มนุษย์รู้จักวิธีการชโลมร่างกายด้วยกลิ่นหอมมากว่าพันปีแล้ว โดยผู้คิดค้นน้ำหอมรายแรกของโลกเป็นหญิงผู้ดูแลในพระราชวังใน

           ยุคบาบิโลนเมโสโปเตเมียหรือราว 1,200 ปีก่อนคริสตกาล และจากจุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ที่ถูกบันทึกไว้นั้น เคยสงสัยหรือไม่ว่ามีอะไรที่อยู่เบื้องหลังความน่าสนใจของของเหลวใสซึ่งบรรจุอยู่ภายในขวดแก้วรูปทรงต่าง ๆ ที่นักเคมีจำนวนมากต่างคิดค้นเพื่อให้ได้กลิ่นที่ต้องการ

 
ภาพที่ 1 น้ำหอมที่ถูกบรรจุในขวดรูปทรงที่แตกต่างกัน
ที่มา domeckopol/Pixabay

           โดยทั่วไปแล้วกลิ่นจะประกอบไปด้วยโมเลกุลที่กระตุ้นการรับกลิ่นผ่านตัวรับภายในจมูก กลิ่นของน้ำหอมก็เช่นกัน น้ำหอมบางชนิดสังเคราะห์ได้จากวัสดุทางธรรมชาติ ในขณะบางชนิดสังเคราะห์ขึ้นจากสารตั้งต้นในห้องปฏิบัติการ ซึ่งสารที่นำมาใช้เพื่อทำน้ำหอมนั้นสามารถนำไปใช้กับผิวหนัง เสื้อผ้า หรือแม้กระทั่งใช้เป็นส่วนผสมในน้ำยาทำความสะอาด เครื่องสำอาง รวมถึงสเปรย์ปรับอากาศได้ ทั้งนี้จากความแตกต่างของอุณหภูมิ กลิ่นตัว และเคมีในร่างกาย (Body Chemistry) ของแต่ละบุคคล ทำให้น้ำหอมให้กลิ่นเฉพาะตัวที่แตกต่างกันออกไป

น้ำหอม

            น้ำหอม (Perfume) เป็นสารละลายที่มีส่วนผสมของน้ำมันหอมระเหย สารประกอบที่ให้กลิ่นหอม แอลกอฮอล์ และน้ำ โดยเอเวอรี่ กิลเบิร์ต นักจิตวิทยาด้านประสาทสัมผัสท่านหนึ่งซึ่งเป็นที่ปรึกษาในอุตสาหกรรมน้ำหอมกล่าวว่า กลิ่นจะต้องเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่เบาพอที่จะลอยอยู่ในอากาศได้ ทั้งนี้เซลล์ที่มีความสำคัญในการรับรู้กลิ่นก็คือ เซลล์ประสาทรับกลิ่นที่อยู่ภายในจมูก

ภาพที่ 2 การฉีดน้ำหอม
ที่มา Juan Barco/Flickr

           เมื่ออากาศไหลผ่านจมูก โมเลกุลของกลิ่นจะกระทบเข้ากับเซลล์ประสาทรับกลิ่น (Olfactory receptor cell) ที่แทรกอยู่ในเยื่อบุผิวบริเวณโพรงจมูกด้านบน โดยเซลล์ประสาทรับกลิ่นนั้นจะมีเซลล์ประสาทรับกลิ่นที่มีลักษณะเป็นขน (Ciliated sensory neurons) ซึ่งคอยจับกับโมเลกุลของกลิ่นที่ผ่านเข้ามาทางรูจมูก และเมื่อมีการจับกันระหว่างโมเลกุลของกลิ่นและเซลล์ขนแล้ว จะเกิดการกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นภายในเซลล์ประสาทรับกลิ่น เพื่อส่งต่อกระแสประสาทไปยังสมองให้แปลผลของกลิ่นที่ได้รับ

