3.3 在化妝品中的應(yīng)用

歐盟(EU)化妝品條例將化妝品定義為“用于人體外部部分(表皮、毛發(fā)系統(tǒng)、指甲、嘴唇和外部生殖器官)、牙齒和口腔粘膜的任何物質(zhì)或混合物，以清潔它們、給它們?cè)鱿恪⒏淖兯鼈兊耐庥^和/或糾正它們的氣味和/或保護(hù)它們或使它們保持良好狀態(tài)”[187]。在過去的幾年里，美容和個(gè)人護(hù)理行業(yè)已成為一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的國際業(yè)務(wù)，在巴西、中國、印度、印度尼西亞和阿根廷等新興市場有顯著的增長價(jià)值[188,189]。總的來說，人們對(duì)天然化妝品配方的興趣日益增加，從而產(chǎn)生了對(duì)新產(chǎn)品的需求，這些新產(chǎn)品通過使用植物和生物活性成分，包括香料和芳香劑，重新配制，以促進(jìn)健康、美容和福祉。在這樣一個(gè)競爭激烈且要求很高的行業(yè)取得成功的另一個(gè)目標(biāo)是使用新興技術(shù)，如微膠囊化技術(shù)，能夠?yàn)榛瘖y品帶來創(chuàng)新、功能特性，從而增加產(chǎn)品的附加值[190]。特別是，微膠囊技術(shù)已被提出用于提高穩(wěn)定性、防止降解以及指導(dǎo)和控制活性成分的釋放[191,192]。

廣泛的化妝品(香水)和個(gè)人護(hù)理(洗手和沐浴露、牙膏等)產(chǎn)品[192]都需要加香。香料是一種帶有氣味的小型揮發(fā)性物質(zhì)，其揮發(fā)性是感官反應(yīng)的基礎(chǔ)，盡管在儲(chǔ)存過程中往往會(huì)造成不必要的損失，限制了它們作為添加劑在各種產(chǎn)品中的使用[193]。不同的物質(zhì)經(jīng)常被用來取代天然香料，因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)和物理穩(wěn)定性差。例如，在這些化合物中，有用于香水、除臭劑和清潔劑的合成硝基和多環(huán)麝香，它們有毒且不可生物降解，會(huì)在環(huán)境、水生生物中積累[194]，也會(huì)在人乳中積累[194]。從毒理學(xué)的角度來看，天然香料是一種較好的選擇，微膠囊化是一種有效的策略，可以克服與其遞送相關(guān)的所有問題。微膠囊化可以提高高揮發(fā)性香料的貨架期和使用時(shí)間，并逐步釋放包埋的功能成分。此外，包埋技術(shù)對(duì)不同的氣味屬性和消費(fèi)者的感知有很大的影響，如溫濕度對(duì)氣味的影響，和諧和持久的氣味在使用過程中，這些都是化妝品的基本關(guān)注點(diǎn)。另一方面，有效的納米或微膠囊的配方需要考慮不同的問題，如揮發(fā)性化合物的兩親性，以及獲得具有精確可控的殼厚和殼材料的單分散微膠囊的必要性和難度。新的制備技術(shù)已經(jīng)被測試，以獲得精確可調(diào)的尺寸，高效的包埋和適當(dāng)?shù)耐鈿ば阅埽缃宦?lián)密度，極性和厚度，以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的香氣[21]保留。另一種策略是使用化學(xué)功能化生物可降解聚合物載體，與傳統(tǒng)載體材料相比，該載體具有更強(qiáng)的性能，而且在與人體接觸時(shí)不反應(yīng)，并通過正常代謝途徑代謝和從人體中移除[33,195]。化妝品中最常用的外殼材料是多糖(食品膠、淀粉、纖維素、CD和殼聚糖)[196,197];蛋白質(zhì)(明膠、酪蛋白和大豆蛋白)[198];脂類(蠟、石蠟和油)[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]。無機(jī)材料(硅酸鹽、粘土和聚磷酸鹽)也可以使用[201]。

