Bài viết

Từ các phân tử có khả năng phân hủy, công nghệ sinh học đến carbon tái tạo, ngành công nghiệp nước hoa đang phát triển các phương pháp mới để tạo ra các nguyên liệu ít tác động nhất đến môi trường. Việc này nhằm đáp ứng những thách thức của sự phát triển bền vững và nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về sự tự nhiên. Nhưng nếu thế, liệu tổng hợp hóa dầu đã đi đến hồi kết?

Mặc dù các nguyên liệu tự nhiên đặc biệt phổ biến trong ngành sản xuất nước hoa và được quảng bá rộng rãi, nhưng lịch sử của lĩnh vực này bắt nguồn từ ngành hóa học vào khoảng cuối thế kỷ 19. Bảng thành phần nguyên liệu sử dụng của các nhà điều chế nước hoa chủ yếu vẫn bao gồm các nguyên liệu có nguồn gốc tổng hợp. Tuy nhiên, trước những lo ngại về môi trường ngày càng gia tăng, những thành phần tổng hợp đã trở thành thứ không được ưa chuộng trong mắt người tiêu dùng. Thậm chí đến các thương hiệu, cũng coi chất tổng hợp là tác nhân gây ô nhiễm, độc hại, tiêu tốn nhiều năng lượng và là nguồn chất thải chính. 

Thế nhưng, những nhận định này không phải lúc nào cũng phù hợp với thực tế. Ví dụ, tinh chất absolute từ tự nhiên đôi khi đòi hỏi nhiều dung môi để chiết tách, nhiều trường hợp có năng suất thấp, điều này có thể được xem là kém bền vững hơn một số nguyên liệu tổng hợp có năng suất cao, ít chất thải và ít ảnh hưởng đến môi trường. Nhưng để hạn chế thấp nhất những dấu vết của các chất tổng hợp trên hành tinh, các nhà sản xuất đã áp dụng một cách tiếp cận xanh hơn để nghiên cứu và phát triển.

Ý tưởng về hóa học bền vững xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1998 với tên gọi Hóa học xanh trong một cuốn sách của tác giả người Mỹ John C. Warner và Paul T. Anastas. Nó dựa trên mười hai nguyên tắc có thể được nhóm lại thành bốn mục tiêu: quản lý tài nguyên, ngăn ngừa chất thải, an toàn - an ninh, và tiết kiệm năng lượng. Đây là những quy tắc hướng dẫn ngành công nghiệp nước hoa phát triển các phân tử mới hoặc điều chế những phân tử hiện có theo cách thân thiện hơn với môi trường.

Tiêu chí đầu tiên để đánh giá  các thành phần bền vững hơn này là khả năng phân hủy sinh học của chúng để đảm bảo tối thiểu sự ô nhiễm. Sylvain Antoniotti, giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (CNRS) và giám đốc Viện Đối tác và Đổi mới, trong lĩnh vực Hương vị, Hương liệu, Mỹ phẩm tại Đại học Côte d’Azur giải thích: “Đây là một vấn đề mà chúng tôi đã phát hiện ra với Galaxolide, một loại xạ hương rẻ tiền, ổn định và do đó được sử dụng rộng rãi. Rắc rối với phân tử này là, mặc dù nó không độc hại, nhưng nó lại tích tụ trong môi trường, đặc biệt là trong các sinh vật biển. Ngày nay, chúng tôi muốn phát triển các thành phần có tuổi thọ tương ứng với thời gian chúng được sử dụng”. Điều này đã dẫn đến sự xuất hiện của các phân tử mới trong những năm gần đây, chúng được nghiên cứu và thiết kế để giải quyết vấn đề. Hai ví dụ là Cristalfizz của IFF, với các nốt hương vỏ cam của nó, và Dreamwood của Firmenich, lấy cảm hứng từ gỗ đàn hương Mysore, những nguyên liệu có khả năng phân hủy sinh học.

