香精缓释技术在日用化学品中的应用研究

周 伟 刘 英

(纳爱斯浙江科技有限公司，浙江杭州，310051)

随着居民收入和消费水平的提高，消费者对于日用化学品的香气以及香气的持续性需求也越来越高。相比普通的日用化学品，香氛型日用化学品的香气在织物或身体上停留的时间更长，满足消费者日常使用需求的同时还拥有持续留有余香的效果，近年来成为深受消费者青睐的日用化学品之一。选定与消费者喜好相符的香精的重要性已经融入日用化学品的开发设计当中。除日用化学品本身的香气需符合消费者需求之外，日用化学品留香时间的长短也是消费者的关注点之一，正成为衡量一些日用化学品性能优劣的重要指标。

为了提高日用化学品的留香时间，一种简单的方法是提高香精的用量。单纯提高香精用量的弊端也是显而易见的，比如过度浓郁的香气常常引起消费者的反感和不适，而香气的持续性却没有获得预期效果。想要延长香精的留香时间，除了需要降低香精自身的挥发度外，还可以通过香精缓释技术人为地控制日用化学品中香气成分的释放过程[1-6]。

1 香精缓释技术

缓释技术是一种物质控制释放技术，通过特定措施减缓目标物在预期时间内的释放速度，使其在体系内维持一定的有效浓度[7]。缓释技术在医药领域应用比较广泛，近年来逐渐应用到日用化工领域，主要用于缓释香精。香精通过吸附、包裹作用负载在某种载体上，以达到提高香精的贮存稳定性、延长香精的留香时间的目的，香精缓释技术的主要负载形式有四种类型：吸附型、胶囊型、基质型以及混合型。

1.1 吸附型

吸附型主要是通过活性炭、多孔硅材料、环糊精、多孔淀粉等多孔材料吸附香精，从而达到留香效果。吸附型香精缓释技术，其工艺简单、成本低廉，但对香精的封闭性差，留香强度低、留香时间一般较短。

刘德荣等[8]以丙烯酸和丙烯酸酯类进行共聚，然后用环氧氯丙烷同时进行共聚分子间及共聚分子与纤维素之间的两种交联，在纤维素上形成单分子层交联丙烯酸酯的自膨润型吸油网格结构，并用具有这种网格结构的材料来吸附香精，以此延长香精在织物上的留香时间。研究结果表明，这种结构对油性香精具有非常好的留香作用，最长留香期为96天。张艳等[9]采用多孔淀粉吸附法制备了具有一定缓释性能的香精缓释制剂。其研究结果表明，吸附在多孔淀粉中的香精在初期表面阶段释放符合一级反应动力学，微孔阶段释放符合二级反应动力学。王颖等[10]研究了不同条件对活性炭颗粒吸附茉莉香精的影响，并测试了活性炭香精复合材料的缓释性能。结果表明，复合材料的香精释放行为以微孔内释放为主，符合二级动力学，具有良好的缓释性能和长久的留香效果[11]。

1.2 胶囊型

胶囊型是通过采用高分子不溶性壁材，用化学或物理手段进行包合封闭香精来提高留香效果的，依据胶囊尺寸大小可分为微胶囊、纳米胶囊。胶囊型缓释技术，其工艺复杂，留香强度可调节，且留香时间一般较长。

潘勇军等[12]通过界面聚合方法，在水包油体系中以聚氨酯为囊壁材料将香精包覆形成一种微胶囊，其制备的缓释型香精微胶囊的留香时间超过13 h。肖超鹏等[1]以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材，苯乙烯-马来酸酐共聚物为乳化剂，采用原位聚合法制备了一系列香精微胶囊。其研究结果表明，香精微胶囊的缓释性能随壁材用量的增加而增强，随着香精添加量和乳化转速的增加而减弱；当壁材质量16 g、芯材添加量60 g、乳化转速为14 000 r/min时，制备的香精微胶囊含香率高，留香期长。胡静等[13]通过原位聚合法制备了聚氰基丙烯酸正丁酯包覆玫瑰香精纳米胶囊，得到的纳米胶囊平均粒径为50～60 nm，其耐高温性高于普通玫瑰香精，具有良好的稳定性和缓释性。余林林等[14]采用界面聚合法，以聚脲为壁材包覆薰衣草香精，制备得到呈规则球形结构的薰衣草纳米胶囊。该纳米胶囊表面形貌光滑致密，具有明显的核壳结构，平均粒径为131.7 nm，具有良好的热稳定性和缓释性能。

