香水/精油的逆向工程

學資訊的朋友都聽過【逆向工程】這個名詞。什麼叫逆向工程呢？說簡單一點，軟體工程師的工作是編寫程式碼(正常人看得懂的語言)，然後再組譯成程式(程式就是我們常用的APP，是機器碼，人看不懂的)。而逆向工程剛好反過來，就是那些很厲害的工程師，直接去閱讀正常人看不懂的機器碼，然後再反轉機器碼變回正常人可以看得懂的程式碼。

為什麼要這麼做？當然是要破解程式裏面的秘密啊！例如版權保護是怎麼做的？收費機制是怎麼做的？運算速度怎麼可以這麼快？有什麼方法可以破解免費使用？等等…

香水也需要逆向工程嗎？當然需要。某個競爭對手推出了一款香水，玫瑰花的氣味柔美動人，就像清晨露珠沾上粉紅的花瓣，空氣中瀰漫著一股草本甜香，和市面上現有的玫瑰氣味完全不同，到底是怎麼做到的？我們要怎樣才能調出類似的玫瑰氣味？或是更吸引人的玫瑰？

當然厲害的調香師有可能單用嗅覺就能猜個十之八九，但有時也並非這麼容易。因為原料的混和並非將所有的氣味疊加這麼單純，有時一些關鍵性原料會改變原本的氣味走向。說說我自己的經驗，學生的作品有時我會留下一些樣品觀察它的變化。曾經有一個學生作品在熟成一段時間後，氣味讓我驚艷，於是我憑著印象試著複製這個作品，卻怎麼嘗試都和目標差一點，而且是很關鍵迷人的一點。後來攪盡腦汁，才發現原來這個關鍵原料是肉桂。只要在原本配方加上千分之一的肉桂精油，迷人的吸引點就出來了。單純聞樣品根本想不到關鍵點是肉桂，當然也有可能是自己的功力還不夠。(還要繼續努力…)

如果不靠功力高強的調香師，有科學一點的方法嗎？有的，這個設備就是GC/MS(氣相層析儀/質譜分析儀)。熟悉精油的朋友應該都聽過GC/MS報告，它可以說是辨識精油成份最重要的文件了。我們來試著看看台灣廠商風天然自行送驗的大花茉莉原精的GC/MS報告。(如圖)

GC/MS設備其實就是分析受測物的成份組合，還有每個成份相對映的百分佔比。當然設備一定有極限，佔比太低的成份有可能分析不出來。精油裏每個成份其實就是所謂的單體。單體的來源如果是由精油/原精中分離出來的，那這種單體就叫天然單體(Natural Isolates)。若單體是用化學方法人工合成出來，那就叫合成單體(Synthetic Isolates)。例如香草豆莢的最重要芳香成份【香草酫】單體，可以由香草豆莢分離取得，也可以透過氧化木質素磺酸 (lignosulfonic acid) 來合成香草醛，當然兩者的成本天差地遠。

要怎麼解讀精油/原精的GC/MS報告呢？只要是已知的植物，萃取出來的精油/原精，它的成份裏有些什麼，每種成份的百分佔比多少，其實都有一定範圍。以上面的大花茉莉原精為例，我們可以在TGSC 資料庫裏找到參考資料：

http://www.thegoodscentscompany.com/gca/gc1591081.html

TGSC 資料庫裏，印度大花茉莉原精裏成份最多的是benzyl acetate(乙酸苄酯)，佔比24.15%-29.65%。再來是benzyl benzoate(苯甲酸苄酯)，佔比17.85%-21.20%。利用這些建議值，再回頭比對廠商提供的GC/MS報告，就可以判斷這批精油的特性或品質了。不過請注意：精油/原精是農產品，不同植株/不同產地/不同萃取方法都有可能造成成份差異。只要沒有出現完全不應該出現的成份，或是關鍵成份落差過大，都應該視為合理範圍。

要利用GC/MS 來檢測精油是一件很有技術門檻的工作。第一要先建立每種精油/原精的GC/MS資料庫，然後還要能正確的解讀每個成份。而化合物又可能同時有多種的同分異構物；例如左旋和右旋的異構物結構相同，氣味卻完全不一樣。在2013年時，經濟部標準檢驗局就閙了一個笑話。它公佈了多家廠商的精油有疑慮，其中就包括了阿原肥皂的檜木精油。阿原受到指控當然也不服，追根就底的結果，發現標檢局拿中國的【柏香油】(CNS 15577)資料庫來比對台灣檜木精油，最後結果當然牛頭不對馬嘴。

附帶一提的是，TGSC資料庫一樣會有錯誤。例如小花茉莉原精的資料：

http://www.thegoodscentscompany.com/gca/gc1039381.html

建議值竟然沒有吲哚的成份，簡直不可思議。

現在把主題拉回香水，香水也能使用GC/MS來拆解成份嗎？當然可以，只是很挑戰。

1. GC/MS分析最初的產出是每個化合物的分子量(CO2=44, CH4=16)，這對成份單一的單體/合成原料(hedione= C13H22O3,分子量226)比較容易分析。

2. 香水若是加入了天然原料，單一精油/原精的成份就有幾十種(見大花茉莉GC/MS)。若是加了多種天然原料，分析就會變得更困難。

3. 天然原料的主要成份常會重覆。例如【沉香醇】，在甜羅勒佔約50%、橙花佔約30%、花梨木和芳樟佔約90%、真正薰衣草佔約35%。這麼多種原料都含有沉香醇。若是某瓶香水恰好把上述天然原料加好加滿，那麼最後GC/MS報告分析出來的沉香醇佔比，應該要如何分配歸於那些原料呢？

一些數據看似複雜，其實有經驗的調香師仔細一聞，大概就可以抓出比例，這就是人腦神奇的地方。因此機器分析出來的數據是死的，人腦的分析技巧是活的。以GC/MS數據為基礎，再加上嗅覺分析輔助，才容易解讀出正確的資料。

在香精公司擔任解析香水的工作叫分析調香師(Analysts Perfumer)，分析師通常一定需要化學專業背景。