd Limonene và Cervolide ( về RMM và Boiling point), đa phần các hương liệu có thông số nằm trong khoảng này RMM của những nguyên liệu lớn hơn của Cervolide thường hiếm gặp, nguyên nhân chính

là kích cỡ lớn, độ bay hơi quá thấp nên mũi người không thể nhận biết được

Có lẽ cách trực tiếp nhất để định tính khả năng bay hơi là xem xét “áp suất hơi

tuyệt đối”(SVP) Chỉ số này đề cập đến áp suất hơi cân bằng trong hệ ở một nhiệt

độ nhất định VD 1,8-Cineole tên gọi khác của Eucalyptol, được sử dụng nhiều trong những loại nước hoa nhẹ cũng như là kem đánh răng, có SPV gần 2mmHg ở

250C, tương tự như Limonene, khá cao trong thế giới hương liệu, tương ứng với việc độ bay hơi của nó thuộc hàng cao nhất

Ở trên ta đã đề cập đến đơn hương, khi xem xét 1 hỗn hợp lỏng (ngầm định rằng hỗn hợp lỏng vô cùng loãng, hệ đồng thể), ta phải quan tâm đến áp suất riêng phần, trong khi SVP vẫn là 1 chỉ dẫn về tính bay hơi Phương trình xác định áp suất hơi

riêng phần của hương trong hỗn hợp lỏng:

γ là hệ số hoạt độ, khi bằng 1, tức hệ lí tưởng (không có tương tác trong hệ) ta

được định luật Raoult: áp suất riêng phần trong pha khí tỉ lệ với phần mol chất đó

trong pha lỏng Sự khác nhau của các γ là do sự tương tác giữa các thành phần

hương trong hỗn hợp, sẽ được giới thiệu trong phần sự tác động của hương

2. Sự tác động của hương

Khối lượng, điểm sôi không phải là chỉ số duy nhất quyết định khả năng bay

hơi.Yếu tố quan trọng khác là sự tác động của hương (polarity).Nó liên quan đến

mức độ đồng đều của điện tích phân bổ trong phân tử, hay là sự tập trung điện tích

âm - dương ở vùng nào đó Dùng khái niệm này để thể hiện các tương tác vật lý ở mức độ phân tử, mà nó ảnh hưởng đến năng lượng tự do và các thông số nhiệt động học khác Những tương tác vật lý tạo nên sự tác động cần được xem xét đó là tương tác ion-lưỡng cực, lưỡng cực-lưỡng cực, lực phân tán và liên kết hydrogen Lực ion-ion dường như không ảnh hưởng đến sự tương tác trong hương, vì những cấu

tử hương hiếm khi mang điện tích Những tương tác kể trên đều phụ thuộc vào kích

cỡ phân tử, sự hiện diện của các lưỡng cực và loại nhóm chức mà nó có Như chúng ta đã biết, ái lực giữa 1 phân tử với môi trường của nó tăng lên khi mà phân

tử đó được bao quanh bởi các phân tử môi trường cùng loại tương tác Ví dụ: limonene hòa tan trong các Hydrocarbon, Citronellol hòa tan trong Ethanol, đó là

hiện tượng quen thuộc: giống nhau hòa tan vào nhau Hệ số γ trong phương trình

trên là 1 chỉ số hữu ích để ước lượng ái lực

Khi γ>1, áp suất riêng phần của đơn hương trong hệ lớn hơn dự đoán của định

luật Raoult (áp dụng cho hệ lí tưởng), có nghĩa là có nhiều đơn hương trong pha khí hơn, điều đó thể hiện đơn hương đó có xu hướng bị “đẩy” ra khỏi hệ, bay hơi nhiều

hơn Ngược lại, γ nhỏ, có ít đơn hương trong pha khí hơn, tương ứng việc đơn

hương mất chậm hơn, kéo dài thời gian tồn tại của đơn hương trong hệ Bên cạnh

đó, nhiều đơn hương có nhiệt độ sôi cao có khả năng kéo dài tuổi thọ (thời gian tồn tại) của các đơn hương khác trong nước hoa Những tính chất đó giúp người pha chế nước hoa tính toán, phối trộn các note với nhau để đạt được thời gian sống của hương theo mong muốn Ví dụ:

• Limonene trong nước (môi trường phân cực mạnh) có hệ số hoạt độ γ rất lớn

do không có tương tác kết nối đủ mạnh với phân tử nước Heptanol có liên

kết hydrogen nên có γ nhỏ hơn nhiều Ngoài ra, trong dung môi Diethyl phthalate (DEP) cả Benzyl acetate, Heptan-2-ol và Limonene đều có γ rất

nhỏ do có ái lực lớn với dung môi

• Hình 2 và hình 3 thể hiện nồng độ chất dễ bay hơi trong pha khí ở hai hệ có cùng thành phần nước hoa: tinh dầu nguyên chất và cologne (dung dịch ancol chứa 1-3% dầu thơm) Nồng độ của các terpen alcohol trong pha khí của hệ cologne giảm mạnh so với hệ tinh dầu nguyên chất ứng với cùng 1 khoảng thời gian lưu (các terpen alcohol có ái lực lớn trong hệ cologne hơn) Nói cách khác, trong cùng một khoảng thời gian, hương trong hệ tinh dầu mất nhanh hơn (bay hơi mạnh hơn) so với trong hệ cologne Đó là lí do tại sao các sản phẩm nước hoa là hệ cồn-nước-tinh dầu thơm

