论文部分内容阅读
香精因其令人愉悦的特殊气味而被广泛应用于食品、纺织、化妆品等多个领域,然而在实际应用中,香精存在易挥发、易氧化聚合、受环境因素影响不稳定等缺点,因此为了保持香精的稳定性和延长香味的释放时间,需要对其进行封装。香精微胶囊化成为当今研究的热点,虽然关于香精微胶囊的研究已有很多报道,但其只具有单一的释香功能,而以天然高分子材料为基础,制备多功能、生物可降解的香精亚微胶囊的研究未见报道。目前生物可降解的纳米粒子,特别是多糖胶体纳米粒子已经作为Pickering乳化剂应用于食品和化妆品等领域。与传统表面活性剂相比,颗粒乳化剂稳定的Pickering乳液具有优异的稳定性,既可减少乳化剂的用量,降低成本;也可避免表面活性剂带来的刺激性、溶血性和细胞毒性等不利影响。海藻酸钠(Na-Alg)是一种天然多糖,具有无毒环保、生物相容性好的特点,本研究以海藻酸钠疏水改性的衍生物为原料制备香精亚微胶囊功能材料,选取其作为乳化剂稳定液体石蜡/水体系,考察体系的胶囊浓度、油相体积分数、NaCl浓度、pH等因素对Pickering乳液内部结构的影响,并通过流变学的方法进行表征;系统研究了化妆品乳剂中使用香精亚微胶囊对产品稳定性和留香效果的影响。具体研究与结论如下:(1)以Na-Alg、正辛胺为原料,1-乙基-3-[3-(二甲基胺基)丙基]-碳化二亚胺盐酸盐(EDC-HCl)为偶联剂,酰胺化反应合成了两亲性的海藻酸酰辛胺(C8NSA),通过红外光谱、表面张力测试及元素分析证明Na-Alg被成功改性,并根据N元素含量计算出C8NSA的取代度为20.7%。采用乳化-凝胶技术,以改性的C8NSA为壁材,香精为芯材,CaHPO4为交联剂,制备香精亚微胶囊功能材料。探讨C8NSA浓度、香精用量、CaHPO4浓度、反应时间,以及制备过程中搅拌速率和均质时间对香精亚微胶囊粒径大小分布的影响,并优化制备工艺条件。使用动态光散射、透射电镜、红外光谱、紫外可见吸收光谱、热重等手段对香精亚微胶囊的结构与性能进行分析表征,结果表明,香精被成功包裹在胶囊中,香精亚微胶囊呈类球形且分布均匀,平均粒径为210nm,包封率和负载率分别为68.23%和21.36%,其能有效地保护芯材,增强香精的热稳定性并减缓香精的挥发速率;接触角测试证明香精亚微胶囊功能材料具有两亲性。(2)使用香精亚微胶囊稳定液体石蜡/水Pickering乳液体系,探究胶囊浓度、油相体积分数、NaCl浓度、pH等基本制备参数对乳液体系的影响。通过光学显微镜、激光粒度仪分析测定乳液微观结构和尺寸。研究发现:当胶囊浓度达到0.8 wt%时,乳液能够稳定,继续增加胶囊浓度,乳液粒径分布和稳定性并未有明显变化;当体系的油相体积分数增加到0.5以上时,乳液的粒径会明显增大且稳定性下降。调节水相中NaCl浓度和pH也可改变乳液的稳定性,在0~50 mM的实验范围内增加NaCl浓度,能促使胶囊发生微絮凝,增强胶囊的疏水性,使得更多的胶囊在油水界面处吸附,从而提高乳液的稳定性;当pH值为6.5时,胶囊稳定的乳液粒径最小,分布最均匀。通过流变仪对不同条件下制备的乳液内部结构进一步探究,研究发现:乳液的流变性能受内部乳滴及胶囊作用的双重影响。增大胶囊浓度和油相体积分数会使得体系的粘度、模量增加,且当油相体积分数从0.2增加到0.3时,乳液的动态响应由粘流性响应转变为弹性响应;改变水相中NaCl浓度和pH都会导致胶囊间发生团聚,乳滴间相互作用增强,这些变化也会使得体系的粘度、模量增加。乳液的激光共聚焦显微证明香精亚微胶囊成功吸附到油水界面处,有效阻止了乳滴间的聚并,起到稳定乳液的作用。(3)将接枝率为20.7%的香精亚微胶囊作为粒子乳化剂应用到化妆品乳剂(膏霜、乳液)产品中。通过感官评价测试对产品进行分析,结果表明,乳剂产品的色泽、香气、外观、pH等感官理化指标均分别符合GB/T 29665-2013、GB/T 35914-2018标准的相关规定;耐寒、耐热及离心测试证明香精亚微胶囊与传统表面活性剂制备的化妆品乳剂稳定性相当。通过光学显微镜对耐寒耐热处理后的乳剂产品微观结构进行观察,发现含有香精亚微胶囊的乳剂经耐热、耐寒处理后粒径变化更小,产品的耐热、耐寒性能更优。多重光散射技术同样证明香精亚微胶囊能够赋予化妆品乳剂良好的稳定性,产品的不稳定性指数(TSI)均小于由传统表面活性剂制备得到的相应产品。香味感官评价测试证实,由于香精亚微胶囊优异的缓释性能,使用其作为乳化剂的产品留香时间更长、留香效果更好。