           ในความเป็นจริงแล้ว น้ำหอมถูกออกแบบมาเพื่อให้มีกลิ่น 3 ส่วน โดยในแต่ละส่วนจะค่อยๆ แสดงกลิ่นออกมาในเวลาที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ในวงการอุตสาหกรรมน้ำหอมมีคำศัพท์ที่ใช้เรียกกลิ่นที่ผสมผสานกันว่า “note” ซึ่งการรวมกันของกลิ่นอย่างลงตัวนั้นนำไปสู่ความเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว

           ผู้ใช้จะได้กลิ่นของ Top notes ในช่วง 15 นาทีแรกหลังการใช้น้ำหอม โมเลกุลของกลิ่นในส่วนนี้จะระเหยและจางหายไปอย่างรวดเร็ว นักออกแบบน้ำหอมจึงมักใช้กลิ่นที่โดดเด่นเพื่อดึงดูดความสนใจ จากนั้นส่วนของกลิ่น Heart notes จะแสดงตัวออกมาและอยู่ได้นานประมาณ 3-4 ชั่วโมง โดยกลิ่นในส่วนนี้จะเป็นกลิ่นน้ำหอมหลักที่ทำให้ผู้ได้รับกลิ่นจดจำกลิ่นได้ และกลิ่นในส่วนสุดท้ายคือ Base notes จะเป็นกลิ่นที่ช่วยสนับสนุนกลิ่นของน้ำหอมทั้งหมด มักจะเป็นสารประกอบของโมเลกุลที่ระเหยได้ช้า จึงทำให้กลิ่นคงอยู่ได้ตลอดทั้งวัน

           นี่เป็นตัวอย่างคุณสมบัติของโมเลกุลที่จะช่วยเพิ่มความเข้าใจมากขึ้นในการระเหยของกลิ่นน้ำหอมทั้ง 3 ส่วน อย่างไรก็ดีการระเหย (Evaporation) เป็นกระบวนการที่ของเหลวเปลี่ยนสภาพกลายเป็นแก๊ส โดยมีปัจจัยในเรื่องของแรงระหว่างโมเลกุล (Intermolecular forces) เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อกระบวนการ ทั้งนี้โมเลกุลที่มีแรงยึดเหนี่ยวกันมากก็ยิ่งกลายเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ระเหยได้ช้าลง และเป็นเหตุผลให้กลิ่นของน้ำหอมเปลี่ยนแปลงไปในระหว่างวัน

ภาพที่ 3 ตัวอย่างโมเลกุลที่ถูกใช้ในกลิ่น (Note) แต่ละส่วนของน้ำหอม
ที่มา www.sciencecamps.psu.edu/news/2014-news/pdfs/science-of-perfume-valentines-day-science

          นอกจากนี้ หากลองสังเกตขวดน้ำหอมจะเห็นวลีภาษาฝรั่งเศสซึ่งแสดงระดับความเข้มข้นของน้ำหอมที่แตกต่างกัน   โดยความเข้มข้นของน้ำหอมนี้จะแสดงถึงความคงทนของกลิ่นหอม สามารถแบ่งได้ 3 ระดับ

• eau de parfum เป็นน้ำหอมที่มีส่วนผสมของน้ำมันหอมประมาณ 15-18 เปอร์เซ็นต์ กลิ่นติดทนนานได้ 4-5 ชั่วโมง
• eau de toilette เป็นน้ำหอมที่มีส่วนผสมของน้ำมันหอมประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ กลิ่นติดทนนานได้ 2-3 ชั่วโมง
• eau de cologne เป็นน้ำหอมที่มีส่วนผสมของน้ำมันหอมประมาณ 2-5 เปอร์เซ็นต์ กลิ่นติดทนนานได้ 1-2 ชั่วโมง

