好吃的必须要色香味俱全。关于“色”和“味”的调配，我们之前的文章已经介绍过很多了。我们这一篇文章主要来说说“香”的部分。这也是食品添加剂中最复杂，最具挑战性的一个部分——食用香精。

为什么说食用香精是食品添加剂中最复杂的部分呢？我们先要明白，人是怎么闻到气味的。

1.嗅觉是怎么产生的？

大自然中的一切气味，无论是好闻的，还是难闻的，其实都来源于一些小分子的“气味物质”，它们飘散在空气中，经由我们的呼吸，带入鼻腔中，在鼻腔顶部，有一个神奇的地方叫做“嗅粘膜”，粘膜上面密密麻麻地分布着不计其数的嗅觉感受器。

目前科学研究发现，这些嗅觉感受器有上千种之多！正是这些嗅觉感受器，让我们闻到了各种各样的气味。

嗅觉产生的生理机制

你可能会问，既然嗅觉感受器有上千种，那人类能闻到的气味总共就有上千种吗？

错了，人类能闻到的所有气味，远远不止上千种，按照最少的估计，也是在“几亿种”这个数量级！

因为某一种气味，并不是同一种类型的分子提供的，而是各种各样的气味分子，按照不同的比例，组合在一起，同时刺激了很多嗅觉感受器。经过我们大脑的加工以后，才形成了嗅觉，被我们感受到。

举一个最简单的例子，苹果的香味就来源于250种以上的有机小分子。这些有机小分子大多数是各种各样的醛类、酮类、酯类等。它们以一定的比例组合起来，用不同的强度分别刺激了你鼻子里对应的几百种不同的嗅觉感受器，产生了复杂的神经冲动电信号，传到大脑里，大脑经过分析以后告诉你的意识：是苹果味的！

图片来源：视觉中国

这，就是嗅觉的复杂程度。

所以，目前人类的科学还不足以覆盖到嗅觉的每一个细节。关于嗅觉，还有大量未知领域等着我们去探索。

人类嗅觉的敏感度是超乎大部分人想象的，比如说，一升空气中只要存在百亿分之一毫克的麝香分子，就已经足以让人闻到了。这甚至足以比肩目前最尖端的检测仪器。而很多种味道，在不同的浓度下，人们闻起来会有很大差别。比如麝香在高浓度下就不是香味，而是臭味了。

2.香精是怎样炼成的？

早在14世纪的时候，阿拉伯人就开始经营香料业，他们发明了蒸馏法，从花、果实中提取植物精油。这其实就是最早的香精。

随后在法国，香水第一次被发明出来，迅速占领了时尚市场。“调香师”这个职业开始出现。

在工业化之前，调香师每天接触到的都是各种各样的天然精油。他们通过调整各个精油的比例来实现调香。而具体添加多少，就是纯靠经验闻出来的了。所以，在那时，想成为一名优秀的调香师，你得拥有极其敏锐的嗅觉，以及非常丰富的调香经验。

旧时的调香师工作台

现代，随着化学分析技术的发展，分析某种东西里面的风味物质组成，成了调香师必备的基本功。

目前，想成为一名合格的食品香精调香师，你首先得精通化学，然后需要熟悉高效液相色谱仪、气相色谱仪、质谱仪等设备的运行和维护，以及如何对结果进行分析。

此外，你还需要非常强大的记忆力，因为你需要记住上千种化学物质的结构式、名称，以及它们各是什么味道的。现在的调香师，更像是一个化学家。

所以，目前的调香师需要更加艰难的培训，这往往要耗费几年，甚至十几年的时间。

和其他各种类型的食品添加剂一样，目前的香精也分为天然香精和合成香精两大类。天然香精就是从香料中直接提取出来的香味物质。至于提取方法有很多种，比如，用某种溶剂萃取，加热蒸馏，等等。