不同的例子可以在開發(fā)用于化妝品應(yīng)用的芳香封裝系統(tǒng)的文獻(xiàn)中找到。Sansukcharearnpon等人用溶劑置換法和乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素和聚乙烯醇的不同聚合物共混物作為聚合物載體包埋了六種香料:樟腦、香茅醛、桉油醇、檸檬烯、薄荷醇和4-叔丁基環(huán)己酯乙酸酯。該工藝在香精:聚合物重量比為1:1時(shí)，香精裝載量為40%，包埋效率為80%[202]。最近的一個(gè)例子是卡菲爾青檸油的封裝，這是從卡菲爾青檸葉中提取的精油。眾所周知，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、抗氧化應(yīng)激和抗菌性能，使其成為一種用于食品、香水和化妝品行業(yè)的香料。通過凝聚過程獲得了納米膠囊。制備了表面形貌不均勻、平均尺寸為457.87 nm、包埋率為79.07%的納米膠囊[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))為聚合物外殼，以PLGA為核心材料包埋百合香精(LF-NPs)，采用自組裝技術(shù)制備了新型生物相容性納米膠囊(平均直徑100 nm)。百合香精的包埋率約為21.9%，且具有緩釋作用[204]。另一個(gè)例子是玫瑰香精的包埋，廣泛應(yīng)用于紡織和化妝品工業(yè)，其特點(diǎn)是這種成分中存在多種揮發(fā)性化合物。通過陰離子聚合獲得的聚氰基丙烯酸丁酯(PBCA)納米膠囊被成功用于包埋這種香味(包封率為65.83%)，其緩釋性能與納米膠囊的大小成反比[205]。同樣的技術(shù)也被用于在殼聚糖納米顆粒中包埋晚香玉香精，其特點(diǎn)是具有控釋和抗菌性能[206]。以海藻酸鈉和十四烷基二甲溴化銨為外殼材料，采用復(fù)合凝聚-乳液聚合技術(shù)制備了蘋果香精微膠囊。微膠囊具有核殼結(jié)構(gòu)，直徑為20 ~ 50 m的球狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)化配方后，微膠囊的熱穩(wěn)定性可達(dá)110℃，100 h后香氣釋放率為10.8%。壓破微膠囊后香氣釋放顯著增加，在化妝品中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[207]。采用殼聚糖與油酸異凝聚法制備了含山茶油的微膠囊。將油酸溶于山茶油和殼聚糖連續(xù)水相中制備。所制備的核殼微膠囊作為頭發(fā)的修整材料進(jìn)行了試驗(yàn)。它們的平均直徑在1.5 ~ 4.5 m之間，附著在人的頭發(fā)表面，干燥前后都很穩(wěn)定[208]。以玉米醇溶蛋白和角蛋白為基礎(chǔ)，開發(fā)了一種用于頭發(fā)芳香釋放的微膠囊系統(tǒng)。芳樟醇和薄荷醇被用作模型香精。制備玉米醇溶蛋白/角蛋白微膠囊的方法有兩種:首先形成玉米醇溶蛋白納米粒子，然后通過靜電相互作用將角蛋白沉積在表面，然后將玉米醇溶蛋白與角蛋白共沉淀形成微膠囊。將微膠囊涂在頭發(fā)上，形成一層薄膜，從中釋放出香味，從而提高頭發(fā)的水合程度和機(jī)械性能[209]。

精油和揮發(fā)性化合物也可以封裝在CDs中，以提高其水溶性;在加工和儲(chǔ)存過程中避免氧、光或熱引起的降解和損失，并穩(wěn)定它們，防止不必要的變化。此外，使用CD-風(fēng)味包合物可以使用非常少量的風(fēng)味劑[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。這兩種異構(gòu)體的水溶性低、揮發(fā)性高、熱穩(wěn)定性差，限制了它們的應(yīng)用。由于這些原因，CD被用來與α-CD, β-CD和HP-β-CD形成1:1的化學(xué)計(jì)量包合物。結(jié)果表明，1-PE和2-PE均可與β-CD形成固相包合物，并顯著提高其穩(wěn)定性，表明β-CD是一種適宜的輔料，不僅可提高穩(wěn)定性，而且可實(shí)現(xiàn)1-PE和2-PE的可控釋放。因此，β-CD絡(luò)合技術(shù)在擴(kuò)大1-PE和2-PE的應(yīng)用方面可能是一種有前途的方法[211]。

3.4 在紙及其制品中的應(yīng)用

香精和香料包埋的另一個(gè)應(yīng)用是芳香紙或香味紙的設(shè)計(jì)。芳香紙的目的是根據(jù)芳香療法的原則，提供宜人的周圍氣氛。在這方面，研究的重點(diǎn)是墻紙的開發(fā)，旨在提供舒適的感覺，增強(qiáng)心理和身體健康[212,213]。香味紙，通常是包裝或書寫紙，添加香水或香味的目的是為了促進(jìn)購買或營銷吸引力。這些紙可以通過在加工過程中直接將含有香味的納米/微球添加到紙漿中來制備，或者，也可以在進(jìn)一步的生產(chǎn)步驟中將封裝材料吸附到紙表面。此外，包埋的芳香劑化合物可以在分散到涂層清漆或油墨后應(yīng)用在紙上。