(Nguồn: IFF)

Hỗ trợ của tự nhiên trong tổng hợp nguyên liệu mới 

Dreamwood cũng có điểm khác biệt là được làm từ 100% carbon tái tạo - một thú vui mới của các nhà hương trong quá trình tổng hợp bền vững của họ. Carbon, thành phần chính của các hợp chất tạo mùi thơm, theo truyền thống được lấy từ nhiên liệu hóa thạch. Quá trình này vốn gây ô nhiễm và không thể tái tạo, do đó hầu như không phù hợp với khái niệm phát triển bền vững. Tuy nhiên, ngành công nghiệp nước hoa đang làm việc với các nguyên liệu thô tự nhiên, có thể làm ra tất cả hoặc một số “synthon”, tức là các tác chất (building blocks) được sử dụng làm nền tảng để sản xuất nguyên liệu cuối cùng. 

“Khi chúng tôi đạt đến 80% carbon tái tạo trong một phân tử, đó là một kết quả thực sự tuyệt vời.” Cyril Gallardo, giám đốc nguyên liệu tại Mane.

Nhiều công ty đã đạt được những bước tiến lớn theo hướng này trong những năm gần đây: 

• Takasago của Nhật Bản là một trong những nhà hương đi tiên phong. Những nghiên cứu của họ về dầu thông đã mang đến một danh mục đa dạng các thành phần tổng hợp từ cacbon có trong dầu. Đặc biệt là L-citronellol và L-cis-rose oxide, những nốt hương giống hoa hồng được sử dụng rộng rãi trong các loại nước hoa đắt tiền. Ngay từ năm 2014, Takasago là người đầu tiên chỉ ra tỷ lệ carbon tái tạo trong tất cả các nguyên liệu thô của mình bằng chỉ số Biobased. 

• Givaudan: Vào năm 2019, Givaudan đã triển khai chương trình FiveCarbon Path để ứng dụng một số nguyên tắc hóa học xanh áp dụng cho cacbon và đặc biệt là kế hoạch ưu tiên sử dụng cacbon có nguồn gốc sinh học (thu được từ vật liệu hữu cơ và tái tạo) để tạo ra các nguyên liệu. Akigalawood của Givaudan, với sắc thái của hương gỗ nhẹ nhàng, thu được bằng cách sử dụng công nghệ sinh học từ một phần nhỏ của tinh chất hoắc hương không có mùi đặc trưng.

• Symrise : Lilybelle của Symrise, với hương thơm từ hoa linh lan, được sản xuất từ ​​limonene chiết xuất từ ​​chất thải của ngành công nghiệp nước trái cây.

Sử dụng quá trình lên men thay thế một số chất phản ứng hoá học

Công nghệ sinh học là một trong những đại diện phổ biến mà ngành công nghiệp nước hoa sử dụng để sản xuất các phân tử bền vững. Điều này liên quan đến việc sử dụng các đặc tính của vi sinh vật (enzym, vi khuẩn, v.v.), đôi khi là biến đổi gen, để biến đổi một nguyên liệu thô tự nhiên thành một hoặc nhiều hợp chất có mùi bằng quá trình lên men. Điều này có thể giúp thay thế một phần các chất phản ứng hoá học, hoặc thậm chí tất cả chúng. Trong trường hợp này, phân tử tạo thành sau đó được IFRA coi là tự nhiên. Quá trình này đã dẫn đến sự phát triển các nguyên liệu mới như Clearwood của Firmenich vào năm 2014 để thay thế dầu hoắc hương, Biomuguet của Takasago, và các lacton khác nhau của Mane. 

(Nguồn: Firmenich)

“Công nghệ sinh học rất tương thích với hóa học bền vững. Chúng sử dụng vật liệu tái tạo, tiêu thụ ít năng lượng, rất hiệu quả, tạo ra ít hoặc không có chất thải, và chúng hoàn toàn an toàn cho nhân viên kỹ thuật và môi trường.” Sylvain Antoniotti

Có rất nhiều lợi ích ấn tượng, nhưng chúng đóng vai trò quan trọng như thế nào trong bảng thành phần của các nhà điều chế nước hoa? Mặc dù chúng ta đã nghe rất nhiều về những phân tử “xanh” này, mà sự phát triển của chúng chắc chắn đang diễn ra mạnh mẽ, nhưng chúng vẫn chỉ chiếm số ít so với những phân tử có nguồn gốc từ hóa chất tổng hợp. Ví dụ, tỷ lệ này là vài chục trên 2.000 nguyên liệu của công ty Mane. Tuy nhiên, Xavier Fernandez, giáo sư tại Viện Hóa học Nice và là giám đốc chương trình thạc sĩ hóa học Foqual (công thức, phân tích, chất lượng) tại Đại học Côte d'Azur nhận xét rằng “Đây là mong muốn thực sự của các công ty để chuyển hướng sang tổng hợp bền vững. Trong một vài năm tới, các sản phẩm của họ có thể sẽ được đánh giá về môi trường, giống như Nutri-Score (thang đo dinh dưỡng, in trên bao bì thực  phẩm), và họ biết rằng họ sẽ phải sẵn sàng. Ngoài những lợi ích về mặt sinh thái, cách tiếp cận này còn tốt cho hình ảnh của họ và sẽ sớm thu được lợi nhuận tài chính, khi điều này chưa thực sự phổ biến”.