而合成香精则是直接把那些化学合成的气味物质，以一定比例掺在一起，再溶解到某种溶剂中制作而成的。目前大部分的香精都是合成香精。

当然，也有那种既包含天然香精，有包含那些化学合成的气味物质的香精。这种香精被称作复合香精，目前也是比较主流的香精类别。

3.为什么香精的味道“不自然”？

大部分人一提到“香精”，总会觉得它的味道“不自然”，大部分人都能分辨出添加香精的果味饮料和真正的果汁之间的区别。为什么香精总是不能还原出食材的原味呢？

其实，也不是所有的香精都“不自然”。想回答这个问题，还是要回到化学成分的角度去考虑。

其实有些香精，比如说香草香精、柠檬香精等，很容易就能模仿得很像。这是因为这些食物的气味被少数几种化学物质主导了。

我们来举个例子：香草的挥发性气味物质里，“香兰素”这种物质占了90%多。这就造成了，只要一闻到香兰素，你的大脑就会告诉你：这是香草。所以直接使用人工合成的香兰素，就已经是浓烈、自然的香草气味了。香兰素是人类合成的第一种合成香精。

香兰素（Vanillin）的结构式

与此相似，柠檬等柑橘类水果的挥发性气味物质里，“柠檬烯”也占了绝大部分的比重。于是，调香师只要用柠檬烯作为主要气味物质，再添加一些其他的成分，就很容易模仿出很相似，很自然的柠檬风味。

柠檬烯（图片来源：http://www.jingoil.org）

但世界上大部分的气味，比如苹果、梨子、香蕉等等，都没有那么幸运。因为它们都是由几百种不同的气味物质组成的，但每种都只占一点，并没有哪几种物质是“绝对主导”的地位。这该怎么办呢？

我们确实可以把这几百种风味物质，按照天然的比例全加进去，这样我们从理论上可以得到和天然苹果完全一致的香味。但这只是理论上。如果想实现起来，会遇到不小的阻碍。

最大的阻碍就是成本。想象一下，一个配方就有几十页，工厂每批次称料、投料都是好几百种东西，但每种东西只有微量。那画面简直太美，根本不敢看。不仅经济成本上极其不划算，而且从时间成本上看，也耗费不起。

还有一个阻碍就是法规限制。

目前对于香精，和其他添加剂一样，也是采用“白名单”的。目前我国批准使用的食品添加剂有2352种之多，但别的那些添加剂种类，比如防腐剂、抗氧化剂、增稠剂、增味剂那些，加起来一共才314种。而光是香精就占到了1870种，从食品添加剂的种类看，香精才是当之无愧的王者。

但是，对于调香师来说，他们是在戴着镣铐跳舞——种类还是太少了！只有这1870种气味物质，是“合法”的选择。如果某种味道中，分析出了这1870种之外的东西，这些气味物质就不能添加到香精里面。

还有一个阻碍，就是这些气味分子本身的性质。比如，有的分子是油溶性的，有的是水溶性的；有的挥发快，有的挥发慢。如果这些都放在一起，它们香味释放的速度也很难达到跟苹果天然的状态完全一致。这样在香味上也会存在差别。

所以，目前大部分的合成香精，都不可能把香味模仿得“面面俱到”，而只是抓住了一个气味的“轮廓”，或是特意去突出某种特别的风味。至于那些有差异的部分，则只能寄希望于通过食物本身的加工来弥补了。

如果还弥补不了的话，那最终呈现在消费者面前的，就是这种“不自然”的味道了。但，这是目前食品工业的局限，也没有什么好办法。

除了合成香精，其实天然香精也“不自然”。这是因为不管是哪种提取方法，都不可能把所有的风味物质都按照“原比例”精确提取出来，任何提取方法都会存在损耗，有些提取方法则会引入新的气味（比如化学溶剂的气味等）。所以，很多天然香精，闻起来也“不自然”。

好在随着食品工业的发展，各家香精公司分别推出了自己的“独家黑科技”，目前的香精，其实是朝着“越来越像”的道路发展的。也许在不远的将来，各种香精可能就跟天然风味物质相差无几了。