น้ำหอมยังสามารถแบ่งประเภทตามลักษณะของโทนกลิ่นได้ดังนี้

• Floral เป็นกลิ่นดอกไม้
• Fruity เป็นกลิ่นของผลไม้ รวมทั้งกลิ่นของพืชตระกูลส้ม (citrus)
• Green เป็นกลิ่นที่ให้ความสดชื่นของทุ่งหญ้าและใบไม้สีเขียว
• Herbaceous เป็นกลิ่นของสมุนไพรหอมหลากหลายชนิด
• Woody เป็นกลิ่นไอธรรมชาติและแมกไม้นานาพรรณ
• Amber เป็นกลิ่นที่คล้ายกับกลิ่นของอำพัน
• Animalic เป็นกลิ่นที่มีลักษณะคล้ายกับกลิ่นตัวหรือกลิ่นเนื้อหนังของมนุษย์
• Musk เป็นกลิ่นของสารตั้งต้นที่ได้จากสัตว์จำพวกชะมด
• Oriental เป็นกลิ่นของอำพันและเครื่องเทศต่างๆ

เคมีของน้ำหอม

           กลิ่นของน้ำหอมก็เหมือนกับการฟังเสียงดนตรีจากวงซิมโฟนีออร์เคสตราในครั้งเดียว บทเพลงที่ถูกบรรเลงร่วมกันอย่างลงตัวด้วยเครื่องดนตรีหลากหลายชนิดก็เช่นเดียวกับการได้กลิ่นน้ำหอม ที่แม้ว่าจะมีความสับสนในครั้งแรกที่กลิ่นสัมผัสจมูก แต่โดยรวมแล้วก็เป็นกลิ่นที่น่าพึงพอใจ

ภาพที่ 4 น้ำหอมไม่ได้ถูกออกแบบมาให้มีกลิ่นเดียว
ที่มา Lolame/Pixabay

        อย่างที่กล่าวข้างต้น ส่วนผสมหลักของน้ำหอมคือ น้ำมันหอมระเหย แอลกอฮอล์ และน้ำ สำหรับส่วนผสมอย่างแอลกอฮอล์และน้ำกลั่น (Distilled water) นั้นถูกนำมาใช้เป็นตัวทำละลายในการเจือจางน้ำมันหอม เพื่อให้น้ำหอมมีจุดแข็งของกลิ่นที่แตกต่างกัน ซึ่งแอลกอฮอล์ที่นิยมใช้มากที่สุดคือ Ethyl alcohol (C₂H₅OH) ในขณะที่น้ำมันหอม (Perfume oil) มีทั้งน้ำมันหอมระเหยที่ได้มาจากธรรมชาติ (Essential oils) และน้ำมันหอมที่สังเคราะห์ได้จากสารเคมีในห้องปฏิบัติการ (Synthetic oil) ทั้งนี้ส่วนใหญ่แล้ว น้ำหอมที่ถูกผลิตขึ้นในปัจจุบัน จะเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของสารสังเคราะห์มากกว่า เนื่องด้วยมีการควบคุมคุณภาพและกระบวนการผลิตที่ดี อีกทั้งผลิตภัณฑ์ที่ได้จากธรรมชาติอาจทำซ้ำได้ยาก  ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายกว่าที่จะเลียนแบบกลิ่นหอมจากธรรมชาติด้วยสารที่สังเคราะห์ขึ้นมา

        สารประกอบของกลิ่นหอมที่พบได้ในธรรมชาติเช่น อัลดีไฮน์และคีโตน เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ โมเลกุลเหล่านี้มีน้ำหนักเบาและมีคุณสมบัติเป็นตัวทำละลายที่ดี จึงถูกนำมาใช้เป็นต้นแบบของสารสังเคราะห์ที่เป็นส่วนผสมในน้ำหอม เช่น ซินนามาลดีไฮด์ (Cinnamaldehyde) ในอบเชย วะนิลีน (Vanillin) ที่ให้กลิ่นวานิลลา เป็นต้น

ภาพที่ 5 โครงสร้างทางเคมีของอัลดีไฮน์และคีโตนที่พบได้ตามธรรมชาติ

ที่มา bcachemistry.wordpress.com/tag/perfume/

          เอสเทอร์ (Esters) ก็เป็นหนึ่งในสารประกอบให้กลิ่นหอมที่พบได้ในดอกไม้และผลไม้ต่างๆ และถูกนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมน้ำหอมเช่นเดียวกัน โดยนักเคมีจะสังเคราะห์เอสเทอร์ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน (Esterification) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เตรียมได้ระหว่างแอลกอฮอร์กับกรดอินทรีย์ และมีกรดซัลฟิวริก (H₂SO₄) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และนี่คือสมการเคมีทั่วไปของปฏิกิริยา