Xạ hương và Dung môi : những chất được nghiên cứu thay thế trong thời gian tới

Đúng là sự tổng hợp bền vững hiện đang tạo ra các nguyên liệu có giá thành trung bình đắt hơn nhiều so với các nguyên liệu tương đương được sản xuất theo phương pháp tổng  hợp hóa học. Cyril Gallardo giải thích: “Nó thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào sản lượng, số lượng công đoạn sản xuất, nhu cầu tinh chế hoặc không, v.v.”. Trong trường hợp của Vinyl Guaiacol, với hương vị rượu whisky và đinh hương, phân tử thu được bằng công nghệ sinh học ít tốn kém hơn so với phân tử được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp thông thường, do đó nó đang được sử dụng thay thế trong tất cả các công thức. Nhưng một số thành phần có thể đắt hơn đến mười lần. Giám đốc nguyên liệu cho biết: “Rất ít khách hàng của chúng tôi sẵn sàng làm theo, trừ khi họ cho rằng sự tự nhiên là thực sự cần thiết”. Nhưng sự chênh lệch giá này có thể sớm được giảm bớt hoặc thậm chí là không đáng kể. Sylvain Antoniotti dự đoán: “Tiến bộ kỹ thuật và sự khan hiếm dầu ngày càng tăng sẽ làm cho các quy trình bền vững ngày càng mang lại lợi nhuận cao hơn và các nhà sản xuất nước hoa sẽ “tự nhiên” hướng tới các sản phẩm 100% dựa trên công nghệ sinh học”.

Tuy nhiên, Cyril Gallardo cũng cho biết thêm “Ngày nay, chúng ta có thể thu được tất cả các phân tử thông qua công nghệ sinh học hoặc từ carbon tái tạo. Nhưng đôi khi tổng hợp hóa dầu vẫn là hiệu quả nhất nếu nó chỉ bao gồm một bước. Việc thay thế nó bằng một quy trình tự nhiên đòi hỏi hàng chục bước sẽ không phù hợp với môi trường. Những phương pháp khác nhau này vẫn sẽ tiếp tục tồn tại.” Nghiên cứu do các nhà hương thực hiện đang tập trung vào xạ hương và dung môi tái tạo 100%. Nếu họ có thể thay thế các dung môi cổ điển - chẳng hạn như DPG dipropylene glycol, thường có nguồn gốc hóa dầu - được sử dụng rộng rãi để pha loãng nguyên liệu thô và các công thức, họ có thể góp phần thay đổi đáng kể dấu ấn môi trường của các hương thơm đậm đặc. Cyril Gallardo dự đoán: “Với hàm lượng mà các dung môi chiếm trong các công thức, những công thức này sẽ sớm bao gồm hơn 50% các nguyên liệu bền vững, một khi chúng được phát triển”.

Cách tiếp cận mới này đối với hóa học, mặc dù vẫn chưa phổ biến rộng rãi, nhưng sẽ có cơ sở trong những năm tới, điều này sẽ dần dần xóa bỏ ranh giới lâu đời giữa tự nhiên và tổng hợp.

Bài viết được team Olfactozoom lược dịch, bổ sung và chỉnh sửa thông tin từ Bynez: 

*Vui lòng đọc kỹ yêu cầu về Copyright - Bản quyền trước khi sao chép hoặc trích dẫn nội dung và hình ảnh của blog Olfactozoom.

Đọc thêm: 

Nguyên liệu thơm mới: Một chặng đường khó khăn dài từ phòng nghiên cứu đến chai nước hoa thành phẩm

Các công nghệ mới nhất trong ngành hương