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)制備薰衣草油微膠囊，并吸附在紙張表面。微膠囊在紙張表面分布均勻，無降解現(xiàn)象。紙張的顏色和光澤性能也保持符合標(biāo)準(zhǔn)[214]。在另一項(xiàng)研究中，使用明膠/阿拉伯膠作為外殼材料，用凝聚法包埋薰衣草精油。所獲得的微膠囊以選定的微膠囊與涂層的比例分散到紫外線固化的涂層中。從控制和保護(hù)包埋薰衣草精油主要揮發(fā)性成分的角度對(duì)涂層進(jìn)行了表征。值得注意的是，包裝材料的存在不會(huì)干擾通常用于生產(chǎn)芳香禮品包裝紙的標(biāo)準(zhǔn)絲網(wǎng)印刷過程[215]。

最近，帶有抗菌效果的納微膠囊香精被應(yīng)用在紙上。具體來說，香蘭素被包埋在殼聚糖/聚乳酸-乙醇酸(PLGA)納米膠囊中，制備具有額外抗菌作用的芳香墻紙。由于殼聚糖的存在，納米球?qū)Ω锾m氏陽性和革蘭氏陰性均表現(xiàn)出抗菌作用，并增強(qiáng)了壁紙的附著力[216]。在另一項(xiàng)研究中，包埋的精油具有抗菌等作用。香茅精油被包埋在微膠囊中，用明膠/羧甲基纖維素或明膠/阿拉伯膠的混合物作為涂層材料，或通過三聚氰胺-甲醛與聚丙烯酸改性劑的原位聚合獲得微膠囊。這些納米膠囊被用于制備用于紙張或硬紙板二次包裝的功能性涂料。兩種微膠囊化方法均為單核微膠囊，但存在一些差異。凝聚形成的微膠囊具有更強(qiáng)的滲透性，能夠穩(wěn)定地釋放精油，而原位聚合形成的微膠囊則不透水，顯示出精油的高滯留率，只有在施加機(jī)械壓力后才會(huì)釋放。釋放出的蒸汽高效地抑制了被測微生物的生長，使這種制造成為第一個(gè)用于抗菌紙的壓力激活涂層的專利被授權(quán)[217]。

表4總結(jié)了最近的研究報(bào)告的微膠囊化和納米膠囊化香精和香料在紙及其制品中的應(yīng)用。

表4  最近的研究報(bào)道了芳香和香精的微/納米封裝在紙上的應(yīng)用

4. 結(jié)論

香精和香料是非常重要的化合物，廣泛應(yīng)用于不同的產(chǎn)品中，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高消費(fèi)者的滿意度。包埋保護(hù)它們免受蒸發(fā)和化學(xué)降解，從而控制釋放和允許更簡單的處理加工。這一策略已使不同的技術(shù)應(yīng)用，這使得在紡織、食品、化妝品和造紙工業(yè)中的香料使用成為可能。雖然這一領(lǐng)域的研究仍在進(jìn)行中，但在近幾年發(fā)表的實(shí)驗(yàn)研究中，核殼聚合物納米顆粒的包封以及揮發(fā)性化合物與CDs之間形成分子包合物是使用最多的技術(shù)。這兩種技術(shù)的結(jié)果是在包埋的風(fēng)味劑，香氣化合物和精油之間形成了一種穩(wěn)定的形式，適合不同的應(yīng)用。具體來說，通過電動(dòng)力學(xué)方法將這些化合物或其分子包合物包埋在微或納米纖維/膠囊中已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展。在核殼包埋的香精和香料找到相關(guān)用途的所有技術(shù)領(lǐng)域中，紡織和食品包裝工業(yè)是研究最多的，盡管其他應(yīng)用，如造紙或涂料也有所涉及，也可以從這些微或納米系統(tǒng)的潛在發(fā)展中受益。

作者簡介：意大利卡梅里諾大學(xué)藥學(xué)院博士生，主要研究方向?yàn)榉枷慊衔锏乃幚韺W(xué)評(píng)價(jià)。