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薄荷醇，又叫薄荷腦，通常由薄荷或歐薄荷的莖葉經(jīng)過水蒸氣蒸餾提純得到，是一種無色針狀或粒狀結(jié)晶。薄荷醇是一種單環(huán)萜，有8種異構(gòu)體。它們的呈香性質(zhì)各不相同，左旋薄荷醇具有薄荷香氣，并有清涼的作用，消旋薄荷醇也有清涼作用。左旋薄荷醇和消旋薄荷醇大量用于香煙、化妝品、牙膏、口香糖、香水、飲料和糖果中作為添加劑和賦香劑。早在2000年前，薄荷就被用來制藥。左旋薄荷醇和消旋薄荷醇外用于皮膚或粘膜，有清涼止癢的作用；內(nèi)服可作為驅(qū)風(fēng)藥，用于頭痛及鼻、咽、喉炎等病癥。
薄荷醇是世界上用量最大的香料，年消耗量超過20000噸。2012年之前，中國是全球最大的薄荷種植國，種植區(qū)域主要集中在南黃海地區(qū)（從江蘇南通到連云港一帶的灘涂），以崇明島產(chǎn)出的品質(zhì)最好。資料顯示，2008年中國的薄荷油、薄荷醇產(chǎn)銷量和出口量約占國際市場的50%，國內(nèi)薄荷粗油總產(chǎn)量曾一度達到8000多噸，出口約占產(chǎn)量的6成左右。但是隨著國際市場上薄荷醇價格的低迷，薄荷在中國的種植面積大幅減少。印度取代中國成為世界主要薄荷種植國和薄荷醇出口國。
圖2 左旋薄荷醇晶體
目前薄荷醇天然產(chǎn)物已經(jīng)不能滿足其在食品、醫(yī)藥、香料等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，日本、德國等發(fā)達國家一直在進行薄荷醇的人工合成。其中日本的高砂和德之馨兩大香料企業(yè)合成薄荷醇的年產(chǎn)量已達4500噸。
圖3 薄荷醇的分子結(jié)構(gòu)
薄荷醇在室溫下可以升華，具有揮發(fā)性，有令人愉悅的薄荷香氣。在薄荷醇的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，其揮發(fā)性一直是一個惱人的問題。在制藥行業(yè)，薄荷醇在運輸和儲存期間揮發(fā)逸散，會破壞藥品品相；在煙草行業(yè)，薄荷香煙的貨架壽命短，留香能力差，燃吸時薄荷味釋放不均勻等問題。為此，國內(nèi)外開展了不少研究希望控制薄荷醇的揮發(fā)性。然而，在一個全新的領(lǐng)域-——文物保護領(lǐng)域，尤其是考古發(fā)掘現(xiàn)場出土文物的搶救性保護上，薄荷醇易升華的“缺點”卻是大有作為。
在考古發(fā)掘現(xiàn)場，考古工作者經(jīng)常會遇到一些非常脆弱的文物或遺跡，例如彩繪漆器的碎片、糟朽的木質(zhì)遺跡、易碎的化石、脆弱的墓葬壁畫等，如果不在發(fā)掘現(xiàn)場對這些文物進行第一時間的保護處理，并將之安全提取、搬遷，這些珍貴的遺跡、遺物將很難長久保存，其中所承載的寶貴歷史文化信息將不復(fù)存在，必將造成不可估量的損失。
圖4 湖北出土的魚化石
處理這類脆弱文物或者遺跡時需要對其進行及時地臨時固型，即對脆弱文物本體或支撐土體強度過低的脆弱文物先進行一定的預(yù)加固，待文物或支撐體具有一定強度后，再將其安全轉(zhuǎn)移到實驗室，之后再將預(yù)加固材料去除。臨時固型技術(shù)在考古發(fā)掘現(xiàn)場具有及時、有效、最大程度保存文物原貌的強大功能，并且在文物安全轉(zhuǎn)移后可以方便將臨時固型材料可逆去除，不妨礙下一步永久保護措施的實施，既保證了待提取文物的安全性又兼顧了整體穩(wěn)定性，是非常重要和高效的考古發(fā)掘現(xiàn)場文物保護措施。因此，要成功實施臨時固型技術(shù)，開發(fā)合適的臨時固型材料既是關(guān)鍵所在，也是重點所在。
考古發(fā)掘現(xiàn)場對臨時固型提取材料的要求是：固化后有一定的加固強度，可以將出土文物與周圍泥土整體封固；待文物安全轉(zhuǎn)移后可以方便地可控去除；具有可逆性；對文物無害、去除后無有害殘留。常用的臨時固型材料有石膏、聚氨酯泡沫、環(huán)十二烷等。相比前兩種材料，環(huán)十二烷是一種具有揮發(fā)性的有機小分子，具有獨特的臨時固型的優(yōu)越性。環(huán)十二烷熔融后具有一定的粘結(jié)力，能夠在一定時間內(nèi)將文物進行加固，待文物存放在適宜的保存環(huán)境中后，通過自然放置、加熱、通風(fēng)，可以加速其揮發(fā)，或者密封減緩其揮發(fā)，總之可以實現(xiàn)人為可控去除，并且是全可逆、零殘留。由于上述獨特的性質(zhì)，環(huán)十二烷進入文物保護領(lǐng)域后迅速得到了廣大考古工作者和文物保護工作者的青睞。目前，環(huán)十二烷已經(jīng)成為國際上使用最廣泛的考古現(xiàn)場出土文物臨時固型提取材料，被稱為“萬能保護材料”.