1.3 基质型

基质型主要是采用高分子材料等作为基材，香精以溶解或分散的形式与基材结合在一起，通过水分、UV、pH、温度、电解质等因素将基质材料分解或磨蚀而释放香精达到留香效果的，包括留香珠及其他香精微粒。基质型香精缓释技术，其工艺适中，对香精的封闭性较好，留香强度可控，留香时间一般也较长。

何屹等[15]以聚乙二醇/硬脂酸复合体系为基质型缓释材料，以陈皮/薄荷复合香精为被缓释香精，研究了基质的常温锁香机制和香精缓释机制。其研究结果表明，香精加入基材后，基材对香精的释放存在明显的抑制作用。专利[16]CN 111604013 A公开了一种利用聚乙二醇长链烷基酰胺实现香精缓释的方法。其制备的香精固体微球可以直接作为香味剂使用或加入其他产品中，达到香精使用量更少，但香味更持久的效果。范茗等[6]使用脂肪醇复合海藻酸钠作为基质，通过制备脂肪醇乳液的方法负载油溶性香精，通过将乳液滴加到氯化钙溶液中形成凝胶球并浸泡壳聚糖溶液后干燥制备香精颗粒。这种香精颗粒能对温和的温度刺激做出响应，可以通过调整温度实现香气的快速释放。胡静等[17]用海藻酸钠和羟丙基-β-环糊精两种基材分别包覆桂花香精，制备出形态最佳，粒径大小为2.2 mm的香精微粒。通过不同基材的香精微粒复配实验，确定了洗涤剂用香精微粒的最优配比，实现了香精在织物上的长效留香。

1.4 混合型

混合型是随着技术手段的发展而出现的，可以弥补单一技术的不足，简化技术实现的工艺，进一步提高留香时间。

肖秀婵等[11]以淀粉和β-环糊精为原料制备了淀粉-β-环糊精复合微球，并对比了淀粉微球和淀粉-β-环糊精复合微球对茉莉花香精主要成分二氢芳樟醇的缓释效果。其研究结果表明，淀粉-β-环糊精复合微球吸附率明显大于淀粉微球，且淀粉-β-环糊精复合微球吸附香精分子的吸附率随微球加入质量的增加而增大。许东颖等[18]以魔芋葡甘聚糖、黄原胶共混多糖为载体，进一步复配β-环糊精得到复合干凝胶，以香兰素为模型香精，制备了装载香精的复合凝胶。其研究结果表明，在pH分别为5、7和9的缓冲液中，复配β-环糊精的复合凝胶中的香兰素12 h后累积释放率较空白复合凝胶低，复配β-环糊精的复合凝胶具有更好的缓释作用。崔雨琪等[19]以活性炭为吸附剂、聚乳酸为膜包覆材料，制备了聚乳酸–活性炭–异戊酸乙酯复合膜，利用聚乳酸膜包裹活性炭表面，帮助阻挡活性炭孔道中吸附的香精香料的挥发，有效减缓低沸点、高挥发性香料异戊酸乙酯的快速散失，解决了直接加异戊酸乙酯香气失效的问题。

2 香精缓释技术在日用化学品中应用

2.1 洗衣粉中应用

郭俊华[20]利用聚乙烯基吡咯烷酮、低取代羟丙基纤维素、纳子能活性强效洗涤助剂将液体香精通过吸附混合工艺配制后，研制出一种具有缓释性的粉末型乳化香精。这种香精在冷、热水中均可速溶，扩散性好，而且在不同的pH范围内乳化性能稳定。用于洗衣粉中，洗衣粉不仅具有良好的抗再沉积性和防串色效果，还极大提高香精的留香及缓释性，弥补了普通香精挥发快、留香时间短的缺憾。彭姣凤等[21]以聚乙二醇作为分散载体，采用熔融分散法制备了具有水速溶性、包载香精的纳米分散体胶囊，并将包载青苹果的纳米分散体胶囊添加到洗衣粉中。模拟实际应用结果表明，棉织毛巾用该洗衣粉洗涤后可显著延长留香时间。