Hình 2: Thành phần sắc phổ hệ tinh dầu Hình 3: Thành phần sắc phổ hệ cologne

(gồm dd alcohol chứa 2% tinh dầu của hình 2)

3. Độ lưu hương

Ở đây, khái niệm độ lưu hương được dùng để chỉ ái lực giữa hương liệu với nền mục tiêu như tóc, da, quần áo… Quá trình hương đi từ trong sản phẩm, như xà phòng, bột giặt tới nền mục tiêu tương tự như việc phân tán nó giữa 2 pha khác

nhau Vì vậy người ta dùng hệ số phân tán octanol/nước (logP) để đo lường khả

năng “bám dính” lên mục tiêu, tức xu hướng hương đi từ hệ nước tới những bề mặt

ít phân cực hơn LogP là tỉ lệ nồng độ của một chất giữa pha octanol với pha nước

ở trạng thái cân bằng, nó phản ánh mức độ ưa dầu hay nước của nguyên liệu Hương mà có logP cao (từ 4.5 đến 6.5) có xu hướng ưa dầu, tức là nó sẽ bám dính lên các bề mặt như tóc, da, vải nhiều hơn Ngược lại, logP thấp như

2-phenylethanol (LogP = 1.36) có xu hướng phân bố trong pha nước, tính ái nước Hiện nay, trên thị thường đã có những gói phần mềm thương mại dùng để tính giá trị logP, phổ biến là từ Advanced Chemistry Developments, Inc và Daylight Information Systerm, Inc

Tuy nhiên đôi khi giá trị logP không đủ để thể hiện tính chất cần thiết của hương, lấy vd trong hệ tẩy rửa đậm đặc, khả năng phân bố của hương trong pha chứa chất hoạt động bề mặt là chủ yếu, vì vậy cần đi tìm 1 thông số khác Người ta

đã xem xét đến chỉ số hòa tan Hilderbrand sp, đo lường mức năng lượng cần để

tách phân tử ra khỏi các phân tử xung quanh khác và đi vào pha khí, sp càng cao, mức độ kết dính của phân tử càng lớn

Ví dụ: giá trị sp của đa số thành phần hương tính nằm giữa khoảng 16MPa1/2

(không phân cực như terpene hydrocarbons) và 25MPa1/2 (phân cực như alcohols) Limonene (sp =16.5) sẽ phân bố và lưu lại tốt trên các polymer như polyethylene, polypropylene (sp= 16-18) , những chất liệu của vải sợi Hoặc có thể lường trước rằng phenylethanol (sp=23.7) sẽ tương tác kém hiệu quả hơn với các polymer trên, chẳng hạn xuất hiện phân tách pha, nứt gãy…, nhưng sẽ phân bố tốt trong polyvinyl acetate (sp=22-24) Vì vậy tùy vào “nền mục tiêu” ứng với chỉ số sp tính toán, người pha chế hương sẽ lựa chọn thành phần hương liệu phù hợp để thu được

sự bám dính bền nhất, đồng nghĩa việc thời gian lưu kéo dài

4. Tính ổn định:

Khả năng ổn định được hiểu là hương vẫn còn giữ được hoạt tính ban đầu (mùi, màu sắc ) sau khi trải qua nhiều quá trình Lấy ví dụ trong quá trình giặt tẩy, yêu cầu đặt ra là quần áo sau khi giặt, phơi, làm khô, ủi và sau một khoảng thời gian nhất định hương vẫn không bị mất hoặc biến tính thành mùi khác

Những trường hợp thường gặp khi hương không ổn định:

• Thay đổi đặc tính, tông mùi

• Tách lớp, kết tủa hoặc không tan trong sản phẩm

• Đổi màu sản phẩm

• Thay đổi độ nhớt

• Ảnh hưởng lên bao bì sản phẩm

• …

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của hương:

• Bản chất của hương: mỗi hương tạo ra chỉ thích hợp cho một sản phẩm, trong một môi trường nhất định

• Quá trình oxi hóa: hương liệu là hỗn hợp nhiều nguyên liệu khác nhau nên khả năng xảy ra quá trình oxi hóa cao, đặc biệt khi có các liên kết không no

• Ánh sáng: hầu hết nguyên liệu là các hợp chất hữu cơ nên ít bền với ánh sáng

• Nhiệt độ: nhiệt độ lưu trữ thường là 25oC để tránh xảy ra phản ứng trong hỗn hợp

• pH: những nguyên liệu khác nhau bền trong các khoảng pH khác nhau

• Hàm lượng hương liệu: hàm lượng kim loại nặng trong sản phẩm, tác động từ môi trường…

Kiểm tra tính ổn định:

Thông thường tính ổn định của sản phẩm phải được kiểm tra khá nghiêm ngặt theo đúng yêu cầu trong suốt thời hạn sử dụng Tuy nhiên do thời hạn sử dụng thường là 3 năm, nên việc kiểm tra phải tiến hành trong thời gian tương ứng, điều này gây mất thời gian, cản trở việc phát triển và tạo ra sản phẩm mới Hiện nay, phương pháp “lão hóa nhanh” và test UV là phương pháp nhanh nhất để kiểm tra tính ổn định của sản phẩm