香精在聚合胶囊和环糊精包合物中的包埋:最新进展(下)

3.3 在化妆品中的应用

欧盟(EU)化妆品条例将化妆品定义为“用于人体外部部分(表皮、毛发系统、指甲、嘴唇和外部生殖器官)、牙齿和口腔粘膜的任何物质或混合物，以清洁它们、给它们增香、改变它们的外观和/或纠正它们的气味和/或保护它们或使它们保持良好状态”[187]。在过去的几年里，美容和个人护理行业已成为一个价值数十亿美元的国际业务，在巴西、中国、印度、印度尼西亚和阿根廷等新兴市场有显著的增长价值[188,189]。总的来说，人们对天然化妆品配方的兴趣日益增加，从而产生了对新产品的需求，这些新产品通过使用植物和生物活性成分，包括香料和芳香剂，重新配制，以促进健康、美容和福祉。在这样一个竞争激烈且要求很高的行业取得成功的另一个目标是使用新兴技术，如微胶囊化技术，能够为化妆品带来创新、功能特性，从而增加产品的附加值[190]。特别是，微胶囊技术已被提出用于提高稳定性、防止降解以及指导和控制活性成分的释放[191,192]。

广泛的化妆品(香水)和个人护理(洗手和沐浴露、牙膏等)产品[192]都需要加香。香料是一种带有气味的小型挥发性物质，其挥发性是感官反应的基础，尽管在储存过程中往往会造成不必要的损失，限制了它们作为添加剂在各种产品中的使用[193]。不同的物质经常被用来取代天然香料，因为它们的化学和物理稳定性差。例如，在这些化合物中，有用于香水、除臭剂和清洁剂的合成硝基和多环麝香，它们有毒且不可生物降解，会在环境、水生生物中积累[194]，也会在人乳中积累[194]。从毒理学的角度来看，天然香料是一种较好的选择，微胶囊化是一种有效的策略，可以克服与其递送相关的所有问题。微胶囊化可以提高高挥发性香料的货架期和使用时间，并逐步释放包埋的功能成分。此外，包埋技术对不同的气味属性和消费者的感知有很大的影响，如温湿度对气味的影响，和谐和持久的气味在使用过程中，这些都是化妆品的基本关注点。另一方面，有效的纳米或微胶囊的配方需要考虑不同的问题，如挥发性化合物的两亲性，以及获得具有精确可控的壳厚和壳材料的单分散微胶囊的必要性和难度。新的制备技术已经被测试，以获得精确可调的尺寸，高效的包埋和适当的外壳性能，如交联密度，极性和厚度，以实现增强的香气[21]保留。另一种策略是使用化学功能化生物可降解聚合物载体，与传统载体材料相比，该载体具有更强的性能，而且在与人体接触时不反应，并通过正常代谢途径代谢和从人体中移除[33,195]。化妆品中最常用的外壳材料是多糖(食品胶、淀粉、纤维素、CD和壳聚糖)[196,197];蛋白质(明胶、酪蛋白和大豆蛋白)[198];脂类(蜡、石蜡和油)[198,199]和合成聚合物(丙烯酸聚合物、聚乙烯醇和聚(乙烯基吡咯烷酮))[15,200]。无机材料(硅酸盐、粘土和聚磷酸盐)也可以使用[201]。

不同的例子可以在开发用于化妆品应用的芳香封装系统的文献中找到。Sansukcharearnpon等人用溶剂置换法和乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇的不同聚合物共混物作为聚合物载体包埋了六种香料:樟脑、香茅醛、桉油醇、柠檬烯、薄荷醇和4-叔丁基环己酯乙酸酯。该工艺在香精:聚合物重量比为1:1时，香精装载量为40%，包埋效率为80%[202]。最近的一个例子是卡菲尔青柠油的封装，这是从卡菲尔青柠叶中提取的精油。众所周知，它具有一些重要的生物活性，如抗氧化、抗白血病、抗咳、抗出血、抗氧化应激和抗菌性能，使其成为一种用于食品、香水和化妆品行业的香料。通过凝聚过程获得了纳米胶囊。制备了表面形貌不均匀、平均尺寸为457.87 nm、包埋率为79.07%的纳米胶囊[203]。以大豆卵磷脂和1,2-二硬脂酰-辛-甘油-3-磷酸乙醇胺- n-(聚乙二醇)-2000 (DSPE-PEG(2000))为聚合物外壳，以PLGA为核心材料包埋百合香精(LF-NPs)，采用自组装技术制备了新型生物相容性纳米胶囊(平均直径100 nm)。百合香精的包埋率约为21.9%，且具有缓释作用[204]。另一个例子是玫瑰香精的包埋，广泛应用于纺织和化妆品工业，其特点是这种成分中存在多种挥发性化合物。通过阴离子聚合获得的聚氰基丙烯酸丁酯(PBCA)纳米胶囊被成功用于包埋这种香味(包封率为65.83%)，其缓释性能与纳米胶囊的大小成反比[205]。同样的技术也被用于在壳聚糖纳米颗粒中包埋晚香玉香精，其特点是具有控释和抗菌性能[206]。以海藻酸钠和十四烷基二甲溴化铵为外壳材料，采用复合凝聚-乳液聚合技术制备了苹果香精微胶囊。微胶囊具有核壳结构，直径为20 ~ 50 m的球状结构。优化配方后，微胶囊的热稳定性可达110℃，100 h后香气释放率为10.8%。压破微胶囊后香气释放显著增加，在化妆品中具有潜在的应用价值[207]。采用壳聚糖与油酸异凝聚法制备了含山茶油的微胶囊。将油酸溶于山茶油和壳聚糖连续水相中制备。所制备的核壳微胶囊作为头发的修整材料进行了试验。它们的平均直径在1.5 ~ 4.5 m之间，附着在人的头发表面，干燥前后都很稳定[208]。以玉米醇溶蛋白和角蛋白为基础，开发了一种用于头发芳香释放的微胶囊系统。芳樟醇和薄荷醇被用作模型香精。制备玉米醇溶蛋白/角蛋白微胶囊的方法有两种:首先形成玉米醇溶蛋白纳米粒子，然后通过静电相互作用将角蛋白沉积在表面，然后将玉米醇溶蛋白与角蛋白共沉淀形成微胶囊。将微胶囊涂在头发上，形成一层薄膜，从中释放出香味，从而提高头发的水合程度和机械性能[209]。