4.香精都有哪些应用？

目前市场上，有很多饮料都是纯靠香精调制出来的风味。最有代表性的就是各种碳酸饮料啦。比如，可乐，雪碧，七喜，芬达等等，它们的香味都是用香精调制成的。

但大部分人应该都会比较喜欢那些用天然原料做成的饮料。其实这个非常好鉴别，从产品名称就能看出来。

一般如果产品名称中有“味”这个字的，就是完全靠香精调出来的风味饮料。比如说，如果一瓶饮料上面的产品名称叫做“苹果味饮料”，那它就是完全用香精调成的。如果产品名称是“苹果汁饮料”或者“苹果饮料”，那它里面不仅添加香精，也添加了一些真正的苹果汁。如果产品名称就叫“苹果汁”的话，那它就是100%的纯果汁啦。

但是，大部分香精，并不是用来完全代替天然原料的。香精加在食品中，很多情况下是起到一种“锦上添花”的作用。有的时候，只用天然原料做成的食品，味道还不够香浓，或者不够平衡。在这时候，加上一点香精，整体的味道会立马得到改观。这才是香精最主流的应用。

香精是不能想怎么加就怎么加的。它一般在食品中，只会添加极其微量。如果香精加多了，或者加错了，后果很可能是整个食物的味道都被毁了。

这就像如果一个女孩喷了淡淡的香水，大家会觉得真好闻。但如果像香水不要钱一样狂喷，那大家可能就要捂着鼻子绕道了。

香精除了调香的作用之外，有时也会用在一些意想不到的地方。

比如，有很多香肠是要经过烟熏处理，才会呈现出特别的烟熏香味。传统的做法是在烟熏炉里，一种是将木屑加入到电加热器中加热，使之不充分燃烧以获得大量烟雾。另外一种是让木炭在烟熏炉里的摩擦器上摩擦，通过这样来“钻木生烟”。

工业用烟熏炉

但传统烟熏法温度很难控制，而温度一旦过高，就会产生各种致癌物质，比如苯并芘等，严重危害人体健康。

目前，有很多肉制品企业都会直接用烟熏香精来代替烟熏工艺。这样，工艺的可控性会提高，致癌物质也会少一点。

烟熏香精

有很多人都认为香精“不天然”，“不是个好东西”，但在这个例子里，用香精代替传统的“天然”烟熏工艺，反而减少了有害物质的产生，维护了食品的安全。

5.香精的安全性

很多人可能会比较担心食物中加的这些香精会危害人体健康。实际上，只要是符合法律法规制作出来的香精，安全性都是可以保证的。

我国食品添加剂安全标准中，目前批准使用1870种“气味物质”，调香师通过这些物质的不同组合，调配出各种味道的香精。

GB2760 规定的允许使用的气味物质名单

这1870种物质，都是经过了一系列毒理学实验和安全性评估，证明在通常剂量下对身体无害，才有机会作为合法的添加剂，添加到食品里的。而如果某样风味物质对人体毒性较大，那经过安全性评估之后，这种物质就会直接被食品添加剂体系排除在外。

国家标准中，一个食品里添加的香精量，一般是不做限量要求的。但这并不代表企业可以无限制地往食品里加香精。

因为，正如前面所说，添加太多香精会把整个食物毁掉。所以食品中添加的香精量是有“自限性”的。一般来说，如果添加量在千分之一，已经算是非常多了。

6.总结

人类嗅觉的复杂程度和敏感度非常高，这也造成了食用香精本身的研发难度。

香精分为天然和合成两大类，现实中以合成和复合香精比较多见。

香精可以尽可能还原食品的气味，但目前无法做到尽善尽美，因此总会存在差异。

食用香精是安全的，因为它的原料需要通过安全性验证，而且它的添加量拥有“自限性”。

（本文原载于微信公众号“技术型吃货”，观察者网已获授权转载。）