2.2 洗衣液中应用

郭俊华[22]采用复凝聚法，先将液体香精制备成微乳化香精，再以明胶、阿拉伯胶为壁材进行凝聚反应，最后用多聚甲醛对微胶囊缩合固化制备出香精微胶囊。该微胶囊用性能优良的分散悬浮剂进行悬浮分散后形成香精微胶囊悬浮剂，并将香精微胶囊悬浮剂应用于洗衣液中对织物进行模拟洗涤。其研究结果表明，香精微胶囊悬浮剂的香精经聚合包覆包裹作用，抑制了香精的挥发性损耗，织物上的香气浓度下降速度比较迟缓，延长了留香时间，5.5 d后织物上还有微量香气。

2.3 柔顺剂中应用

李学静等[23]研究了香精在不同结构的层状液晶乳液中的缓释效应，讨论了层状液晶乳液的结构对香精从层状液晶向衣物柔顺剂中缓释的影响。其结果表明，球形层状液晶可用于柔顺剂中的香精缓释。

2.4 空气清新剂中应用

罗文莉等[24]以丁香、薄荷精油和陈皮浸膏为主要成分，利用微胶囊包合技术制备了一种空气清新剂，其留香时间为40 min，显著优于未用微胶囊技术生产的市售喷雾剂型空气清新剂的留香时间（25 min）。

2.4 洗发水中应用

牛丽娟等[25]以阳离子聚合物在洗发水中的絮胶和沉积技术为基础，对比研究了阳离子聚合物对不同香精的沉积效果和留香效果。其研究结果表明，阳离子瓜尔胶和丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵/丙酰胺共聚物可以形成独特的絮胶。该絮胶可以减缓香精分子的挥发效率，实现香精持久的留香效果，同时还能显著改善香波整体的调理表现。

3 留香性能评价方法

日用化学品的留香时间长短可以通过留香性能评价方法进行评价，主要的评价方法有：感官评价法、质量衰减法、仪器分析法。其中，感官评价法可以判断香气可保持的最长时间，质量衰减法可以精确表征香精成分的挥发规律，仪器分析法可以定量分析香精中特定成分的含量变化。

3.1 感官评价法

将日用化学品模拟实际应用条件将产品或其作用对象暴露于空气中，每隔一段时间由一定数量、事先经过闻香实验筛选过的人员，以嗅辨的方式来鉴别香精的留香强度，直至香味消失，然后以数学方法进行统计处理，最后可确定日用化学品在应用条件下的留香时间。

3.2 质量衰减法

将一定质量的日用化学品模拟实际应用条件暴露于满足一定温度、湿度条件的环境中，每隔一段时间监测其质量，直到质量恒定，可确定日用化学品在应用条件下的香气释放速率及留香时间。

3.3 仪器分析法

将一定量的日用化学品或一定数量、经过模拟实际应用条件处理的日用化学品作用对象，暴露于满足一定温度、湿度条件的密闭环境中，每隔一段时间捕集其散发出来的香精用气相色谱检测浓度或每隔一段时间以特定溶剂萃取产品或其作用中的香精用紫外分光光度计测吸光度，直至香精浓度恒定或为0，可确定日用化学品中特定香精成分在应用条件下的释放速率及留香时间。

4 展望

根据香精缓释技术的不同，将香精缓释体系分为四类：吸附型、胶囊型、基质型以及混合型。香精缓释技术具有提高香精稳定性、延长留香时间的优点，但应用于日用化学品中仍然有许多方面值得深入研究。比如，需要寻找更好的载体材料，使其与香精有较好的亲和力，同时与被作用对象也有较强的吸附力；需要优化香精微胶囊、香精微粒的制造工艺，降低香精微胶囊、香精微粒的生产成本，促进香精缓释技术在日用化学品中的普及。

目前，消费者对多功能产品的需求会不断增加，日用化学品不再是一种满足消费者单一功效需求的产品。随着新型香精缓释技术的开发以及对香气功效性研究的进一步发展，将会进一步开发出可以提供更强、更持久香气的技术和产品。