精油和挥发性化合物也可以封装在CDs中，以提高其水溶性;在加工和储存过程中避免氧、光或热引起的降解和损失，并稳定它们，防止不必要的变化。此外，使用CD-风味包合物可以使用非常少量的风味剂[210]。1-苯乙醇(1-PE)和2-苯乙醇(2-PE)是具有玫瑰香味的重要芳香醇，是玫瑰花香的主要成分。这两种异构体的水溶性低、挥发性高、热稳定性差，限制了它们的应用。由于这些原因，CD被用来与α-CD, β-CD和HP-β-CD形成1:1的化学计量包合物。结果表明，1-PE和2-PE均可与β-CD形成固相包合物，并显著提高其稳定性，表明β-CD是一种适宜的辅料，不仅可提高稳定性，而且可实现1-PE和2-PE的可控释放。因此，β-CD络合技术在扩大1-PE和2-PE的应用方面可能是一种有前途的方法[211]。

3.4 在纸及其制品中的应用

香精和香料包埋的另一个应用是芳香纸或香味纸的设计。芳香纸的目的是根据芳香疗法的原则，提供宜人的周围气氛。在这方面，研究的重点是墙纸的开发，旨在提供舒适的感觉，增强心理和身体健康[212,213]。香味纸，通常是包装或书写纸，添加香水或香味的目的是为了促进购买或营销吸引力。这些纸可以通过在加工过程中直接将含有香味的纳米/微球添加到纸浆中来制备，或者，也可以在进一步的生产步骤中将封装材料吸附到纸表面。此外，包埋的芳香剂化合物可以在分散到涂层清漆或油墨后应用在纸上。

采用ABA型三嵌段共聚物(聚乙烯氧化物-聚丙烯乙二醇-聚乙烯氧化物，PEO-b-PPG-b-PEO)制备薰衣草油微胶囊，并吸附在纸张表面。微胶囊在纸张表面分布均匀，无降解现象。纸张的颜色和光泽性能也保持符合标准[214]。在另一项研究中，使用明胶/阿拉伯胶作为外壳材料，用凝聚法包埋薰衣草精油。所获得的微胶囊以选定的微胶囊与涂层的比例分散到紫外线固化的涂层中。从控制和保护包埋薰衣草精油主要挥发性成分的角度对涂层进行了表征。值得注意的是，包装材料的存在不会干扰通常用于生产芳香礼品包装纸的标准丝网印刷过程[215]。

最近，带有抗菌效果的纳微胶囊香精被应用在纸上。具体来说，香兰素被包埋在壳聚糖/聚乳酸-乙醇酸(PLGA)纳米胶囊中，制备具有额外抗菌作用的芳香墙纸。由于壳聚糖的存在，纳米球对革兰氏阳性和革兰氏阴性均表现出抗菌作用，并增强了壁纸的附着力[216]。在另一项研究中，包埋的精油具有抗菌等作用。香茅精油被包埋在微胶囊中，用明胶/羧甲基纤维素或明胶/阿拉伯胶的混合物作为涂层材料，或通过三聚氰胺-甲醛与聚丙烯酸改性剂的原位聚合获得微胶囊。这些纳米胶囊被用于制备用于纸张或硬纸板二次包装的功能性涂料。两种微胶囊化方法均为单核微胶囊，但存在一些差异。凝聚形成的微胶囊具有更强的渗透性，能够稳定地释放精油，而原位聚合形成的微胶囊则不透水，显示出精油的高滞留率，只有在施加机械压力后才会释放。释放出的蒸汽高效地抑制了被测微生物的生长，使这种制造成为第一个用于抗菌纸的压力激活涂层的专利被授权[217]。

表4总结了最近的研究报告的微胶囊化和纳米胶囊化香精和香料在纸及其制品中的应用。

表4  最近的研究报道了芳香和香精的微/纳米封装在纸上的应用

4. 结论

香精和香料是非常重要的化合物，广泛应用于不同的产品中，以提高产品的质量和提高消费者的满意度。包埋保护它们免受蒸发和化学降解，从而控制释放和允许更简单的处理加工。这一策略已使不同的技术应用，这使得在纺织、食品、化妆品和造纸工业中的香料使用成为可能。虽然这一领域的研究仍在进行中，但在近几年发表的实验研究中，核壳聚合物纳米颗粒的包封以及挥发性化合物与CDs之间形成分子包合物是使用最多的技术。这两种技术的结果是在包埋的风味剂，香气化合物和精油之间形成了一种稳定的形式，适合不同的应用。具体来说，通过电动力学方法将这些化合物或其分子包合物包埋在微或纳米纤维/胶囊中已经取得了显著的进展。在核壳包埋的香精和香料找到相关用途的所有技术领域中，纺织和食品包装工业是研究最多的，尽管其他应用，如造纸或涂料也有所涉及，也可以从这些微或纳米系统的潜在发展中受益。

作者简介：意大利卡梅里诺大学药学院博士生，主要研究方向为芳香化合物的药理学评价。