         ตัวอย่างของปฏิกิริยา 

          โดย Methyl butanoate นั้นให้กลิ่นคล้ายกลิ่นของผลไม้อย่างแอปเปิ้ล

ภาพที่ 6 น้ำหอม
ที่มา pixel2013/Pixabay

         อย่างไรก็ดี สารสังเคราะห์บางตัวที่ถูกใช้เป็นส่วนผสมในน้ำหอมอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้ เช่น

         พาราเบน (Paraben) เป็นสารกันเสียที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยาและเครื่องสำอาง ทั้งนี้สารดังกล่าวได้รับการรับรองจากกระทรวงสาธารณสุขและมีปริมาณกำหนดในการเป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ต่างๆ อย่างไรก็ดี จากผลการศึกษาพบว่า สารตัวนี้รบกวนการผลิตและการหลั่งฮอร์โมนในร่างกายของมนุษย์

         พาทาเลต (Pthalate) เป็นสารเคมีที่นิยมใช้อย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์บำรุงผิวเช่น โลชั่น สบู่ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนผสมในน้ำหอม โดยสารตัวนี้อาจก่อให้เกิดผลกระทบด้านสุขภาพที่เป็นอันตราย เช่น ความเสียหายต่อตับและไต ปริมาณอสุจิที่ลดลง พัฒนาการในวัยแรกแย้มของเด็กสาว รวมทั้งยังเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์อีกด้วย

         มัสก์สังเคราะห์ (Synthetic Musks) เป็นสารสังเคราะห์ที่นิยมใช้ในน้ำหอม และเป็นหนึ่งในสารอันตรายต่อร่างกาย โดยมีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำลายระบบการทำงานของเซลล์และฮอร์โมน

         อุตสาหกรรมน้ำหอมเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่กำลังเติบโต นักเคมีต่างพยายามพัฒนาสูตรใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้น้ำหอมที่มีกลิ่นที่เป็นที่ต้องการของตลาดด้านกลิ่นหอม สิ่งสำคัญที่ควรตระหนักถึงคือ คนส่วนใหญ่ใช้น้ำหอมในกลิ่นที่ตัวเองชื่นชอบเป็นประจำในชีวิตประจำวัน แต่ไม่ได้ทราบถึงกระบวนได้มาของของเหลวใสเหล่านั้น ซึ่งแน่นอนว่า วิธีในการผลิตน้ำหอมไม่ได้ดูน่าสนใจและจำเป็นต้องทราบ ถึงแม้ว่าส่วนผสมและสารเคมีที่ใส่เข้าไปในน้ำหอมจะมีความสำคัญและอาจส่งกระทบต่อผู้บริโภคได้ ดังนั้นก่อนจะเลือกใช้น้ำหอมหรือเครื่องหอมต่างๆ ควรคำนึงถึงความปลอดภัยของตนเองเป็นหลักด้วย

แหล่งที่มา

Tapputi.
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://en.wikipedia.org/wiki/Tapputi

SUSAN L. NASR. How Perfume Works.
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://science.howstuffworks.com/perfume.htm

Science Smells.
          Retrieved January 26, 2018,
          from http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/ocr_gateway/carbon_chemistry/smellsrev1.shtml

Jenna Eaton. The Chemistry of Perfume.
          Retrieved January 26, 2018,
          from http://www.chemistryislife.com/the-chemistry-of-perfume

A Guide to Perfume Types.
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://www.perfume.com/article-a-guide-to-perfume-types

Anne. Essentials of Fragrance Chemistry.
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://bcachemistry.wordpress.com/tag/perfume/

Brendan D'mello .Science Of Scent: How Do Perfumes Work?
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://www.scienceabc.com/innovation/fascinating-theory-explaining-science-scent.html

Tanner Petty. (2014, 15 May). The Chemistry of Perfume.
          Retrieved January 26, 2018,
          from https://prezi.com/jvngrwmjp-5r/the-chemistry-of-perfume/