但是隨著環(huán)十二烷在國際上的流行，其安全問題逐漸引起了文物保護工作者的關(guān)注和擔(dān)憂。已證實環(huán)十二烷具有生物富集性，但還沒有可靠和權(quán)威的數(shù)據(jù)來源證明環(huán)十二烷對人體是無害的。因此，在使用環(huán)十二烷時，需要平衡它的優(yōu)點及其潛在的健康風(fēng)險，尤其是大規(guī)模使用時需要慎重。在國內(nèi)，環(huán)十二烷完全依賴進口，獲得渠道單一、成本高昂（1620元/500g，2016年TCI上海產(chǎn)品價格），因此尋找更安全、有效的環(huán)十二烷的代替品是非常必要的。
薄荷醇在室溫下可以升華，具有揮發(fā)性，是作為新型臨時固型材料的良好侯選者。薄荷醇由于應(yīng)用歷史悠久、廣泛，其毒理、毒性數(shù)據(jù)健全，并且薄荷醇產(chǎn)量巨大、價格低廉（150元/1kg，2016年廣州全奧產(chǎn)品價格）。相比環(huán)十二烷，薄荷醇在國內(nèi)非常易得，價格只有環(huán)十二烷的二十分之一，具有巨大的成本優(yōu)勢。薄荷醇在國內(nèi)這些得天獨厚的優(yōu)點成為吸引我們選擇薄荷醇作為新型考古發(fā)掘現(xiàn)場臨時固型材料的重要原因。
我們在實驗室進行了薄荷醇作為臨時固型材料的可行性研究，并與現(xiàn)在廣泛使用的環(huán)十二烷進行了對比試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)薄荷醇不僅具有和環(huán)十二烷相似的物理性質(zhì)，還具有更好的滲透深度和提取能力，并且揮發(fā)后沒有殘留，是環(huán)十二烷的良好代替者。
通過在秦始皇兵馬俑博物館一號坑發(fā)掘現(xiàn)場進行的現(xiàn)場試驗，使用薄荷醇搶救并保護了一批珍貴的陶質(zhì)彩繪文物，取得了良好的效果，得到合作單位的較高評價。該成果已經(jīng)發(fā)表在國際著名科技考古期刊上。是一處秦始皇兵馬俑博物館一號坑發(fā)掘現(xiàn)場出土的彩繪馬頭壓痕遺跡。陶質(zhì)的馬頭已經(jīng)提取，留下了色彩鮮艷、栩栩如生的馬頭彩繪“反面印跡”，由于遺跡周圍支撐的黃土極其脆弱，手觸即碎，需要及時對其進行加固、提取并轉(zhuǎn)移到實驗室進行后續(xù)保護。我們使用薄荷醇作為臨時固型材料，對該遺跡進行臨時加固。先使用紗布對壓痕遺跡進行整體包裹，然后刷涂熔融的薄荷醇，待薄荷醇固化后，將遺跡與地面的秦磚分離，將分離出的遺跡放置到存物柜中轉(zhuǎn)移至實驗室。
參考文獻
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